微生物学教学课件第六章微生物生长繁殖

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1、第六章第六章微生物的生长及其微生物的生长及其控制控制 第一节第一节 测定生长繁殖的方法测定生长繁殖的方法 第二节第二节 微生物的生长规律微生物的生长规律 第三节第三节 影响微生物生长的主要因素影响微生物生长的主要因素 第四节第四节 微生物培养法微生物培养法 第五节第五节 有害微生物的控制有害微生物的控制第六节第六节 引起食品变质的微生物引起食品变质的微生物第一节第一节测定生长繁殖的方法测定生长繁殖的方法一一 测微生物生长量的方法测微生物生长量的方法二二 计微生物繁殖数的方法计微生物繁殖数的方法一一 测微生物生长量的方法：测微生物生长量的方法： （一）直接法：（一）直接法： 1 1 测体积（离心

2、法）测体积（离心法） 2 2 测干重（离心法、过滤法）测干重（离心法、过滤法） （二）间接法：（二）间接法：1 1 比浊法：利用分光光度计或是浊度计比浊法：利用分光光度计或是浊度计测定微生物细胞的浓度测定微生物细胞的浓度2 2 间接成分测定：测含氮量、含碳量、间接成分测定：测含氮量、含碳量、测遗传物质的量测遗传物质的量3 3 生理指标法：生理指标法：呼吸强度、耗氧、酶活呼吸强度、耗氧、酶活性、生物热等性、生物热等 原理是在一定范围内，菌悬液中的细胞浓度与原理是在一定范围内，菌悬液中的细胞浓度与混浊度成正比，即与光密度成正比，菌数越多，光混浊度成正比，即与光密度成正比，菌数越多，光密度越大。因此

3、，借助于分光光度计，在一定波长密度越大。因此，借助于分光光度计，在一定波长下测定菌悬液的光密度，就可反应出菌液的浓度。下测定菌悬液的光密度，就可反应出菌液的浓度。特点：快速、特点：快速、简便；但易受干便；但易受干扰。比比 浊浊 法法测含氮量测含氮量 蛋白质是细胞的主要物质，含量稳定，蛋白质是细胞的主要物质，含量稳定，而氮是蛋白质的主要成分，通过测含氮量就而氮是蛋白质的主要成分，通过测含氮量就可推知微生物的浓度。可推知微生物的浓度。 一般细菌含氮量为干重的一般细菌含氮量为干重的12.5%12.5%，酵母，酵母菌为菌为7.5%7.5%，霉菌为，霉菌为6.0%6.0%；根据一定体积培养；根据一定体积

4、培养液中的含氮量再乘以液中的含氮量再乘以6.256.25，就可测得粗蛋白，就可测得粗蛋白的含量。的含量。细胞成分测定细胞成分测定 二二 计微生物繁殖数的方法：计微生物繁殖数的方法：（一）直接法（微生物总数（一）直接法（微生物总数, ,包括死菌在内）包括死菌在内） 1 1、比例计数法、比例计数法 2 2、血球计数板计数法、血球计数板计数法 1比例计数法比例计数法 将已知颗粒（如霉菌孢子或红细胞）浓度的将已知颗粒（如霉菌孢子或红细胞）浓度的液体与一待测细胞浓度的菌液按一定比例均匀混液体与一待测细胞浓度的菌液按一定比例均匀混合，在显微镜视野中数出各自的数目，即可得未合，在显微镜视野中数出各自的数目，

5、即可得未知菌液的细胞浓度。知菌液的细胞浓度。 这种计数方法比较粗放。这种计数方法比较粗放。 需要配制已知颗粒浓度的悬液做标准。需要配制已知颗粒浓度的悬液做标准。 2 血球计数板法血球计数板法血球计数板的图示血球计数板的图示原理：将原理：将1cm20.1mm的薄层空间划分为的薄层空间划分为400小格，从中均匀小格，从中均匀分布地选取分布地选取80或或100小格，计数其中的细胞数目，换算成单小格，计数其中的细胞数目，换算成单位体积中的细胞数。位体积中的细胞数。适用范围：个体较大细胞或颗粒，如血球、酵母菌等。不适适用范围：个体较大细胞或颗粒，如血球、酵母菌等。不适用于细菌等个体较小的细胞，因为（用于

6、细菌等个体较小的细胞，因为（1）细菌细胞太小，不）细菌细胞太小，不易沉降；（易沉降；（2）在油镜下看不清网格线，超出油镜工作距离。）在油镜下看不清网格线，超出油镜工作距离。特点：快速，准确，对酵母菌可同时测定出芽率，或在菌悬特点：快速，准确，对酵母菌可同时测定出芽率，或在菌悬液中加入少量美蓝可以区分死活细胞。液中加入少量美蓝可以区分死活细胞。血球计数板法血球计数板法 （二）间接法（活菌计数法）（二）间接法（活菌计数法） 1 1、液体稀释法、液体稀释法 2 2、平板菌落计数法、平板菌落计数法10n10n-210n-1Whenweobservecolonies,wecannotassumeeach

7、arosefromjustonecelloriginallyplantedonthemedium,however.Apair,chainorclusterofcellswhichlandonthemediumincloseproximitytoeachothercanmultiplyandproduceasinglecolony.Thus,weusethetermcolony-formingunitwhenweconsiderthecommonoriginforthecellsofanycolony.ThistermisusuallyabbreviatedCFU.Colony-FormingU

8、nit常用该法测定含菌量较少的空气和水中的微生物常用该法测定含菌量较少的空气和水中的微生物数目。数目。将定量的样品通过薄膜（硝化纤维素薄膜、醋酸将定量的样品通过薄膜（硝化纤维素薄膜、醋酸纤维薄膜）过滤，菌体被阻留在滤膜上，取下滤纤维薄膜）过滤，菌体被阻留在滤膜上，取下滤膜进行培养，然后计算菌落数，可求出样品中所膜进行培养，然后计算菌落数，可求出样品中所含菌数。含菌数。薄膜过滤计数法薄膜过滤计数法第二节第二节微生物的生长规律微生物的生长规律 n一一 同步生长同步生长n二二 典型生长曲线典型生长曲线n三三 微生物的连续培养微生物的连续培养n四四 微生物的高密度培养微生物的高密度培养 一一 同同步步

9、生生长长：通通过过同同步步培培养养而而使使细细胞胞群群体体处于分裂步调一致的状态。处于分裂步调一致的状态。获得同步生长的方法主要有两类：获得同步生长的方法主要有两类：环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等。环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等。造成与正常细胞周期不同的周期变化。造成与正常细胞周期不同的周期变化。选择法：选择性过滤、梯度离心。物理方法，选择法：选择性过滤、梯度离心。物理方法，随机选择，不影响细胞代谢。随机选择，不影响细胞代谢。获得同步生长的方法：获得同步生长的方法：二二 典型生长曲线（群体生长曲线）典型生长曲线（群体生长曲线）（分批培养）（分批培养） 微生物典型生长曲线表示

10、的是非丝状单细胞微生物典型生长曲线表示的是非丝状单细胞微生物在液体培养时的生长规律，广泛地应微生物在液体培养时的生长规律，广泛地应用于生产及研究上。用于生产及研究上。将少量单细胞的纯培养，接种到一恒定容积的将少量单细胞的纯培养，接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，在适宜条件下培养，每隔新鲜液体培养基中，在适宜条件下培养，每隔一定时间取样，测菌细胞数目。以培养时间为一定时间取样，测菌细胞数目。以培养时间为横坐标，以细菌增长数目的对数为纵坐标，绘横坐标，以细菌增长数目的对数为纵坐标，绘制所得的曲线。制所得的曲线。生长曲线的制作生长曲线的制作典型的生长曲线典型的生长曲线（Growthcurve）延延

11、滞滞期期对对数数期期稳定期稳定期衰亡期衰亡期细菌的同步生长与非同步生长的曲线细菌的同步生长与非同步生长的曲线 大肠杆菌生长实测生长曲线大肠杆菌生长实测生长曲线 一定量的微生物接种于装有一定体积培养基一定量的微生物接种于装有一定体积培养基的装置中，进行一段时间的培养。期间，的装置中，进行一段时间的培养。期间，微生物数量的变化趋势？微生物数量的变化趋势？延滞延滞期：少量细胞接期：少量细胞接种到新培养基后的一种到新培养基后的一段细胞数目不增加的段细胞数目不增加的适应期。其长短主要适应期。其长短主要受微生物的接种龄、受微生物的接种龄、接种量和培养基成分接种量和培养基成分的影响。的影响。对数期：细胞数以

