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1、食品微生物学食品微生物学一、 核结构的不同，1969 年魏塔科提出五界系统，即动物界、植物界、原生生物界、真菌界和原核生物界，1979 我国学者提出了病毒界二、物的生物学活性（P3）（1）代谢活力强微生物体积小，有极大的表面积/体积比值，因而微生物能与环境之间迅速进行物质交换，吸收营养和排泄废物，而且有最大的代谢速率。从单位重量来看，微生物的代谢强度比高等生物大几千倍到几万倍。人类对微生物的利用主要体现在它们的生物化学转化能力。（2）繁殖快微生物繁殖速度快、易培养，是其他生物不能比的。以二裂法繁殖的细菌具有惊人的繁殖速度。（3）种类多，分类广目前已经确定的种类为 10 万种左右，每年正以发现几
2、百至上千个新种的趋势在增加；目前我们所了解的微生物种类，至多也不超过生活在自然界中的微生物总数的 10%。（4）适应性强，易变异由于个体小，结构简单，繁殖快，与外界环境直接接触等原因，微生物很容易变异。变异具有多样性，最常见的变异形式是基因突变，它可以涉及到任何形状，诸如形态构造、代谢途径、生理类型以及代谢产物的质或量的变异等。三、世纪中期，以法国的巴斯德和德国的柯赫为代表的科学家才将微生物的研究从形态描述推进到生理学研究阶段。四、食品微生物学所研究的内容包括：（1）研究与食品有关的微生物的活动规律；（2）研究利用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；（
3、4）研究检测食品中微生物的方法，制定食品中微生物指标，从而为判断食品的卫生质量提供科学依据。五、微生物在食品中的应用有 3 种方式：即微生物菌体的应用；微生物代谢产物的应用；微生物酶的应用。六、原核微生物主要包括细菌、放线菌、蓝细菌以及形态结构比较特殊的立克次氏体、支原体、衣原体以及螺旋体等。七、细菌的基本结构包括细胞壁、细胞质膜、细胞质及细胞核等 4 部分。八、细胞壁的功能：（1）细胞壁具有保护细胞及维持细胞外形的功能；（2）细菌细胞壁的化学组成也与细菌的抗原性、致病性以及对噬菌体的敏感性有关；（3）为鞭毛运动提供可靠的支点；（4）可允许水及一些化学物质通过，并对大分子物质有阻拦作用。九、革
4、兰氏染色技术的原理及步骤（1）原理：细菌的不同显色反应是由于细胞壁对乙醇的通细胞壁对乙醇的通透性和抗脱色能力的差异，透性和抗脱色能力的差异，主要是由肽聚糖层厚度和结构决定的。经结晶紫染色的细胞用碘液处理后形成不溶性复合物，乙醇能使它溶解，所以染色的前两步结果是一样的。但在 G+细胞中，乙醇还能使厚的肽聚糖层脱水，导致孔隙变小，由于结晶紫和碘的复合物分子太大，不能通过细胞壁，保持着紫色。在 G-细胞中，乙醇处理不但破坏了胞壁外膜，还可能损伤肽聚糖层和细胞质膜，于是被乙醇溶解的结晶紫和碘的复合物从细胞中渗漏出来，当再用衬托的染色液复染时，显现红色。（2）步骤： 革兰氏染色法包括初染、媒染、脱色、复
5、染等四个步骤，具体操作方法是： 涂片固定。 草酸铵结晶紫染 1 分钟。 自来水冲洗。 加碘液覆盖涂面染约 1 分钟。 水洗，用吸水纸吸去水分。 加 95%酒精数滴，并轻轻摇动进行脱色，20 秒后水洗，吸去水分。 蕃红染色液（稀）染 2 分钟后，自来水冲洗。干燥，镜检。十、细胞膜，简称质膜，是围绕细胞质外面的双层膜结构，使细胞具有选择吸收性能，控制物质的吸收与排放，也是许多生化反应的重要部位。质膜的基本结构是磷脂双层，含有高度疏水的脂肪酸和相对亲水的甘油两部分。十一、由于溶质浓度差而使水分通过质膜的过程称为渗透作用，是被动扩散的一种方式，它对质膜造成一种压力，即渗透压。十二、核糖体是细胞合成蛋白
