食品微生物學(xué)劉書亮

細(xì)菌特殊構(gòu)造食品微生物學(xué)劉書亮（1）鞭毛（flagellum，flagella）（2）菌毛（fimbria，fimbriae）（3）性毛（pili，pilus）（4）糖被（glycocalyx）（5）芽孢（spore，endospore）細(xì)菌的特殊構(gòu)造食品微生物學(xué)劉書亮1）概念

鞭毛（flagellum）

某些細(xì)菌細(xì)胞表面著生的一至數(shù)十條長(zhǎng)絲狀、螺旋形的附屬物，具有推動(dòng)細(xì)菌運(yùn)動(dòng)功能，為細(xì)菌的“運(yùn)動(dòng)器官”。全部弧菌、螺菌和假單胞菌，約半數(shù)桿菌和少數(shù)球菌有鞭毛哪些細(xì)菌有鞭毛呢？鞭毛的著生方式鞭毛著生方式一根周生側(cè)生單端雙端一根一束端生一束鞭毛(flagellum,復(fù)flagella)2）觀察和判斷細(xì)菌鞭毛的措施電子顯微鏡直接觀察鞭毛長(zhǎng)度：15～20μm；直徑：0.01～0.02μm光學(xué)顯微鏡下觀察：鞭毛染色和暗視野顯微鏡根據(jù)培養(yǎng)特征判斷：半固體穿刺、菌落（菌苔）形態(tài)TransmissionElectronMicrographofEscherichiacoliO157:H7SalmonellawithaperitrichousarrangementofflagellaMonotrichousFlagellumofVibriocholerae

TheflagellumofaGram-negativebacterium細(xì)胞信號(hào)馬達(dá)定子鍵鈕馬達(dá)轉(zhuǎn)子G+菌鞭毛基體僅有S,M環(huán)運(yùn)動(dòng)機(jī)制鞭毛的運(yùn)動(dòng)機(jī)制是經(jīng)過“栓菌”試驗(yàn)驗(yàn)證的。鞭毛逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)推動(dòng)細(xì)菌向前運(yùn)動(dòng)；鞭毛順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，菌體停止并翻滾（周生鞭毛菌）或變化運(yùn)動(dòng)方向（極生鞭毛菌，拉細(xì)胞替代了推細(xì)胞），然后回到逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)推動(dòng)細(xì)菌向前運(yùn)動(dòng)。細(xì)菌也可不經(jīng)過鞭毛旋轉(zhuǎn)來運(yùn)動(dòng)。藍(lán)藻類細(xì)菌、粘細(xì)菌和某些支原體存在滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式，這些細(xì)菌能夠3m/s的速率沿著固體表面滑動(dòng)。1）速度快鞭毛推動(dòng)細(xì)菌運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)2）細(xì)菌的趨避運(yùn)動(dòng)鞭毛的功能是運(yùn)動(dòng)，這是原核生物實(shí)現(xiàn)其趨性（taxis），即趨向性的最有效方式?；瘜W(xué)趨避運(yùn)動(dòng)或趨化作用（chemotaxis）：細(xì)菌對(duì)某化學(xué)物質(zhì)敏感，經(jīng)過運(yùn)動(dòng)匯集于該物質(zhì)的高濃度區(qū)域或低濃度區(qū)域。光趨避運(yùn)動(dòng)或趨光性（phototaxis）：有的細(xì)菌能區(qū)別不同波長(zhǎng)的光而集中在一定波長(zhǎng)光區(qū)內(nèi)。趨磁運(yùn)動(dòng)或趨磁性（magnetotaxis）：趨磁細(xì)菌根據(jù)磁場(chǎng)方向進(jìn)行分布。大腸桿菌鞭毛旋轉(zhuǎn)可達(dá)270轉(zhuǎn)/秒，弧菌平均可達(dá)1100轉(zhuǎn)/秒。食品微生物學(xué)劉書亮菌毛(fimbria，復(fù)數(shù)fimbriae)長(zhǎng)在細(xì)菌體表的纖細(xì)、中空、短直、數(shù)量較多的蛋白質(zhì)類附屬物，具有使菌體附著于物體表面的功能。

每個(gè)細(xì)菌約有250～300條菌毛。有菌毛的細(xì)菌一般以革蘭氏陰性致病菌居多，借助菌毛可把它們牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，進(jìn)一步定植和致病。食品微生物學(xué)劉書亮性毛(pili,單數(shù)pilus)構(gòu)造和成份與菌毛相同，但比菌毛長(zhǎng)，數(shù)量?jī)H一至少數(shù)幾根。性毛一般見于G-細(xì)菌的雄性菌株（即供體菌）中，其功能是向雌性菌株（即受體菌）傳遞遺傳物質(zhì)。有的性毛還是RNA噬菌體的特異性吸附受體。食品微生物學(xué)劉書亮糖被（glycocalyx）

