微生物營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)

1、關(guān)于微生物的營(yíng)養(yǎng)與生長(zhǎng)第一張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng) 一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成 二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能 三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型 四、微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式 五、培養(yǎng)基 第二張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 所有生物為了生存都必須不斷地從外界環(huán)境中吸收所需的各種物質(zhì)從中獲得 原料和能量以便合成新的細(xì)胞物質(zhì)，生物所需的這些物質(zhì)稱之為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。生物吸收利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程一般稱為營(yíng)養(yǎng)。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是生物進(jìn)行一切生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，失去這個(gè)基礎(chǔ)，一切生物都無(wú)法生存，微生物也不例外?？梢?，營(yíng)養(yǎng)對(duì)微生物的重要性。 第三張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于20

2、22年6月第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng) 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(nutrient)：那些能夠滿足微生物機(jī)體生長(zhǎng)、繁殖和完成各種生理活動(dòng)所需的物質(zhì) 營(yíng)養(yǎng)(nutrition)：微生物獲得和利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而營(yíng)養(yǎng)是生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過(guò)程。第四張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成分析微生物細(xì)胞化學(xué)組成是了解微生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的基礎(chǔ)。主要成分：C、H、N、O和無(wú)機(jī)成分。其中主要是水分、蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、核酸和無(wú)機(jī)鹽。水分占90-97，其余占3-10%。 第五張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月微生物細(xì)胞的化學(xué)組成 微生物細(xì)胞

3、中各種有機(jī)物和元素的含量(干重) 成分細(xì)菌 酵母 真菌 碳48（46-52） 48（46-52） 48（45-55 ） 氮12.5（10-14） 7.5（6-8.5） 6（4-7） 蛋白質(zhì)55（50-60） 40（35-45） 32（25-40 糖類9（6-15） 38（30-45） 49（40-55 脂類7（5-10） 8（5-10） 8（5-10） 核酸23（15-25） 8（5-10） 5（2-8） 灰分6（4-10） 6（4-10） 6（4-10） 磷1.0-2.5 硫、鎂0.3-1.0 鉀、鈣0.1-0.5 鈉、鐵0.01-0.1 鋅、銅、錳0.001-0.01 第六張，PPT共一百

4、五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能6種營(yíng)養(yǎng)要素：碳源，氮源，能源，生長(zhǎng)因子，無(wú)機(jī) 鹽和水。 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的功能： （1）、供給微生物合成細(xì)胞物質(zhì)的原料； （2）、合成代謝和生命活動(dòng)所需的能量； （3）、調(diào)節(jié)新陳代謝。 第七張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）、碳源（carbon source）碳源（carbon source）：凡是可以作為微生物細(xì)胞結(jié) 構(gòu)或代謝產(chǎn)物中碳架來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) （一）碳源的作用 1.碳素化合物是構(gòu)成機(jī)體中有機(jī)物分子的骨架 2.碳素化合物是大多數(shù)微生物的能源 3.構(gòu)成微生物代謝產(chǎn)物的分子骨架 （二）微生物的碳源 凡必需利用有機(jī)碳源的微生物

5、，為異養(yǎng)微生物凡能利用無(wú)機(jī)碳源的微生物，則是自養(yǎng)微生物 第八張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第九張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月微生物的碳源譜 類型元素水平化合物水平培養(yǎng)基原料水平有機(jī)碳 CHONX 復(fù)雜蛋白質(zhì)、核酸等 牛肉膏、蛋白胨、花生餅粉等 CHON 多數(shù)氨基酸、簡(jiǎn)單蛋白質(zhì) 一般氨基酸、明膠等 CHO 糖、有機(jī)酸、醇、脂類等 葡萄糖、蔗糖、各種淀粉、糖蜜等 CH 烴類 天然氣、石油及其不同餾份、石蠟油 無(wú)機(jī)碳 C(?)- -CO CO2 CO2CHX NaHCO3、CaCO3 NaHCO3 、CaCO3 第十張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）

6、、氮源（nitrogen source）凡能提供微生物生長(zhǎng)繁殖所需氮元素的營(yíng)養(yǎng)源，為氮源。（一）氮源的作用 1.氮源是構(gòu)成微生物細(xì)胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中的氮素來(lái)源 2.氮素一般不提供能源，只有少數(shù)例外（二）微生物能利用的氮源 包括蛋白質(zhì)及其不同程度的降解產(chǎn)物(胨、肽、氨基酸等)、銨鹽、硝酸鹽、分子氮、嘌呤、嘧啶、脲、胺、酰胺、氰化物等。 第十一張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月種類: 無(wú)機(jī)氮：銨鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、尿素、氨、N2等； 有機(jī)氮：牛肉膏、蛋白胨、魚粉、花生餅粉、黃豆餅粉、玉米漿等。 速效氮源：很快被微生物利用的物質(zhì)，有利于菌體生長(zhǎng).如硫銨、玉米漿等。用于發(fā)酵前期。遲效氮源

7、：微生物利用速度較慢的物質(zhì)，有利于代謝物質(zhì)形成。如花生餅粉、黃豆餅粉等。用于發(fā)酵后期。 第十二張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月微生物的氮源譜 類 型 元素水平 化合物水平 培養(yǎng)基原料水平 有機(jī)氮 NCHOX 復(fù)雜蛋白質(zhì)、核酸等 牛肉膏、酵母膏、餅粕粉、蠶蛹粉等 NCHO 尿素、一般氨基酸、簡(jiǎn) 單蛋白質(zhì)等 尿素、蛋白胨、明膠等 無(wú)機(jī)氮 NH NH3、銨鹽 （NH4）2SO4等 NO 硝酸鹽等 KNO3等 N N2 氣 第十三張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月氨基酸自養(yǎng)型生物和氨基酸異養(yǎng)型生物 第十四張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）、水 水在細(xì)胞中的生

8、理功能主要有： 1、微生物細(xì)胞的組成成分；2、是細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的溶劑； 3、是細(xì)胞中各種生化反應(yīng)的良好介質(zhì)； 4、水還能維持微生物細(xì)胞的膨壓；5、水具有較高的比熱，穩(wěn)定細(xì)胞內(nèi)環(huán)境溫度。 第十五張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（四）、無(wú)機(jī)鹽（inorganic salt）指微生物生長(zhǎng)必需的金屬元素：由硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物等供給。 無(wú)機(jī)鹽的生理功能： 1、構(gòu)成微生物細(xì)胞的各種組分 2、作為酶的組成部分 3、維持酶的活性 4、調(diào)節(jié)并維持細(xì)胞的滲透壓、氫離子濃度和氧化 還原電位5、有些元素作為某些微生物生長(zhǎng)的能源物質(zhì)等 第十六張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月無(wú)機(jī)鹽

