食品微生物微第《一、二》章

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,主 讲：马 爱 民,2 0 0 5 . 2,食 品 微 生 物 学,Food Microbiology,Basic information for this course,Required course,专业基础课,70,学时,50,学时 理论课,20,学时 实验课,How to study,学习方法,认真听讲，作好笔记,及时复习,掌握基本概念、原理,查阅资料，了解最新进展,How to pass,考试方法,100%,实验成绩,20,期中成绩,20%,期末成绩,60%,Main References,主要参考书,杨洁彬等编. 食品微生物学，北京：北京农业大学出,版社 . 1995.,张文冶主编. 新编食品微生物学，北京：中国轻工业,出版社 . 1998.,美,James M. Jay,编著，徐岩等译. 现代食品微生,物学，北京：中国轻工业出版社 . 2001.,江汉湖主编. 食品微生物学，中国农业出版社 . 1993,.,蔡静平主编. 粮油食品微生物学，北京：中国轻工业,出版社 . 2002.,Adams, M.R. & Moss, M.O. Food Microbiology. (2,nd,Ed.). Royal Society of Chemistry, Cambridge, UK. 2000.,Ray, B. Fundamental Food Microbiology. (2,nd,Ed). CRC Press, 2001.,Michael, P. Food microbiology: Fundamentals and Frontiers. (2,nd,Ed.). ASM Press. 2001.,Spencer, J.T. Food Microbiology Protocols. Humana Press. 2001.,Jay, J.M. Modern Food Microbiology. (5,th,Ed.). Chapman & Hall, New York. 1996.,第一章 绪 论,Chapter 1,Introduction,重点掌握内容：,食品微生物学的定义,食品微生物学的研究内容,微生物在食品中的应用,一、食品微生物学的定义,1.,微生物,定义：,微生物是指需要借助显微镜才能观察到的一群微小生物的总称。,特点：,个体小、结构简单、种类多、分布广、易培养 、繁殖快、适应性强、易变异。,2.食品微生物学,定义：,研究与食品有关的微生物的特性、食品中微生物与微生物、微生物与食品、微生物、食品与人体之相互关系、食品生产、加工、贮藏和运输过程中有益微生物的作用以及有害微生物的污染与控制等基本内容的一门学科。,特点：,范围广、学科多、应用性强。,二、食品微生物学的研究内容,1.,研究与食品有关的微生物的活动规律,2. 研究有益微生物，为人类制造食品,3. 研究如何控制有害微生物，防止食品,发生腐败变质,5. 研究食品微生物的检验和监测技术,4. 研究与微生物相关的食品安全问题,三、食品微生物学的历史,发现和认识微生物以前的历史,食品的产生：,800010000,年以前,存在问题： 食品腐败、食物中毒、疾病传播,公元,前,3000年，埃及人食用牛奶、黄油和奶酪,公元前3000-前1200年，犹太人用盐保藏食物,大约3000年前，埃及发酵生产食醋,大约3000年前，我国最早开始制酱和酱油,第一个发现微生物的人,列文,.,虎克,（,Antong,Van,Leeuwenhook,，,1632-1723,）,2. 微生物的发现和微生物学发展的奠基者,1683,年用显微镜,发现细菌,第一个意识、发现食品中存在微生物的人 巴斯德 （,Louis Pasteur，1822-1895）,1837,年 牛奶变酸是由微生物引起的,否定了自然发生说,证明了发酵是由微生物引起的,创立了巴氏消毒法,预防接种提高机体免疫功能,第一个发明微生物的纯培养的人 柯赫,（,Robert Koch，1843-1910）,纯培养,柯赫法则,20,世纪,50,年代前，我国微生物学薄弱；,近几十年来，发展迅速,味精的生产、柠檬酸、白酒,饲料酵母、石油蛋白,人民生活水平提高，食品的种类、数量和质量提出更高的要求。,食用菌的品种,酸乳制品、饮料,要求：,营养、色、香、味美，保健,3. 我国食品微生物学的发展状况,四、食品微生物与未来,1. 微生物资源的开发和利用,微生物资源的种类,类 群 已 知 种 估 计 种 比 例（%）,细 菌 4 760 40 000 12,真 菌 6 900 1500 000 5,病 毒 5 000 130 000 4,藻 类 40 000 60 000 67,四、食品微生物与未来,2.