食品微生物幻灯片1

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1、食品微生物学 食品工程系 教师：万国福,授课方式,讲授内容以教材为主；,授课方式以PowerPoint讲板为主；,平时小测验、课后习题；,1课堂教学,2课外教学,微生物学教学网站；,多种渠道的师生交流；,本课程的学习参考资料,1、报刊及网上与微生物学相关的科技新闻； 2、参考书： （1）微生物学教程，周德庆，高等教育出版社，1993 （2）“Brocks Biology of Microorganism 9TH”， Michael T. Madigan John M. Martinko Jack Parker，Prentice Hall，1999 （3）“Microbiology”， Lans

2、ing M. Prescott,Donald Klein, John Harley， McGraw-Hill Higher Education，2000 3、参考杂志 “微生物学通报”、“微生物学杂志”、“科学”、 “生命的科学”,第一章 绪论 第一节 微生物及其生物学特点 第二节 微生物学及其分支学科 第三节 食品微生物学及其研究内容和任务 第四节 微生物学的发展简史,第一节 微生物及其生物学特点 一、微生物及其生物分类地位 （一）微生物的概念及其主要类群 1、什么叫微生物 微生物（microbe）：是一类个体微小、结构简 单，肉眼不可见或看不清楚的微小生物的统称。 2、主要类群 包括：病毒

3、、细菌、古细菌、真菌、藻类、原生动物,微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！,时时刻刻与微生物“共舞” 是 祸？是 福？,.微生物无处不在,它和人类的关系如何呢?,微生物是自然界物质循环的关键环节；,微生物是人类的朋友！,体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证； 帮助消化、提供必需的营养物质、组成生理屏障,微生物可以为我们提供很多有用的物质； 有机酸、酶、各种药物、疫苗、面包、奶酪、啤酒、酱油等等,基因工程为代表的现代生物技术；,少数微生物也是人类的敌人！,鼠疫； 天花； 艾滋病； 疯牛病；,总之，微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们在给人类带来巨大

4、利益的同时也带来“残忍”的破坏。它给人类带来的利益不仅是享受，而且实际上涉及到人类的生存。, m 级：光镜下可见（细胞） 小（个体微小） nm 级：电镜下可见（细胞器、病毒） 少数肉眼可见 单细胞 简（结构简单） 简单多细胞 非细胞 原核类：细菌，放线菌，支原体， 立克次氏体，衣原体，蓝细菌 低（进化地位低） 真核类：真菌（酵母菌，霉菌）， 原生动物，显微藻类 非细胞类：病毒，类病毒，朊病毒,4.微生物的特征,微生物包括:非细胞生物的病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒）、具原核细胞结构的真细菌、古生菌以及具真核细胞结构的真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、原生动物和单细胞藻类。 一般来说微生物都是相

5、当简单的生物，大多数的细菌、原生动物、某些藻类和真菌是单细胞的微生物，即使为多细胞的微生物，也没有许多的细胞类型,微生物形态、大小和细胞类型,3、生物中哪些是微生物,4、与食品工业有关的微生物 细菌、酵母菌、霉菌、放线菌和部分专门侵害微生物的部分噬菌体。 为了方便学生记忆，微生物种类可用一句话概括“三菌、四体、一病毒”即：细菌、真菌、放线菌，立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体，病毒。,（二）微生物的生物学分类地位 两界系统（1753年）：动、植物两界 三界系统（1860年）：原生生物界、动物界、植物界 四界系统（1956年）：植物界、动物界、原生生物界、菌界 五界系统（1969年）：动物界、植

6、物界、原生生物界、真菌界、原核生物界,一些单细胞生物和无核类生物组成,原生动物、真菌、部分藻类,细菌、蓝细菌,原生动物、单细胞藻类、粘菌类等,细菌、蓝细菌,（二）微生物的生物学分类地位 六界系统（1966年）：动物界、植物界、真菌界、原生动物界、真细菌界、古细菌界 三域学说（1978年）：细菌域、古生菌域、真核生物域,二、微生物的生物学特点 体积小，比表面积大 吸收多，转化快 生长旺，繁殖快 适应强，易变异 分布广，种类多,个体小:,测量单位：微米或钠米,杆菌的平均长度：2 微米； 1500个杆菌首尾相连= 一粒芝麻的长度； 10-100亿个细菌加起来重量 = 1毫克 面积/体积比：人 = 1

7、，大肠杆菌 = 30万； 这样大的比表面积特别有利于它们和周围环 境进行物质、能量、信息的交换。微生物的其它很 多属性都和这一特点密切相关。,个体形态需要借助光学显微镜或电子显微镜观察。,肉眼可观察到微生物聚集的群体菌落,肉眼可观察到微生物聚集的群体菌落,生长旺,繁殖快：,24小时后： 4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨 48小时后：2.2 10 43个后代，重量达到2.2 10 25 吨,相当于4000个地球的重量！,大肠杆菌一个细胞重约10 12 克，平均20分钟繁殖一代,一头500 kg的食用公牛，24小时生产 0.5 kg蛋白质, 而同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液

8、（如糖蜜） 和氨水为原料，24小时可以生产 50000 kg优质蛋白质,结构简：,无细胞结构（病毒）； 单细胞； 简单多细胞；,吸收多：,消耗自身重量2000倍食物的时间：,大肠杆菌：1小时 人 ：500年（按400斤/年计算）,变异易：,个体小、结构简、且多与外界环境直接接触 繁殖快、 数量多,短时间内产生大量的变异后代,突变率：10-5 10-10,分布广：,人迹可到之处，微生物的分布必然很多， 而人迹不到的地方，也有大量的微生物存在！,强酸、强碱、高热的极端环境；,数十公里的高空（最高为离地85公里，须用火箭采样）,几千米的地下；,常年封冻的冰川；,种类多：,微生物的生理代谢类型多； 代