9、及其生理功能 元素化合物形式(常用)生理功能磷KH2PO4, K2HPO4 核酸、核蛋白、磷脂、輔酶及ATP等高能分 子的成分，作為緩沖系統(tǒng)調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH 硫(NH4)2SO4含硫氨基酸(半胱氨酸、甲硫氨酸等)、維生素的成分，谷胱甘肽可調(diào)節(jié)胞內(nèi)氧化還原電位 鎂MgSO4己糖磷酸化酶、異檸檬酸脫氫酶、核酸聚合酶等活性中心組分，葉綠素和細(xì)菌葉綠素成分 鈣CaCl2,Ca(NO3) 某些酶的輔因子，維持酶(如蛋白酶)的穩(wěn)定性，芽孢和某些孢子形成所需 鈉NaCl細(xì)胞運(yùn)輸系統(tǒng)組分，維持細(xì)胞滲透壓，維持某些酶的穩(wěn)定性 鉀KH2PO4,K2HPO4某些酶的輔因子，維持細(xì)胞滲透壓，某些嗜鹽細(xì)菌核糖體的穩(wěn)定因子

10、 鐵FeSO4細(xì)胞色素及某些酶的組分，某些鐵細(xì)菌的能源物質(zhì)，合成葉綠素、白喉毒素所需。 第十七張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月微量元素與生理功能 元素生理功能 鋅存在于乙醇脫氫酶、乳酸脫氫酶、堿性磷酸酶、醛 縮酶、RNA與DNA聚合酶中 錳存在于過(guò)氧化物歧化酶、檸檬酸合成酶中 鉬存在于硝酸鹽還原酶、固氮酶、甲酸脫氫酶中 硒存在于甘氨酸還原酶、甲酸脫氫酶中 鈷存在于谷氨酸變位酶中 銅存在于細(xì)胞色素氧化酶中 鎢存在于甲酸脫氫酶中 鎳 存在于脲酶中，為氫細(xì)菌生長(zhǎng)所必需 第十八張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（五）、生長(zhǎng)因子（growth factor）生長(zhǎng)因子為一類對(duì)微生

11、物正常代謝必不可少且不能用簡(jiǎn)單的碳源或氮源自行合成的有機(jī)物。 廣義的生長(zhǎng)因子包括：維生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶堿及其衍生物、卟啉及其衍生物、甾醇、胺類、一些脂肪酸等。狹義的生長(zhǎng)因子：一般僅指維生素。生長(zhǎng)因子的主要功能：提供微生物細(xì)胞重要化學(xué)物質(zhì)、輔因子的組分和參與代謝。需用牛肉膏、酵母膏或配制專門的營(yíng)養(yǎng)液。 第十九張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十一張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（六）、能源（energy source） 能源是能為微生物的生命活動(dòng)提供最初能量來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物或輻射能。能源譜有機(jī)物：化能異養(yǎng)微生物的

12、能源（同碳源）無(wú)機(jī)物：化能自養(yǎng)微生物的能源（不同于碳源）輻射能 ：光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)微生物的能源化學(xué)物質(zhì)第二十二張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型 微 生 物 營(yíng) 養(yǎng) 類 型 的 分 類分 類 標(biāo) 準(zhǔn)營(yíng) 養(yǎng) 類 型 1.以能源分光能營(yíng)養(yǎng)型（phototroph）化能營(yíng)養(yǎng)型（chemotroph）2.以供氫體分 無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型（lithotroph）有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型（organotroph）3.以碳源分 自養(yǎng)型（autotroph）異養(yǎng)型（heterotroph） 4.以合成氨基酸能力 分 氨基酸自養(yǎng)型（amino acid autotroph）氨基酸異養(yǎng)型（amino a

13、cid hetetotroph） 5.以生長(zhǎng)因子分 原養(yǎng)型（prototroph）(wild type)營(yíng)養(yǎng)缺陷型（auxotroph）6.以攝食方式分 滲透營(yíng)養(yǎng)型（osmotroph）吞噬營(yíng)養(yǎng)型(phagocytosis) 7.以攝取死或活有機(jī)物分腐生（saprophytism）寄生（parasitism）第二十三張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）、分類原則： 按能量來(lái)源分根據(jù)微生物生長(zhǎng)所需碳源物質(zhì)的性質(zhì)分根據(jù)生物合成中供氫體的性質(zhì)分 第二十四張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）、營(yíng)養(yǎng)類型： 依據(jù)：能源氫供體碳源 1、光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型（photolithotr

14、oph） 光能自養(yǎng)型（photoautotroph） 2、光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型（photoorganotroph） 光能異養(yǎng)型（photoheterotroph） 3、化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型（chemolithotroph） 化能自養(yǎng)型（chemoautotroph） 4、化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型（chemoorganotroph） 化能異養(yǎng)型（chemoheterotroph） 第二十五張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四、微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式 微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收取決于細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和生物功能。細(xì)胞膜是一層具有高度選擇性的半透膜，控制營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及 代謝產(chǎn)物的進(jìn)出細(xì)胞。細(xì)胞膜上有豐富的酶，這些酶與物

15、質(zhì)的吸收和排泄有關(guān)。 第二十六張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四、微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的因素：一是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)本身的性質(zhì)。 二是微生物所處的環(huán)境。 三是微生物細(xì)胞的透過(guò)屏障(permeability barrier)。 一般來(lái)說(shuō)，分子越小、脂溶性越高，極性越小，就越容易 通過(guò)細(xì)胞膜。 第二十七張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、單純擴(kuò)散(simple diffusion) 以物質(zhì)的濃度梯度為動(dòng)力，而不需要代謝能量穿膜運(yùn)輸方式。不需要載體參與。物質(zhì)跨膜擴(kuò)散的能力和速率與該物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān),分子量小、脂溶性、極性小的物質(zhì)易通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。 第二十八

16、張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、單純擴(kuò)散(simple diffusion)擴(kuò)散并不是微生物細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要方式,水是唯一可以通過(guò)擴(kuò) 散自由通過(guò)原生質(zhì)膜的分子,脂肪酸、乙醇、甘油、苯、一些氣體分子 (O2、CO2)及某些氨基酸在一定程度上也可通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。 第二十九張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、促進(jìn)擴(kuò)散(facilitated diffusion) 促進(jìn)擴(kuò)散：借助于膜上底物特異性載體蛋白的參與，加快環(huán)境中高濃度物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞，直至膜兩側(cè)的溶質(zhì)濃度相等為止。 通過(guò)促進(jìn)擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要有氨基酸、單糖、維生素及無(wú)機(jī)鹽等。第三十張，PPT共一百五

