1食品微生物學(xué)課件-2023

1食品微生物學(xué)課件-2024食品微生物學(xué)

●授課專業(yè)：生物工程

●授課時間：春季學(xué)期

●授課班級：本科二班級

●主講老師：李平蘭教授

●(62738678;lipinglan@)

平常成果：占30-40%（考勤、作業(yè)與測驗）

主要參考書：

◆《食品微生物學(xué)教程》，李平蘭主編，中國林業(yè)出版

社，2024（1版）。

◆《食品微生物學(xué)》，江漢湖、董明盛主編，中國農(nóng)業(yè)

出版社，2024，“十一五”國家級規(guī)劃教材（3版）。

◆《食品微生物學(xué)》，何國慶、賈英明、丁立孝主編，

中國農(nóng)業(yè)高校出版社，2024，面對21世紀課程教材

（2版）。

◆《食品微生物學(xué)試驗原理與技術(shù)》，李平蘭、賀稚非

主編，中國農(nóng)業(yè)出版社，2024，“十一五”國家級規(guī)

劃教材（2版）。

主要參考書：

◆《現(xiàn)代食品微生物學(xué)》，JamesM.Jay編著，徐巖等

譯，中國輕工業(yè)出版社，2024。

◆《新編食品微生物學(xué)》張文治編著，中國輕工業(yè)出

版社,1995。

◆《食品微生物學(xué)》吳金鵬主編，中國農(nóng)業(yè)出版社，

1990。

◆《食品微生物學(xué)》胡希榮主編，中國農(nóng)業(yè)出版社，1990。

主要參考書

◆Jay,J.M.,ModernFoodMicrobiology(5thedition),ChapmanandHall,NewYork,1996

◆Banwart,G.J.,BasicFoodMicrobiology(2ndedition),VanNostrandreinholdCompany,NewYork.,1989◆Lund,B.M.,T.C.Baird-ParkerandG.W.Gould,TheMicrobiologicalSafetyandQualityofFood,VolumeII,AspenPublishers,Inc.Maryland,2000

◆Hayes,P.R.,FoodMicrobiologyandHygiene,ElsevierAppliedSciencePublishersLTD,NewYork,USA,1985◆Silliker,J.H.,MicroorganismsinFoods,Blackwell

ScientificPublications,London,UK,1998

第一章緒論

第一節(jié)微生物基本學(xué)問

一微生物

二微生物學(xué)

三微生物的基本類群

四微生物的特點

其次節(jié)食品微生物學(xué)概述

一食品微生物學(xué)

二食品微生物學(xué)討論內(nèi)容

三食品微生物學(xué)特點

四食品微生物學(xué)與其它學(xué)科關(guān)系

第三節(jié)食品微生物學(xué)進展概況

一食品微生物學(xué)進展歷史

二我國食品微生物學(xué)的進展

三食品微生物學(xué)前景與展望

第一節(jié)微生物基本學(xué)問

一微生物

微生物不是生物分類學(xué)中的名詞，是一群形體微小，結(jié)構(gòu)簡潔，必需借助顯微鏡才能看清其形狀的一類微小生物的總稱。

二微生物學(xué)

微生物學(xué)是一門在細胞、分子水平或群體水平上討論微生物形態(tài)構(gòu)造、生理代謝、遺傳變異、生態(tài)分布和分類進化等生命活動規(guī)律，并將其應(yīng)用于各實際領(lǐng)域的科學(xué)。

三微生物的基本類群

非細胞結(jié)構(gòu):病毒、亞病毒

微生物原核：真細菌（細菌、放線菌、藍細菌、

衣原體、立克次氏體及支原體）、細胞結(jié)構(gòu)古生菌

真核：真菌（酵母菌、霉菌及蕈菌）、澡類、原生動物、黏菌及假菌

病毒的類型及結(jié)構(gòu)

細菌三形掃描電鏡照片

雙球菌

乳桿菌

幽門螺旋菌

細菌特別結(jié)構(gòu)的形態(tài)