12、几对数期：细胞数以几何级数增长的一段时何级数增长的一段时期。其时间长短主要期。其时间长短主要受菌株种类、营养成受菌株种类、营养成分和营养物质浓度的分和营养物质浓度的影响影响。稳定期：新繁殖的细胞稳定期：新繁殖的细胞数目与衰亡的细胞数目数目与衰亡的细胞数目相等的一段时期相等的一段时期。衰亡期：细胞死亡数衰亡期：细胞死亡数目超过新生的细胞数目超过新生的细胞数目的时期。死亡的细目的时期。死亡的细胞发生自溶胞发生自溶。上节回顾上节回顾n工业上如何解除反馈抑制工业上如何解除反馈抑制n微生物生长量的测定方法微生物生长量的测定方法n微生物繁殖数的测定微生物繁殖数的测定n典型生长曲线的适用范围典型生长曲线的适

13、用范围n典型生长曲线的特征典型生长曲线的特征1生长曲线各时期的特点生长曲线各时期的特点1) 1) 延滞期（延滞期（lagphase）又称停滞期、适应期又称停滞期、适应期n 细菌数目不增长的时期。细菌数目不增长的时期。n 特特点点：生生长长速速率率常常数数等等于于零零；细细胞胞形形态态变变大大或或增增长长；RNARNA尤尤其其rRNArRNA含含量量增增加加，合合成成代代谢活跃；对外界不良条件敏感。谢活跃；对外界不良条件敏感。影响延滞期的因素：影响延滞期的因素： 接种龄；（对数期接种时，延滞期短；接种龄；（对数期接种时，延滞期短；延滞期或稳定期，延滞期居中；衰亡期接种，延滞期或稳定期，延滞期居中

14、；衰亡期接种，延滞期延长）延滞期延长） 接种量（负相关）接种量（负相关） 培养基成分（营养丰富则延滞期短培养基成分（营养丰富则延滞期短) )2) 2) 指数期（指数期（exponentialphase）又称对数期又称对数期 以以几几何何级级数数速速度度分分裂裂，细细胞胞数数目目迅迅速速增增加加的时期。的时期。 特特点点：生生长长速速率率常常数数R R最最大大，则则细细胞胞每每分分裂裂一一次次所所需需要要的的代代时时G G或或原原生生质质增增加加一一倍倍所所需需时时间间最最短短；细细胞胞进进行行平平衡衡生生长长，各各种种组组分最为均匀；酶系活跃，代谢旺盛。分最为均匀；酶系活跃，代谢旺盛。繁繁殖殖

15、代代数数：n（lgx2lgx1）/lg2=3.322(lgx2lgx1)生生长长速速率率常常数数 Rn/(t2-t1)=3.322(lgx2lgx1) /(t2-t1)代时（代时（G）：）：G=1/R=(t2-t1)/ 3.322(lgx2lgx1)生长繁殖中的有关计算公式生长繁殖中的有关计算公式影响指数期的因素：影响指数期的因素：菌种菌种: :生长周期长的微生物生长周期长的微生物, ,指数期则长；指数期则长；营养成分：营养丰富则指数期短；营养成分：营养丰富则指数期短；营营养养物物浓浓度度：限限制制性性营营养养浓浓度度大大则则指指数数期期长；长；概概念念：凡凡是是处处于于较较低低浓浓度度范范围

16、围内内，可可影影响响生生长长速速率率和和菌菌体体产产量量的的营营养养物物。又又称称生生长长限限制因子制因子 培养温度：最适温度时，指数期较短；培养温度：最适温度时，指数期较短；一些细菌的代时一些细菌的代时菌名菌名培养基培养基培养温度培养温度 代时代时E. coli（大肠杆菌）大肠杆菌） 肉汤肉汤 3717minE. coli 牛奶牛奶 3712.5Enterobacter aerogenes（产气肠细菌）产气肠细菌）肉汤或牛奶肉汤或牛奶 371618E. aerogenes 组合组合 372944B. Cereus（蜡状芽孢杆菌）蜡状芽孢杆菌）肉汤肉汤3018B. thermophilus（嗜

17、热芽孢杆菌）嗜热芽孢杆菌）肉汤肉汤5518.3Lactobacillus acidophilus（嗜酸乳杆菌）嗜酸乳杆菌）牛奶牛奶376687Streptococcus lactis（乳酸链球菌）乳酸链球菌）牛奶牛奶3726S. lactis乳糖肉汤乳糖肉汤3748Salmonella typhi（伤寒沙门氏菌）伤寒沙门氏菌）肉汤肉汤3723.5Azotobacter chroococcum（褐球固氮菌）褐球固氮菌）葡萄糖葡萄糖2534446Mycobacterium tuberculosis（结核分枝杆菌）组合结核分枝杆菌）组合3779293Nitrobacter agilis（活跃硝化杆菌

18、）活跃硝化杆菌）组合组合2712003) 3) 稳定期（稳定期（stationaryphase） 死死亡亡细细胞胞数数目目和和新新增增殖殖细细胞胞数数目目平平衡衡, ,即即细细胞胞数数目目基基本本不不变变的的时时期期。平平衡衡后后期期，曲线有下降趋势。曲线有下降趋势。 菌菌体体产产量量与与营营养养物物貭貭的的消消耗耗间间呈呈现现一一定定的的比比例关系。例关系。 生长产量常数生长产量常数 Y Y（x xx x0 0）/(C/(C0 0-C)=-C)=（x xx x0 0）/ C/ C0 0 x x：稳定期的细胞干重；：稳定期的细胞干重； x x0 0：刚接种时的细胞干重；：刚接种时的细胞干重；

19、C C0 0：限制性营养物的最初浓度：限制性营养物的最初浓度在稳定期，细胞开始贮存糖原、异染粒和在稳定期，细胞开始贮存糖原、异染粒和脂肪等贮藏物，产芽孢，产次生代谢产物。脂肪等贮藏物，产芽孢，产次生代谢产物。可通过补料、调节可通过补料、调节pH、调整温度等措施以延长稳调整温度等措施以延长稳定期累积更多的代谢产物。定期累积更多的代谢产物。4) 4) 衰亡期（衰亡期（declinephase）n由由于于营营养养物物质质的的进进一一步步匮匮乏乏和和代代谢谢废废物物的的累累积积，大大量量的的微微生生物物死死亡亡、自自溶溶，导导致致细细胞数目急剧减少的时期。胞数目急剧减少的时期。n细细胞胞死死亡亡后后自

20、自溶溶释释放放出出一一些些产产物物如如：氨氨基基酸、转化酶、外肽酶、流出培养物。酸、转化酶、外肽酶、流出培养物。lg细胞数或产物细胞数或产物浓度浓度时间时间细胞细胞产产物物I型型II型型微生物发酵形成产物的过程与微生物细胞生长的过程并不总微生物发酵形成产物的过程与微生物细胞生长的过程并不总是一致的。一般认为：是一致的。一般认为：初级代谢初级代谢是给予生物能量和生成中间产物的过程，初级代谢是给予生物能量和生成中间产物的过程，初级代谢产物的形成往往与微生物细胞的形成过程同步，微生物生长产物的形成往往与微生物细胞的形成过程同步，微生物生长的的稳定期稳定期是这些产物的最佳收获时机；是这些产物的最佳收获

21、时机；次级代谢次级代谢产物与微生物的产物与微生物的生存、生长和繁殖无关。生存、生长和繁殖无关。次级代谢产物的形成往往次级代谢产物的形成往往与微生物细胞的形成过程与微生物细胞的形成过程不同步。在分批培养中，不同步。在分批培养中，它们的形成高峰往往在微它们的形成高峰往往在微生物生长生物生长稳定期的后期或稳定期的后期或衰亡期。衰亡期。2 微生物生长与代谢产物形成的关系微生物生长与代谢产物形成的关系 代谢产物和微生物细胞形成过程的关系代谢产物和微生物细胞形成过程的关系 (a) 酵母菌形成的初级代谢产物酵母菌形成的初级代谢产物乙醇；乙醇； (b) 产黄青霉形成的次级代谢产物产黄青霉形成的次级代谢产物青霉

