食品微生物教材：《食品微生物學(xué)》董明盛賈英民主編中國輕工業(yè)出版社2008年1月第一版參考教材：《微生物學(xué)教程》周德慶主編高等教育出版社《現(xiàn)代食品微生物學(xué)》[美]JamesM.Jay編著徐巖等譯中國輕工業(yè)出版社2001年7月第一版4/5/20231第一頁，共73頁。課程性質(zhì)：食品微生物學(xué)（專業(yè)必修課）食品微生物檢驗(yàn)（專業(yè)選修課）課時(shí)：食品微生物學(xué)；54課時(shí)食品微生物檢驗(yàn)；36課時(shí)考核方法：食品微生物學(xué)；考試食品微生物檢驗(yàn)；考查食品微生物4/5/20232第二頁，共73頁。1、了解與掌握微生物的基本概念2、了解與掌握微生物的分類與命名3、了解微生物的發(fā)展史4、了解食品安全與微生物的關(guān)系緒論微生物與食品安全4/5/20233第三頁，共73頁。食品微生物一、微生物概述

自非洲南部發(fā)現(xiàn)桿菌化石，微生物已出現(xiàn)在地球上距今有30億年的歷史了。但是人類第一次認(rèn)識到微生物的存在還只是300多年前的歷史。緒論微生物與食品安全4/5/20234第四頁，共73頁。

微生物（microorganismormicrobe）一詞不是生物分類學(xué)上的專用名詞，而是對所有用肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。定義：微生物是指所有形體微小，具有單細(xì)胞或簡單的多細(xì)胞結(jié)構(gòu)，或沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的一群最低等的生物。緒論微生物與食品安全4/5/20235第五頁，共73頁。單細(xì)胞簡單多細(xì)胞非細(xì)胞簡（結(jié)構(gòu)簡單）原核類：細(xì)菌、放線菌、支原體、立克次氏體，衣原體，藍(lán)細(xì)菌真核類：真菌（酵母菌，霉菌）、原生動物，顯微藻類非細(xì)胞類：病毒，類病毒，元病毒低（進(jìn)化地位低）?。▊€(gè)體微?。﹗m級：光鏡下可見（細(xì)胞）