17、十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、主動(dòng)運(yùn)輸(active transport)主動(dòng)運(yùn)輸是廣泛存在于微生物中的一種主要的物質(zhì)運(yùn)輸方式。在物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程中需要消耗能量，可以進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸。運(yùn)輸物質(zhì)所需能量來(lái)源： 好氧型微生物與兼性厭氧微生物 直接利用呼吸能； 厭氧型微生物利用化學(xué)能(ATP)； 光合微生物利用光能； 嗜鹽細(xì)菌通過(guò)紫膜(purple membrane) 利用光能； 第三十一張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Na +,K +-ATP酶(Na +,K +-ATPase)系統(tǒng) 第三十二張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4、基團(tuán)轉(zhuǎn)位(group translocation

18、)基團(tuán)轉(zhuǎn)位主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細(xì)菌中，主要用于糖的運(yùn)輸。脂肪酸、核苷、堿基等也可通過(guò)這種方式運(yùn)輸。 細(xì)菌對(duì)糖的吸收和積累，需要磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，即轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中必須磷?；?，這種物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)方式稱基團(tuán)移位。該過(guò)程中細(xì)胞外的 糖類在細(xì)胞膜上與胞內(nèi)的磷酸烯醇丙酮酸鹽結(jié)合，在胞內(nèi)酶作用下被磷酸化進(jìn)入胞內(nèi)。經(jīng)過(guò)基團(tuán)移位而磷酸化的糖類，不能再透出菌體。所以，菌體內(nèi)積聚的糖的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于胞外。第三十三張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四種運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)方式的比較 比較項(xiàng)目單純擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)送基團(tuán)移位異載體蛋白無(wú)有有有運(yùn)送速度慢快快快溶質(zhì)運(yùn)送方向由濃至稀由濃至稀由稀至濃由稀至濃平衡時(shí)內(nèi)外濃度內(nèi)外相等

19、內(nèi)外相等內(nèi)部濃度高的多內(nèi)部濃度高的多運(yùn)送分子無(wú)特異性特異性特異性特異性能量消耗不需要不需要需要需要運(yùn)送前后溶質(zhì)分子不變不變不變改變載體飽和效應(yīng)無(wú)有有有與溶質(zhì)類似物無(wú)竟?fàn)幮杂芯範(fàn)幮杂芯範(fàn)幮杂芯範(fàn)幮赃\(yùn)送抑制劑無(wú)有有有運(yùn)送對(duì)象例子H2O、CO2、O2 少數(shù)氨基酸、鹽類、甘油、乙醇、代謝抑制劑PO43-SO42-；糖（真核微生物）乳糖等糖類、氨基酸、Na+、Ca2+等無(wú)機(jī)離子 葡萄糖、甘露糖、果糖、脂肪酸、嘌呤和核苷第三十四張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月五、培養(yǎng)基（medium） 制培養(yǎng)基的原則培養(yǎng)基的種類 培養(yǎng)基（medium）是人工配制的，適合微生物生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)

20、。 任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物生長(zhǎng)所需要六大營(yíng)養(yǎng)要素： 碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、能源、生長(zhǎng)因子、水 第三十五張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）、培養(yǎng)基的類型1、按成份不同劃分（1）、天然培養(yǎng)基(complex medium)以化學(xué)成分不清楚或化學(xué)成分不恒定的天然有機(jī)物組成。如：麩皮培養(yǎng)基、肉浸汁、牛奶等。優(yōu)點(diǎn)：取材方便、營(yíng)養(yǎng)豐富、種類繁多、配制方便； 缺點(diǎn)：確切營(yíng)養(yǎng)成分不明確、不穩(wěn)定。 第三十六張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）.合成培養(yǎng)基(synthetic medium)是由化學(xué)成份完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基，也稱化學(xué)限定培養(yǎng)基(chemically d

21、efined medium) 優(yōu)點(diǎn)：成分已知、精確、重復(fù)性好。 缺點(diǎn)：價(jià)格較貴、配制較煩，培養(yǎng)的微生物生 長(zhǎng)較慢。 培養(yǎng)細(xì)菌:葡萄糖銨鹽培養(yǎng)基 培養(yǎng)放線菌:淀粉硝酸鹽培養(yǎng)基 培養(yǎng)真菌:蔗糖硝酸鹽培養(yǎng)基 第三十七張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（3）.半合成培養(yǎng)基(semi-defined medium)由部分天然材料和部分已知的純化學(xué)藥品組成的培養(yǎng)基。 如：土豆蔗糖培養(yǎng)基、葡萄糖肉汁培養(yǎng)基等。 缺點(diǎn)：是配制方便，成本低，微生物生長(zhǎng)良好。 第三十八張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、根據(jù)物理狀態(tài)劃分（1）、液體培養(yǎng)基（liquid medium）：是指各營(yíng)養(yǎng)成分按一

22、定比例配制而成的水溶液或液體狀態(tài)的培養(yǎng)基。用途廣泛，可用于大型生產(chǎn)、科研等。 （2）、固體培養(yǎng)基(solid medium )：是指液體培養(yǎng)基中加入一 定量的凝固劑配制而成的固體狀態(tài)的培養(yǎng)基。應(yīng)用：微生物分離、鑒定、計(jì)數(shù)、保藏、檢驗(yàn)、生物測(cè)定及產(chǎn)生大量菌體。 （3）、半固體培養(yǎng)基（semi-solid medium）：是指瓊脂加入量為 0.20.5而配制的固體狀態(tài)的培養(yǎng)基。用于細(xì)菌動(dòng)力觀察、菌種鑒定、噬菌體效價(jià)測(cè)定等。 （4）、脫水培養(yǎng)基（dehydrated culture medium）：預(yù)制干 燥培養(yǎng)基(pre-fabricated dried culture medium)。 第三十九

23、張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、根據(jù)培養(yǎng)目的劃分（1）、種子培養(yǎng)基(Seed culture medium)：是適合微生物菌體生長(zhǎng)的培養(yǎng)基。 （2）、發(fā)酵培養(yǎng)基(Fermentation medium) ：發(fā)酵產(chǎn)物的培養(yǎng)基。用于生產(chǎn)預(yù)定 （3）、繁殖和保藏培養(yǎng)基(Reproducible medium) 第四十張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4、按用途劃分（1）、基礎(chǔ)培養(yǎng)基(minimum medium) 在一定條件下含有某種微生物生長(zhǎng)繁殖所需的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基，也稱為基本培養(yǎng)基。 （2）、完全培養(yǎng)基(complete medium) 在一定條件下含有某種微

24、生物生長(zhǎng)繁殖所需的所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基 第四十一張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4、按用途劃分（3）、加富培養(yǎng)基和富集培養(yǎng)基(enrichment medium) 在普通培養(yǎng)基（如肉湯蛋白胨培養(yǎng)基）中加入某些特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 制成的一類營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基。這些特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括血液、血清、酵母浸膏、動(dòng)植物組織液 等。用來(lái)培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)要求比較苛刻的異養(yǎng)型微生物，如培養(yǎng)百日咳博德氏菌(Bordetella pertussis)需要含有血液的加富培養(yǎng)基。 （4）、選擇培養(yǎng)基(selective medium) 用于將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來(lái)的培養(yǎng)基 選擇性培養(yǎng)的方法主要有兩種：