22、素；青霉素；丝状微生物的纯培养采用丝状微生物的纯培养采用孢子孢子接接种，在液体培养基中震荡培养或种，在液体培养基中震荡培养或深层通气加搅拌培养，菌丝体通深层通气加搅拌培养，菌丝体通过断裂繁殖不形成产孢结构。可过断裂繁殖不形成产孢结构。可以用以用菌丝干重菌丝干重作为衡量生长的指作为衡量生长的指标，即以时间为横坐标，以菌丝标，即以时间为横坐标，以菌丝干重为纵坐标，绘制生长曲线。干重为纵坐标，绘制生长曲线。可分为三个阶段：可分为三个阶段：1、生长停滞期、生长停滞期2、迅速生长期、迅速生长期3、衰退期、衰退期3 丝状微生物的群体生长丝状微生物的群体生长三三 微生物的连续培养微生物的连续培养 连连续续培

23、培养养是是指指向向培培养养容容器器中中连连续续流流加加新新鲜鲜培培养养液液，使使微微生生物物的的液液体体培培养养物物长长期期维维持持稳稳定定、高高速速生生长长状态的一种溢流培养技术，又称开放培养。状态的一种溢流培养技术，又称开放培养。原理：当微生物在单批培养方式下生长达到对数期后期时，原理：当微生物在单批培养方式下生长达到对数期后期时，一方面以一定的速度流进新鲜培养基并搅拌，另一方面以溢一方面以一定的速度流进新鲜培养基并搅拌，另一方面以溢流方式流出培养液，使培养物达到动态平衡，其中的微生物流方式流出培养液，使培养物达到动态平衡，其中的微生物就能长期保持对数期的平衡生长状态和稳定的生长速率。就能

24、长期保持对数期的平衡生长状态和稳定的生长速率。单批培养单批培养恒浊法恒浊法恒化法恒化法单批培养单批培养连续培养连续培养时间时间连续流入连续流入新鲜培养液新鲜培养液lg细胞数（个细胞数（个/ml）连续培养连续培养连续培养原理连续培养原理一）根据控制方式不同，连续培养分为：一）根据控制方式不同，连续培养分为： 1 恒恒浊浊器器连连续续培培养养：控控制制微微生生物物细细胞胞的的生生长长密度的一种连续培养形式密度的一种连续培养形式 2 恒恒化化器器连连续续培培养养：通通过过控控制制某某一一种种营营养养物物的的浓浓度度，使使其其始始终终成成为为生生长长限限制制因因子子的的条条件件下达到的一种连续培养形式

25、。下达到的一种连续培养形式。概念：概念：通过调节培养基流速，使培通过调节培养基流速，使培养液养液浊度保持恒定浊度保持恒定的连续培养方法。的连续培养方法。原理：通过调节新鲜培养基流入的原理：通过调节新鲜培养基流入的速度和培养物流出的速度来速度和培养物流出的速度来维持菌维持菌浓度不变浓度不变,即浊度不变即浊度不变。主要采用。主要采用恒浊器，恒浊器，当浊度高时，使新鲜培养当浊度高时，使新鲜培养基的流速加快，浊度降低，则减慢基的流速加快，浊度降低，则减慢培养基的流速。培养基的流速。特点：基质过量，微生物始终以最特点：基质过量，微生物始终以最高速率进行生长，并可在允许范围高速率进行生长，并可在允许范围内

26、控制不同的菌体密度；但工艺复内控制不同的菌体密度；但工艺复杂，烦琐。杂，烦琐。连续培养技术连续培养技术恒浊培养恒浊培养使用范围：用于生产大量菌体、使用范围：用于生产大量菌体、生产与菌体生长相平行的某些生产与菌体生长相平行的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。代谢产物，如乳酸、乙醇等。恒化器恒化器Chemostat或或bactogenD=f(流速流速)/v(容积容积)装置装置控制对象控制对象培养基培养基培养基培养基流速流速生长速生长速率率产物产物应用应用范围范围恒浊器恒浊器菌体密度菌体密度（内控制）（内控制）无限制无限制生长因生长因子子不恒定不恒定最高最高大量菌体大量菌体或与菌体或与菌体形成相平形成相

27、平行的产物行的产物生产生产为主为主恒化器恒化器培养基流培养基流速（外控速（外控制）制）有限制有限制生长因生长因子子恒定恒定低于最低于最高高不同生长不同生长速率的菌速率的菌体体实验实验室为室为主主恒浊器与恒化器的比较恒浊器与恒化器的比较二）按培养器级数分二）按培养器级数分单级连续培养器：单级连续培养器：适宜于代谢产物的产生速率适宜于代谢产物的产生速率与菌体生长速率相平衡的发酵，如乙醇发酵与菌体生长速率相平衡的发酵，如乙醇发酵多级连续培养器：多级连续培养器：适宜于生产的产物与菌体生适宜于生产的产物与菌体生长不平行的发酵，如丙酮或某些次生代谢产长不平行的发酵，如丙酮或某些次生代谢产物的生产物的生产三

28、）连续培养与分批培养的比较三）连续培养与分批培养的比较1 连续培养的优点：连续培养的优点： 高效，它简化了装料、灭菌、出料、清洗发酵罐等高效，它简化了装料、灭菌、出料、清洗发酵罐等许多操作单元，从而减少了非生产时间；许多操作单元，从而减少了非生产时间； 便于自动控制便于自动控制 产品质量较稳定产品质量较稳定 节约了大量动力、人力、水和蒸汽等节约了大量动力、人力、水和蒸汽等2 连续培养的缺点：连续培养的缺点： 菌种易变异；菌种易变异； 易污染杂菌；易污染杂菌； 营养物的利用率一般低于单批培养营养物的利用率一般低于单批培养四四微生物的高密度培养微生物的高密度培养一）微生物的高密度培养一般指的是液体

29、培养一）微生物的高密度培养一般指的是液体培养中细胞群体密度超过常规培养中细胞群体密度超过常规培养10倍以上时的倍以上时的生长状态或培养技术。生长状态或培养技术。二）高密度培养的优点二）高密度培养的优点 提高菌体培养密度，提高产物的比生产率，提高菌体培养密度，提高产物的比生产率，不仅可减少培养容器的体积、培养基的消耗不仅可减少培养容器的体积、培养基的消耗和提高产物的分离、提取效率，而且还可以和提高产物的分离、提取效率，而且还可以缩短生产周期、减少设备投入和降低生产成缩短生产周期、减少设备投入和降低生产成本。本。三）进行高密度培养的具体方法三）进行高密度培养的具体方法1 选取最佳培养基成份和各成份

30、含量选取最佳培养基成份和各成份含量2 补料补料3 提高溶解氧的浓度提高溶解氧的浓度4 防止有害代谢产物的生成防止有害代谢产物的生成5 保持合适的保持合适的pH第三节第三节影响微生物生长的主要因素影响微生物生长的主要因素一一 温度温度二二 氧气氧气三三 pHpH一一温度温度对对于于微微生生物物的的需需要要可可将将温温度度分分为为适适合合生长温度、最高生长温度、最低生长温度。生长温度、最高生长温度、最低生长温度。根根据据对对温温度度的的要要求求将将微微生生物物区区分分为为：嗜嗜冷微生物；嗜热微生物；嗜温微生物冷微生物；嗜热微生物；嗜温微生物 菌菌 名名生长温度生长温度发酵温度发酵温度累积产物温度累

31、积产物温度 （ ） （ ） （ ） Streptococcus thermophilus374737S.lactis3440产细胞：产细胞：2530产乳酸：产乳酸：30Streptomyces griseus3728_Corenybacterium pekinense32 3335_Clostridium acetobutylicum3733_Penicilium chrysogenum302520不同生理生化过程的最适温度不同生理生化过程的最适温度微生物不同生理活动要求不同温度，所以，微生物不同生理活动要求不同温度，所以，最适生长温度最适生长温度发酵速度快、积累代谢产物多。发酵速度快、积累代

32、谢产物多。n以青霉素的生产为例：培养以青霉素的生产为例：培养165小时采用分小时采用分段控制温度的方法，其青霉素产量比始终在段控制温度的方法，其青霉素产量比始终在30 培养提高了培养提高了14.7%。n分段控制方式：分段控制方式：05小时，小时，30 ；540小小时，时，25 ；40125小时，小时，20 ；125165小时，小时，25 。二二氧气氧气 氧对于微生物比较重要，可以提供呼吸作用的氢供氧对于微生物比较重要，可以提供呼吸作用的氢供体，同时可以氧化有机物及无机物产能。体，同时可以氧化有机物及无机物产能。 微生物根据对氧的需要程度可以区分为专性微生物根据对氧的需要程度可以区分为专性好氧微