nm級：電鏡下可見（細(xì)胞器）緒論微生物與食品安全4/5/20236第六頁，共73頁。緒論微生物與食品安全活性污泥細(xì)菌氨氧化細(xì)菌4/5/20237第七頁，共73頁。二、微生物的特點(diǎn)（五大共性）：1、體積小、面積大；微生物的個(gè)體極其微小，其表面積極大。微生物的比面積K（K值＝表面值/體積），一個(gè)體積為1μm的球菌，K＝60000。比面積值極大。體積小、表面積大是微生物賴以生存的基礎(chǔ)，因?yàn)橐粋€(gè)小體積、大表面積的系統(tǒng)有一個(gè)巨大的營養(yǎng)吸收面、代謝廢物的排泄面、環(huán)境信息的接受面。緒論微生物與食品安全4/5/20238第八頁，共73頁。2、吸收多、轉(zhuǎn)化快；發(fā)酵乳糖的細(xì)菌在1小時(shí)內(nèi)可分解其自重1000~10000倍的乳糖，產(chǎn)朊假絲酵母合成蛋白質(zhì)的能力比大豆強(qiáng)100倍，比食用公牛強(qiáng)10萬倍。緒論微生物與食品安全4/5/20239第九頁，共73頁。3、生長旺、繁殖快；微生物有極高的生長和繁殖速度，例如；大腸桿菌，其細(xì)胞在合適的生長條件下，每小時(shí)可分裂3次，一天可分裂72次，但是由于客觀條件的限制，細(xì)菌的指數(shù)分裂速度只能維持幾個(gè)小時(shí)。緒論微生物與食品安全4/5/202310第十頁，共73頁。4、適應(yīng)強(qiáng)、易變異；微生物對環(huán)境條件尤其是惡劣的“極端環(huán)境”具有驚人的適應(yīng)力。微生物個(gè)體微小，與外界環(huán)境的接觸面積大，容易受到環(huán)境條件的影響而發(fā)生變異。即使其變異的頻率很低（一般為10-8~10-10），但由于微生物繁殖快，也可在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量變異的后代。緒論微生物與食品安全4/5/202311第十一頁，共73頁。5、種類多、分布廣：已認(rèn)識到的動物約有150萬種，植物約有50萬種，微生物約有20萬種。發(fā)現(xiàn)的微生物不夠總數(shù)的10%。微生物種類多主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面；緒論微生物與食品安全4/5/202312第十二頁，共73頁。1）生理代謝類型多；①微生物能分解地球上貯量最豐富的初級有機(jī)物—天然氣、石油、纖維素、木質(zhì)素的能力；②微生物有多種產(chǎn)能方式（細(xì)菌光合作用、自養(yǎng)細(xì)菌的化能合成作用及各種厭氧產(chǎn)能）等途徑；③生物固氮作用；緒論微生物與食品安全4/5/202313第十三頁，共73頁。④合成和轉(zhuǎn)化各種復(fù)雜的有機(jī)物的能力；⑤分解有毒物質(zhì)的能力（氰、酚、苯等）；⑥抵抗極端環(huán)境的能力（熱、冷、酸、堿等）；⑦“三廢”處理、農(nóng)藥降解等。緒論微生物與食品安全4/5/202314第十四頁，共73頁。2）代謝產(chǎn)物種類繁多；微生物究竟能產(chǎn)生多少種類的代謝產(chǎn)物，至今很難全面統(tǒng)計(jì)：僅E.coli一種細(xì)菌即產(chǎn)生2000到3000種不同的蛋白質(zhì)；抗生素來自微生物發(fā)酵的占97%；酶制劑約1500種由微生物發(fā)酵制得。緒論微生物與食品安全4/5/202315第十五頁，共73頁。3）微生物的種類多微生物的發(fā)現(xiàn)和研究比動物、植物遲得多，所以比較肯定的微生物種數(shù)大約為20萬余種，但隨著研究工作的深入，微生物的新種、新屬、新科還會不斷的出現(xiàn)，甚至是新目及新綱?，F(xiàn)在每年大約1500個(gè)新種被發(fā)現(xiàn)。緒論微生物與食品安全4/5/202316第十六頁，共73頁。微生物的已知種數(shù)和估計(jì)總種數(shù)類群已知種數(shù)估計(jì)總種數(shù)已知種百分?jǐn)?shù)（％）病毒50001300004細(xì)菌50004000012真菌7200015000005緒論微生物與食品安全4/5/202317第十七頁，共73頁。分布廣：在各種環(huán)境下都有微生物的存在；江河湖泊、土壤礦層、大氣上空以及動植物體表體內(nèi)。形體微小，重量輕，可以隨著風(fēng)和水流到處傳播。（-250℃—+300℃）。（+5000米—-2000米）。緒論微生物與食品安全4/5/202318第十八頁，共73頁。微生物的五大共性體積小、面積大；吸收多、轉(zhuǎn)化快；生長旺、繁殖快；適應(yīng)強(qiáng)、易變異；種類多、分布廣。緒論微生物與食品安全4/5/202319第十九頁，共73頁。二、我們周圍的微生物微生物與我們生活密切相關(guān)，是人類賴以生存的基本條件。自然界到處都存在微生物（土壤、水、空氣、動物、植物等）。

人的身上都含有大量的微生物：緒論微生物與食品安全4/5/202320第二十頁，共73頁。人體體表及體內(nèi)存在大量的微生物：皮膚表面：平均10萬個(gè)細(xì)菌/平方厘米；口腔：細(xì)菌種類超過500種；腸道：總量達(dá)100萬億，糞便干重的1/3是細(xì)菌；每克糞便的細(xì)菌總數(shù)為：1000億個(gè)。緒論微生物與食品安全4/5/202321第二十一頁，共73頁。緒論微生物與食品安全