6、质的场所。十三、什么是芽孢？有些细菌（多为杆菌）在一定条件下，细胞质高度浓缩脱水所形成的一种抗逆性很强的球形、椭圆形或圆柱形的孢子，这种对不良环境具有较强的抗性的休眠体称为芽胞。对多数细菌来说 1 个菌体细胞只形成 1 个芽孢，但有些菌体会生成两个芽孢，如坚强芽孢杆菌，有的在细胞一端生成，有的在细胞中部生成。由于芽孢是在细胞内形成的，所以也常称之为内生孢子。每一细胞仅形成一个芽孢，所以其没有繁殖功能。能否形成芽孢是细菌种的特征。十四、经研究证明芽孢耐高温的原因是由于芽孢形成时可同时形成 2,6-吡啶二羧酸（DPA） 。DPA 的结构式为：十五、如果把单个微生物细胞接种到适合的固体培养基上后，在
7、适合的环境条件下细胞就能迅速生长繁殖，繁殖的结果是形成一个肉眼可见的细胞群体，我们把这个微生物细胞群体称为菌落。十六、菌落特征包括菌落的大小、形态（圆形、丝状、不规则状、假根状等） ，侧面观察菌落隆起程度（如扩展、台状、低凸状、乳头状等） ，菌落表面状态（如光滑、皱褶、颗粒状龟裂、同心圆状等） ，表面光泽（如闪光、不闪光、金属光泽等） ，质地（如油脂状、膜状、黏、脆等） ，颜色与透明度（如透明、半透明、不透明等） 。十七、食品中常见的细菌（1）假单胞杆菌属：直的或弯杆状，革兰氏阴性菌，可运动，不产生芽胞。化能有机营养型，需氧。某些菌株具有很强的分解脂肪和蛋白质的能力，在低温下能很好地生长，在冷
8、藏食品的腐败变质中起主要作用。（2）醋酸杆菌属：细菌细胞呈椭圆形杆状、单生或成链状，不产生芽胞，需氧，运动或不运动。该菌属具有很强的氧化能力，可将乙醇氧化成醋酸，引起酒精饮料、果汁变酸；广泛存在于植物和有酒精发酵的地方。（3）埃希氏杆菌属和肠细菌属：均归于大肠菌群，细胞杆状，通常单个出现，革兰氏阴性菌，好氧或兼性厌氧，化能有机型。是食品中重要的腐生菌，存在于人类及牲畜的肠道中，在水、土壤中也极为常见。在合适条件下使牛乳及乳制品腐败产生一种不洁净物或粪便气味。（4）沙门氏菌：无芽孢杆菌，该菌属常常污染鱼、肉、禽、蛋、乳等食品，特别是肉类。是人类重要的致病菌。（5）双歧杆菌属：革兰氏阳性多形态杆菌
9、，专性厌氧。具有营养、免疫及抗感染作用，抗过敏、抗肿瘤，调整肠道功能及改善营养。（6）芽孢杆菌属：细胞杆状，能出现单个、成对或短链状。革兰氏阳性，好氧或兼性厌氧，可产生芽孢。此菌产生芽孢具有一定抗热性，在食品工业中是经常遇到的污染菌。（7）梭状芽胞杆菌：厌氧革兰氏阳性杆菌，是罐装食品中引起腐败的主要菌种。肉类罐装食品在最重要的是肉毒梭状芽胞杆菌，其芽孢产生在菌体的中央或极端，芽孢耐热性大，能产生很强的毒素。（8）葡萄球菌：葡萄串状，革兰氏阳性。污染食品产生毒素，使人食物中毒。（9）黄色杆菌属：存在于水和土壤，直杆状。会引起奶、肉和其他蛋白食品腐败（10）变形杆菌（11）明串珠菌属（12）链球菌
10、（13）微球菌属十八、目前产生的抗菌素绝大多数都是由放线菌产生的。十九、真菌包括了单细胞的酵母菌、单细胞或多细胞的丝状霉菌以及产生子实体的蕈菇。二十、酵母菌是典型的真核微生物，细胞的形状通常有球状、卵圆状、椭圆状、柱或香肠状等多种。芽殖：各属酵母菌都存在裂殖：少数酵母菌、裂殖酵母属无性 节孢子：地霉属产无性孢子 掷孢子：掷孢酵母属二十一、 、酵母菌的繁殖方式 厚垣孢子：白假丝酵母有性（形成子囊孢子）：酵母属、接合酵母属（1）无性繁殖 芽殖：是酵母菌最常见的繁殖方式。在良好的营养和生长条件下，酵母的生长迅速，这时可以看到所有细胞上都长有芽体，而且在芽体上还可以形成新的芽体。 裂殖：酵母菌的裂殖与
11、细菌的裂殖相似。其过程是细胞伸长，核分裂为二，然后细胞中央出现隔膜，将细胞横分为两个相等大小的、各具有一个核的子细胞。进行裂殖的酵母种类很少，例如裂殖酵母属的八裂殖酵母等。 产生无性孢子：掷孢子是掷孢酵母属等少数酵母产生的无性孢子，外形呈肾状。这种孢子是在卵圆形的营养细胞上生出的小梗上形成的。孢子成熟后，通过一种特有的喷射机制将孢子射出而繁殖。此外，有的酵母如白假丝酵母等还能在假菌丝的顶端产生厚垣孢子。（2）有性繁殖：酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖的。它们一般通过邻近的两个性别不同的细胞各自伸出一根管状的原生质突起，随即相互接触、局部融合，并形成一个通道，再通过质配、核配和减数
