微生物在食品環(huán)境中的生長

1、生物個(gè)體由小到大的增長，即表現(xiàn)生物個(gè)體由小到大的增長，即表現(xiàn)為細(xì)胞組分與結(jié)構(gòu)在量方面的增加為細(xì)胞組分與結(jié)構(gòu)在量方面的增加 生長生長指生物個(gè)體數(shù)目的增加指生物個(gè)體數(shù)目的增加 繁殖繁殖 在單細(xì)胞微生物中，生長繁殖的速度很快，而在單細(xì)胞微生物中，生長繁殖的速度很快，而且兩者始終交替進(jìn)行，個(gè)體生長與繁殖的界限難且兩者始終交替進(jìn)行，個(gè)體生長與繁殖的界限難以劃清，因此實(shí)際上常群體生長作為衡量微生物以劃清，因此實(shí)際上常群體生長作為衡量微生物生長的指標(biāo)。生長的指標(biāo)。 群體生長的實(shí)質(zhì)是包含著個(gè)體細(xì)胞生長與繁群體生長的實(shí)質(zhì)是包含著個(gè)體細(xì)胞生長與繁殖交替進(jìn)行的過程殖交替進(jìn)行的過程 第一節(jié)第一節(jié) 微生的生長微生的生長

2、 一、微生物純培養(yǎng)的獲得一、微生物純培養(yǎng)的獲得 平板劃線分離法平板劃線分離法 稀釋倒平板法稀釋倒平板法 單孢子或單細(xì)胞分離法單孢子或單細(xì)胞分離法 利用選擇性培養(yǎng)基分離法利用選擇性培養(yǎng)基分離法 1.平板劃線分離法平板劃線分離法 用接種環(huán)以菌操作沾取少許待分離的材料，在無用接種環(huán)以菌操作沾取少許待分離的材料，在無菌平板表面進(jìn)行平行劃線、扇形劃線或其他形式的連菌平板表面進(jìn)行平行劃線、扇形劃線或其他形式的連續(xù)劃線續(xù)劃線 ，如果劃線適宜的話，微生物能一一分散，經(jīng)，如果劃線適宜的話，微生物能一一分散，經(jīng)培養(yǎng)后，可在平板表面得到單菌落。培養(yǎng)后，可在平板表面得到單菌落。 2.稀釋倒平板法稀釋倒平板法 3.單孢

3、子或單細(xì)胞分離法單孢子或單細(xì)胞分離法 采取顯微分離法從混雜群體中直接分離單個(gè)細(xì)胞或單采取顯微分離法從混雜群體中直接分離單個(gè)細(xì)胞或單個(gè)個(gè)體進(jìn)行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)個(gè)個(gè)體進(jìn)行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng) 。在顯微鏡下使用單孢子分離器進(jìn)行機(jī)械操作，挑取單在顯微鏡下使用單孢子分離器進(jìn)行機(jī)械操作，挑取單孢子或單細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)。也可以采用特制的毛細(xì)管在孢子或單細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)。也可以采用特制的毛細(xì)管在載玻片的瓊脂涂層上選取單孢子并切割下來，然后移載玻片的瓊脂涂層上選取單孢子并切割下來，然后移到合適的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。到合適的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。 4.選擇性培養(yǎng)基分離法選擇性培養(yǎng)基分離法 各種微生物對不同的化學(xué)試劑、染料、抗生素等具有

4、不同的抵各種微生物對不同的化學(xué)試劑、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力，利用這些特性可配制合適某種微生物而限制其它微生抗能力，利用這些特性可配制合適某種微生物而限制其它微生物生長的選擇培養(yǎng)基，用它來培養(yǎng)微生物以獲得純培養(yǎng)。物生長的選擇培養(yǎng)基，用它來培養(yǎng)微生物以獲得純培養(yǎng)。 微生物純培養(yǎng)分離方法的比較微生物純培養(yǎng)分離方法的比較分離方法分離方法應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍平皿劃線法平皿劃線法方法簡便，多用于分離細(xì)菌方法簡便，多用于分離細(xì)菌稀釋倒平皿法稀釋倒平皿法即可定性，又可定量，用途廣泛即可定性，又可定量，用途廣泛單細(xì)胞挑取法單細(xì)胞挑取法局限于高度專業(yè)化的科學(xué)研究局限于高度專業(yè)化的科學(xué)研究利用選擇培養(yǎng)基法利用

5、選擇培養(yǎng)基法適用于分離某些生理類型較特殊適用于分離某些生理類型較特殊的的二、二、 微生物生長的測定微生物生長的測定 評價(jià)不同的抗菌物質(zhì)對微生物評價(jià)不同的抗菌物質(zhì)對微生物產(chǎn)生抑制產(chǎn)生抑制(或殺死或殺死)作用的效果；作用的效果；客觀地反映微生物生長的規(guī)律；客觀地反映微生物生長的規(guī)律；評價(jià)培養(yǎng)條件、營養(yǎng)物質(zhì)評價(jià)培養(yǎng)條件、營養(yǎng)物質(zhì)等對微生物生長的影響；等對微生物生長的影響；微微生生物物生生長長微微生生物物生生長長測測量量方方法法個(gè)體計(jì)數(shù)法個(gè)體計(jì)數(shù)法重重 量量 法法生理指標(biāo)法生理指標(biāo)法1.個(gè)體計(jì)數(shù)法個(gè)體計(jì)數(shù)法a.直接法直接法利用血利用血球計(jì)數(shù)球計(jì)數(shù)板，在板，在顯微鏡顯微鏡下計(jì)算下計(jì)算一定容一定容積里樣積

