食品微生物學(xué)演示教學(xué)

食品微生物學(xué)主要參考書食品微生物學(xué)

楊潔彬主編中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版新編食品微生物學(xué)

張文治編著中國輕工業(yè)出版社微生物學(xué)

（武漢大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)）合編高教出版社工業(yè)微生物生理與遺傳育種學(xué)

陶文沂主編中國輕工業(yè)出版社微生物工程工藝原理

姚汝華主編華南理工大學(xué)出版社現(xiàn)代食品發(fā)酵技術(shù)王福源主編中國輕工業(yè)出版社第一章緒論

本章基本理論知識1．掌握微生物的基本概念以及微生物在生物分類學(xué)中的地位。2．理解并掌握微生物的生物學(xué)特點(diǎn)和作用3．了解微生物學(xué)的主要分支學(xué)科和發(fā)展史。4．明確食品微生物學(xué)的研究對象和任務(wù)。第一節(jié)微生物及其生物學(xué)特點(diǎn)一、微生物的概念及其主要類群二、微生物的生物學(xué)分類地位二、微生物的生物學(xué)特點(diǎn)與作用

二、微生物的生物學(xué)分類地位1957年Copeland提出四界分類系統(tǒng)：即原核生物界（procaryotae）（細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌等）；原生生物界（protista)（原生動物、真菌、粘菌和藻類等）；動物界(Animalia)多細(xì)胞動物；植物界(Plantae)。1969年Whittaker提出把真菌單獨(dú)列為一界，即形成了生物五界分類系統(tǒng)，將生物分為：原核生物界、真核原生生物界（protistae）、真菌界（fungi）、動物界植物界。

隨著對病毒研究的深入，于1977年，我國微生物學(xué)家提出把病毒列為一界，即病毒界（vira）。因此在五界分類系統(tǒng)的基礎(chǔ)上形成了六界分類系統(tǒng)。根據(jù)微生物的定義，我們可以看出，在生物六界分類系統(tǒng)中，其中微生物包括四界。近年來，我國學(xué)者又提出了菌物界（myceteae）的概念，菌物界是與動、植物界并行的一大類真核生物，除指一般真菌外，還包括一些既不宜歸入動物界，也不宜歸入植物界，又不同于一般真菌的真核生物，如粘菌、卵菌等。70年代以后，隨著“第三型生物”——古細(xì)菌（archaebacteria）的發(fā)現(xiàn)，于1978年R.H.Whittaker和L.Margulis提出了三原界（urkingdom）分類系統(tǒng)。認(rèn)為，在生物進(jìn)化的早期，存在一類各生物的共同祖先，然后分成三條進(jìn)化路線，形成了三個(gè)原界：古細(xì)菌原界：包括產(chǎn)甲烷細(xì)菌、極端嗜鹽細(xì)菌、嗜熱嗜酸細(xì)菌；真細(xì)菌(eubacteria)原界：包括除古細(xì)菌以外的其它原核生物；真核生物原界：包括原生動物、真菌、動物和植物。三、微生物的生物學(xué)特點(diǎn)與作用

微生物除具有生物的共性外，也有其獨(dú)特的特點(diǎn)，正因?yàn)槠渚哂羞@些特點(diǎn)，才使得這樣微不可見的生物類群引起人們的高度重視。（一）種類繁多、分布廣泛（二）生長繁殖快，代謝能力強(qiáng)（三）遺傳穩(wěn)定性差，容易發(fā)生變異