菌种改良和基因工程,3.微生物在农副产品加工中的应用,4.在食品加工、制造中控制和消除,微生物性的不安全因数,五、思 考 题,1.,什么是食品微生物学？,2.,食品微生物学研究的主要内容是什么？,3.,微生物在食品中的应用有那几种方式？举例说明。,第二章 食品中常见的微生物类群,目的要求：,了解食品中常见的微生物类群,了解微生物在自然界中的一般分布情况,掌握常见微生物属的生物学特性及其拉丁名,Common,foodborne,microorganisms in foods,第一节 食品中常见的细菌类群,Bacteria:,Single-cell organisms with no nucleus.,Prokaryotic cells.,Shape:,Cocci,- round bacterial cells.,Bacilli - rod-shaped bacterial cells.,Spirilli,- spiral-shaped bacterial cells.,Parts of a bacterium cell:,Capsule,Cell wall,Cell membrane,Cytoplasm,DNA,Ribosome,Pili,Flagella,Respiration:,Obligate anaerobes - cannot survive in the presence of atmospheric oxygen.,Facultative anaerobes - can live with or without atmospheric oxygen.,Obligate aerobes - cannot survive without atmospheric oxygen.,Gram Stain:,（Christian Gram，1884）,Gram-positive bacteria（G,+,）,- have a thick,peptide layer, retain the crystal violet, and,appear purple when viewed under a microscope.,Gram-negative bacteria（G,-,）,- have a thin,peptide layer, take up the pink stain, and,appear pink when viewed under a microscope.,The gram staining technique:,Cells on a microscope slide are stained with,crystal violet,for 1 2 min，then washed with H,2,O.,An,iodine,solution is applied to the cells for 1 min，then washed with H,2,O.,The slide is then washed with 95%,alcohol,for 20 30 Sec， then washed with H,2,O.,Finally, the cells are,restained,with,safranin,for 2 min， then washed with H,2,O.,一、革兰氏阴性细菌,（一）假单胞杆菌属（,Pseudomonas,）,G,、,直或微弯杆菌、无芽孢、好氧性、端生单鞭毛、运动或不运动。,A,W,0.970.98,，,最适温度,30,，最适,pH7.08.5,， 化能,有机营养型。,分布：,土壤、水域、动植物体上,是植物病原菌,在污染食品表面生长迅速，产生水溶性荧光色素（黄绿色或蓝绿色）、 氧化产物及粘液 腐败变质。,5 ,低温下生长很好，在冷藏食品的腐败变质中起主要作用。,常见的假单胞菌有：,荧光假单胞菌,（,Ps.,fluoresceus,),腐败假单胞菌,（,Ps.,putrefacicus,）,恶臭假单胞菌,（,Ps.,putida,）,（二）醋酸杆菌属,（,Acetobacter,）,G,、,严格好氧，细胞呈椭圆形到杆状，直或微弯，单个、成对或链，运动或不运动。,很强的氧化能力,:,乙醇 醋酸,模式种,:,醋酸醋杆菌（,Acetobacter,aceti,）,发现：粮食、水果、蔬菜、醋、酒,（三）埃希氏菌属（,Escherichia,）,G,、,短杆菌，不产芽孢、周身鞭毛、运动或不运动，好氧或兼性厌氧，化能有机型，分解乳糖，产酸、产气，能利用醋酸盐，不能利用柠檬酸盐，在,EMB,平板上菌落呈深蓝黑色，并有金属光泽。