6、里樣品中微品中微生物的生物的數(shù)量。數(shù)量。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：不能區(qū)分死菌與活菌；不能區(qū)分死菌與活菌；不適于對運(yùn)動(dòng)細(xì)菌的計(jì)數(shù)；不適于對運(yùn)動(dòng)細(xì)菌的計(jì)數(shù)；需要相對高的細(xì)菌濃度；需要相對高的細(xì)菌濃度；個(gè)體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察；個(gè)體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察；b.間接法間接法原理是每個(gè)活細(xì)菌在適宜的培養(yǎng)基和良好的生長條件下可原理是每個(gè)活細(xì)菌在適宜的培養(yǎng)基和良好的生長條件下可以通過生長形成菌落。以通過生長形成菌落。 2.重量法重量法通過樣品中蛋白質(zhì)、核酸含量的測定間接推算通過樣品中蛋白質(zhì)、核酸含量的測定間接推算微生物群體的生物量；微生物群體的生物量；測定多細(xì)胞及絲狀真菌生長情況的有效方法測定多細(xì)胞及絲狀真

7、菌生長情況的有效方法C.比濁法比濁法以干重、濕重直接衡量微生物群體的生物量；以干重、濕重直接衡量微生物群體的生物量；三、單細(xì)胞微生物的生長曲線 細(xì)細(xì)菌純純培養(yǎng)養(yǎng)生長長曲線圖線圖（一）、微生物生長曲線的意義（一）、微生物生長曲線的意義 反映微生物生長繁殖和衰退的規(guī)律反映微生物生長繁殖和衰退的規(guī)律 營養(yǎng)和環(huán)境影響的衡量指標(biāo)營養(yǎng)和環(huán)境影響的衡量指標(biāo) 控制微生物生長發(fā)育的依據(jù)控制微生物生長發(fā)育的依據(jù)（二）生長曲線的四個(gè)主要時(shí)期 滯留適應(yīng)期(或稱延滯期)(lag phase) 剛剛接種到培養(yǎng)基上的細(xì)菌，對新環(huán)境有一個(gè)短暫的剛剛接種到培養(yǎng)基上的細(xì)菌，對新環(huán)境有一個(gè)短暫的調(diào)整或適應(yīng)過程。調(diào)整或適應(yīng)過程。）特

8、點(diǎn)特點(diǎn)(1)一般不立即開始分裂繁殖，生長速率常數(shù)為零。一般不立即開始分裂繁殖，生長速率常數(shù)為零。 (2)合成代謝活躍，細(xì)胞重量增加，體積增大。合成代謝活躍，細(xì)胞重量增加，體積增大。 (3)DNA含量高，細(xì)胞內(nèi)含量高，細(xì)胞內(nèi)RNA尤其是尤其是rRNA含量增高，原生含量增高，原生質(zhì)體嗜堿性。質(zhì)體嗜堿性。 (4)對外界不良條件的反應(yīng)敏感。對外界不良條件的反應(yīng)敏感。 ）原因(1)缺乏代謝所需的酶。缺乏代謝所需的酶。 (2)缺乏代謝所需的中間產(chǎn)物。缺乏代謝所需的中間產(chǎn)物。 ）影響延滯期長短的因素 主要有：菌種、接種齡、接種量、培養(yǎng)成份等。主要有：菌種、接種齡、接種量、培養(yǎng)成份等。 2 對數(shù)生長期(log

9、arithmic phase) 1).特點(diǎn)特點(diǎn) (1)細(xì)胞代謝活性最強(qiáng)。細(xì)胞代謝活性最強(qiáng)。 (2)細(xì)胞進(jìn)行平衡生長細(xì)胞進(jìn)行平衡生長 。(3)生長速率最大。生長速率最大。 在一定條件下在一定條件下(如營養(yǎng)成分、溫度、如營養(yǎng)成分、溫度、pH和通氣量等和通氣量等)，每，每一種微生物的世代時(shí)間一種微生物的世代時(shí)間(或稱培增時(shí)間或稱培增時(shí)間)是恒定的，是微是恒定的，是微生物菌種的一個(gè)重要特征。生物菌種的一個(gè)重要特征。以分裂增殖時(shí)間除以分裂增殖代數(shù)以分裂增殖時(shí)間除以分裂增殖代數(shù)(n)，即可求出每增殖一即可求出每增殖一代所需的時(shí)間代所需的時(shí)間(G)。設(shè)對數(shù)期開始時(shí)的時(shí)間為設(shè)對數(shù)期開始時(shí)的時(shí)間為t1，菌數(shù)為菌