（一）種類繁多、分布廣泛

種類極其繁多——已發(fā)現(xiàn)的微生物達(dá)10萬種以上，新種不斷發(fā)現(xiàn)。分布非常廣泛——可以說微生物無處不有、無處不在.極端環(huán)境：冰川、溫泉、火山口等極端環(huán)境；土壤：土壤是微生物的大本營，一克沃土中含菌量高達(dá)幾億甚至幾十億；空氣：空氣中也含有大量微生物，越是人員聚集的公共場所，微生物含量越高；水：水中以江、湖、河、海中含量高，井水次之；動植物體表及某些內(nèi)部器官：如皮膚及消化道等。微生物的多樣性已在全球范圍內(nèi)對人類產(chǎn)生巨大影響。土壤中微生物的種類繁多，幾乎所有的微生物都能從土壤中分離篩選得到，要分離篩選某中微生物，多數(shù)情況都是從土壤采取樣品。首先微生物為人類創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)財(cái)富，目前所使用的抗生素藥物，絕大多數(shù)是微生物發(fā)酵產(chǎn)生的，以微生物為勞動者的發(fā)酵工業(yè)，為工、農(nóng)、醫(yī)等領(lǐng)域提供各種產(chǎn)品。另外微生物也為人類帶來巨大危害，如疫病的傳播，并且引起疫病傳播的新微生物種類總不斷出現(xiàn)。（二）生長繁殖快，代謝能力強(qiáng)大腸桿菌（Escherichiacoli）在適宜的條件下，每20分鐘即繁殖一代，24小時(shí)即可繁殖72代，由一個(gè)菌細(xì)胞可繁殖到47×1022個(gè)，如果將這些新生菌體排列起來，可繞地球一周有余；生理基礎(chǔ):因?yàn)槲⑸锏拇x能力很強(qiáng),由于微生物個(gè)體微小，單位體積的表面積相對很大，有利于細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)交換，細(xì)胞內(nèi)的代謝反應(yīng)較快。極大的物質(zhì)資源:正因?yàn)槲⑸锞哂猩L快、代謝能力強(qiáng)的特點(diǎn)，才使得微生物能夠成為發(fā)酵工業(yè)的產(chǎn)業(yè)大軍，在工、農(nóng)、醫(yī)等戰(zhàn)線上發(fā)揮巨大作用；在物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的作用:如果沒有微生物，自古以來的動、植物尸體不能分解腐爛，早已是動、植物尸體堆積如山，布滿全球。

（三）遺傳穩(wěn)定性差，容易發(fā)生變異微生物個(gè)體微小，對外界環(huán)境很敏感，抗逆性較差，很容易受到各種不良外界環(huán)境的影響；另外，微生物的結(jié)構(gòu)簡單，缺乏免疫監(jiān)控系統(tǒng),很容易變異。微生物的遺傳不穩(wěn)定性，是相對高等生物而言的，實(shí)際上在自然條件下，微生物的自發(fā)突變頻率為10-6左右。微生物的遺傳穩(wěn)定性差，給微生物菌種保藏工作帶來一定不便。另一方面，正因?yàn)槲⑸锏倪z傳穩(wěn)定性差，其遺傳的保守性低，使得微生物菌種培育相對容易得多。通過育種工作，可大幅度地提高菌種的生產(chǎn)性能，其產(chǎn)量性狀提高幅度是高等動、植物所難以實(shí)現(xiàn)的。第二節(jié)微生物學(xué)及其分支學(xué)科一、微生物學(xué)及其研究對象二、微生物學(xué)的分支學(xué)科一、微生物學(xué)及其研究對象微生物學(xué)概念:概括地講，微生物學(xué)（Microbiology）是研究微生物及其生命活動規(guī)律的學(xué)科。研究對象:研究的主要內(nèi)容涉及微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)，營養(yǎng)特點(diǎn)，生理生化，生長繁殖，遺傳變異，分類鑒定，生態(tài)分布以及微生物在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等各方面的應(yīng)用。研究微生物及其生命活動規(guī)律之目的在于充分利用有益微生物，控制有害微生物，使這些微小生物更好地貢獻(xiàn)于人類文明。二、微生物學(xué)的分支學(xué)科（一）根據(jù)基礎(chǔ)理論研究內(nèi)容不同，形成的分支學(xué)科

微生物生理學(xué)（MicrobiolPhysiology）微生物遺傳學(xué)（MicrobiolGenetics）微生物生物化學(xué)（MicrobiolBiochemistry）微生物分類學(xué)（MicrobiolTaxonomy）微生物生態(tài)學(xué)等（MicrobiolEcology）。（二）根據(jù)微生物類群不同，形成的分支學(xué)科

細(xì)菌學(xué)（Bacteriology）病毒學(xué)（Virology）真菌學(xué)（Fungi）放線菌學(xué)（Actinomycetes）等。