細菌的芽孢

細菌的莢膜

細菌的鞭毛

放線菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)

真菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)

霉菌的形態(tài)

酵母菌的形態(tài)

四微生物的特點

1.個體小、表面積大

2.種類多，分布廣

3.汲取多，轉(zhuǎn)化快

4.生長旺，繁殖快

5.適應(yīng)強，易變異

1個體小、表面積大

個體?。撼Ｒ晕⒚谆蚣{米來度量。

比表面積（表面積/體積）大：如雞蛋為1.5;

人(200磅)為0.3;乳酸桿菌為120,000;

與人體等重大腸桿菌比表面積為人體的30萬倍。

微生物與環(huán)境存在一個巨大信息溝通接受面。這是區(qū)分大型生物的關(guān)鍵，也給予了微生物其他特點。

2種類多，分布廣

種類多：現(xiàn)已發(fā)覺的微生物種類近20萬種，僅為地球上實際存在總量的2%。

分布廣：土壤、水域、大氣、動植物體內(nèi)外，甚至冰川、海底、高空、鹽湖、沙漠等極端環(huán)境處均有微生物蹤跡。

該特點為微生物資源開發(fā)和利用供應(yīng)了寬闊前景。

種類多，分布廣

3汲取多、轉(zhuǎn)化快

如1kg酵母菌菌體1d內(nèi)可發(fā)酵幾千kg糖，生成酒精。

重量相同下，乳酸菌1h可分解其體重1000-10000倍乳糖形成乳酸；而人需2.5×105h消耗自身體重1000倍乳糖。

小雞３周將1000g蛋白飼料轉(zhuǎn)化成49g機體需要蛋白質(zhì)；而真菌６h將1000g廉價培育基轉(zhuǎn)換成136g蛋白質(zhì)。

3汲取多，轉(zhuǎn)化快

微生物汲取多，轉(zhuǎn)化快的特性其他生物無法比擬。這在發(fā)酵工業(yè)中體現(xiàn)為：在短時間內(nèi)將大量基質(zhì)轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品.但同時又能使食品和其他工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品發(fā)生腐敗變質(zhì)，造成嚴峻損失。

4生長旺，繁殖快

如在合適條件下，大腸桿菌約20min細胞分裂1次，1h分裂3次，每晝夜分裂72次，產(chǎn)生4.722×1024個后代。

該特性在發(fā)酵工業(yè)上具有縮短發(fā)酵周期，提高生產(chǎn)效率的實踐意義；但有害微生物需仔細對待，否則會帶來極大危害。

為何一般液體培育時，細菌細胞濃度僅達108個/ml左右？

5適應(yīng)強，易變異

長期進化過程中，微生物為了生存對環(huán)境條件，尤其極端環(huán)境（高溫、高酸、高鹽、高輻射、高壓、低溫、高堿、高毒等）具有驚人適應(yīng)力，產(chǎn)生大量變異后代。

利：選育優(yōu)良變異菌株，大幅度提高菌種的生產(chǎn)性

能（如產(chǎn)黃青霉高產(chǎn)菌株的誘變）。

弊：各種耐藥菌消失；菌種優(yōu)良性能退化等。

5適應(yīng)強，易變異

適應(yīng)性強體現(xiàn)對養(yǎng)分要求不高，原料來源廣泛，簡單培育。

解決微生物培育的原料問題，為“三廢”處理找到出路，可做到綜合利用，大大提高經(jīng)濟效益。

其次節(jié)食品微生物學(xué)

一食品微生物學(xué)

微生物學(xué)的一個分支學(xué)科，隸屬于應(yīng)用微生物學(xué)范疇。

特地討論與食品相關(guān)的微生物種類、特性及在肯定條件下與食品工業(yè)關(guān)系的一門學(xué)科。

二討論內(nèi)容（范圍）

（1）討論與食品有關(guān)的微生物及其生命活動規(guī)律。

（2）討論如何利用有益微生物為人類制造食品。

（3）討論如何掌握有害微生物，防止食品發(fā)生腐敗變質(zhì)