10、數(shù)為X1，對數(shù)期結(jié)束時(shí)對數(shù)期結(jié)束時(shí)的時(shí)間為的時(shí)間為t2，菌數(shù)為菌數(shù)為X2，則則 t2- t1世代時(shí)間世代時(shí)間 (G) = nX2=X12n, 用對數(shù)表示為用對數(shù)表示為lgX2=lgX1+nlg2(lgX2-lgX1) 因?yàn)橐驗(yàn)閚= 而而lg20.301 lg2所以所以n=3.32(lgX2-lgX1) t2- t1即世代時(shí)間即世代時(shí)間 (G) = 3.32(lgX2-lgX1) 不同細(xì)菌其對數(shù)生長期中的代時(shí)不同，同一種細(xì)菌在不同細(xì)菌其對數(shù)生長期中的代時(shí)不同，同一種細(xì)菌在不同培養(yǎng)基組分和不同環(huán)境條件下，如培養(yǎng)溫度、培不同培養(yǎng)基組分和不同環(huán)境條件下，如培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基養(yǎng)基pH，營養(yǎng)料性質(zhì)等，其代時(shí)

11、也不同。但各種細(xì)菌營養(yǎng)料性質(zhì)等，其代時(shí)也不同。但各種細(xì)菌在一定條件下，其代時(shí)是相對穩(wěn)定的?；瘜W(xué)組成和生在一定條件下，其代時(shí)是相對穩(wěn)定的。化學(xué)組成和生理特性等均較一致，代時(shí)穩(wěn)定，代謝旺盛，生長迅速，理特性等均較一致，代時(shí)穩(wěn)定，代謝旺盛，生長迅速，是研究基本代謝的良好材料，也是發(fā)酵生產(chǎn)的良好種是研究基本代謝的良好材料，也是發(fā)酵生產(chǎn)的良好種子，用處于對數(shù)生長期的菌進(jìn)行接種可以縮短滯留適子，用處于對數(shù)生長期的菌進(jìn)行接種可以縮短滯留適應(yīng)期，以縮短發(fā)酵生產(chǎn)周期。應(yīng)期，以縮短發(fā)酵生產(chǎn)周期。 影響對數(shù)期微生物代時(shí)的因素很多，主要有：菌種、影響對數(shù)期微生物代時(shí)的因素很多，主要有：菌種、營養(yǎng)成分、營養(yǎng)物濃度、培養(yǎng)

12、溫度等。營養(yǎng)成分、營養(yǎng)物濃度、培養(yǎng)溫度等。 穩(wěn)定期(stationary phase)又稱最高生長期 1)特點(diǎn)特點(diǎn) (1)生長速率常數(shù)為零。生長速率常數(shù)為零。 (2)細(xì)菌數(shù)達(dá)到最高水平。細(xì)菌數(shù)達(dá)到最高水平。 (3)細(xì)胞內(nèi)開始積累貯藏物質(zhì)。細(xì)胞內(nèi)開始積累貯藏物質(zhì)。 (4)大多數(shù)芽孢細(xì)菌在此時(shí)形成芽孢。大多數(shù)芽孢細(xì)菌在此時(shí)形成芽孢。 (5)次生代謝產(chǎn)物的積累逐漸增多。次生代謝產(chǎn)物的積累逐漸增多。 2)原因 (1)營養(yǎng)物特別是生長限制因子的耗盡。營養(yǎng)物特別是生長限制因子的耗盡。 (2)有害代謝產(chǎn)物的積累。有害代謝產(chǎn)物的積累。 (3)pH等條件的改變。等條件的改變。 穩(wěn)定期是以生產(chǎn)菌體或與菌體生長相平

13、行的代謝產(chǎn)物，穩(wěn)定期是以生產(chǎn)菌體或與菌體生長相平行的代謝產(chǎn)物，例如單細(xì)胞蛋白、乳酸等為目的一些發(fā)酵生產(chǎn)的最佳例如單細(xì)胞蛋白、乳酸等為目的一些發(fā)酵生產(chǎn)的最佳收獲期，也是對某些生長因子例如維生素和氨基酸進(jìn)收獲期，也是對某些生長因子例如維生素和氨基酸進(jìn)行生物測定的必要前提行生物測定的必要前提。 衰亡期衰亡期(decline Phase) 1)特點(diǎn)特點(diǎn) (1)群體出現(xiàn)負(fù)增長。群體出現(xiàn)負(fù)增長。 (2)菌體形態(tài)出現(xiàn)多樣。菌體形態(tài)出現(xiàn)多樣。 (3)次生代謝產(chǎn)物開始產(chǎn)生或者釋放。次生代謝產(chǎn)物開始產(chǎn)生或者釋放。 2)原因原因 環(huán)境變得不適合于細(xì)菌的生長。環(huán)境變得不適合于細(xì)菌的生長。四、連續(xù)培養(yǎng)四、連續(xù)培養(yǎng) 連續(xù)

14、培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)(continous culture of microorganisms)是在微生物是在微生物的整個(gè)培養(yǎng)期間，通過一定的方式使微生物能以恒定的比的整個(gè)培養(yǎng)期間，通過一定的方式使微生物能以恒定的比生長速率生長并能持續(xù)生長下去的一種培養(yǎng)方法。生長速率生長并能持續(xù)生長下去的一種培養(yǎng)方法。 連續(xù)培養(yǎng)的基本原則：微生物培養(yǎng)過程中不斷的補(bǔ)充營養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)的基本原則：微生物培養(yǎng)過程中不斷的補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)和以同樣的速率移出培養(yǎng)物物質(zhì)和以同樣的速率移出培養(yǎng)物連續(xù)培養(yǎng)類型連續(xù)培養(yǎng)類型恒濁連續(xù)培養(yǎng)恒濁連續(xù)培養(yǎng)恒化連續(xù)培養(yǎng)恒化連續(xù)培養(yǎng)(一一)恒化連續(xù)培養(yǎng)恒化連續(xù)培養(yǎng)在整個(gè)培養(yǎng)過程中通過控制培養(yǎng)基中某種營養(yǎng)物質(zhì)