25、 一是根據(jù)根據(jù)某些微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)要求；二是根據(jù)某些微生物的物理和化學(xué)抗性。 第四十二張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（4）、選擇培養(yǎng)基(selective medium) 用于選擇性培養(yǎng)基的若干抑制劑選擇對(duì)象抑制劑及其用量（ug/ml）抑制對(duì)象一般細(xì)菌四環(huán)素（200）黑曲霉、酵母四環(huán)素（100）醬油曲霉、根霉放線菌酮（20）酵母放線菌酮（50）醬油曲霉放線菌酮（100）根霉放線菌酮（200）黑根霉真菌素（Cabicidin）（100）醬油曲霉、酵母G+細(xì)菌多粘菌素B（5）G-細(xì)菌G-細(xì)菌青霉素（1）G+細(xì)菌乳酸菌山梨酸（0.2 pH6）芽孢桿菌疊氮化鈉（Na3N）（0.005

26、pH7）曲霉真菌素（20）酵母腸道細(xì)菌膽汁酸（1.55mg/ml）G+細(xì)菌微球菌山梨酸（0.2 ）芽孢桿菌第四十三張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月用于選擇性培養(yǎng)基的若干抑制劑 （續(xù)）放線菌放線菌酮（50）霉菌制霉菌素（50）霉菌丙酸鈉（4mg/ml）霉菌酵母菌丙酸鈉（0.2）曲霉、根霉、桿菌丙酸鈉（0.1-0.15青霉、微球菌、醋酸菌CuSO45H2O(0.05%,pH3.8乳酸菌、乳鏈球菌四環(huán)素（50）細(xì)菌氯霉素（20）細(xì)菌鏈霉素（20-100）細(xì)菌青霉素（50）細(xì)菌金霉素（100）細(xì)菌真菌素（200）細(xì)菌霉 菌氯霉素（100）細(xì)菌青霉素（20）細(xì)菌鏈霉素（40）細(xì)菌青霉素（1

27、00）細(xì)菌氯霉素（50）放線菌酮（10）細(xì)菌、酵母第四十四張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（5）、鑒別培養(yǎng)基(differential medium)指含有某種代謝產(chǎn)物指示劑的培養(yǎng)基，可使不同微生物 經(jīng)培養(yǎng)后出現(xiàn)顯著差別。如：伊紅美蘭培養(yǎng)基；糖發(fā)酵培養(yǎng)基等。用于快速鑒別微生物。 第四十五張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一些鑒別培養(yǎng)基 第四十六張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）、培養(yǎng)基配制的原則和方法 1、根據(jù)微生物的營(yíng)養(yǎng)要求配制； 培養(yǎng)不同的微生物必須采用不同的培養(yǎng)條件；培養(yǎng)目的不同，原料的選擇和配比不同； 第四十七張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于

28、2022年6月實(shí)驗(yàn)室的常用培養(yǎng)基：細(xì) 菌：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 （或簡(jiǎn)稱普通肉湯培養(yǎng)基）； 放線菌：高氏1號(hào)合成培養(yǎng)基培養(yǎng)；酵母菌：麥芽汁培養(yǎng)基；霉 菌：查氏合成培養(yǎng)基； 第四十八張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）、培養(yǎng)基配制的原則和方法 2、注意營(yíng)養(yǎng)成分的比例； 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度適宜； 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的配比適宜； 大多數(shù)化能異養(yǎng)菌培養(yǎng)基中各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)間的比例： H2OC+能源N源 P、SK、Mg生長(zhǎng)因子 培養(yǎng)基中各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的濃度配比直接影響微生物的生長(zhǎng)繁殖和(或)代謝產(chǎn)物的形成和積累，其中碳氮比(C/N)的影響較大。C/N比：是指微生物培養(yǎng)基中所含的碳源中碳原子的摩爾數(shù)與氮源中

29、氮原子的摩爾數(shù)之比。 第四十九張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月不同微生物要求不同的C/N比 為獲得微生物細(xì)胞或制備“種子”培養(yǎng)基，C/N比低； 為積累大量生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的發(fā)酵培養(yǎng)基，C/N比高；所要代謝產(chǎn)物中含碳量較高，則C/N比高；所要代謝產(chǎn)物 中含氮量較高，則C/N比低。 第五十張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）、培養(yǎng)基配制的原則和方法適宜pH； 水活度；氧化還原電位； 3、物理化學(xué)條件第五十一張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、物理化學(xué)條件適宜1）pH 培養(yǎng)基的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)，以滿足不同類型 微生物的生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。 通常培

30、養(yǎng)條件： 細(xì) 菌： pH7.08.0 放線菌： pH7.58.5 酵母菌： pH3.86.0 霉 菌： pH4.05.8 第五十二張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月常用pH緩沖劑: K2HP04和KH2P04組成的混合物、CaCO3 KH2P04 H+ K2HP04+K+ KH2P04+ KOH K2HP04 + H20 CO32- HCO3- H2CO3- CO2 + H20 +H+-H+H+-H+第五十三張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、物理化學(xué)條件適宜2）水活度 在一定的溫度和壓力條件下,溶液的蒸汽壓力與同樣條件下純水蒸汽壓力之比，即：w=Pw/Pow 式中P

31、w代表溶液蒸汽壓力,POw代表純水蒸汽壓力。微生物一般在w為0.600.99的條件下生長(zhǎng),w過(guò)低時(shí),微生物生長(zhǎng)的遲緩期延長(zhǎng),比生長(zhǎng)速率和總生長(zhǎng)量減少。微生物不同，其生長(zhǎng)的最適w不同。 第五十四張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、物理化學(xué)條件適宜 2）水活度 第五十五張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、物理化學(xué)條件適宜3）氧化還原電位氧化還原電位又稱氧化還原電勢(shì)（redox potential），是度量 某氧化還原系統(tǒng)中的還原劑釋放電子或氧化劑接受電子趨勢(shì)的一種指標(biāo)，其單位是V（伏）或mV（毫伏）。好氧性微生物：+0.1伏以上時(shí)可正常生長(zhǎng),以+0.3+0.4伏為宜；厭

32、氧性微生物：低于+0.1伏條件下生長(zhǎng)；兼性厭氧微生物：+0.1伏以上時(shí)進(jìn)行好氧呼吸, +0.1伏以下時(shí)進(jìn)行發(fā)酵。 第五十六張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、物理化學(xué)條件適宜3）氧化還原電位 增加通氣量(如振蕩培養(yǎng)、攪拌)提高培養(yǎng)基的氧分壓，或加入氧化劑，從而增加Eh值；在培養(yǎng)基中加入抗壞血酸（0.1%）、硫化氫(0.025%)、半胱氨酸(0.05%)、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇、庖肉等還原性物質(zhì)可降低Eh值。 第五十七張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4、根據(jù)培養(yǎng)目的初生代謝產(chǎn)物：一般指通過(guò)主要代謝途徑產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、產(chǎn)量較高、價(jià)值較低的降解產(chǎn)物。次生代謝產(chǎn)物：一般是指