,该属有,5,个种,模式种：大肠埃希氏菌（,E. coli,）,肠道正常菌群,卫生指标微生物,分布：,动物肠道、水、污水、土壤、谷类、乳制品,（四）,沙门氏菌属（,Salmonella,）,形态似埃希氏菌属，不分解乳糖，,可利用柠檬酸盐，在肠道鉴别培养基,上，菌落无色。,种类多，1860种。,肠道致病菌,肉类食品卫生指标微生物,（五）其他,G,菌,肠杆菌属（,Enterobacter,）,无色杆菌属（,Achromobacter,）,产碱杆菌属（,Alcaligenes,）,黄杆菌属 （,Flarobacterium,）,志贺氏菌属（,Shigella,）,变形杆菌属,（,Proteus,）,欧文氏菌属（,Erwinia,）,二、,革兰氏阳性,细菌,（一）产芽孢细菌,1,、芽孢杆菌属（,Bacillus,）,G,+,、,细胞直杆状、常成对或链状排列、端生或周身鞭毛、运动或不运动、好氧或兼性厌氧、产生芽孢。,8,个属,分布： 土壤、水,在食品中，芽孢杆菌属可分为四群：,第一群 分布最广，食品中最常见，是含淀粉,食品的重要腐败菌。,枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、巨,大芽孢杆菌,第二群 分布广，食品中容易见到，是罐装,食品的重要腐败菌。,环状芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、嗜热,脂肪芽孢杆菌,第三群 分解糖，产生气体，导致瓶装食品、香,肠发生伴随产气的腐败。,多粘芽孢杆菌、软化芽孢杆菌,第四群 芽孢较大、球形、端生，分布不广。,泛酸芽孢杆菌、球形芽孢杆菌，造成,鱼、肉、香肠呈斑点状腐败。,蜡状芽孢杆菌（,B. cereus,）,2,、梭状芽孢杆菌属（,Clostridium,）,厌氧的,G,+,杆菌、在细胞的一端形成大于,菌体的芽孢，导致菌体膨大成梭状。,引起罐装食品腐败的主要菌种：,热解糖梭菌（,Cl.thermosaccharolyticum,）,肉毒梭菌（,Cl.botulinum,）,（二）不产芽孢的,G,+,细菌,1,、乳酸杆菌属（,Lactobacillus,）,G,+,、,菌体单个或呈链状、不产色素、厌氧、不运动、 运动者周身鞭毛，分解糖，产生乳酸。在,pH3.3-3.5,条件下能生存。,分布： 粮食、蔬菜、发酵面包、酒、,乳制品,、青贮饲料、人肠道,常见的菌有：,保加利亚乳杆菌,（,L.,bulgaricus,）,乳酸乳杆菌（,L.,lactis,）,2,、葡萄球菌属,（,Staphylococcus,）,G,+,、,球菌、单球、双球和不规则的葡萄状，不运动、无芽孢、兼性厌氧、好氧情况下生长良好。,模式种：,金黄色葡萄球菌（,S.,aureus,）,人皮肤、粘膜常见菌,3,、 其 他,明串珠菌属,（,Leuconostoc,）,微球菌属（,Micrococcus,）,链球菌属（,Streptococcus,）,第二节 食品中常见的酵母菌,酵母菌是一类以芽殖或裂殖进行无性繁殖的单细胞非丝状真菌,分类上主要属于子囊菌和半知菌,子囊菌亚门的酵母可进行有性繁殖，产生子囊孢子,半知菌亚门的酵母不能以有性的方式繁殖,一、酵母菌属（,Saccharomyces,）,细胞圆形、椭圆或腊肠形，无真菌丝、,有的有假菌丝，多极出芽，分解多种糖类。,无性繁殖为芽殖、有性繁殖形成子囊,孢子。,种类多，分布广。,啤酒酵母（,S.,cerevisiae,）,特性：,最适温度2526 ，麦芽汁平板上，菌落,为乳白色、有光泽、平坦、边缘整齐，繁殖方,式为芽殖，能发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖等，,但不发酵乳糖，能利用硫酸铵、不利用硝酸盐。,分布：,水果表皮、发酵的果汁、酒曲、 土壤(果园),应用：,啤酒、白酒、果酒、面包等,Grey-white colonies with a smooth surface.,Budding,二、假丝酵母属（,Candida,）,半知菌亚门、芽孢菌纲、隐球酵母目、隐球酵母科。,30,个种及,6,个变种。,细胞球形、长圆形，能形成假菌丝，无性繁殖为多极芽殖，对糖有较强的分解能力，在液体表面上形成干皱的皮膜。,分布：果汁、谷物、乳制品等,常见种：,热带假丝酵母,（,C.,tropicalis,）,产朊假丝酵母（,C.,utilis,）,氧化烃类的能力强，是生产石油蛋白质的重要菌种。也能利用农副产品、工业废料生产饲料蛋白。,三、红酵母属（,Rhodotorula,）,细胞呈圆形、卵形或长形，多边芽殖，产生红色或黄色色素，形成夹膜，使食品产生红色斑点，非发酵型，产生脂肪，又称脂肪酵母。