15、在整個(gè)培養(yǎng)過程中通過控制培養(yǎng)基中某種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度基本恒定的方式，保持細(xì)菌的比生長速率恒的濃度基本恒定的方式，保持細(xì)菌的比生長速率恒定，使生長定，使生長“不斷不斷”進(jìn)行。進(jìn)行。 生長速率的控制因子：一般是氨基酸、氨和銨鹽等生長速率的控制因子：一般是氨基酸、氨和銨鹽等氮源，或是葡萄糖、麥芽糖等碳源或者是無機(jī)鹽，氮源，或是葡萄糖、麥芽糖等碳源或者是無機(jī)鹽，生長因子等物質(zhì)生長因子等物質(zhì) 恒化器連續(xù)培養(yǎng)通常用于微生物學(xué)的研究，篩選不恒化器連續(xù)培養(yǎng)通常用于微生物學(xué)的研究，篩選不同的變種。同的變種。 (二二)恒濁連續(xù)培養(yǎng)恒濁連續(xù)培養(yǎng)通過連通過連續(xù)培養(yǎng)續(xù)培養(yǎng)裝置中裝置中的光電的光電系統(tǒng)控系統(tǒng)控制培養(yǎng)制培養(yǎng)液

16、中菌液中菌體濃度體濃度恒定、恒定、使細(xì)菌使細(xì)菌生長連生長連續(xù)進(jìn)行續(xù)進(jìn)行的一種的一種培養(yǎng)方培養(yǎng)方式。式。 用于菌體以及與菌體生長平行的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的發(fā)酵工業(yè)(三三)連續(xù)發(fā)酵與單批發(fā)酵相比連續(xù)發(fā)酵與單批發(fā)酵相比優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率；縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率； 便于自動(dòng)控制；便于自動(dòng)控制； 降低動(dòng)力消耗及體力勞動(dòng)強(qiáng)度；降低動(dòng)力消耗及體力勞動(dòng)強(qiáng)度； 產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定；產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：雜菌污染和菌種退化雜菌污染和菌種退化（五）同步培養(yǎng)把群體內(nèi)的細(xì)胞分裂同步化，這種培（五）同步培養(yǎng)把群體內(nèi)的細(xì)胞分裂同步化，這種培養(yǎng)叫同步培養(yǎng)法，利用同步培養(yǎng)技術(shù)使它們處于同養(yǎng)叫同步培養(yǎng)法，

17、利用同步培養(yǎng)技術(shù)使它們處于同一生長階段，使所有的細(xì)胞都能同時(shí)分裂，這種生一生長階段，使所有的細(xì)胞都能同時(shí)分裂，這種生長方法叫同步生長。長方法叫同步生長。 1、篩選法又稱淘析法，主要有過濾法、區(qū)帶密度梯、篩選法又稱淘析法，主要有過濾法、區(qū)帶密度梯度離心法和膜洗脫法等。度離心法和膜洗脫法等。 （1）、過濾法）、過濾法 是將微生物細(xì)胞用濾器過濾、讓處是將微生物細(xì)胞用濾器過濾、讓處于細(xì)胞周期較早階段的小細(xì)胞通過，收集這些細(xì)胞。于細(xì)胞周期較早階段的小細(xì)胞通過，收集這些細(xì)胞。轉(zhuǎn)入新鮮培養(yǎng)基中，即能獲得同步細(xì)胞。轉(zhuǎn)入新鮮培養(yǎng)基中，即能獲得同步細(xì)胞。（2）區(qū)帶密度梯度離心法是將隨機(jī)生長的細(xì)胞懸）區(qū)帶密度梯度離

18、心法是將隨機(jī)生長的細(xì)胞懸浮置于蔗糖梯度溶液表面，然后離心，不同生長周浮置于蔗糖梯度溶液表面，然后離心，不同生長周期的細(xì)胞由于體積和質(zhì)量大小不同，沉降系數(shù)不同，期的細(xì)胞由于體積和質(zhì)量大小不同，沉降系數(shù)不同，同一生長周期的細(xì)胞就聚集在離心液的一個(gè)區(qū)帶上，同一生長周期的細(xì)胞就聚集在離心液的一個(gè)區(qū)帶上，小細(xì)胞在上，大細(xì)胞在下。這方法可便于收集處于小細(xì)胞在上，大細(xì)胞在下。這方法可便于收集處于較早周期的小細(xì)胞，本法已成功地應(yīng)用于芽殖和裂較早周期的小細(xì)胞，本法已成功地應(yīng)用于芽殖和裂殖酵母、大腸桿菌等細(xì)胞的同步培養(yǎng)。殖酵母、大腸桿菌等細(xì)胞的同步培養(yǎng)。（3）膜洗脫法本法是根據(jù)某些濾膜可以吸附與該）膜洗脫法本法是