和引起人類食物中毒。

（4）討論檢測食品中微生物方法，制定食品中微生物指

標（如國標，部標及企業(yè)標準），為判定食品衛(wèi)生質(zhì)量提

供科學(xué)依據(jù)。

三食品微生物學(xué)特點

討論、解決與食品有關(guān)的微生物問題，具有：

①討論范圍廣；②涉及學(xué)科多；③應(yīng)用性強；

④在某些方面受肯定法規(guī)約束。

受中華人民共和國食品平安法約束，有一個標準化問題。即食品在生產(chǎn)、銷售、貿(mào)易中均受相應(yīng)的統(tǒng)一規(guī)定約束，尤其在衛(wèi)生質(zhì)量標準方面，均明確規(guī)定了微生物學(xué)指標及相應(yīng)檢驗方法，屬強制性標準，必需遵照執(zhí)行。

四與其它學(xué)科的關(guān)系

屬于微生物學(xué)一個分支學(xué)科，與其它學(xué)科親密聯(lián)系。基礎(chǔ)學(xué)科包括了生物學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)、生物化學(xué)、食品化學(xué)及一般微生物學(xué)等。

是生物工程/食品科學(xué)與工程/食品質(zhì)量與平安等專業(yè)各專業(yè)課程的基礎(chǔ)。

食品微生物學(xué)是該類專業(yè)的主干學(xué)科和重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。

第三節(jié)食品微生物學(xué)進展概況

一食品微生物學(xué)進展歷史

食品是人類賴以生存的最重要條件。

食品微生物學(xué)是微生物學(xué)的分支科學(xué)科，是隨著微生物學(xué)的形成與進展而建立起來的。

1古代人類對微生物利用（8000年前-1676年）

遠在8000年前，人類就開頭了食品生產(chǎn)時期。

公元6000年左右，人類已把握了釀酒和食品保藏

技術(shù)。埃及人在公元前3000年就食用酸牛奶和乳酪。

公元前3000－1200年間，尤太人已把來自死海的

鹽用于食品保藏，而中國和希臘人已開頭食用咸魚。

這種腌制技術(shù)后又傳至羅馬。同時還消失了用油貯藏

食品的方法。

1古代人類對微生物的利用

公元前1000年，羅馬人制造用雪保藏食品的方法。在會做乳酪和酒的某個時候，創(chuàng)造了新的食品保藏方式—煙熏肉技術(shù)。

公元943年，法國記載了有麥角中毒引起4萬以上人死亡。

特點：不知道微生物的存在，看不到其形態(tài)和大小。僅憑實踐閱歷來利用微生物的有益作用進行有益活動。

代表人物：各國勞動人民。尤以我國的釀酒、制曲最為著稱。

2微生物的形態(tài)學(xué)進展階段（1676-1861年）

荷蘭科學(xué)家列文虎克（Leeuwenhoek,1632-1723）創(chuàng)造了放大300倍的顯微鏡，人類發(fā)覺了微生物的存在，借助顯微鏡觀看到了其形態(tài)。