33、生物、兼性厌氧微生物、微好氧微生好氧微生物、兼性厌氧微生物、微好氧微生物、耐氧微生物及专性厌氧微生物。物、耐氧微生物及专性厌氧微生物。1 1 专专性性好好氧氧微微生生物物（strictaerobe）：有有氧氧才才能能生存生存 以以O O2 2作作为为最最终终氢氢受受体体，利利用用呼呼吸吸形形式式产产能能。因因此必须生活在有氧的条件下。此必须生活在有氧的条件下。 细细胞胞内内存存在在SODSOD（超超氧氧化化物物歧歧化化酶酶）、过过氧氧化化物酶和过氧化氢酶物酶和过氧化氢酶。2 2 兼性厌氧微生物（兼性厌氧微生物（facaltativeaerobe） 有有氧氧时时，靠靠呼呼吸吸形形式式产产能能。无

34、无氧氧时时，借借发发酵酵或或无无氧氧呼呼吸吸等等形形式式产产能能。故故有有氧氧时时生生长长速速度度高于无氧时高于无氧时 细胞内存在含细胞内存在含SODSOD和过氧化氢酶和过氧化氢酶。n酵母菌在有氧条件下迅速生长繁殖，进行好氧呼吸，将有酵母菌在有氧条件下迅速生长繁殖，进行好氧呼吸，将有机物彻底氧化成机物彻底氧化成CO2和和H2O，并产生大量菌体；在无氧条件，并产生大量菌体；在无氧条件下，发酵葡萄糖产生乙醇和下，发酵葡萄糖产生乙醇和CO2 。如果将氧通入正在发酵葡。如果将氧通入正在发酵葡萄糖的酵母悬液中，发酵速率迅速下降，葡萄糖的消耗随之萄糖的酵母悬液中，发酵速率迅速下降，葡萄糖的消耗随之下降。该

35、氧对葡萄糖耗量的抑制现象，称为巴斯德效应。下降。该氧对葡萄糖耗量的抑制现象，称为巴斯德效应。3 3 微好氧菌（微好氧菌（microaerophilicbacteria） 只只能能在在较较低低的的氧氧分分压压下下才才能能生生长长的的微微生生物物。利用呼吸形式产能。利用呼吸形式产能。4 4 耐氧菌（耐氧菌（aerotolerantanaerobe）有氧条件进行厌氧生活，靠专性发酵获能量。有氧条件进行厌氧生活，靠专性发酵获能量。生长不需要氧，但分子氧对其也无害生长不需要氧，但分子氧对其也无害细胞内存在细胞内存在SODSOD和过氧化物酶和过氧化物酶5 5 厌氧菌（厌氧菌（anaerobe） 利用无氧呼

36、吸和发酵形式产能。利用无氧呼吸和发酵形式产能。H2O+O22O2+2H+O2+H2O22H2O12SOD好氧生物好氧生物和耐氧细菌和耐氧细菌过氧化氢酶过氧化氢酶好氧生物好氧生物过氧化物酶过氧化物酶NADH2NAD耐氧菌耐氧菌好氧微生物细胞中存在超氧化物歧化酶好氧微生物细胞中存在超氧化物歧化酶（SODSOD）和过氧化物酶、过氧化氢酶以消除过和过氧化物酶、过氧化氢酶以消除过氧化物对其的伤害，从而能在有氧的条件下氧化物对其的伤害，从而能在有氧的条件下生存生存 分子氧在细胞中会形成有害的过氧化物。分子氧在细胞中会形成有害的过氧化物。 O22HH2O2 O2+eO2- 这些物质均对微生物有害这些物质均对

37、微生物有害 厌厌氧氧微微生生物物细细胞胞中中不不含含SODSOD、 过过氧氧化化物物酶酶及及过过氧氧化化氢氢酶酶等等消消除除过过氧氧化化物物的的酶酶类类，因因此此必必须须生生活在严格无氧的条件下活在严格无氧的条件下上节内容回顾上节内容回顾典型生长曲线的适用范围和意义典型生长曲线的适用范围和意义典型生长曲线特征及影响因素典型生长曲线特征及影响因素处于不同生长时期的微生物细胞生理特征处于不同生长时期的微生物细胞生理特征连续培养的类型连续培养的类型根据对氧的要求将微生物区分为哪五种类型根据对氧的要求将微生物区分为哪五种类型好氧微生物为何只能在有氧条件下生存好氧微生物为何只能在有氧条件下生存厌氧微生物

38、为何只能在无氧条件下生存厌氧微生物为何只能在无氧条件下生存氧对兼性厌氧微生物的影响氧对兼性厌氧微生物的影响氧浓度对不同微生物生长的影响氧浓度对不同微生物生长的影响三三pH（59） 不不同同微微生生物物对对环环境境pH要要求求不不同同，其其中中最最适适生生长长pH偏偏碱碱范范围围内内的的微微生生物物称称为为耐耐碱碱性性微微生生物物；而而最最适适生生长长pH偏酸范围内的微生物称为耐酸性微生物。偏酸范围内的微生物称为耐酸性微生物。 同一种微生物在不同生长阶段和生理、生化过同一种微生物在不同生长阶段和生理、生化过程中有不同的最适程中有不同的最适pH要求。要求。 培培养养基基内内某某些些中中性性成成分分

39、在在发发酵酵过过程程中中能能引引起起培培养液的养液的pH变化：变化： 有机物：有机物： 糖类糖类发酵氧化发酵氧化有机酸有机酸 pHpH 脂肪脂肪水解水解有机酸有机酸 pHpH 蛋白质蛋白质脱羧脱羧胺类胺类 pHpH无机盐：无机盐： NH3 pHpH NO3- pHpHpH变化对微生物的影响：变化对微生物的影响： 1）引引起起细细胞胞膜膜电电荷荷的的变变化化，影影响响营营养养物物质质的的吸收吸收 2）影响酶的活性）影响酶的活性第四节第四节微生物培养法微生物培养法一一 实验室培养法实验室培养法二二 生产实践中培养微生物的装置生产实践中培养微生物的装置一一实验室培养法实验室培养法（一）（一） 固体培

40、养法固体培养法 1 好氧菌的固体培养好氧菌的固体培养 试管斜面、培养皿琼脂平板、克氏扁瓶及茄试管斜面、培养皿琼脂平板、克氏扁瓶及茄子瓶等子瓶等 2 厌氧菌的固体培养厌氧菌的固体培养 高层琼脂柱、厌氧培养皿、高层琼脂柱、厌氧培养皿、亨盖特滚管亨盖特滚管技术技术及及厌氧罐厌氧罐技术、技术、厌氧手套箱厌氧手套箱等等厌氧培养箱厌氧培养箱（二）（二） 液体培养法液体培养法 1 好氧菌的液体培养好氧菌的液体培养 试管液体培养、三角瓶浅层液体培养、试管液体培养、三角瓶浅层液体培养、摇瓶培摇瓶培养养及及台式发酵罐台式发酵罐等等 2 厌氧菌的液体培养厌氧菌的液体培养 培养基中加入巯基乙醇、半胱氨酸等还原剂减培养

41、基中加入巯基乙醇、半胱氨酸等还原剂减小氧压。小氧压。LaboratoryprocessdevelopmentShakeFlaskExperimentsOptimizationofconditionsforcellgrowthandproductformationusingshakeflaskexperiments:1.pH2.Temperature3.Dissolvedoxygen(DO)4.Substratechoice5.Maximalandoptimalsubstrateconcentration6.Others实验室台式发酵罐实验室台式发酵罐二二生产实践中培养微生物的装置生产实践中培养

42、微生物的装置（一）（一） 固态培养法固态培养法1 好氧菌的曲法培养好氧菌的曲法培养 接过种的固体基质薄薄地滩铺在容器表接过种的固体基质薄薄地滩铺在容器表面，这样，既可使微生物获得充分的氧气，面，这样，既可使微生物获得充分的氧气，又可让微生物在生长过程中生产的热量及时又可让微生物在生长过程中生产的热量及时释放。释放。 2 厌氧菌的堆积培养法厌氧菌的堆积培养法传统的白酒生产传统的白酒生产（二）液体培养法（二）液体培养法1 好氧菌的培养好氧菌的培养 1）浅盘培养：）浅盘培养：一种用大型盘子对好氧菌进行浅一种用大型盘子对好氧菌进行浅层液体静止培养的方法。如早期的青霉素和柠檬层液体静止培养的方法。如早期