每個(gè)噴嚏的飛沫含4500~150000個(gè)細(xì)菌，重感冒患者為8500萬每張紙幣帶細(xì)菌：900萬個(gè)4/5/202322第二十二頁，共73頁。三、微生物學(xué)與食品微生物學(xué)的學(xué)科地位現(xiàn)代科學(xué)中對人類健康關(guān)系最大，貢獻(xiàn)最為突出的應(yīng)該是微生物學(xué)：1、地球上物質(zhì)循環(huán)；2、“三廢”處理、農(nóng)藥降解等；3、酒類、蛋白質(zhì)、食品、藥物等生產(chǎn)；4、利用工程菌生產(chǎn)干擾素、胰島素、激素；5、致癌物檢驗(yàn)。緒論微生物與食品安全4/5/202323第二十三頁，共73頁。微生物學(xué)：研究微生物及其生命活動規(guī)律的科學(xué)；研究的內(nèi)容：形態(tài)、生理生化、分類、生長繁殖、遺傳變異；微生物學(xué)的分支學(xué)科：近200門之多。（食品微生物）緒論微生物與食品安全4/5/202324第二十四頁，共73頁。食品微生物學(xué)（Foodmicrobiology）研究與食品有關(guān)的微生物種類、特性及其生命活動的一門科學(xué)。

是食品工業(yè)上利用微生物生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品及防止微生物對食品污染的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科。緒論微生物與食品安全4/5/202325第二十五頁，共73頁。食品發(fā)酵、防止食品腐敗、食品質(zhì)量安全。形態(tài)、生理、生態(tài)及遺傳變異與育種、分類與鑒定基礎(chǔ)應(yīng)用內(nèi)容緒論微生物與食品安全食品微生物研究的內(nèi)容：4/5/202326第二十六頁，共73頁。第二節(jié)微生物分類及命名

微生物分類學(xué)(microbialtaxonomy)是一門按微生物的親緣關(guān)系把它們排成條理清楚的各種分類單元或分類群的科學(xué)。緒論微生物與食品安全4/5/202327第二十七頁，共73頁。一、微生物的命名微生物的種類繁多，為了掌握和利用微生物，對不同的種類給予不同的名稱來區(qū)分它們，目前世界各國一般都采用“雙名制”的國際植物命名法，即為微生物的學(xué)名，他是瑞典植物學(xué)家林奈1753年首創(chuàng)，現(xiàn)用于所有生物的命名。緒論微生物與食品安全4/5/202328第二十八頁，共73頁。1、雙名法的組成；拉丁詞或希臘詞屬名＋種名（＋命名人及發(fā)表年）名詞形容詞屬名首字母大寫B(tài)acillussubtilis枯草桿菌SacchatomycescerebisiaeHansen漢遜啤酒酵母屬名種名人名斜體斜體正體1）屬名：微生物的主要特征（主要形態(tài)、生理特征、研究者的人名地名等）緒論微生物與食品安全4/5/202329第二十九頁，共73頁。2）種名；表示微生物的次要特征（顏色、形狀、用途、地名、人名等）。2、不用種名時(shí)的表示法在只講菌屬的名稱，不講某一個(gè)具體的種，或沒有種名時(shí)，可用：屬名＋sp.(單數(shù))屬名＋spp.（復(fù)數(shù)）Streptoccoccussp.鏈球菌Flavobacteriumspp.黃桿菌。緒論微生物與食品安全4/5/202330第三十頁，共73頁。3、三名法（trinominalnomenclature）；微生物是亞種（subspecies，簡稱“subsp”）或變種（variety，簡稱“var”）時(shí)，學(xué)名就應(yīng)按三名法拼寫，即：屬名+種名+subsp或var+亞種或變種的加詞

斜體正體斜體如；蘇云金芽孢桿菌蠟螟亞種（蠟螟蘇云金芽孢桿菌）Bacillusthuringiensis(subsp)galleria緒論微生物與食品安全4/5/202331第三十一頁，共73頁。