9、谢产物种类多； 微生物的种数“多”；,虽然目前已定种的微生物只有大约10万种，远较动植物为少，但一般认为目前为人类所发现的微生物还不到自然界中微生物总数的1%,第二节 微生物学及其分支学科 一、微生物学及其研究对象 微生物学：是研究微生物及其生命活动规律的学科，研究的主要内容包括微生物的形态结构、营养特点、生理生化、生长繁殖、遗传变异、分类鉴定、生态分布以及微生物在工业、农业、医疗卫生、环境保护等方面的应用。,二、微生物学的分支学科（了解） 1、根据基础理论研究内容不同，形成的分支学科有：微生物生理学、微生物遗传学、微生物分类学及微生物生态学等。 2、根据微生物类群不同，形成的分支学科有：细菌

10、学、病毒学、真菌学、放线菌学等。 3、根据微生物的应用领域不同，形成的分支学科有：工业微生物学、农微生物学、食品微生物学等。,二、微生物学的分支学科 4、根据微生物的生态环境不同，形成的分支学科有：土壤微生物学、海洋微生物学、环境微生物学、微生态学等。 5、按学科间的交叉、融合分：化学微生物学、分析微生物学、微生物生物工程工程学、微生物信息学等。 6、按实验方法、技术分：实验微生物学、微生物研究方法等。,第三节 食品微生物学研究内容和任务 一、食品微生物研究的主要内容 1、在食品工业中的有益的微生物 有益微生物：霉菌、细菌、酵母菌 应用： 1）利用其次级代谢产物应用于发酵工业 2）利用其自身能

11、改变或赋予食品独特风味或具有有益保健作用而应用于食品的制造或生产日调味品。,2、在食品保藏过程中引起食品变质的微生物及其控制,微生物引起各类食品的变质现象 微生物引起食品变质相关的内因、外因及其相互的联系 微生物引起食品腐败变质的机理。,微生物是引起食品变质的主要因素。通过加强生产贮藏和运输销售等各个环节的微生物控制才能防止微生物的滋生。,3、与食品卫生、安全有关的微生物问题,食品相关的细菌性食物中毒、食源性传染病、真菌毒素中毒症等 食源性疾病的微生物的特性，生长、产毒的条件，致病的机理及预防措施,二、学习食品微生物的任务 研究有益微生物及其食品加工过程中的应用，为人类提供营养丰富的有益健康的

12、食品；避免在食品生产、保藏、流通中受有害微生物的污染，防止食品的腐败变质和食物中毒，保证食品的安全性。,微生物的对食品的转化作用 微生物合成的代谢产物 初生代谢产物 次生代谢产物 微生物酶制剂 微生物细胞,三、微生物在食品工业中的应用,第四节 微生物学的发展简史 四个时期： 一、微生物学的史前时期 史书记载的关于早期的盐腌、糖渍、烟熏、风干和酿造技术都是人类无意识的利用了微生物学知识的最好实例。,二、微生物的发现与微生物学的启蒙时期 17世纪中叶荷兰人吕文虎克(Antoni van Leeuwenhoek)用自制的简单显微镜观察并发现了许多微生物。,1664年，英国人虎克（Robert Hoo

13、ke）曾用原始的显微镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。,列文虎克利用业余时间制造过400 多架单式显微镜和放大镜，放大率 一般为50200倍，,三、微生物学的形成时期 巴斯德（发酵学之父）、科赫（细菌学之父）、贝耶林克和维诺格拉德斯基 等一批微生物先驱的出现。,法国人巴斯德（Louis Pasteur） （18221895）,德国人柯赫（Robert Koch） （ 18431910）,1.巴斯德,(1) 发现并证实发酵是由微生物引起的；,(2) 彻底否定了“自然发生”学说；,化学家出生的巴斯德涉足微生物学是为了治疗“酒病”和“蚕病”,著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有

14、 微生物，是它们引起有机质的腐败。,(3) 免疫学预防接种,首次制成狂犬疫苗,(4)其他贡献,巴斯德消毒法：6065作短时间加热处理，杀死有害微生物,2.柯赫,a）细菌纯培养方法的建立,土豆切面 营养明胶 营养琼脂（平皿）,（1）微生物学基本操作技术方面的贡献,b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种 微生物的培养,c）流动蒸汽灭菌,d）染色观察和显微摄影,（二）微生物学的奠基,2.柯赫,（2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献：,a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌；,b）发现了肺结核病的病原菌（1905年获诺贝尔奖）,c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则 著名的柯赫原则,1

15、、 在每一相同病例中都出现这种微生物； 2 、要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来； 3、用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主，同样的疾病会 重复发生； 4 、从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。,（,1892 Ivanovsky提供烟草花叶病毒是由病毒引起的证据；,1928 Griffith发现细菌转化；,1929 Fleming发现青霉素；,1944 Avery等证实转化过程中DNA是遗传信息的载体；,1953 Watson和Crick提出DNA双螺旋结构；,19701972 Arber、Smith和Nathans 发现并提纯了 DNA限制性内切酶,对其机理的研究导致DNA是遗传物质的确证； 外源遗传物质导入各种细胞的基因重组技术的建立；,四、微生物学的发展时期,作业： 教材P9（、题）,最后， 谢谢大家！,