19、根據(jù)某些濾膜可以吸附與該膜相反的電荷的細(xì)胞而設(shè)計(jì)的，可獲得比上述兩法膜相反的電荷的細(xì)胞而設(shè)計(jì)的，可獲得比上述兩法數(shù)量更大，同步性更高的細(xì)胞數(shù)量更大，同步性更高的細(xì)胞 2、誘導(dǎo)法誘導(dǎo)法是利用一些生理學(xué)手段強(qiáng)制微生物、誘導(dǎo)法誘導(dǎo)法是利用一些生理學(xué)手段強(qiáng)制微生物達(dá)到同步生長的目的。達(dá)到同步生長的目的。 （1）化學(xué)誘導(dǎo)利用停止或限制供給微生物細(xì)胞分裂）化學(xué)誘導(dǎo)利用停止或限制供給微生物細(xì)胞分裂所必需的某種養(yǎng)料，使所有的細(xì)胞都進(jìn)入臨分裂狀態(tài)所必需的某種養(yǎng)料，使所有的細(xì)胞都進(jìn)入臨分裂狀態(tài)(但不分裂但不分裂)，然后在某一時(shí)刻恢復(fù)供給細(xì)胞分裂所必，然后在某一時(shí)刻恢復(fù)供給細(xì)胞分裂所必需的養(yǎng)分，就能誘導(dǎo)出同步細(xì)胞群

20、體。需的養(yǎng)分，就能誘導(dǎo)出同步細(xì)胞群體。 （2）物理誘導(dǎo)是利用某些物理因子，使處于即將分）物理誘導(dǎo)是利用某些物理因子，使處于即將分裂的細(xì)胞的代謝活動(dòng)受到抑制，從而使細(xì)胞在分裂階裂的細(xì)胞的代謝活動(dòng)受到抑制，從而使細(xì)胞在分裂階段前停止，以求得以后分裂的同步。例如溫度，就是段前停止，以求得以后分裂的同步。例如溫度，就是基于細(xì)胞周期不同，相對地對溫度，就是感性也不同?；诩?xì)胞周期不同，相對地對溫度，就是感性也不同。其它物理因子如脈沖其它物理因子如脈沖(對光合微生物對光合微生物)、射線等也能、射線等也能誘導(dǎo)同步生長。誘導(dǎo)同步生長。五、影響微生物生長的環(huán)境因素主要分為物理因素、化學(xué)因素和生物因素主要分為物理

21、因素、化學(xué)因素和生物因素生物因素：生物因素：n互生（互生（mutualismmutualism）n拮抗拮抗 ( (antagonism)antagonism)n共生共生 ( (symbiosis)symbiosis)n寄生寄生 ( (parasitism)parasitism)n獵食獵食 ( (predationpredation) 下一節(jié)下一節(jié)所謂謂互生，是指兩種兩種可以單獨(dú)單獨(dú)生活的生物，當(dāng)它們當(dāng)它們生活在一起時(shí)時(shí)，通過過各自的代謝謝活動(dòng)動(dòng)而有利于對對方，或偏利于一方的一種種生活方式。因此，這這是一種種“可分可合，合比分好”的相互關(guān)關(guān)系。例如，當(dāng)當(dāng)好氧氧性自生固氮氮菌與纖維與纖維分解細(xì)細(xì)菌

22、生活在一起時(shí)時(shí)，后者因分解纖維纖維素而產(chǎn)產(chǎn)生的有機(jī)酸可供前者用于固氮氮，而前者所固定的有機(jī)氮氮化物則則可滿滿足后者對對氮氮素養(yǎng)養(yǎng)料的需要返回返回拮抗：微生物之間對營養(yǎng)間對營養(yǎng)、氧氣氧氣的爭奪爭奪，或是一種種微生物在其生命活動(dòng)過動(dòng)過程中能產(chǎn)產(chǎn)生一種對種對他種種微生物呈現(xiàn)現(xiàn)有害作用的代謝產(chǎn)謝產(chǎn)物，或者改變變其他環(huán)環(huán)境條條件，從從而抑制其他種種微生物的生長發(fā)長發(fā)育甚至毒害或者殺殺死他種種微生物的關(guān)關(guān)系例如，在生物防治過過程中利用酵母與與水果致病菌之間間的拮抗 作用來來保鮮鮮水果返回共生又叫互利共生,是兩種兩種生物彼此互相依賴賴，彼此獲獲益地生存在一起一類種間關(guān)類種間關(guān)系葉狀地衣葉狀地衣 殼狀地衣殼狀

23、地衣 絲狀地衣絲狀地衣 返回枝狀地衣枝狀地衣寄生 是一種種生物從從另一種種的體液、組織組織或已消化物質(zhì)獲質(zhì)獲取營養(yǎng)并營養(yǎng)并造成對對宿主危害，更嚴(yán)嚴(yán)格說說，寄生物從從較較大的宿主組織組織中攝攝取營養(yǎng)營養(yǎng)物，是一種種弱者依附于強(qiáng)者的情況況。例如，蛭弧菌寄生與與大腸腸桿菌或者其他G-菌體內(nèi)內(nèi)返回某些原生動(dòng)動(dòng)物和真真菌能獵獵取細(xì)細(xì)菌及孢孢子為為食物的現(xiàn)現(xiàn)象稱為獵稱為獵食 返回第二節(jié) 食品的營養(yǎng)組成與微生物的生長 一、食品原料的營養(yǎng)成分 蛋白質(zhì)質(zhì)脂肪 碳碳水化合物 無機(jī)鹽類鹽類 維維生素 微生物分解營養(yǎng)物質(zhì)的選擇性微生物分解營養(yǎng)物質(zhì)的選擇性第三節(jié) 影響微生物生長的主要因素 溫溫度 氧氣氧氣物理因素 干燥