33、通過(guò)復(fù)雜合成途徑產(chǎn)生的那些結(jié)構(gòu) 復(fù)雜、產(chǎn)量低、價(jià)值高的合成產(chǎn)物?？焖倮玫奶荚丛诰w生長(zhǎng)時(shí)期消耗，緩慢利用的碳源用來(lái)供產(chǎn)物合成時(shí)期利用。 第五十八張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5、原料來(lái)源的選擇制培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)盡量利用廉價(jià)且易于獲得的原料作為培養(yǎng)基成份, 特別是在發(fā)酵工業(yè)中,以降低生產(chǎn)成本。 以粗代精以廢代好以烴代糧以無(wú)機(jī)氮代蛋白以野代家以簡(jiǎn)代繁以纖代糖第五十九張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）、培養(yǎng)基配制的原則和方法6、滅菌處理 7、精心設(shè)計(jì) 試驗(yàn)比較進(jìn)行生態(tài)模擬，研究某種微生物的培養(yǎng)條件； 文獻(xiàn)查閱，設(shè)計(jì)特定微生物的培養(yǎng)基配方； 試驗(yàn)比較，確定特定微生物的最佳

34、培養(yǎng)條件； 第六十張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 微生物的生長(zhǎng) 一、微生物的生長(zhǎng)二、微生物的純培養(yǎng)三、微生物生長(zhǎng)的測(cè)定四、生長(zhǎng)曲線五、連續(xù)培養(yǎng) 第六十一張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、微生物的生長(zhǎng) 生長(zhǎng)：生物個(gè)體物質(zhì)有規(guī)律地、不可逆增加，導(dǎo)致個(gè)體體積擴(kuò)大的生物學(xué)過(guò)程。 繁殖： 生物個(gè)體生長(zhǎng)到一定階段，通過(guò)特定方式產(chǎn)生新的生命個(gè)體，即引起生命個(gè)體數(shù)量增加的生物學(xué)過(guò)程。 生長(zhǎng)是一個(gè)逐步發(fā)生的量變過(guò)程，繁殖是一個(gè)產(chǎn)生新的生命個(gè)體的質(zhì)變過(guò)程。個(gè)體生長(zhǎng) 個(gè)體繁殖 群體生長(zhǎng) 群體生長(zhǎng) = 個(gè)體生長(zhǎng) + 個(gè)體繁殖 第六十二張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月

35、一、微生物的生長(zhǎng)細(xì)菌的生長(zhǎng)的標(biāo)志：以群體數(shù)目的增加作為生長(zhǎng)標(biāo)志。因?yàn)楹茈y將生長(zhǎng)與繁殖分開。放線菌和霉菌：是以菌絲的伸長(zhǎng)和分枝表現(xiàn)為生長(zhǎng)的。對(duì)于微生物的應(yīng)用，不論是在食品和其他方面的應(yīng)用，主要是利用它的菌體，及其產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物和酶類，而這與微生物的生長(zhǎng)是密切相關(guān)的。所以了解和掌握微生物的生長(zhǎng)特性是很有必要的。 第六十三張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、微生物的純培養(yǎng)目的是從混雜狀態(tài)中純化分離細(xì)菌，是研究利用微生物的基礎(chǔ)，通常采用以下方法：1、稀釋平板法；2、劃線法；3、單細(xì)胞分離法；4、選擇培養(yǎng)基分離法。 第六十四張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、微生物的純培養(yǎng)微

36、生物培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展的特點(diǎn)： 1、少量培養(yǎng) 大規(guī)模培養(yǎng) 2、淺盤培養(yǎng) 厚層固體或深層（液體）培養(yǎng) 3、以固體培養(yǎng)為 以液體培養(yǎng)為 4、靜止式液體培養(yǎng) 通氣攪拌式液體培養(yǎng) 5、分批培養(yǎng) 連續(xù)培養(yǎng) 多級(jí)連續(xù)培養(yǎng) 6、游離的微生物細(xì)胞培養(yǎng) 利用固定化細(xì)胞培養(yǎng) 7、單一微生物培養(yǎng) 混合微生物培養(yǎng) 8、野生菌種 變異菌株、“工程菌” 第六十五張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月微生物培養(yǎng)法（一）、固體培養(yǎng) （二）、液體培養(yǎng) （三）、連續(xù)培養(yǎng) （四）、補(bǔ)料分批培養(yǎng) （五）、混菌培養(yǎng) 第六十六張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）、固體培養(yǎng)(Solid-state culture)1、

37、實(shí)驗(yàn)室常見的固體培養(yǎng) （1）好氧菌培養(yǎng) 試管斜 (test-tube slant) 培養(yǎng)皿平板 克氏扁瓶(kolle flask) 茄子瓶斜 第六十七張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）厭氧菌培養(yǎng) 厭氧裝置 + 特殊培養(yǎng)基 六大營(yíng)養(yǎng)素 + 還原劑 氧化還原勢(shì)指示劑， 如刃天青(resazuin) 第六十八張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月厭氧菌培養(yǎng)的裝置：（a）Hungate滾管技術(shù) 1950年美國(guó)微生物學(xué)家R.E.Hungate設(shè)計(jì)（b）厭氧培養(yǎng)皿 第六十九張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月厭氧菌培養(yǎng)的裝置：（c）厭氧罐 （d）厭氧手套箱 第七十張，P

38、PT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、生產(chǎn)中常見的固體培養(yǎng) （1）、好氧菌的曲法培養(yǎng) 曲盤、轉(zhuǎn)鼓、通風(fēng)曲槽等 （2）、厭氧菌的堆積培養(yǎng)法 第七十一張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）、液體培養(yǎng)(Liquid-state culture)液體培養(yǎng)提高溶氧速率的措施： 1、淺層培養(yǎng)(Shallow liquid culture)2、搖床:振蕩培養(yǎng)(Shaking flask culture) 3、深層培養(yǎng)(Submerged culture) 4、機(jī)械攪拌 5、提高罐壓 第七十二張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、實(shí)驗(yàn)室常見的液體培養(yǎng)（1）試管液體培養(yǎng) （2）淺