12、分裂，形成 4 个或 8 个子核，每一个子核与其附近的原生质一起，在其表面形成一层孢子壁后，就形成了一个子囊孢子，而原有的营养细胞就成了子囊。二十二、 、食品中常见的酵母菌有：（1）酵母菌属：啤酒酵母、葡萄汁酵母（2）裂殖酵母属：八孢裂殖酵母是这一属的重要菌种。（3）假丝酵母菌属：热带假丝酵母（最常见的假丝酵母） 、解脂假丝酵母、产朊假丝酵母（4）球拟酵母属：白色球拟酵母（5）红酵母属二十三、菌丝的特异化（1）假根：根霉属真菌的匍匐枝与基质接触处分化形成的根状菌丝，起固着和吸收营养的作用。（2）吸器：某些寄生性真菌从菌丝上产生出来的旁枝，侵入寄主细胞内形成指状、球状或丛枝状结构，用以吸收寄主细
13、胞中的养料。（3）菌核：由菌丝团组成的一种硬的休眠体，一般有暗色的外皮，在条件适宜时可以生出分生孢子梗、菌丝子实体。（4）子实体：由真菌的营养菌丝和生殖菌丝缠结而成的具有一定形状的产孢结构。二十四、食品中常见的霉菌有：毛霉菌、根霉属、曲霉属、青霉属、红曲属二十五、微生物对营养物质的吸收（1）简单扩散：通过细胞膜进行内外物质交换最简单的一种方式。营养物质通过分子的随机运动透过微生物细胞膜上的小孔进出细胞。其特点是物质由高浓度区向低浓度区扩散（浓度梯度） ，这是一种单纯的物理扩散作用，不需要消耗细胞生物能。一旦细胞膜两侧的浓度梯度消失（即细胞内外的物质浓度达到平衡） ，简单扩散也就达到动态平衡。简
14、单扩散是非特异性的，没有运载蛋白质参与，也不与膜上的分子发生反应。简单扩散的物质主要是一些小分子物质，如一些气体（O2、CO2） 、水、某些无机离子及一些水溶性小分子（甘油、乙醇等） 。（2）促进扩散：在细胞膜上存在多种具有运载营养物质功能的特异性蛋白质，称为渗透酶。促进扩散的特点也是由高浓度区向低浓度区扩散，所不同的是这种运输有渗透酶参与，加速了营养物质的透过程度，以满足微生物细胞代谢之需要。促进扩散过程是由浓度梯度来驱动的，不需耗费代谢能量。扩散运输是真核生物的普遍运输机制，但在原核生物中却少见；在厌氧微生物中，促进扩散的过程常参与某些化合物的吸收和发酵产物的排出。（3）主动运输：特点是营
15、养物质由低浓度向高浓度进行，这个过程不仅需要渗透酶，还需要代谢能量，能量由三磷酸腺苷（ATP）提供，渗透酶起着将营养物质从低浓度的周围环境转运进高浓度的细胞内不断改变平衡点的作用。（4）基团转位：这种方式除具有主动运输的特点外，主要是被转运的物质改变了本身的性质，有化学基团转移到被转运的营养物质上面去。如许多糖及其糖的衍生物在运输中由细菌的磷酸转移酶系催化，使其磷酸化，磷酸基团被转移到它们分子上，以磷酸糖的形式进入细胞。这种运输过程的磷酸转移酶系统包括酶、酶和热稳定蛋白（HPr） 。酶是非特异性的，它们对许多糖都一样起作用。酶是膜上的结构酶，并能诱导产生，它对某一种糖具有特异性，只能运载某一种
16、糖类，酶同时起着渗透酶和磷酸转移酶的作用。HPr 是热稳定的可溶性蛋白质，它能够像高能磷酸载体一样起作用。该酶系统催化的反应分两步进行： 少量的 HPr 被磷酸烯醇丙酮酸（PEP）磷酸化。PEP+HPr磷酸HPr+丙酮酸 磷酸HPr 将它的磷酰基传递给葡萄糖，同时将生成的6-磷酸葡萄糖释放到细胞质内。这步反应由酶催化。磷酸HPr+葡萄糖6-磷酸葡萄糖+HPr基团转位可转运糖、糖的衍生物。这个运输系统主要存在于兼性厌氧菌和厌氧菌中。二十六、微生物的营养类型营养类型 代谢特点光能自养型化能自养型光能异养型化能异养型碳源CO2或可溶性碳酸盐CO2或可溶性碳酸盐小分子有机物有机物能源光能无机物的氧化光能有机物的氧化降解供氢体无机物（H2O、H2S 等）无机物（H2S、H2、Fe2+、NH3、NO2等）小分子有机物有机物代表种蓝细菌、绿硫细菌硝化细菌、硫化菌、氢细菌、红螺菌大多数细菌、全部真菌、铁细菌等放线菌二十七、培养基的类型（一）根据营养成分划分（1）天然培养基