人類進入微生物形態(tài)學(xué)階段。

特點：自制單式顯微鏡，觀看到微生物個體并對

結(jié)果進行了描述。（雨滴、泥土、枯葉、牙垢）

代表人物：列文虎克－微生物學(xué)的先驅(qū)者。

列文.虎克創(chuàng)造顯微鏡并進行簡潔觀看

3微生物的生理學(xué)進展階段（1861－1897年）

19世紀工業(yè)革命進展促進了生產(chǎn)力的快速進展，迫切要求各個學(xué)科解決生產(chǎn)中消失的問題。

如歐洲一些國家中占重要經(jīng)濟地位的釀酒業(yè)發(fā)生的酒變質(zhì)問題，養(yǎng)蠶業(yè)發(fā)生蠶病的危害等。

正是由于生產(chǎn)中提出了需要解決的問題，推動了各門學(xué)科前進，也促進了微生物學(xué)進展。

3微生物的生理學(xué)進展階段

法國科學(xué)家路易－巴斯德（LouisPasteur,18222-1895）是這一進展的杰出代表。

他在微生物理論討論、試驗方法及解決一系列微生物學(xué)問題方面都有很大的貢獻。

如創(chuàng)造了曲頸瓶，打破“自然發(fā)生說”長期占主導(dǎo)地位局面。

3微生物的生理學(xué)進展階段

提出了釀酒由酵母菌發(fā)酵形成。

討論了乳酸、醋酸、丁酸等發(fā)酵過程，指出不同發(fā)酵由不同微生物引起，若沒有微生物存在，發(fā)酵作用就不能進行。

在微生物學(xué)中引進了“需氧”和“厭氧”的概念。制造了巴斯消毒等微生物學(xué)試驗方法。

勝利研制了狂犬病疫苗。

3微生物的生理學(xué)進展階段

柯赫（RoberKoch,1843-1910）是另一位微生物學(xué)奠基人。主要討論細菌，尤其對病原微生物學(xué)進展作出了巨大貢獻。

建立了微生物學(xué)討論的基本技術(shù)

（細菌分別純化技術(shù)，培育基制作

及染色技術(shù)）。提出了柯赫準則。

對炭疽桿菌進行了特別具體討論。

這一階段，微生物學(xué)討論工作已經(jīng)深化到了微生物生理學(xué)領(lǐng)域。

3微生物生理學(xué)進展階段

特點：微生物學(xué)開頭建立；創(chuàng)立了一套獨立的微生物學(xué)基本討論方法；開頭應(yīng)運實踐－理論－實踐的思想方法開展討論；建立了很多應(yīng)用性分支學(xué)科；進入查找人類和動物病原菌的黃金時代。

代表人物：巴斯德－微生物學(xué)奠基人；科赫－細菌學(xué)奠基人。

從L.Paster依據(jù)曲頸瓶試驗徹底推翻自然發(fā)生說起，直至1897。

4近代微生物學(xué)的進展（1897-1953-至今）

19世紀是微生物學(xué)全面進展時期。20世紀初，微

生物討論更加深化。不僅討論微生物代謝作用，也研

究微生物基本生理機制，與生物化學(xué)關(guān)系日益親密。

一方面，生物化學(xué)上很多基本機制的發(fā)覺促進了

微生物生理學(xué)進展；

另一方面，通過系統(tǒng)討論微生物代謝機制，又促

進了生物化學(xué)進展。

4近代微生物學(xué)進展

隨著電鏡創(chuàng)造，同位素示蹤原子運用，生物化學(xué)、生物物理學(xué)新理論、新技術(shù)的滲透，推動了微生物理論討論的快速進展。

如科學(xué)家提出了DNA是生物的遺傳物質(zhì)，進而發(fā)覺了細菌染色體DNA為長鏈的雙螺旋結(jié)構(gòu)。

20世紀70年月基因工程的建立，為人類掌握自然，制造新物種開拓了一條新途徑。因這一階段特點是以微生物為討論材料，大大促進了微生物進展。

4近代微生物學(xué)進展

隨著微生物進展的逐步深化，人類發(fā)覺微生物應(yīng)用范圍很廣，涉及到人類生活各個方面，也漸漸形成了很多分支學(xué)科——形態(tài)學(xué)、生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)等。

應(yīng)用方面也有了更多分支—農(nóng)業(yè)微生物學(xué)（畜牧微生物學(xué)、獸醫(yī)微生物學(xué)、土壤微生物學(xué)）、工業(yè)微生物學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、食品微生物學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)等。