24、 滲透壓壓 超聲聲波與與微波 酸、堿與堿與pH 重金屬屬及其化合物 表面消毒劑劑 有機(jī)化合物（酚類酚類、醇類類、醛類醛類） 鹵鹵族元素及其化合物 表面活性劑劑（新潔潔爾滅滅、杜滅滅芬）化學(xué)學(xué)因素 染料 抗代謝藥謝藥物：磺胺類胺類等 化學(xué)學(xué)治療劑療劑 抗生素 中草藥藥有效成分一、溫溫度最低生長溫長溫度: 指微生物能進(jìn)進(jìn)行繁殖的最低溫溫度界限。最適生長溫長溫度：指使微生物迅速生長長的溫溫度 。最高生長溫長溫度：指微生物生長長繁殖的最高溫溫度界限。致死溫溫度:致死微生物的最低溫溫度界限。致死時(shí)間時(shí)間: 在一定溫溫度下殺殺死微生物所需要的最短時(shí)間時(shí)間。 根據(jù)微生物的最適生長溫長溫度的不同，可將將微生物

25、分為為：低溫溫微生物、中溫溫微生物和高溫溫微生物，它們它們的生長溫長溫度如下表：微生物類類型 最低溫溫度oC 最適溫溫度oC 最高溫溫度oC 高溫溫型 30 4555 6075 中溫溫型 5 2537 4550 低溫溫型 0 1015 2030各類微生物生長的溫度范圍各類微生物生長的溫度范圍各種細(xì)菌的芽孢在濕熱中的致死溫度和致死時(shí)間各種細(xì)菌的芽孢在濕熱中的致死溫度和致死時(shí)間菌種種100oC105oC110oC115oC121oC炭疽芽孢孢桿菌510_枯草芽孢孢桿菌617_嗜熱熱脂肪芽孢孢桿菌_12肉毒梭狀狀芽孢孢桿菌33010032104破傷風(fēng)傷風(fēng)梭菌515510_高溫對微生物生長的影響高溫溫

26、菌耐高溫溫機(jī)理酶對熱穩(wěn)對熱穩(wěn)定核酸G+C%較較高,Tm值較值較大細(xì)細(xì)胞膜長鏈長鏈脂肪酸含量高,主要是一些分支的長鏈飽長鏈飽和脂肪酸(17, 18和19碳碳原子)保護(hù)護(hù)因子,如金屬屬離子(Mg2+,Ca2+等)和一些低分子物質(zhì)質(zhì)如多胺胺等高溫溫菌的生長長特性： 生長長曲線線的各個(gè)時(shí)個(gè)時(shí)期均短暫暫，因此常會(huì)會(huì)在腐敗敗食品中檢測檢測不到，這這在食品檢驗(yàn)檢驗(yàn)中要特別別注意 高溫菌及其生長最高溫度高溫菌及其生長最高溫度 菌 名溫溫度（）嗜高溫溫菌 嗜熱熱棲熱熱菌（Thermus thermophilus）85 玫瑰紅紅嗜熱熱菌 (Thermomicrobacterium roseum) 85 酸熱熱硫化

27、葉菌（Sulfolobus acidocaldarius）85嗜亞亞高溫溫菌 酸熱熱芽孢孢桿菌（Bacillus acidocaldarius）70 普通小單孢單孢菌（Micromonospora vulgaris）62 熱熱紫鏈鏈霉菌（Streptomyces thermoviolaces）60 嗜熱熱硫桿菌（Thiobacillus thermophilica）75微生物耐熱熱性大小的幾種種表示方法： 熱熱力致死時(shí)間時(shí)間：在特定的溫溫度及其它條它條件下，殺殺死一定數(shù)數(shù)量的微生物所需要的時(shí)間時(shí)間 F值值：在一定的基質(zhì)質(zhì)中，溫溫度為為121.1，加熱殺熱殺死一定數(shù)數(shù)量微生物所需的時(shí)間時(shí)間 D

28、值值：利用一定溫溫度進(jìn)進(jìn)行加熱熱，活菌數(shù)減數(shù)減少一個(gè)對數(shù)個(gè)對數(shù)周期（即90%活菌被殺殺死）所需的時(shí)間時(shí)間 Z值值：在加熱熱致死曲線線中，時(shí)間時(shí)間降低一個(gè)對數(shù)個(gè)對數(shù)周期（即縮縮短90%的加熱時(shí)間熱時(shí)間）所需要升高的溫溫度影響響微生物對熱對熱抵抗力的因素： 菌種種的遺傳遺傳特性 菌齡齡 微生物的數(shù)數(shù)量 基質(zhì)質(zhì)的特性（組組成、濃濃度、理化條條件） 加熱熱的時(shí)間與溫時(shí)間與溫度 低溫對微生物生長的影響低溫溫微生物耐低溫溫的原因： 胞內(nèi)內(nèi)酶耐低溫溫；細(xì)細(xì)胞膜中不飽飽和脂肪酸的含量高。低于冰點(diǎn)的溫溫度對對微生物的影響響： 水分的喪喪失；冰晶對細(xì)對細(xì)胞膜的物理損傷損傷。 v 速凍凍、緩凍與緩凍與反復(fù)凍復(fù)凍溶對