,粘红酵母（,R.,glutinis,）,四、球拟酵母属（,Torulopsis,）,半知菌亚门，细胞呈球形、卵形、椭圆形，多边出芽繁殖，多为发酵型，耐高渗透压。,常见于蜜饯、蜂蜜、果汁、乳汁品、鱼贝等食品中。,五、毕赤氏酵母属（,Pichia,）,和,汗森氏酵母属（,Hansenula,）,酒类中的污染菌，在饮料表面上形成干皱的薄膜，发酵产品为酯类，多能利用酒精作碳源。,毕赤氏酵母主要是氧化型，汗森氏酵母为发酵型。,第三节 食品中常见的霉菌,霉菌的概念：,小型丝状真菌的通称,霉菌的种类与分布：,种类多、分布广,霉菌的作用：,霉变、产毒,食品工业重要的生产用菌,霉菌的细胞结构：,细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质液泡、线粒体及内含物等,霉菌的菌丝与菌丝体：,有隔菌丝 基内菌丝,无隔菌丝 气生菌丝,菌丝的变态-组织体,菌索,吸器,子座,菌核,霉菌的繁殖体：,子囊孢子,担孢子,结合孢子,卵孢子,有性孢子,游动孢子,孢囊孢子,分生孢子,厚垣孢子,无性孢子,霉菌的准性生殖,(,Parasexual,reproduction),定义：,一种类似于有性生殖，但比其原始的,两性生殖方式，是指同种而不同菌株的真,菌其体细胞间发生融合，不通过减数分裂,而导致低频率基因重组的过程。,过程：,异核体的形成、杂合异核体的形成、,有丝分裂分离,一、根霉属（,Rhizopus,）,接合菌亚门、接合菌纲、毛霉目、毛霉科。,根霉的菌落形态：,棉絮状、灰白色 灰黑色,菌丝,:,灰白色无隔膜菌丝 匍匐菌丝,假根 孢囊梗,分布：,土壤、空气,实验室常见的污染菌,污染的食品,(,发霉的食品、潮湿的粮食,),用途：,制曲、酿酒,常见的根霉：,黑根霉（,R.,nigricans,）,米根霉（,R.,oryzae,）,华根霉,（,R.,chinensis,）,二、毛霉属（,Mucor,）,分类上与根霉相同,毛霉的菌落：,灰白色或带褐色的棉絮状,菌丝：,无隔膜、有多个细胞核,无假根、无匍匐菌丝,无性繁殖为孢囊孢子,分布：,土壤、空气,产生蛋白酶，能分解大豆蛋白质,用途：,腐乳,乳酸、琥珀酸、甘油,常见的毛霉：,总状毛霉（,M.,racemosus,）,高大毛霉,(,M.,mucedo,),微小毛霉,(,M.,pusillus,),三、曲霉属,（,Aspergillus,）,半知菌亚门、丝孢目、丛梗孢科,有隔菌丝、足细胞、分生孢子梗、顶囊,串状分生孢子（各种颜色）,菌落呈各种色彩,分布广,酶活性强,、产生多种有机酸 工业用菌,食品、衣服、皮革等发霉、腐烂；,有的可产生毒素,常见的曲霉有：,灰绿曲霉（,A.glaucus,）,匍匐曲霉（,A.repens,）,烟曲霉（,A.fumigatus,）,黄曲霉（,A.flavus,）,烟曲霉（,A.fumigatus,）,黄曲霉（,A.,flavus,）,四、青霉属（,Penicillium,）,菌落：多样、多色,绒状菌落、絮状、绳状和束状,绿色、黄绿色、灰绿色,.,菌丝：有隔膜、无足细胞、无性繁殖体具独特的帚状体结构,分布：,土壤、空气、腐败的有机质及食品上,工业用菌： 有机酸、抗生素,破坏者,与疾病有关,常见的青霉有：,黄绿青霉、 桔青霉、 产黄青霉,第四节 食品中常见的病毒,病毒的概念：无明确的定义,病毒的特点：无细胞结构,专性活细胞内寄生,没有酶或酶体系极不完全,不能进行代谢活动,个体极小,多在,10-300nm,之间，可以通过细菌过滤器，对抗生素不敏感，对干扰素敏感，只有或一种核酸,病毒的形态：球型，卵圆型，砖型，杆状，丝状，蝌蚪状,病毒的结构：螺旋对称壳体，二十面对称壳体，双对称结构,病毒的化学组成：蛋白质和核酸,1,甲肝病毒,甲肝病毒,(,Hepatitis A Virus,HAV),是一种极其微小的可通过粪便与口腔途径传播的病毒。,甲肝病毒常因食物直接受到污染或粪便、污水污染食品而传播。特别是水产品，如毛蚶、蛤类、牡蛎、蟹等，引起甲肝爆发流行屡见不鲜。,2,诺瓦克病毒和类诺瓦克病毒,诺瓦克病毒和类诺瓦克病毒,(,Norwark,and,Norwark,-like virus),是极微小的,病毒。,常引发非细胞性肠胃炎。这种病多见,于儿童。,病毒可以通过色拉、烤饼及鸡肉三明,治等传染。,思 考 题,1,、熟记以下各属、种的拉丁文,假单孢菌属 醋酸杆菌属 埃希氏菌属,大肠杆菌 芽孢杆菌属 梭菌属,沙门氏菌属 加利亚乳杆菌 微球菌属,金黄色葡萄球菌 明串珠菌属 酵母菌属 黑根霉 毛霉属 曲霉属 青霉属,木霉属 假丝酵母属 啤酒酵母,2、青霉与曲霉、毛霉与根霉在生物学特,征上有那些相似之处，如何区分？,3、简述假单孢菌属、芽孢杆菌属、啤酒,酵母、根霉的生物学特征及生态分布。,思 考 题,