43、的青霉素和柠檬酸的发酵酸的发酵 2）深层液体通气培养）深层液体通气培养 发酵罐（发酵罐（fermenter）是一种钢质圆筒形直立容）是一种钢质圆筒形直立容器，发酵罐的主要作用是要为微生物提供丰富而器，发酵罐的主要作用是要为微生物提供丰富而均匀的养料，良好的通气和搅拌，适宜的温度和均匀的养料，良好的通气和搅拌，适宜的温度和酸碱度，并能确保防止杂菌污染。有一套必要的酸碱度，并能确保防止杂菌污染。有一套必要的附属装置，例如培养基配置系统，蒸汽灭菌系统。附属装置，例如培养基配置系统，蒸汽灭菌系统。以及发酵产物的后处理系统。以及发酵产物的后处理系统。Industrial Fermentation Set

44、tingn2 厌氧菌的培养厌氧菌的培养n如啤酒等的发酵，生产过程中不需要提供无菌如啤酒等的发酵，生产过程中不需要提供无菌空气，所以发酵罐的结构比较简化空气，所以发酵罐的结构比较简化Industrial Scale upnTo transfer the pilot scale results into a commercially feasible production setting.nFermentor sizes range from 100 L to 500,000 L, depending on products.第五节第五节有害微生物的控制有害微生物的控制基本概念基本概念一一 物理杀

45、菌因素的代表高温物理杀菌因素的代表高温二二 化学杀菌剂或制菌剂化学杀菌剂或制菌剂三三 影响微生物生长的环境因素影响微生物生长的环境因素基本概念基本概念 1 1 灭灭菌菌（sterilization）：采采用用强强烈烈的的理理化化因因素素使使任任何何物物体体内内外外部部的的一一切切微微生生物物永永远远丧丧失失其其生生长长繁繁殖殖能能力力的的措措施施。分分为为杀杀菌菌和和溶溶菌菌两两种。如高温灭菌和辐射灭菌。种。如高温灭菌和辐射灭菌。 2 2 消消毒毒（disinfection）：采采用用较较温温和和的的理理化化因因素素仅仅杀杀死死物物体体表表面面或或内内部部一一部部分分对对人人体体有有害害的的病

46、病原原菌菌，而而对对被被消消毒毒的的物物体体基基本本无无害害的的措措施（防止传染）。施（防止传染）。 3 3 防腐（防腐（antisepsis）：）：利用某种理化因素完利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖从而达到防止全抑制霉腐微生物的生长繁殖从而达到防止食品等发生霉腐的措施。食品等发生霉腐的措施。如：低温、缺氧、如：低温、缺氧、干燥、高渗、高酸度、高醇度、添加防腐剂等干燥、高渗、高酸度、高醇度、添加防腐剂等4 4 化疗（化疗（chemotherapy）：）：利用高度选择毒力利用高度选择毒力的化学物质来抑制宿主体内病源微生物的生的化学物质来抑制宿主体内病源微生物的生长繁殖，借以达到治疗该

47、传染病的一种措施。长繁殖，借以达到治疗该传染病的一种措施。用于化疗目的的化学物质称化学疗剂。用于化疗目的的化学物质称化学疗剂。如：抗生素、磺胺类药物、生物药物素和中草药如：抗生素、磺胺类药物、生物药物素和中草药 一一物理杀菌因素的代表高温物理杀菌因素的代表高温 一）一） 高温对微生物的影响：高温对微生物的影响： 1蛋蛋白白、核核酸酸等等在在高高温温下下能能发发生生变变性性反反应应，从从而影响酶的活性及微生物的正常生长繁殖；而影响酶的活性及微生物的正常生长繁殖； 2幼幼菌菌对对温温度度较较敏敏感感，营营养养体体对对高高温温比比芽芽孢孢敏感敏感 1 1干干热热灭灭菌菌：破破坏坏微微生生物物的的细细

48、胞胞膜膜，使使蛋蛋白白变变性性，原原生生质质干干燥燥以以及及各各种种细细胞胞成成分分发发生生氧化反应，进而杀灭有害微生物。氧化反应，进而杀灭有害微生物。 1）灼烧灭菌法：对接种环等金属工具进行灭菌。）灼烧灭菌法：对接种环等金属工具进行灭菌。 2）干干热热灭灭菌菌法法：加加热热空空气气以以杀杀灭灭微微生生物物。一一般般在在170170条条件件下下维维持持1h1h，或或是是在在160160条条件件下下维维持持2h2h。主主要要适适用用于于金金属属或或玻玻璃璃器器皿皿，其其中中玻玻璃璃器器皿皿需需要要用用纸纸包包裹裹以以减减少少热热的冲击。的冲击。二）高温灭菌的种类二）高温灭菌的种类 2 湿湿热热灭

49、灭菌菌：利利用用加加热热的的水水或或是是水水蒸蒸汽汽对对微微生生物物进进行行杀杀灭灭。一一般般微微生生物物经经过过60左左右右处理处理510分钟，即可杀灭。分钟，即可杀灭。 真菌的孢子耐热真菌的孢子耐热 80 细菌的芽孢耐热细菌的芽孢耐热12015分钟分钟 1）常压法（）常压法（pasteurization） 巴氏消毒法巴氏消毒法 60-8560-85处理处理3030分分-15-15秒：秒： 低温维持法（低温维持法（63 3063 30分）分） 高高温温瞬瞬时时法法（72-85 72-85 1515秒秒或或120-140 120-140 2-42-4秒秒）：含含有有易易被被热热破破坏坏的的物物

50、质质成成分分，如如牛奶、果汁的消毒；牛奶、果汁的消毒； 煮沸消毒法；煮沸消毒法； 间间歇歇灭灭菌菌法法：或或称称丁丁达达尔尔灭灭菌菌法法、分分段段灭灭菌菌法法。主主要要针针对对于于含含有有芽芽孢孢杆杆菌菌或或是是丝丝状状微微生物孢子的物质。生物孢子的物质。 操操作作方方法法：80100煮煮1560分分37过过夜夜80100重复重复3次次2) 2) 加压法：加压法：通过加热水而产生的蒸汽进入细胞通过加热水而产生的蒸汽进入细胞中释放潜热，杀菌效果较干热灭菌及常压灭菌好。中释放潜热，杀菌效果较干热灭菌及常压灭菌好。 常规加压法常规加压法 121 121 （0.101Mpa0.101Mpa、1kg/c

51、m1kg/cm2 2 or 15or 15磅磅/ /英寸英寸2 2）15-2015-20分钟分钟 或或115115（0.08Mpa0.08Mpa、0.7kg/cm0.7kg/cm2 2 or 15 or 15磅磅/ /英寸英寸2 2） 3030分钟（主要用于分钟（主要用于含有单糖或是二糖等容易被热破坏物质的培含有单糖或是二糖等容易被热破坏物质的培养基）养基）自动灭菌器自动灭菌器手动灭菌器手动灭菌器灭菌器的气体流动图灭菌器的气体流动图n 连续加压法：连续加压法：135140 515秒秒n 优点：营养成分破坏得轻；缩短周期；提高优点：营养成分破坏得轻；缩短周期；提高锅炉利用率；适宜于自动化操作；降

52、低工作人锅炉利用率；适宜于自动化操作；降低工作人员得劳动强度。员得劳动强度。n三）利用高温杀菌的指标三）利用高温杀菌的指标n热死时间：指在某一温度下杀死某微生热死时间：指在某一温度下杀死某微生物的水悬浮液群体所需的最短时间。物的水悬浮液群体所需的最短时间。n热死温度：又称热死点，指在一定时间热死温度：又称热死点，指在一定时间内（一般为内（一般为1010分钟），杀死某微生物的水分钟），杀死某微生物的水悬浮液群体所需的最低温度。悬浮液群体所需的最低温度。上节内容回顾上节内容回顾pH对微生物生长的影响对微生物生长的影响基本概念（灭菌、消毒、防腐）基本概念（灭菌、消毒、防腐）干热灭菌的温度干热灭菌的温

53、度巴氏消毒的温度；实验室常用的加压灭菌温度巴氏消毒的温度；实验室常用的加压灭菌温度热死时间和热死温度热死时间和热死温度四）四） 影响加压蒸汽灭菌效果的因素：影响加压蒸汽灭菌效果的因素： 1 1灭灭菌菌物物体体含含菌菌量量（天天然然原原料料含含菌菌量量高高，而而纯纯粹粹化学制剂配制的含菌量少化学制剂配制的含菌量少） 2 2灭灭菌菌锅锅中中空空气气排排除除程程度度（排排不不尽尽，会会出出现现压压力够而温度不够的情况力够而温度不够的情况） 3 3 灭灭菌菌对对象象pH的的影影响响（pH 6-8 微微生生物物不不易易死死亡；亡； pH 6，易死亡，易死亡） 4 4 灭菌对象的体积灭菌对象的体积 5 5