29、對微生物細(xì)細(xì)胞的影響響低溫的用途菌種種保藏 液氮氮的溫溫度（-195）、干冰溫溫度（-70 ）、-20 和4 （常加大分子保護(hù)劑護(hù)劑如糊精、血清清白蛋白等）食品冷藏 冷藏（0-4 ）與動(dòng)與動(dòng)藏（-18 ）二、水分水是微生物細(xì)細(xì)胞的重要成分，占生活細(xì)細(xì)胞的90以上，它參與細(xì)它參與細(xì)胞內(nèi)內(nèi)的各種種生理活動(dòng)動(dòng)，因此說沒說沒有水就沒沒有生命。降低物質(zhì)質(zhì)的含水量直至干燥，就可以抑制微生物生長長，防止食品、衣物等物質(zhì)質(zhì)的腐敗與敗與霉變變。因此干燥是保存各種種物質(zhì)質(zhì)的重要手段之一。（一）水活性值值（activity of water） 水分活度(aw )是溶液中水的逸度（fugacity）與純與純水逸度之比

30、，稱為稱為水分活度，可近似的表示為為溶液中水蒸氣氣氣壓與純氣壓與純水中氣壓氣壓之： aw =P/P0 =ERH/100 P為為溶液后食品中的水蒸氣氣分壓壓 P0為純?yōu)榧兯恼魵鈮簹鈮?ERH是平衡相對濕對濕度即物料既既不吸濕濕也不散濕時(shí)濕時(shí)的大氣氣相對濕對濕度。(二)不同類類群微生物的生長長和水活性食品水分活性與與微生物生長長活動(dòng)動(dòng)三、氧氣v 根據(jù)微生物生長與氧氣長與氧氣的關(guān)關(guān)系，可將將微生物分為為以下幾種種： 專專性好氧氧菌：在正常大氣壓氣壓下進(jìn)進(jìn)行好氧氧呼吸產(chǎn)產(chǎn)能好氧氧菌 兼性厭氧厭氧菌：以呼吸為為主，兼營發(fā)營發(fā)酵或無氧氧呼吸產(chǎn)產(chǎn)能 微好氧氧菌：只能在0.01-0.03巴大氣壓氣壓下生活

31、厭氧厭氧菌 耐氧氧菌：只能以發(fā)發(fā)酵產(chǎn)產(chǎn)能，但分子氧氧無毒害 專專性厭氧厭氧菌：只能生長長在無氧氧或基本無氧條氧條件下，氧劇氧劇毒過氧過氧化物歧化酶、過氧過氧化氫氫酶、細(xì)細(xì)胞色素氧氧化酶的分布情況況氧氣影響微生物生長的機(jī)制厭氧厭氧菌氧氧毒害的機(jī)制： 由于厭氧厭氧菌細(xì)細(xì)胞內(nèi)內(nèi)缺乏SOD，無法消除02.- ，后者反應(yīng)應(yīng)力很強(qiáng)，性質(zhì)極質(zhì)極不穩(wěn)穩(wěn)定，在細(xì)細(xì)胞內(nèi)內(nèi)可破壞各種種重要的生物大分子和膜，也可形成其他活性氧氧化物，對對生物非常有害好氧與氧與耐氧氧菌驅(qū)驅(qū)除02.-機(jī)制：氧氧化還還原電電位勢勢好氧氧微生物： +0.1 V；最適 +0.3至 +0.4V；厭氧厭氧微生物：-0.1V;產(chǎn)產(chǎn)甲烷細(xì)烷細(xì)菌： -

32、330 mV；微生物生長過長過程中培養(yǎng)養(yǎng)基氧氧化還還原電電位的變變化v 不同波長長的射線對線對微生物的作用不同，可見見光部分（400-800納納米）往往能被某些光合微生物所利用，而波長較長較短的紫外線線（13.6-400納納米）、X-射線線（0.06-13.6納納米）、r-射線線（0.01-0.14納納米）均可抑制甚至殺殺死微生物。尤其是r-射線線因作用距離較遠(yuǎn)較遠(yuǎn)、穿透力較較強(qiáng)而用于食品的殺殺菌保藏。滲透壓壓微生物生長與長與滲透壓壓的關(guān)關(guān)系（高滲透壓壓、低滲透壓對壓對微生物生長長的影響響）根據(jù)微生物對對高滲透壓壓耐性的不同，將將其分為為以下三類類： 高度嗜鹽細(xì)鹽細(xì)菌（20-30%食鹽鹽溶液中

33、生長長） 嗜鹽細(xì)鹽細(xì)菌 中等嗜鹽細(xì)鹽細(xì)菌（5-18%的食鹽鹽溶液中生長長） 低等嗜鹽細(xì)鹽細(xì)菌（2-5%的食鹽鹽溶液中生長長） 耐鹽細(xì)鹽細(xì)菌（可在10%以下的食鹽鹽溶液中生長長） 耐糖細(xì)細(xì)菌（可在60%以下的含糖高滲溶液中生長長）* 普通微生物一般在0.85-0.90的食鹽鹽溶液中生長長 pH值v 根據(jù)微生物生長長的最適pH值值，將將微生物分為為： 嗜堿堿微生物：硝化細(xì)細(xì)菌、尿素分解菌、多數(shù)數(shù)放線線菌 耐堿堿微生物：許許多鏈鏈霉菌 中性微生物：絕絕大多數(shù)細(xì)數(shù)細(xì)菌，一部分真真菌 嗜酸微生物：硫桿菌屬屬 耐酸微生物：乳酸桿菌、醋酸桿菌v 不同的微生物最適生長長的pH值值不同，同一種種微生物在不同的生