39、層液體培養(yǎng) （3） 搖瓶培養(yǎng)（4）臺(tái)式發(fā)酵罐 第七十三張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、生產(chǎn)中常見的液體培養(yǎng)（1）淺盤培養(yǎng) （2）發(fā)酵罐深層培養(yǎng) 第七十四張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、微生物生長(zhǎng)的測(cè)定 微生物生長(zhǎng)： 單位時(shí)間里微生物數(shù)量或生物量（Biomass）的增加。 微生物生長(zhǎng)的測(cè)定個(gè)體計(jì)數(shù) 群體重量測(cè)定 群體生理指標(biāo)測(cè)定 第七十五張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）、單細(xì)胞的微生物（1）、培養(yǎng)平板計(jì)數(shù)法：廣泛用于各種樣品的檢測(cè)方法。 1）涂布法（菌長(zhǎng)在表面） 2）傾注法（菌長(zhǎng)在表面和基內(nèi)）優(yōu)點(diǎn)：常用、較準(zhǔn)確、可對(duì)不同種微生物做活菌計(jì)數(shù)。

40、 缺點(diǎn)：時(shí)間長(zhǎng)、人為誤差大，有機(jī)械損傷。 1、以數(shù)量變化對(duì)微生物生長(zhǎng)情況進(jìn)行測(cè)定第七十六張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一個(gè)菌落可能是多個(gè)細(xì)胞一起形成，所以在科研中一般用菌落形成單位（colony forming units， CFU）來(lái)表示，而不是直接表示為細(xì)胞數(shù)。 第七十七張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）、膜過(guò)濾培養(yǎng)法當(dāng)樣品中菌數(shù)很低時(shí)，可以將一定體積的湖水、海水或飲用 水等樣品通過(guò)膜過(guò)濾器，然后將將膜轉(zhuǎn)到相應(yīng)的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，對(duì)形成的菌落進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。 第七十八張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（3）、液體法將待測(cè)樣品做系列稀釋，培養(yǎng)后，根據(jù)沒

41、生長(zhǎng)的最低稀釋度 和出現(xiàn)生長(zhǎng)的最高稀釋度，應(yīng)用“或然率”理論，計(jì)算出樣品單位體積中細(xì)胞的近似值。最高稀釋度稱為臨界級(jí)數(shù)，從35次重復(fù)的臨界級(jí)數(shù)求最大概率數(shù)(MPN)，就可得到較可靠的結(jié)果 。 第七十九張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（4）、顯微鏡直接計(jì)數(shù)法1）常規(guī)方法：取定容稀釋的單細(xì)胞微生物(細(xì)菌)懸液 放置在計(jì)數(shù)板上，在顯微鏡下計(jì)數(shù)一定體積中的平均細(xì)胞數(shù)，換算出供試樣品的細(xì)胞數(shù)。 缺點(diǎn)： 不能區(qū)分死菌與活菌；不適于對(duì)運(yùn)動(dòng)細(xì)菌的計(jì)數(shù)； 需要相對(duì)高的細(xì)菌濃度； 個(gè)體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察第八十張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（4）、顯微鏡直接計(jì)數(shù)法2）其它方法：

42、 比例計(jì)數(shù)： 將已知顆粒濃度的樣品與待測(cè)細(xì)胞細(xì)胞濃度的樣品混勻后在顯微鏡下根據(jù)二者之間的比例直接推算待測(cè)微生物細(xì)胞濃度。 過(guò)濾計(jì)數(shù)： 當(dāng)樣品中菌數(shù)很低時(shí)，可以將一定體積的湖水、海水或飲用水等樣品通過(guò)膜過(guò)濾器。然后將濾膜干燥、染色，并經(jīng)處理使膜透明，再在顯 微鏡下計(jì)算膜上(或一定體積中)的細(xì)菌數(shù)； 活菌計(jì)數(shù)：采用特定的染色技術(shù)也可分別對(duì)活菌和死菌進(jìn)行分別計(jì)數(shù) 第八十一張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、以生物量為指標(biāo)測(cè)定微生物的生長(zhǎng)（1）、比濁法 根據(jù)在一定的濃度范圍內(nèi)，菌懸液的微生物細(xì)胞濃度與液體的 光密度成正比，與透光度成反比。菌數(shù)越多，透光量越低?？墒褂霉怆姳壬?jì)測(cè)定，通過(guò)測(cè)

43、定菌懸液的光密度或透光率反映細(xì)胞的濃度。菌懸液濃度必須在107個(gè)/毫升以上。 第八十二張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、以生物量為指標(biāo)測(cè)定微生物的生長(zhǎng)（2）、重量法 以干重、濕重直接衡量微生物群體的生物量； 通過(guò)樣品中蛋白質(zhì)、核酸含量的測(cè)定間接推算微生物群體的生物量； 第八十三張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、以生物量為指標(biāo)測(cè)定微生物的生長(zhǎng)（3）、生理指標(biāo)法 微生物的生理指標(biāo)，如呼吸強(qiáng)度，耗氧量、酶活性、生物熱等與其群體的規(guī)模成正相關(guān)。 常用于對(duì)微生物的快速鑒定與檢測(cè) 第八十四張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）、多細(xì)胞微生物生長(zhǎng)的測(cè)定以菌絲生長(zhǎng)

44、的長(zhǎng)度或菌絲增加的重量作為生長(zhǎng)指標(biāo)。最簡(jiǎn)單的方法是將霉菌接種在培養(yǎng)皿內(nèi)固體培養(yǎng)基中央，在一定時(shí)間內(nèi)測(cè)定菌落的直徑或面積。對(duì)生長(zhǎng)速度快的霉菌，可每24h測(cè)量一次?？汕蟪鼍z的平均生長(zhǎng)速度。 第八十五張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四、生長(zhǎng)曲線(Growth Curve)是指細(xì)菌等單細(xì)胞微生物，以細(xì)胞增長(zhǎng)數(shù)的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo)，以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)作圖時(shí)，可以繪出一個(gè)曲線，此曲線稱為生長(zhǎng)曲線。第八十六張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線第八十七張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線根據(jù)微生物生長(zhǎng)速率常數(shù)（每小時(shí)的分裂代數(shù)

45、）的不同，一典型的生長(zhǎng)曲線至少可以分為： 遲緩期，對(duì)數(shù)期，穩(wěn)定期和衰亡期等四個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期 第八十八張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1. 遲緩期(Lag phase)：將少量菌種接入新鮮培養(yǎng)基后，在開始一段時(shí)間內(nèi)菌數(shù)不立即增加，或增加很少，生長(zhǎng)速度接近于零。也稱延遲期、適應(yīng)期。遲緩期的特點(diǎn)： 細(xì)胞形態(tài)變大或增長(zhǎng)，例如巨大芽孢桿菌，在遲緩期末，細(xì)胞的平均長(zhǎng)度比剛接種時(shí)長(zhǎng)6倍。一般來(lái)說(shuō)處于遲緩期的細(xì)菌細(xì)胞體積最大。 細(xì)胞內(nèi)RNA，尤其是rRNA含量增高，合成代謝活躍， 核糖體、酶類和ATP的合成加快，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶。對(duì)外界不良條件反應(yīng)敏感。 第八十九張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022