二、微生物的分類：

在兩個(gè)分類單位之間可有次要的分類單位—亞級；如亞界、亞門等。真菌界界（Kingdom)門(phylum）綱（Class）目（Order）科（Family）屬（Genus）種（Species）真菌門子囊菌綱內(nèi)孢霉目內(nèi)孢霉科酵母屬啤酒酵母（以啤酒酵母為例）緒論微生物與食品安全4/5/202332第三十二頁，共73頁。微生物的種、亞種、(變種)、型、株和群的概念：1）種(species)；微生物的基本單位，代表一群在形態(tài)和生理方面彼此非常相似或性狀間差別微小的個(gè)體。同種的生物它們的祖先是同源的。在生物進(jìn)化過程中，生物的一切種都進(jìn)行著連續(xù)的變異，這些變異使生物體引起了質(zhì)的差別，差別的繼續(xù)擴(kuò)大，最后就形成顯然不同的新種。

緒論微生物與食品安全4/5/202333第三十三頁，共73頁。種的劃分是人們?yōu)榱搜芯可系姆奖愣鴦澐殖鰜淼姆诸惢締挝弧?/p>

在微生物中，種的定義只是一大群性狀極其相同的菌株的總稱。至今沒有一種公認(rèn)的明確的種的定義。特別在原核微生物中。所以在微生物學(xué)中的種還是一個(gè)抽象的概念。緒論微生物與食品安全4/5/202334第三十四頁，共73頁。2）亞種；亞種不受“國際命名法規(guī)”的限制。亞種（subspecies,subsp,ssp.）：進(jìn)一步細(xì)分種時(shí)所用的單元，一般指有某一明顯而穩(wěn)定變異特性的菌種，其余鑒定特征都與典型培養(yǎng)菌相同的。我們就稱為亞種。變種（variety,var）：亞種的同義詞，故在《國際細(xì)菌命名法規(guī)》中已不主張?jiān)儆眠@一名詞。緒論微生物與食品安全4/5/202335第三十五頁，共73頁。3）型（form）：屬于同一種的許多細(xì)菌存在著，它們之間在一般特性上，很難加以區(qū)分，它們的區(qū)分僅反應(yīng)在某些特殊的特性上。如生物變異型（biovar）、形態(tài)變異型（morphovar）、致病變異型（pathovar）、噬菌變異型（phagovar）和血清變異型（serovar）等。緒論微生物與食品安全4/5/202336第三十六頁，共73頁。4）菌株（strain）又稱品系：表示任何一個(gè)從自然界分離到的每一個(gè)微生物純培養(yǎng)物（pureculture）或純分離物（pureisolate）均可稱為該菌種的一個(gè)菌株。即獨(dú)立分離的單細(xì)胞（或單個(gè)病毒粒）繁殖而成的純遺傳型群體及其一切后代。緒論微生物與食品安全4/5/202337第三十七頁，共73頁。

菌株的名稱一般是在種名后面加上編號、字母、地址或者其它符號等，如大腸埃希氏菌的兩個(gè)菌株：

緒論微生物與食品安全E.Coli10000放大圖EscherichiacoliK12EcoliO-157:H74/5/202338第三十八頁，共73頁。5）類群；指屬以下幾個(gè)比較近似的種的集合。即有些微生物種類的特征介于兩種微生物之間，親緣關(guān)系比較相近。就把這兩種微生物和介于它們之間的種類統(tǒng)稱為一個(gè)群。如大腸菌群：大腸桿菌和產(chǎn)氣桿菌以及中間菌。緒論微生物與食品安全4/5/202339第三十九頁，共73頁。三、微生物在生物分類系統(tǒng)中的地位：1.微生物的分類衍變；1）動物界：不具細(xì)胞壁,可運(yùn)動,不能光合作用。植物界：具細(xì)胞壁,能光合作用。2）19世紀(jì)90年代，提出微生物界或原生生物界。3)1969年魏塔克(Whittaker)提出的生物分類五界系統(tǒng)，將所有具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物按細(xì)胞的復(fù)雜程度分為五界緒論微生物與食品安全4/5/202340第四十頁，共73頁。緒論微生物與食品安全4/5/202341第四十一頁，共73頁。六界（五界）病毒界（77年加上，我國陳世驤）原核生物界：包括細(xì)菌，藍(lán)細(xì)菌原生生物界：包括大部分藻類與原生動物