各分支學(xué)科間相互協(xié)作，相互促進，有利于微生物的全面進展。

4近代微生物學(xué)的進展

葡萄糖進行酒精發(fā)酵勝利——開創(chuàng)了微生物生化討論的新時代。

代表人物：E.Buchner（畢希納）－生物化學(xué)奠基人。

1953,4,25，J.WatsonandF.Crick在《nature》上發(fā)表關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)雙螺旋模型。

代表人物：J.Watson（沃森）和F.Crick(克里克)－分子生物學(xué)奠基人

二我國食品微生物學(xué)的進展

1有益微生物利用方面

（1）味精

重要的鮮味劑，過去以糧食蛋白為

原料，采納化學(xué)水解方法制備。

從60年月起，我國漸漸采納微生物

發(fā)酵法生產(chǎn)味精，提高了生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本，又節(jié)省了糧食。

1有益微生物利用方面

（2）腐乳

重要的調(diào)味品和養(yǎng)分豐富的發(fā)酵豆制品。已實現(xiàn)周年生產(chǎn)和小罐發(fā)酵等。

腐乳毛霉腐乳根霉

1有益微生物利用方面

（3）檸檬酸

食品添加劑中常用酸味劑，過去依靠進口。

已勝利利用薯干和廢糖蜜為原料，用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸，結(jié)束依靠進口被動局面，還有肯定量出口。

1有益微生物利用方面

（4）酒類

白酒：在開拓新原料、試制新產(chǎn)品、選育優(yōu)良菌種、推廣新工藝、新設(shè)備、實現(xiàn)機械化、連續(xù)化、自動化

生產(chǎn)和大搞綜合利用等方面均取得較大成果。

各種名優(yōu)白酒不斷消失。

茅臺、郎酒（醬香型）；五糧液、劍南春和瀘州老窖，古井貢酒，洋河大曲（濃香型）；汾酒、西風(fēng)酒（芳香型）；桂林三花酒（米香型）；董酒等（兼香型）。

1有益微生物利用方面

（4）酒類

啤酒：外來酒種，上世紀８0年月我國啤酒生產(chǎn)就進入黃金時代，９0年月新工藝、新設(shè)備投入，啤酒生產(chǎn)在數(shù)量、質(zhì)量上都取得

很大進展，目前我國啤酒

生產(chǎn)的產(chǎn)量和銷量已位居

世界第一。

1有益微生物利用方面

（5）微生物酶制劑

微生物酶制劑生產(chǎn)是一個較新領(lǐng)域。

微生物發(fā)酵的原動力是酶，酶制劑使用可加快發(fā)酵速度，縮短生產(chǎn)周期。

我國酶制劑生產(chǎn)已取得很大進展，如a－淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等都已經(jīng)投產(chǎn)，并取得了較大規(guī)模。

a-淀粉酶糖化酶

蛋白酶

纖維素酶木瓜蛋白酶

（6）單細胞蛋白生產(chǎn)

應(yīng)用微生物的又一個側(cè)面。

我國已勝利制造飼料酵母、石油蛋白，

并用于畜禽、水產(chǎn)動物的飼料日糧配

合之中，已成為重要蛋白質(zhì)飼料來源。

飼料級酵母蛋白粉（7）食品專用微生物發(fā)酵劑

已勝利生產(chǎn)發(fā)酵乳制品生產(chǎn)專用微生物發(fā)酵劑；肉制品專用優(yōu)良微生物的選育和發(fā)酵劑制備也取得了可喜成果。

（８）其他

①食用菌品種繁多(金針菇、雙孢菇、

猴頭、靈芝、牛肝菌、羊肚菌、冬蟲夏草

等)，在栽培和選育高產(chǎn)品種方面進展快速。

②發(fā)酵乳制品方面，如酸奶制品已經(jīng)形成系列產(chǎn)品。

③發(fā)酵肉制品及各種發(fā)酵飲料也相繼消失，既活躍了食品市場，也豐富了人民物質(zhì)生活。

④大