54、 产热和散热的速度产热和散热的速度五）五） 高温对营养物成分的影响及防止高温对营养物成分的影响及防止1 1有有利利影影响响：对对培培养养基基中中的的淀淀粉粉成成分分有有促促进进糊糊化化和和水水解作用解作用2 2有害影响有害影响 1）形成沉淀物（多肽类、磷酸盐、碳酸盐等）；）形成沉淀物（多肽类、磷酸盐、碳酸盐等）； 2）破坏营养、提高色泽；）破坏营养、提高色泽； 3）改变培养基的）改变培养基的pH（下降）；下降）； 4）降低培养基浓度（冷凝水的作用）降低培养基浓度（冷凝水的作用） 3 3 防止措施：防止措施： 采采取取特特殊殊加加热热灭灭菌菌法法（分分别别灭灭菌菌后后再再合合并并；低压灭菌或间歇

55、灭菌低压灭菌或间歇灭菌） 过滤除菌法过滤除菌法 其其他他方方法法：培培养养基基配配制制时时按按一一定定顺顺序序添添加加成成分分；加加入入0.01%EDTA0.01%EDTA等等金金属属螯螯合合剂剂；个个别别成成分分利利用气体灭菌剂进行处理等用气体灭菌剂进行处理等二二化学杀菌剂、消毒剂和治疗剂化学杀菌剂、消毒剂和治疗剂（一）表面消毒剂（一）表面消毒剂 表表面面消消毒毒剂剂对对一一切切活活细细胞胞都都有有毒毒性性，不不能能用用作作活细胞内化学治疗用的化学药剂。活细胞内化学治疗用的化学药剂。 石石炭炭酸酸系系数数（p.c.p.c.）一一定定时时间间内内被被试试药药剂剂杀杀死死全全部部供供试试菌菌的的

56、最最高高稀稀释释度度与与达达到到同同效效的的石石炭炭酸酸的最高稀释度的比率。的最高稀释度的比率。 石炭酸，即苯酚石炭酸，即苯酚 类型类型 名称及使用方法名称及使用方法 作用原理作用原理 应用范围应用范围 醇类醇类70%75%乙醇乙醇脱水、蛋白脱水、蛋白质变性质变性皮肤、器皿皮肤、器皿 醛类醛类0.5%10%甲醛甲醛2%戊二醛戊二醛（pH=8） 蛋白质变性蛋白质变性房间、物品消毒房间、物品消毒（不适合食品厂）（不适合食品厂） 酚类酚类3%5%石炭酸石炭酸 2%来苏儿来苏儿3%5%来苏儿来苏儿破坏细胞膜、破坏细胞膜、蛋白质变性蛋白质变性地面、器具地面、器具皮肤皮肤地面、器具地面、器具氧化剂氧化剂

57、0.1%高锰酸钾高锰酸钾3%过氧化氢过氧化氢0.2%0.5%过氧过氧乙酸乙酸氧化蛋白质氧化蛋白质活性基团，活性基团，酶失活酶失活皮肤、水果、蔬菜皮肤、水果、蔬菜皮肤、物品表面皮肤、物品表面水果、蔬菜、塑料水果、蔬菜、塑料等等常用消毒剂常用消毒剂类型类型 名称及使用方法名称及使用方法 作用原理作用原理 应用范围应用范围卤素及其卤素及其化合物化合物0.20.5mg/L氯气氯气10%20%漂白粉漂白粉0.5%1%漂白粉漂白粉2.5%碘酒碘酒破坏细胞膜、破坏细胞膜、蛋白质蛋白质饮水、游泳池水饮水、游泳池水地面地面水、空气等水、空气等皮肤皮肤 染料染料2%4%龙胆紫龙胆紫与与蛋白质的羧蛋白质的羧基结合基

58、结合皮肤、伤口皮肤、伤口常用消毒剂常用消毒剂类型类型 名称及使用方法名称及使用方法 作用原理作用原理 应用范围应用范围重重金金属属盐盐类类0.05%0.1%升汞升汞2%红汞红汞0.1%1%硝酸银硝酸银0.1%0.5%硫酸硫酸铜铜蛋白质变性、酶失蛋白质变性、酶失活活变性、沉淀蛋白变性、沉淀蛋白蛋白质变性、酶失蛋白质变性、酶失活活非金属器皿非金属器皿皮肤、粘膜、伤口皮肤、粘膜、伤口皮肤、新生儿眼睛皮肤、新生儿眼睛防治植物病害防治植物病害表表面面活活性性剂剂0.05%0.1% 新洁尔灭新洁尔灭0.05%0.1% 杜灭芬杜灭芬蛋白变性、破坏细蛋白变性、破坏细胞膜胞膜皮肤、粘膜、器械皮肤、粘膜、器械皮肤

59、、金属、棉织皮肤、金属、棉织品、塑料品、塑料常用消毒剂常用消毒剂（二）抗代谢药物的代表（二）抗代谢药物的代表磺胺类药物磺胺类药物 1 抗抗代代谢谢药药物物：化化学学药药物物跟跟微微生生物物体体内内的的某某些些代代谢谢产产物物在在结结构构上上相相似似，能能跟跟某某些些酶酶结结合合在在一一起起而而阻阻碍碍了了酶酶的的功功能能，干干扰扰微微生生物物正常代谢的进行。正常代谢的进行。 2 2 抗代谢药物的作用机制：抗代谢药物的作用机制： 与正常代谢物竞争酶的活性中心；与正常代谢物竞争酶的活性中心； 假冒正常的代谢物，合成无生理活性的产物；假冒正常的代谢物，合成无生理活性的产物； 与终产物结构类似，通过反

60、馈抑制破坏正常代谢与终产物结构类似，通过反馈抑制破坏正常代谢3磺胺类：磺胺类：1934年，德国科学家年，德国科学家G.Domagk发现一种红色染料发现一种红色染料“百浪多息百浪多息”能治疗因葡萄球菌引起的感染。研究能治疗因葡萄球菌引起的感染。研究发现百浪多息（发现百浪多息（4磺酰胺磺酰胺2-4二氨基偶氮苯）二氨基偶氮苯）在体内转化为磺胺（在体内转化为磺胺（p-氨基苯磺酰胺）。其实，磺氨基苯磺酰胺）。其实，磺胺为百浪多息中真正起抑菌作用的部分胺为百浪多息中真正起抑菌作用的部分。PABA（对氨基苯甲酸）：微生物细胞内的一对氨基苯甲酸）：微生物细胞内的一种生长因子，是合成具有转移一碳功能的辅酶种生长

61、因子，是合成具有转移一碳功能的辅酶四氢叶酸的前体物。四氢叶酸的前体物。4磺胺的作用机制磺胺的作用机制 磺胺与对氨基苯甲酸（磺胺与对氨基苯甲酸（PABAPABA）结构相似，）结构相似，与与PABAPABA竞争二氢蝶酸合成酶的活性中心，竞争二氢蝶酸合成酶的活性中心，从而抑制从而抑制2 2氨氨4 4羟羟7 7、8 8二氢喋呤酰焦二氢喋呤酰焦磷酸与磷酸与PABAPABA的缩合，即的缩合，即二氢蝶酸的合成。从二氢蝶酸的合成。从而抑制四氢叶酸的合成，微生物的正常一而抑制四氢叶酸的合成，微生物的正常一碳转移作用不能完成，影响微生物的正常碳转移作用不能完成，影响微生物的正常代谢代谢。nTMP（三甲基苄二氨嘧啶

62、）是磺胺增效剂，（三甲基苄二氨嘧啶）是磺胺增效剂，能抑制二氢叶酸还原酶的活性，共同服用可能抑制二氢叶酸还原酶的活性，共同服用可以增强磺胺的治疗效果。以增强磺胺的治疗效果。5 5 磺胺的选择性毒力：人体不存在二氢蝶酸磺胺的选择性毒力：人体不存在二氢蝶酸合成酶、二氢叶酸合成酶和二氢叶酸还原酶，合成酶、二氢叶酸合成酶和二氢叶酸还原酶，不利用不利用PABAPABA合成四氢叶酸，而必须直接提供合成四氢叶酸，而必须直接提供叶酸，因此对磺胺不敏感，可以利用磺胺抑叶酸，因此对磺胺不敏感，可以利用磺胺抑制微生物生长而治病。制微生物生长而治病。磺胺类药的种类很多，常见的有：磺胺、磺磺胺类药的种类很多，常见的有：磺