真菌界：包括酵母與霉菌等動物界植物界緒論微生物與食品安全4/5/202342第四十二頁，共73頁。4）WoeseC.R(沃斯)提出三原界(三域)系統(tǒng)1977年WoeseC.R(沃斯)等根據(jù)細(xì)菌的16SrRNA核苷酸序列，認(rèn)為地球細(xì)胞生物有第三種生命形式——古細(xì)菌（Archacbacteria）。古細(xì)菌通常生活在地球上極端環(huán)境或生命出現(xiàn)初期的自然環(huán)境中。古細(xì)菌獨(dú)有的特征是在細(xì)胞膜上存在聚異戊二烯甘油醚類脂。

緒論微生物與食品安全4/5/202343第四十三頁，共73頁。

由此沃斯，根據(jù)16SrRNA核苷酸序列分析結(jié)果，將原核生物區(qū)分為兩個(gè)不同的類群，并由此提出生物分類的新建議。將生物分為三個(gè)原界（urkingdom）：真細(xì)菌（Eubacteria）古細(xì)菌（Archaebacteria）真核生物（Eucaryote）緒論微生物與食品安全4/5/202344第四十四頁，共73頁。緒論微生物與食品安全4/5/202345第四十五頁，共73頁。

四、微生物的分類依據(jù)形態(tài)特征培養(yǎng)特征生理特性血清反應(yīng)、噬菌體敏感性細(xì)胞壁成分核酸含量緒論微生物與食品安全4/5/202346第四十六頁，共73頁。1、形態(tài)特征：①顯微鏡下的細(xì)胞個(gè)體形態(tài)；②固體、半固體及液體培養(yǎng)基中的生長特征。2、生理和生化特征：①微生物的營養(yǎng)要求；②代謝產(chǎn)物；③在某些培養(yǎng)基中的生長反應(yīng)和生長狀況；④對氧氣的不同要求等。緒論微生物與食品安全4/5/202347第四十七頁，共73頁。3、生理特性；自然界的分布情況，與其他生物的關(guān)系等。4、血清學(xué)反應(yīng)（抗體與抗原反應(yīng)）；特異性血清學(xué)反應(yīng)來確定未知菌種、亞種或菌株。即用已知的一方來檢測另一方的存在。（用已知抗體來檢測未知抗原，如鑒定病原微生物；也可用已知抗原來檢測未知抗體，如協(xié)助診斷某種疾病。（抗體與抗原的高度敏感的特異性）緒論微生物與食品安全4/5/202348第四十八頁，共73頁。5、細(xì)胞壁成分；不同微生物細(xì)胞壁的組成成分和結(jié)構(gòu)具有明顯的特殊性。外層中間內(nèi)層甘露聚糖葡聚糖蛋白質(zhì)細(xì)胞壁化學(xué)成分幾丁質(zhì)(甲殼質(zhì))葡聚糖甘露聚糖+蛋白質(zhì)類脂無機(jī)鹽等纖維素緒論微生物與食品安全4/5/202349第四十九頁，共73頁。6、紅外吸收光譜；紅外吸收光譜技術(shù)測定微生物細(xì)胞的化學(xué)成分。7、GC含量；GC含量不同的微生物，其DNA結(jié)構(gòu)不同，因而在遺傳上也是互不相同的。8、DNA和雜和率；將不同微生物來源的DNA熱變性為單鏈，再進(jìn)行配對結(jié)合，通過測定其雜和率，進(jìn)一步判定微生物的親緣關(guān)系，從而作出更精確的分類。緒論微生物與食品安全4/5/202350第五十頁，共73頁。第三節(jié)微生物與食品安全的關(guān)系有利方面；生產(chǎn)食品；如酸奶、面包、酒、醋等；生產(chǎn)藥物；如抗生素、激素、干擾素等；自然界物質(zhì)循環(huán)；廢水、環(huán)境治理等。有害方面；引起疾??；如愛滋病、非典型性肺炎、禽流感、細(xì)菌性食物中毒、真菌毒素中毒、皮膚病等。引起食品腐敗、變質(zhì)等。緒論微生物與食品安全4/5/202351第五十一頁，共73頁。第四節(jié)微生物學(xué)與食品微生物學(xué)發(fā)展微生物的存在：35億年（非洲發(fā)現(xiàn)的桿菌化石）微生物的利用：約5000年（酒、醋、醬油）微生物的認(rèn)識：300多年（初創(chuàng)期、奠基期、發(fā)展期、成熟期）緒論微生物與食品安全4/5/202352第五十二頁，共73頁。