34、理階階段對對pH值值的要求也不同，在發(fā)發(fā)酵工業(yè)業(yè)中，控制pH值值尤其重要，如黑曲霉在pH2-2.5主要產(chǎn)檸檬產(chǎn)檸檬酸， pH2.5-6.5 以菌體生長為長為主，pH7時(shí)時(shí)以合成草酸為為主v 各類類微生物生長長的最適pH值值：細(xì)細(xì)菌為為6.5-7.5 ，放線線菌為為7.5-8.0，霉菌和酵母菌為為 4-6 各種微生物的生長與各種微生物的生長與pHpH 微生物最低pH值值最適pH值值最高pH值值圓圓褐固氮氮菌4.57.47.69.0大豆根瘤菌4.26.87.011.0亞亞硝酸細(xì)細(xì)菌7.07.88.69.4氧氧化硫硫桿菌1.02.02.84.06.0嗜酸乳桿菌4.04.65.86.06.8放線線菌5

35、.07.08.010.0酵母菌3.05.06.08.0黑曲霉1.55.06.09.0 鮮乳中的微生物活動(dòng)曲線鮮乳中的微生物活動(dòng)曲線pHpH對微生物生長的影響對微生物生長的影響由于氫氫離子與細(xì)與細(xì)胞膜上的酶相互作用,氫氫離子也影響細(xì)響細(xì)胞壁中的酶活性;pH值值影響響培養(yǎng)養(yǎng)基中有機(jī)化合物的離子化,從從而間間接影響響微生物;pH值值影響營養(yǎng)響營養(yǎng)物質(zhì)質(zhì)的溶解度;pH影響響代謝產(chǎn)謝產(chǎn)物的積積累;抑制雜雜菌生長長. pHpH對有機(jī)酸滲入細(xì)胞的影響對有機(jī)酸滲入細(xì)胞的影響酸堿堿添加劑劑的抑菌機(jī)理無機(jī)酸可增加氫氫離子的濃濃度，引起菌體表面蛋白的變變性和核酸的水解，并并破壞酶類類的活性作為為食品防腐劑劑的有機(jī)酸

36、如苯苯甲酸和水楊楊酸可與與微生物細(xì)細(xì)胞中的成分發(fā)發(fā)生氧氧化作用，從從而抑制微生物的生長長防腐：利用理化因素完全抑制霉腐微生物生長長繁殖的措施堿類堿類物質(zhì)質(zhì)可引起細(xì)細(xì)胞物質(zhì)質(zhì)的水解或凝結(jié)結(jié)，以殺殺死或抑制微生物，食品工業(yè)業(yè)中常用石灰水、NaOH、Na2CO3等作為為機(jī)器、工具以及冷藏庫庫的消毒劑劑幾種常用表面消毒劑及其應(yīng)用表面消毒劑劑：對對一切活細(xì)細(xì)胞都有毒性，不能用作活細(xì)細(xì)胞內(nèi)內(nèi)化學(xué)學(xué)治療療用的化學(xué)藥劑學(xué)藥劑類類型名稱稱及使用濃濃度作用機(jī)制應(yīng)應(yīng)用范圍圍重金屬鹽屬鹽0.05-0.1%升汞 0.1-1%AgNO3使蛋白質(zhì)變質(zhì)變性非金屬屬物品，器皿皮膚膚，滴新生兒兒眼睛酚類酚類3-5%石炭酸2%煤酚

37、皂酚皂（來蘇兒來蘇兒）蛋白質(zhì)變質(zhì)變性，損傷細(xì)損傷細(xì)胞膜地面、家具、器皿皮膚膚醇類類70-75%乙醇蛋白變變性、脫脫水、溶脂皮膚膚、器械醛類醛類0.5-10%甲醛醛蛋白質(zhì)變質(zhì)變性物品消毒、接種種室熏蒸氧氧化劑劑0.1%KMnO4蛋白質(zhì)變質(zhì)變性皮膚膚、尿道、水果蔬菜鹵鹵素及其化合物0.2-0.5mg/L氯氣氯氣10-20%漂白粉0.5-1%漂白粉2.5%碘碘酒破壞細(xì)細(xì)胞膜、酶、蛋白質(zhì)質(zhì)蛋白質(zhì)變質(zhì)變性飲飲水、游泳池水地面、廁廁所飲飲水、空氣氣、體表皮膚膚表面活性劑劑0.05-0.1%新潔潔爾滅滅破壞膜及蛋白質(zhì)質(zhì)、皮膚膚、黏膜、手術(shù)術(shù)器械染料2-4%龍龍膽紫蛋白質(zhì)變質(zhì)變性皮膚膚、傷傷口第四節(jié)第四節(jié) 環(huán)境中微生物的抑制、殺滅與防止環(huán)境中微生物的抑制、殺滅與防止（一）、消毒、滅滅菌和防腐 消毒(disinfection)：殺殺死物體上病原微生物的方法，并并不一定能殺殺死含芽胞的細(xì)細(xì)菌或非病原微生物。用以消毒的藥藥品稱為稱為消毒劑