（三）根據(jù)微生物的應(yīng)用領(lǐng)域不同，形成的分支學(xué)科

工業(yè)微生物學(xué)（IntustrialMicrobiology）農(nóng)業(yè)微生物學(xué)（AgriculturalMicrobiology）醫(yī)學(xué)微生物學(xué)（MedicalMicrobiology）藥用微生物學(xué)（PatherologicalMicrobiology）食品微生物學(xué)（FoodMicrobiology）獸醫(yī)微生物學(xué)（ViterinaryMicrobiology）等。

（四）根據(jù)微生物的生態(tài)環(huán)境不同，形成的分支學(xué)科

土壤微生物學(xué)(SoilMicrobiology)

海洋微生物學(xué)（MarineMicrobiology）等。第三節(jié)食品微生物學(xué)及其研究內(nèi)容食品微生物學(xué):食品微生物學(xué)是專門研究與食品有關(guān)的微生物的種類、特點(diǎn)及其在一定條件下與食品工業(yè)關(guān)系的一門學(xué)科。盡管人類對食品微生物研究的歷史很長，但作為微生物學(xué)的一門獨(dú)立的分支學(xué)科——食品微生物學(xué)，其仍屬一門新興學(xué)科。尤其在我國，人們對食品科學(xué)的重視僅是改革開放以來，人們解決了溫飽問題之后的事情；食品微生物學(xué)是隨著食品科學(xué)的發(fā)展而產(chǎn)生的一個(gè)重要的學(xué)科。食品微生物研究的主要內(nèi)容包括三個(gè)方面：

一、在食品工業(yè)中有益的微生物及其應(yīng)用；

二、在食品保藏過程中引起食品變質(zhì)的微生物及其控制；

三、與食品衛(wèi)生有關(guān)的微生物。第四節(jié)微生物學(xué)的發(fā)展簡史我們把這個(gè)過程分成以下四個(gè)階段加以闡述。一、微生物學(xué)的史前時(shí)期二、微生物的發(fā)現(xiàn)與微生物學(xué)的啟蒙時(shí)期三、微生物學(xué)的形成時(shí)期四、微生物學(xué)的發(fā)展時(shí)期一、微生物學(xué)的史前時(shí)期盲目應(yīng)用時(shí)期。

人類已經(jīng)在很多方面利用了微生物，世界各國人民在自己的生產(chǎn)實(shí)踐中都積累了很多利用有益微生物和防治有害微生物的經(jīng)驗(yàn)。北魏的賈思勰《齊民要術(shù)》一書中，就詳細(xì)記載了制醋的方法。我國古代勞動人民就利用了鹽腌、糖漬、煙熏、風(fēng)干等。二、微生物發(fā)現(xiàn)與微生物學(xué)啟蒙時(shí)期

十七世紀(jì)，荷蘭人呂文虎克（AntonyvanLeeuwenhock）發(fā)明了第一臺簡易顯微鏡（200～300倍）。于1669年出版了《安東.列文虎克所發(fā)現(xiàn)的自然界秘密》。隨后在近200年的時(shí)期，隨著顯微鏡的不斷改進(jìn)，分辨率的提高，人們對微生物的認(rèn)識由粗略的形態(tài)描述逐步發(fā)展到對微生物進(jìn)行詳細(xì)的觀察和根據(jù)形態(tài)進(jìn)行分類研究，形成了啟蒙的微生物學(xué)。三、微生物學(xué)的形成時(shí)期

由研究微生物形態(tài)的啟蒙時(shí)期到對微生物的生理生化水平研究時(shí)期。巴斯德（LouisPasteur,1822～1895）通過對酒曲的研究，證明了酒曲發(fā)酵是其中的酵母菌代謝作用，這一研究結(jié)果把對微生物的研究由形態(tài)轉(zhuǎn)向生理生化研究水平，為微生物學(xué)的形成和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。巴斯德還通過大量實(shí)驗(yàn)證明了食品的腐敗變質(zhì)是遭受微生物污染后，微生物生長繁殖而引起的，從根本上否定了“微生物自然發(fā)生說”。微生物學(xué)的另一位奠基人是一位德國醫(yī)生柯赫（RobertKoch,1843～1910），他為疾病的病原學(xué)說建立了基礎(chǔ)。首先從患病動物的病變臟器中分離純化得到病原菌，通過將病原菌接種回到動物體內(nèi)，能引起相同癥狀的疾病，證明了傳染病是由某些特定的病原菌傳播的。由于巴斯德和柯赫對微生物學(xué)的形