一、微生物學(xué)初創(chuàng)期；

形態(tài)階段（1676－1861）安東·列文虎克微生物第一人1680年被選為英國皇家學(xué)會會員緒論微生物與食品安全4/5/202353第五十三頁，共73頁。

第一個(gè)真正看見并描述微生物的人，自制放大50～300倍的顯微鏡。緒論微生物與食品安全4/5/202354第五十四頁，共73頁。4/5/202355第五十五頁，共73頁。二、微生物學(xué)奠基期生理水平（1861－1897）路易斯·巴斯德（LouisPasteur，1822－1895）羅伯特·柯赫（RobertKoch，1843－1910）緒論微生物與食品安全4/5/202356第五十六頁，共73頁。

奠基期特點(diǎn):1）建立了一系列研究微生物所必要的獨(dú)特方法與技術(shù)，（微生物的分離、純培養(yǎng)、消毒、滅菌）。2）揭示了食品發(fā)酵、食品腐敗和人、畜疾病是有微生物引起。3）把微生物學(xué)的形態(tài)描述推進(jìn)到了生理學(xué)研究水平。4）以“實(shí)踐—理論—實(shí)踐”指導(dǎo)科學(xué)實(shí)踐。5）微生物學(xué)以獨(dú)立的學(xué)科形式開始形成。緒論微生物與食品安全4/5/202357第五十七頁，共73頁。

LouisPasteur(1822–1895)緒論微生物與食品安全4/5/202358第五十八頁，共73頁。

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巴斯德的突出貢獻(xiàn)：1、徹底否定了生命自然發(fā)生說(鵝頸瓶實(shí)驗(yàn))。緒論微生物與食品安全4/5/202359第五十九頁，共73頁。緒論微生物與食品安全4/5/202360第六十頁，共73頁。

LouisPasteurworkinginhislaboratory

巴斯德的突出貢獻(xiàn)：1、徹底否定了自然發(fā)生說(鵝頸瓶實(shí)驗(yàn))。2、證明發(fā)酵、傳染病、食品腐敗是由活微生物引起的。3、創(chuàng)立巴氏消毒（60～65℃，30min）。4、預(yù)防接種提高機(jī)體免疫功能?；魜y、狂犬病緒論微生物與食品安全4/5/202361第六十一頁，共73頁。RobertKock(1843–1910)羅伯特·柯赫著名的細(xì)菌學(xué)家RobertKockinhislaboratory緒論微生物與食品安全4/5/202362第六十二頁，共73頁?？坪盏墓冊谟冢?、第一個(gè)發(fā)明了微生物的純培養(yǎng)。2．對病原菌的研究證明了炭疽病、結(jié)核病是細(xì)菌引起的。（炭疽菌、結(jié)核菌）3、創(chuàng)立了某一微生物是否為相應(yīng)疾病的病原基本原則－科赫法則?？坪辗▌t緒論微生物與食品安全4/5/202363第六十三頁，共73頁。里程碑的科學(xué)家：

由于巴斯德和柯赫的杰出工作，微生物學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科開始形成，而且出現(xiàn)以他們?yōu)榇矶⒌母鞣种W(xué)科，同樣也促進(jìn)后來形成的應(yīng)用微生物學(xué)中的食品微生物學(xué)。列文虎克巴斯德科赫緒論微生物與食品安全4/5/202364第六十四頁，共73頁。三﹑微生物學(xué)發(fā)展期：

生化水平（1897－1953）1897年，布