63、胺、磺胺胍及磺胺嘧啶等胺胍及磺胺嘧啶等磺胺与磺胺与PABA竞争与竞争与酶结合抑制微生物生酶结合抑制微生物生长，所以磺胺药物要长，所以磺胺药物要产生治菌效果，浓度产生治菌效果，浓度必须高于环境中的对必须高于环境中的对氨基苯甲酸。氨基苯甲酸。+150g/mlg/ml磺胺磺胺6 6 常见的抗代谢药物有：常见的抗代谢药物有：叶酸对抗物叶酸对抗物磺胺类药物磺胺类药物嘌呤对抗物嘌呤对抗物6巯基嘌呤巯基嘌呤氨基酸对抗物氨基酸对抗物5甲基色氨酸甲基色氨酸吡哆醛对抗物吡哆醛对抗物异烟肼异烟肼异烟肼结构式异烟肼结构式 吡多醇结构式吡多醇结构式 上节内容回顾上节内容回顾n影响常规加压灭菌的因素影响常规加压灭菌的因素

64、n抗代谢药物的定义抗代谢药物的定义n磺胺的治疗传染性疾病的原理磺胺的治疗传染性疾病的原理（三）抗生素（三）抗生素 1定义定义（目目前前认认为为）抗抗生生素素是是微微生生物物在在其其生生命命活活动动中中的的一一种种次次生生代代谢谢产产物物或或人人工工衍衍生生物物，他他们们在在很很低低浓度时就能抑制或影响他种生物的生命活动。浓度时就能抑制或影响他种生物的生命活动。 根据作用范围区分为广谱抗生素和狭谱抗生素。根据作用范围区分为广谱抗生素和狭谱抗生素。3 3 抗生素的效价抗生素的效价 抗生素的活力称为效价，剂量一般用单抗生素的活力称为效价，剂量一般用单位表示。位表示。常用管碟法测定抗生素的效价。常用管

65、碟法测定抗生素的效价。利用已知浓度利用已知浓度的抗生素和未知浓度的试剂滴加于固体培养的抗生素和未知浓度的试剂滴加于固体培养基上的小管中做抑菌实验，比较抑菌圈的大基上的小管中做抑菌实验，比较抑菌圈的大小，可得抗生素的效价。小，可得抗生素的效价。 n青霉素的效价用牛津单位来表示，青霉素的效价用牛津单位来表示，1牛津单位牛津单位最初指的是可以使最初指的是可以使50mL液体培养基中金黄色液体培养基中金黄色葡萄糖球菌完全抑制的最低剂量。葡萄糖球菌完全抑制的最低剂量。n1个牛津单位的青霉素个牛津单位的青霉素G钠盐相当于钠盐相当于0.6g g，因，因此此1mg1mg纯品含有纯品含有16671667个单位个单

66、位四四影响微生物生长的环境因素：影响微生物生长的环境因素：1、辐辐射射： 100nm宇宇宙宙射射线线、射射线线、x射射线线（电离射线）破坏核酸骨架（电离射线）破坏核酸骨架100400nm紫外线：紫外线：260nm核酸（胸酰嘌呤二聚体）核酸（胸酰嘌呤二聚体）280nm蛋白质蛋白质有有O2时：时：u.v.+O2H2O2400700nm可见光可见光非非光光合合菌菌可可能能由由于于可可见见光光而而引引起起死死亡亡，正正常常色色素素和和核核黄黄素素是是光光敏敏化化剂剂，吸吸收收可可见见光光能能诱诱发发光光氧氧化化反反应（高能态不稳定，形成强氧化剂而影响酶的作用）应（高能态不稳定，形成强氧化剂而影响酶的作

67、用） 2、干燥：抑制微生物生长、干燥：抑制微生物生长3、渗透压：高渗会使貭壁分离；低渗会使、渗透压：高渗会使貭壁分离；低渗会使膜胀破。膜胀破。4、超声波：、超声波：20万万Hz以上，可以使微生物因以上，可以使微生物因貭膜破裂而死亡貭膜破裂而死亡5、过滤：机械阻挡作用、过滤：机械阻挡作用 end第六节第六节引起食品变质的微生物引起食品变质的微生物一一 微生物引起食品变质的原则微生物引起食品变质的原则二 微生物引起的各类食品变质微生物引起的各类食品变质 简介内容简介内容n变质：指食品受到外界有害因素的污染以后，变质：指食品受到外界有害因素的污染以后，造成其化学性质或物理性质发生变化，降低或造成其化

68、学性质或物理性质发生变化，降低或失去营养价值或商品价值。失去营养价值或商品价值。n造成食品变质的主要因素：微生物污染所致；造成食品变质的主要因素：微生物污染所致；由昆虫、寄生虫污染所致；动物或是植物食品由昆虫、寄生虫污染所致；动物或是植物食品组织内的酶的作用；化学反应和污染；物理因组织内的酶的作用；化学反应和污染；物理因素，例如放射性污染、高温、高压等。素，例如放射性污染、高温、高压等。 主要是由于微生物所产生的蛋白酶有肽链主要是由于微生物所产生的蛋白酶有肽链内切酶的作用。这种由微生物引起蛋白质食内切酶的作用。这种由微生物引起蛋白质食品发生的变质，通常称为腐败。品发生的变质，通常称为腐败。 微

69、生物引起食品变质的类型微生物引起食品变质的类型蛋白质蛋白质+分解蛋白质的微生物分解蛋白质的微生物氨基酸氨基酸+胺胺+氨氨+硫化硫化氢等。氢等。 这种物质的变质特征主要是酸度升高。由微生这种物质的变质特征主要是酸度升高。由微生物引起糖类物质发生的变质，习惯上称为发酵。物引起糖类物质发生的变质，习惯上称为发酵。 碳水化合物碳水化合物+分解糖类的微生物分解糖类的微生物有机酸有机酸+酒精酒精+气体等。气体等。脂肪脂肪+解脂微生物解脂微生物脂肪酸脂肪酸+甘油及其他产物。甘油及其他产物。 脂肪发生的变质称为酸败脂肪发生的变质称为酸败。一一微生物引起食品变质的原则微生物引起食品变质的原则一）食品内环境因素一

70、）食品内环境因素1 营养组成营养组成2 基质条件基质条件1）氢离子浓度：动物食品的）氢离子浓度：动物食品的pH一般为一般为5-7，蔬菜，蔬菜pH一般为一般为2-5。2）水分；）水分；3）渗透压）渗透压 3 食品的存在状态食品的存在状态 4 微生物微生物 能引起食品发生变质的微生物种类很多能引起食品发生变质的微生物种类很多1）细菌：一般细菌都有分解蛋白质的能力，如）细菌：一般细菌都有分解蛋白质的能力，如芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属、假单胞菌属、芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属、假单胞菌属、变形杆菌属等；分解淀粉的种类较少，如引起变形杆菌属等；分解淀粉的种类较少，如引起米饭发酵、面包粘液化的主要菌种是枯草

71、芽孢米饭发酵、面包粘液化的主要菌种是枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌等；分解脂肪能力最强的杆菌、巨大芽孢杆菌等；分解脂肪能力最强的是荧光假单胞菌是荧光假单胞菌n2）霉菌：较易生长在含水量较少的食品上，但）霉菌：较易生长在含水量较少的食品上，但利用物质的能力很强，如根霉属、毛霉属、曲利用物质的能力很强，如根霉属、毛霉属、曲霉属、青霉属等霉属、青霉属等n3）酵母：多数喜欢生活在含糖量高和含一定盐）酵母：多数喜欢生活在含糖量高和含一定盐分的食品上，但不能利用淀粉，但解脂假丝酵分的食品上，但不能利用淀粉，但解脂假丝酵母分解蛋白和油脂的能力很强。母分解蛋白和油脂的能力很强。二）二） 外界环境因素外界环境因素1