46、年6月1、遲緩期(Lag phase)：遲緩期出現(xiàn)的原因：調(diào)整代謝在生產(chǎn)實(shí)踐中縮短遲緩期的常用手段：(1)通過(guò)遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性使遲緩期縮短； (2)利用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞作為種子；(3)盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大；(4)適當(dāng)擴(kuò)大接種量。第九十張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期(Log phase)：又稱指數(shù)生長(zhǎng)期(Exponential phase)，在生長(zhǎng)曲線中，緊接著遲 緩期的一段細(xì)胞數(shù)以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)的時(shí)期。 對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期特點(diǎn)：平衡生長(zhǎng)；酶系活躍、代謝旺盛；生長(zhǎng)速率常數(shù)R最大、代時(shí)最短。 是研究微生物基本代謝的良好材料。它也常在生產(chǎn)上用作種

47、子，使微生物發(fā)酵的遲緩期縮短，提高經(jīng)濟(jì)效益。 第九十一張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期(Log phase)的重要參數(shù)： 第九十二張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月影響微生物增代時(shí)間（代時(shí)）的因素 1）菌種，不同的微生物及微生物的不同菌株代時(shí)不同；2）營(yíng)養(yǎng)成分，在營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)代時(shí)短； 3）營(yíng)養(yǎng)物濃度，在一定范圍內(nèi)，生長(zhǎng)速率與營(yíng)養(yǎng)物濃度呈正比；4）溫度，在一定范圍，生長(zhǎng)速率與培養(yǎng)溫度呈正相關(guān)。 凡是處于較低濃度范圍內(nèi)，可影響生長(zhǎng)速率的營(yíng)養(yǎng)物成 分，就稱為生長(zhǎng)限制因子。第九十三張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、穩(wěn)定期(Stationar

48、y phase)：由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗，代謝產(chǎn)物積累和pH等環(huán)境變化，逐步不適宜于細(xì)菌生長(zhǎng)，導(dǎo)致生長(zhǎng)速率降低直至零。 穩(wěn)定生長(zhǎng)期又稱 定期或最高生長(zhǎng)期，此時(shí)培養(yǎng)液中活細(xì)菌 數(shù)最高并維持穩(wěn)定。 第九十四張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4. 衰亡期(Decline或Death phase)：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)耗盡和有毒代謝產(chǎn)物的大量積累，細(xì)菌死亡速率超過(guò)新生速率，整個(gè)群體呈現(xiàn)出負(fù)增長(zhǎng)。細(xì)菌代謝活性降低，細(xì)菌衰老并出現(xiàn)自溶，產(chǎn)生或釋放出一些產(chǎn)物，如抗生素等。 在實(shí)際工作中多采用分光光度計(jì)測(cè)定OD值的方法繪制細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線。第九十五張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月微生物中單細(xì)胞生長(zhǎng)曲線，

49、反映了一種微生物在某種生活環(huán)境中（試管、搖瓶、發(fā)酵罐）的生長(zhǎng)、繁殖和死亡的規(guī)律。研究生長(zhǎng)曲線既可為研究營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件提供理論依據(jù)，又可用來(lái)調(diào)控微生物的生長(zhǎng)發(fā)育。霉菌的生長(zhǎng)也有延遲期、穩(wěn)定期和衰亡期。由于它們不是單細(xì)胞微生物，所以它們的繁殖不按幾何級(jí)數(shù)增加，故而沒有對(duì)數(shù)生長(zhǎng)階段。 第九十六張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月五、連續(xù)培養(yǎng)(Continous culture ）在微生物的整個(gè)培養(yǎng)期間，通過(guò)一定的方式使微生物能以恒定 的比生長(zhǎng)速率生長(zhǎng)并能持續(xù)生長(zhǎng)下去的一種培養(yǎng)方法。 培養(yǎng)過(guò)程中不斷的補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和以同樣的速率移出培養(yǎng)物是實(shí)現(xiàn)微生物連續(xù)培養(yǎng)的基本原則。 分批培養(yǎng)：在培養(yǎng)微生物

50、時(shí)。將微生物置于一定容積的定量培養(yǎng)基中培養(yǎng)，稱為定量培養(yǎng)。 第九十七張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月連續(xù)培養(yǎng)法在工業(yè)生產(chǎn)上稱為連續(xù)發(fā)酵。我國(guó)在丙酮、丁醇、酒精的生產(chǎn)以及檸檬酸的發(fā)酵上已采取了連續(xù)發(fā)酵法，縮短了發(fā)酵周期，效果良好。連續(xù)發(fā)酵的最大優(yōu)點(diǎn)是取消了分批發(fā)酵中各批之間的間斷時(shí)間，縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率。再者，連續(xù)發(fā)酵便于工業(yè)生產(chǎn)，自動(dòng)化控制，產(chǎn)物均一，產(chǎn)量高。但是在工業(yè)化生產(chǎn)中連續(xù)發(fā)酵容易發(fā)生雜菌污染及菌種退化等問(wèn)題。 第九十八張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月五、連續(xù)培養(yǎng)(Continous culture ）恒濁連續(xù)培養(yǎng)不斷調(diào)節(jié)流速而使細(xì)菌培養(yǎng)液濁度保持

51、恒定恒化連續(xù)培養(yǎng)控制連續(xù)培養(yǎng)的方法 保持恒定的流速,使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)濃度保持恒定第九十九張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(一）恒化連續(xù)培養(yǎng) 概念：以恒定流速使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)濃度恒定而保持細(xì)菌生長(zhǎng)速率恒定的方法。微生物始終在低于其最高生長(zhǎng)速率下進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖。 原理：化器中動(dòng)態(tài)平衡的穩(wěn)定性，是以某種生長(zhǎng)限制因子（如 碳、氮源；生長(zhǎng)因子；無(wú)機(jī)鹽等）的濃度來(lái)控制菌的生長(zhǎng)速度。 特點(diǎn)：維持營(yíng)養(yǎng)成分的低濃度，控制微生物生長(zhǎng)速率。 第一百?gòu)?，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）恒濁連續(xù)培養(yǎng)概念：在恒濁器內(nèi)，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基流速，使細(xì)菌培養(yǎng)液濁度保持 恒定的連續(xù)培養(yǎng)方法。原理：維持菌濃度不變；特點(diǎn)：基

52、質(zhì)過(guò)量，菌以最高速率生長(zhǎng)；但工藝復(fù)雜，煩瑣。在恒濁連續(xù)培養(yǎng)中裝有濁度計(jì)，借光電池檢測(cè)培養(yǎng)室中的濁度 (即菌液濃度)，并根據(jù)光電效應(yīng)產(chǎn)生的電信號(hào)的強(qiáng)弱變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入和培養(yǎng)物流出培養(yǎng)室的流速。 第一百零一張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)1、縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備的利用率； 2、便于自控。降低動(dòng)力消耗及勞動(dòng)強(qiáng)度； 3、產(chǎn)品均一。 連續(xù)培養(yǎng)的缺點(diǎn)： 易雜菌污染；菌種易退化 第一百零二張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月恒化培養(yǎng)和恒濁培養(yǎng)的比較 第一百零三張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）、同步培養(yǎng)運(yùn)用同步培養(yǎng)技術(shù)，控制微生物生長(zhǎng)，使

