食品微生物學演示教學

食品微生物學主要參考書食品微生物學

楊潔彬主編中國農(nóng)業(yè)大學出版新編食品微生物學

張文治編著中國輕工業(yè)出版社微生物學

（武漢大學、復旦大學）合編高教出版社工業(yè)微生物生理與遺傳育種學

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出版社現(xiàn)代食品發(fā)酵技術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中的地位。2．理解并掌握微生物的生物學特點和作用3．了解微生物學的主要分支學科和發(fā)展史。4．明確食品微生物學的研究對象和任務。第一節(jié)微生物及其生物學特點一、微生物的概念及其主要類群二、微生物的生物學分類地位二、微生物的生物學特點與作用

二、微生物的生物學分類地位1957年Copeland提出四界分類系統(tǒng)：即原核生物界（procaryotae）（細菌、藍細菌等）；原生生物界（protista)（原生動物、真菌、粘菌和藻類等）；動物界(Animalia)多細胞動物；植物界(Plantae)。1969年Whittaker提出把真菌單獨列為一界，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)。認為，在生物進化的早期，存在一類各生物的共同祖先，然后分成三條進化路線，形成了三個原界：古細菌原界：包括產(chǎn)甲烷細菌、極端嗜鹽細菌、嗜熱嗜酸細菌；真細菌(eubacteria)原界：包括除古細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、微生物的生物學特點與作用

微生物除具有生物的共性外，也有其獨特的特點，正因為其具有這些特點，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（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)造了巨大的物質財富，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，代謝能力強大腸桿菌（Escherichiacoli）在適宜的條件下，每20分鐘即繁殖一代，24小時即可繁殖72代，由一個菌細胞可繁殖到47×1022個，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:因為微生物的代謝能力很強,由于微生物個體微小，單位體積的表面積相對很大，有利于細胞內(nèi)外的物質交換，細胞內(nèi)的代謝反應較快。極大的物質資源:正因為微生物具有生長快、代謝能力強的特點，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；在物質轉化中的作用: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，微生物的結構簡單，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，正因為微生物的遺傳穩(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、植物所難以實現(xiàn)的。第二節(jié)微生物學及其分支學科一、微生物學及其研究對象二、微生物學的分支學科一、微生物學及其研究對象微生物學概念:概括地講，微生物學（Microbiology）是研究微生物及其生命活動規(guī)律的學科。研究對象:研究的主要內(nèi)容涉及微生物的形態(tài)結構，營養(yǎng)特點，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)境保護等各方面的應用。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于人類文明。二、微生物學的分支學科（一）根據(jù)基礎理論研究內(nèi)容不同，形成的分支學科

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

細菌學（Bacteriology）病毒學（Virology）真菌學（Fungi）放線菌學（Actinomycetes）等。

（三）根據(jù)微生物的應用領域不同，形成的分支學科

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

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

土壤微生物學(SoilMicrobiology)

海洋微生物學（MarineMicrobiology）等。第三節(jié)食品微生物學及其研究內(nèi)容食品微生物學:食品微生物學是專門研究與食品有關的微生物的種類、特點及其在一定條件下與食品工業(yè)關系的一門學科。盡管人類對食品微生物研究的歷史很長，但作為微生物學的一門獨立的分支學科——食品微生物學，其仍屬一門新興學科。尤其在我國，人們對食品科學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；食品微生物學是隨著食品科學的發(fā)展而產(chǎn)生的一個重要的學科。食品微生物研究的主要內(nèi)容包括三個方面：

一、在食品工業(yè)中有益的微生物及其應用；

二、在食品保藏過程中引起食品變質的微生物及其控制；

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

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。北魏的賈思勰《齊民要術》一書中，就詳細記載了制醋的方法。我國古代勞動人民就利用了鹽腌、糖漬、煙熏、風干等。二、微生物發(fā)現(xiàn)與微生物學啟蒙時期

十七世紀，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年的時期，隨著顯微鏡的不斷改進，分辨率的提高，人們對微生物的認識由粗略的形態(tài)描述逐步發(fā)展到對微生物進行詳細的觀察和根據(jù)形態(tài)進行分類研究，形成了啟蒙的微生物學。三、微生物學的形成時期

由研究微生物形態(tài)的啟蒙時期到對微生物的生理生化水平研究時期。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，這一研究結果把對微生物的研究由形態(tài)轉向生理生化研究水平，為微生物學的形成和發(fā)展奠定了基礎。巴斯德還通過大量實驗證明了食品的腐敗變質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），他為疾病的病原學說建立了基礎。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的形