72、 温度温度2 气体气体3 湿度湿度二二微生物引起的各类食品变质微生物引起的各类食品变质一）引起糖果变质的微生物一）引起糖果变质的微生物 蛋白杏仁糖、奶油软糖等在腐败时，会出现糖化、蛋白杏仁糖、奶油软糖等在腐败时，会出现糖化、发酵的现象，证明由酵母菌引起的。引起糖果腐发酵的现象，证明由酵母菌引起的。引起糖果腐败的微生物主要有：鲁氏酵母、异质酵母、蜂蜜败的微生物主要有：鲁氏酵母、异质酵母、蜂蜜酵母、球拟酵母、灰绿曲霉、黑曲霉等酵母、球拟酵母、灰绿曲霉、黑曲霉等n二）二） 引起果蔬变质的微生物引起果蔬变质的微生物n水果和蔬菜含有碳水化合物、蛋白质、无机物、水果和蔬菜含有碳水化合物、蛋白质、无机物、维

73、生素、有机酸和大量的水分，果蔬的维生素、有机酸和大量的水分，果蔬的pH一般一般偏向酸性，比较适合微生物的生长繁殖。有分偏向酸性，比较适合微生物的生长繁殖。有分析表明，果蔬的每平方厘米表面有几百个至几析表明，果蔬的每平方厘米表面有几百个至几百万个微生物。百万个微生物。 由于果蔬的由于果蔬的pH偏低，因此决定了污染果蔬偏低，因此决定了污染果蔬的微生物只能是嗜酸微生物，即霉菌、酵母和的微生物只能是嗜酸微生物，即霉菌、酵母和某些细菌。果蔬在变质过程中，最常见的情况某些细菌。果蔬在变质过程中，最常见的情况是霉菌在表皮损伤处首先繁殖。霉菌侵入果蔬是霉菌在表皮损伤处首先繁殖。霉菌侵入果蔬后，细胞壁的纤维素被

74、破坏，然后分解果蔬内后，细胞壁的纤维素被破坏，然后分解果蔬内的其他主要成份的其他主要成份蛋白、果胶、淀粉、有机蛋白、果胶、淀粉、有机酸等。酸等。n三）引起粮食变质的微生物三）引起粮食变质的微生物n1 微生物污染粮食的途径微生物污染粮食的途径n与产粮食的植物在长期相处的关系中形成的微生物；与产粮食的植物在长期相处的关系中形成的微生物；n粮食收获、运输、粗加工及贮藏等过程中污染来自粮食收获、运输、粗加工及贮藏等过程中污染来自土壤、空气中的微生物土壤、空气中的微生物n2 引起粮食变质的主要微生物引起粮食变质的主要微生物n主要是霉菌，如曲霉属、青霉属和镰孢霉属等。霉主要是霉菌，如曲霉属、青霉属和镰孢霉

75、属等。霉菌的主要毒害作用是产生真菌毒素。菌的主要毒害作用是产生真菌毒素。四）引起乳变质的微生物四）引起乳变质的微生物1 微生物污染乳的途径微生物污染乳的途径 牛体内部的微生物：乳牛患病牛体内部的微生物：乳牛患病 挤乳过程中污染微生物：牛体表面微生物；空气挤乳过程中污染微生物：牛体表面微生物；空气微生物；饲料和草垫的污染微生物；工作人员带来微生物；饲料和草垫的污染微生物；工作人员带来微生物；挤乳器具的污染。微生物；挤乳器具的污染。 挤乳后污染的微生物挤乳后污染的微生物2 引起乳变质的微生物引起乳变质的微生物1）原料乳中的腐败微生物：）原料乳中的腐败微生物： 细菌：乳酸细菌、大肠菌群、假单胞菌属、

76、产细菌：乳酸细菌、大肠菌群、假单胞菌属、产碱杆菌属、微球菌属、芽孢杆菌属及梭菌属等碱杆菌属、微球菌属、芽孢杆菌属及梭菌属等 酵母菌：脆壁酵母、球拟酵母、汉逊德巴利酵酵母菌：脆壁酵母、球拟酵母、汉逊德巴利酵母等母等 霉菌：曲霉、青霉及镰刀霉等霉菌：曲霉、青霉及镰刀霉等2 2）原料乳中的病原菌）原料乳中的病原菌 葡萄球菌属、链球菌属、耶尔森菌属、沙门氏菌葡萄球菌属、链球菌属、耶尔森菌属、沙门氏菌属、大肠杆菌、李斯特菌属、分支杆菌属、布鲁属、大肠杆菌、李斯特菌属、分支杆菌属、布鲁菌属、芽孢杆菌属、梭菌属、变形杆菌属及病毒菌属、芽孢杆菌属、梭菌属、变形杆菌属及病毒等等五）引起肉变质的微生物五）引起肉变

77、质的微生物1 微生物污染肉的途径微生物污染肉的途径禽畜体表及体内存在的微生物及感染的病原菌禽畜体表及体内存在的微生物及感染的病原菌宰杀及运送过程中污染微生物宰杀及运送过程中污染微生物2 引起肉变质的微生物引起肉变质的微生物腐生微生物：假单胞菌属、产碱杆菌属、微球菌属、腐生微生物：假单胞菌属、产碱杆菌属、微球菌属、链球菌属、黄杆菌属、八叠球菌属、明串球菌属、链球菌属、黄杆菌属、八叠球菌属、明串球菌属、及假丝酵母、丝孢酵母、毛霉、青霉等及假丝酵母、丝孢酵母、毛霉、青霉等病原微生物：大多数为只对禽畜有致病作用而对人病原微生物：大多数为只对禽畜有致病作用而对人体无作用的微生物；但结核杆菌、布氏杆菌、炭

78、体无作用的微生物；但结核杆菌、布氏杆菌、炭疽杆菌及沙门氏菌等对人体有致病作用疽杆菌及沙门氏菌等对人体有致病作用六）引起鱼变质的微生物六）引起鱼变质的微生物1 微生物污染鱼的途径微生物污染鱼的途径 鱼生存的水环境鱼生存的水环境 鱼捕获后处理过程中污染微生物鱼捕获后处理过程中污染微生物2 引起鱼变质的微生物引起鱼变质的微生物 1）新鲜鱼变质的主要微生物）新鲜鱼变质的主要微生物 不动细菌、产气单胞菌、产碱杆菌、芽孢杆菌、肠不动细菌、产气单胞菌、产碱杆菌、芽孢杆菌、肠道菌、大肠杆菌、嗜冷菌、弧菌、霉菌及酵母等道菌、大肠杆菌、嗜冷菌、弧菌、霉菌及酵母等 2）腌制鱼变质的微生物）腌制鱼变质的微生物 15%

79、NaCl多数球菌还能发育，因此需要将食盐多数球菌还能发育，因此需要将食盐浓度提高到浓度提高到20%以上才能抑制鱼体变质。以上才能抑制鱼体变质。 常见的嗜盐菌有：玫瑰色微球菌、盐沼沙雷菌、常见的嗜盐菌有：玫瑰色微球菌、盐沼沙雷菌、盐地假单胞菌、红皮假单胞菌、盐杆菌等。盐地假单胞菌、红皮假单胞菌、盐杆菌等。七）引起蛋变质的微生物七）引起蛋变质的微生物1 微生物污染蛋的途径微生物污染蛋的途径 卵巢中微生物、产蛋污染和蛋壳污染卵巢中微生物、产蛋污染和蛋壳污染2 引起蛋变质的主要微生物引起蛋变质的主要微生物 引起鲜蛋腐败变质的非病原微生物：枯草杆菌、引起鲜蛋腐败变质的非病原微生物：枯草杆菌、变形杆菌、大

80、肠杆菌、产碱粪杆菌、荧光杆菌、变形杆菌、大肠杆菌、产碱粪杆菌、荧光杆菌、绿脓杆菌、分枝孢霉、毛霉、葡萄孢霉等绿脓杆菌、分枝孢霉、毛霉、葡萄孢霉等 引起鲜蛋变质的病原菌中以沙门氏菌为最多见引起鲜蛋变质的病原菌中以沙门氏菌为最多见八八 ）罐藏食品的变质）罐藏食品的变质1 罐藏食品中微生物的来源罐藏食品中微生物的来源 原料杀菌不彻底、密闭不良等原料杀菌不彻底、密闭不良等2 引起罐藏食品变质的微生物引起罐藏食品变质的微生物 1）细菌）细菌 需氧性芽孢杆菌、厌氧性梭状芽孢杆菌、非芽孢需氧性芽孢杆菌、厌氧性梭状芽孢杆菌、非芽孢细菌细菌 2）酵母菌）酵母菌 球拟酵母属、假丝酵母属和啤酒酵母等球拟酵母属、假丝酵母属和啤酒酵母等 3）霉菌）霉菌