53、之處于同一生長(zhǎng)階段并同時(shí)分裂。 同步培養(yǎng)法：能獲得處于同一生長(zhǎng)階段的群體細(xì)胞的培養(yǎng) 方法。 同步培養(yǎng)（物）：用同步培養(yǎng)法所得到的培養(yǎng)物。 第一百零四張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）、同步培養(yǎng)獲得同步生長(zhǎng)的方法： 環(huán)境條件控制技術(shù)機(jī)械方法溫度 培養(yǎng)基成份控制 其他（如光照和黑暗交替培養(yǎng)） 離心方法 過(guò)濾分離法 硝酸纖維素濾膜法 同步培養(yǎng)物常被用來(lái)研究在單個(gè)細(xì)胞上難以研究的生理與遺傳特性和作為工業(yè)發(fā)酵的種子，它是一種理想的材料。 第一百零五張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）、同步培養(yǎng)硝酸纖維素濾膜法是最經(jīng)典的獲得同步生長(zhǎng)的方法 由于細(xì)胞的個(gè)體差異，同步生長(zhǎng)往往

54、只能維持2-3個(gè)世代，隨后又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機(jī)生長(zhǎng)。 第一百零六張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 環(huán)境條件對(duì)微生物的影響 一、溫度二、濕度三、滲透壓四、氧化還原電位五、輻射六、超聲波與微波七、氫離子濃度八、化學(xué)物質(zhì)九、食品抗菌物質(zhì)和防御機(jī)構(gòu)第一百零七張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月外界環(huán)境對(duì)微生物的作用有三種情況：（1）、外界環(huán)境條件適宜時(shí)，微生物生長(zhǎng)旺盛，代謝作用加速；（2）、外界環(huán)境條件不太適宜時(shí)，微生物生長(zhǎng)緩慢，代謝作用受到一定程度的抑制；（3）、外界環(huán)境不適宜的情況達(dá)到微生物難以忍受的程度，這時(shí)，微生物生命活動(dòng)受到嚴(yán)重的影響，可能發(fā)生變異或死亡。人們控制和

55、調(diào)節(jié)微生物所處的環(huán)境條件的目的是要促進(jìn)某些有益微生物的生長(zhǎng)，發(fā)揮它們的有益作用；抑制和殺死那些不利于人類的微生物，并清除它們的有害作用，如防止食品的腐敗變質(zhì)等。環(huán)境因素包括：物理?xiàng)l件、化學(xué)條件和生物條件 第一百零八張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、溫度溫度是影響生物機(jī)體的最重要的因素之一。溫度的變化影響著微生物的細(xì)胞中生化反應(yīng)速度。熱力致死時(shí)間（Thermal Death Time TDT）：是指在特定的條件和特定的溫度下，殺死一定數(shù)量微生物所需要的時(shí)間。D值（Decimal reduction time）在一定溫度下加熱，活菌數(shù)減少一個(gè)對(duì)數(shù)周期（即90的活菌被殺死）時(shí)，所需要

56、的時(shí)間（min）。Z值：如果在加熱至死曲線中，時(shí)間降低一個(gè)對(duì)數(shù)周期（即縮短90的加熱時(shí)間）所需要升高的溫度（）。F值：在一定的基質(zhì)中，其溫度為121.1 ，加熱殺死一定數(shù)量微生物所需要的時(shí)間（min）。第一百零九張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響 第一百一十張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月根據(jù)微生物生長(zhǎng)的適宜溫度分為三大類 微生物類型 生長(zhǎng)溫度 范圍 最適生長(zhǎng) 溫度 分布區(qū)域 嗜冷微生物 （Psychrophile）-1030 1020 地球兩極 、 海洋 、 冷泉 、 冷藏食品 嗜溫微生物 （Mesophile） 1045 2540 腐生環(huán)境

57、、 寄生環(huán)境 嗜熱微生物 (Thermophile) 2580 5055 溫泉 、 堆肥、土壤 第一百一十一張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月不同溫距中微生物活動(dòng)的主要類群 第一百一十二張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）、濕熱滅菌（moist heat sterilization）1、煮沸滅菌：煮沸溫度接近100，保持15-30min，可殺死微生物的營(yíng)養(yǎng)體，若要?dú)⑺姥挎?，則需要2-3h，此法適用于可以浸泡在水中的物品，如食品、器材、衣物等。2、間歇滅菌（vfractional sterillization或tyndallization）：用蒸汽加熱滅菌溫度不超過(guò)1

58、00，每日一次，每次加熱30min，連續(xù)三次。第一百一十三張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）、濕熱滅菌（moist heat sterilization）3、巴氏消毒（pasteurization）：有些食品或物品在高溫下會(huì)受到不同程度的損害，不宜用過(guò)高的溫度滅菌，可采用較低的溫度進(jìn)行滅菌，條件是62-63，30min；或72，15s。適用于殺死食品中的病原菌。4、高壓蒸汽滅菌（normal autoclaving）：1kg/cm2，121.5 ，15-30min。5、超高溫瞬時(shí)殺菌法（Ultra high temperature short time，UHT）：滅菌溫度13

59、2-150，3-5s，可殺死微生物的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和耐熱性強(qiáng)的芽孢細(xì)菌，但污染嚴(yán)重的鮮乳在142以上殺菌效果才好。 第一百一十四張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）、干熱滅菌（diy heat sterilization）主要用于玻璃器皿和金屬器械的滅菌。1、火焰滅菌：直接利用火焰燃燒殺滅微生物。該方法滅菌迅速、徹底。2、加熱空氣滅菌：將空氣加熱達(dá)140-160oC，保持1-2h。 第一百一十五張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、濕度干燥能引起微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)變性和鹽濃度增高，這是抑制微生物生長(zhǎng)或促進(jìn)其死亡的主要原因。 第一百一十六張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于20

60、22年6月二、濕度1.微生物對(duì)Aw的要求 （1）每種微生物有特征性的最適和最低Aw（2）霉菌生長(zhǎng)的最低Aw 酵母 4.5pH 4.5pH 4.55.34.53.7第一百三十張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、食品pH在食品加工中的重要性 第一百三十一張，PPT共一百五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）pH值與食品腐敗變質(zhì)1、腐敗菌和常見致病菌生長(zhǎng)的適宜pH值 微生物pH范圍最適pH細(xì)菌4.5 9.07.0酵母2.4 9.24.0 5.8霉菌1.5 11.03.0 6.0不同類群微生物對(duì)不同pH的適應(yīng)能力 pH 4.5 霉菌、酵母 細(xì)菌、霉菌、酵母 第一百三十二張，PPT共一百五十