層次厚：（大）莢膜包裹在單個(gè)細(xì)胞上在壁上有固定層層次薄：微莢膜糖被松散，未固定在壁上：粘液層包裹在細(xì)胞群上：菌膠團(tuán)概念：包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定的膠狀物質(zhì)。糖被按其有無固定層次、層次厚薄可細(xì)分：莢膜粘液層菌膠團(tuán)2）糖被的特征對(duì)染料親和力低。經(jīng)特殊的莢膜染色，尤其是負(fù)染色（又稱背景染色）后可在光學(xué)顯微鏡清楚地觀察到它的存在。在固體培養(yǎng)基上形成表面濕潤(rùn)、粘液狀的光滑型菌落，S型菌落。不產(chǎn)糖被的細(xì)菌形成表面干燥、粗糙的粗糙型菌落，即R型菌落。在液體培養(yǎng)基中使培養(yǎng)液的粘度增長(zhǎng)。S型菌落R型菌落主要成份是多糖、多肽或蛋白質(zhì)，尤以多糖居多。

糖被的應(yīng)用利（1）菌種鑒定：利用糖被物質(zhì)的血清學(xué)反應(yīng)（2）制備生物醫(yī)藥制品（腸膜狀明串珠菌的葡聚糖糖被）（3）制備黃原膠：石油開采、印染、食品等工業(yè)（4）污水處理：形成菌膠團(tuán)的細(xì)菌（如生枝動(dòng)膠菌）是活性污泥中的主要微生物。弊（1）食品發(fā)粘變質(zhì)（2）污染發(fā)酵液，阻礙發(fā)酵的正常進(jìn)行（3）增強(qiáng)致病力（4）發(fā)生齲齒食品微生物學(xué)劉書亮3）功能保護(hù)細(xì)胞免受吞噬、免受干燥損傷貯藏養(yǎng)料；對(duì)細(xì)菌表面起滲透屏障作用；幫助細(xì)菌附著到物體表面；細(xì)菌間信號(hào)辨認(rèn)；堆積廢物；食品微生物學(xué)劉書亮1）概念芽孢（endospore）

某些細(xì)菌在其生長(zhǎng)發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成一種圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強(qiáng)的休眠體，稱為芽孢（endospore或spore，偶譯“內(nèi)生孢子”）。VegetativecellSporulatingcell食品微生物學(xué)劉書亮形態(tài)大小部位2）芽孢的特點(diǎn)A.抗逆性強(qiáng)（熱、干燥、輻射等）生物界抗逆性最強(qiáng)的生命體。能否消滅芽孢是衡量多種消毒滅菌手段的最主要的指標(biāo)。C.芽孢是休眠體，不是繁殖體。在合適的條件下能夠重新轉(zhuǎn)變成為營(yíng)養(yǎng)態(tài)細(xì)胞B.折光性強(qiáng)，不易著色（芽孢染色法）。3）形成條件A.菌種的遺傳特征；B.所需條件因種而異，即不同細(xì)菌形成芽孢有其最適條件（pH、溶氧、溫度、營(yíng)養(yǎng)、離子濃度和種類等）4)形成芽孢的菌種產(chǎn)芽孢的細(xì)菌多為G+桿菌，也有某些球菌主要產(chǎn)芽孢菌：（好氣性）芽孢桿菌屬（Bacillus）（厭氣性）梭菌屬(Clostridium)其他少數(shù)：芽孢八疊球菌屬（球菌）芽孢乳桿菌屬芽孢5）芽孢的形成與芽孢的萌發(fā)過程

6）芽孢萌發(fā)活化：可由熱刺激引起，開始發(fā)芽，芽孢休眠期破壞，芽孢膨脹、芽孢衣破裂和溶解，芽孢內(nèi)容物釋放出來，代謝活動(dòng)增強(qiáng)，芽孢的耐熱和其他抗性消失，折光缺失。出芽：許多營(yíng)養(yǎng)物（如氨基酸和糖類）在芽孢活化后引起萌芽。生長(zhǎng)：在營(yíng)養(yǎng)環(huán)境里，萌發(fā)后的關(guān)鍵開始生長(zhǎng)，芽孢原生質(zhì)體形成新的物質(zhì)，最終發(fā)育成一種不含芽孢的營(yíng)養(yǎng)體細(xì)菌。一種芽孢如沒有被活化，在營(yíng)養(yǎng)豐富的基質(zhì)中也不會(huì)發(fā)芽。萌發(fā)分3個(gè)階段:活化;出芽;生長(zhǎng)7）構(gòu)造與耐熱機(jī)制滲透調(diào)整皮層膨脹學(xué)說芽孢衣構(gòu)造致密對(duì)多價(jià)陽(yáng)離子和水分的透性很差皮層的離子強(qiáng)度很高，產(chǎn)生極高的滲透壓奪取芽孢關(guān)鍵的水分，成果造成皮層的充分膨脹。關(guān)鍵部分的細(xì)胞質(zhì)卻變得高度失水，具極強(qiáng)的耐熱性。芽孢與營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞相比：化學(xué)構(gòu)成、細(xì)微構(gòu)造、生理功能等方面都完全不同食品微生物學(xué)劉書亮芽孢抗熱性的其他可能原因皮層含高濃度的吡啶二羧酸鈣（DPA-Ca），形成耐熱凝膠樣的物質(zhì)；存在特殊的小分子酸溶性DNA結(jié)合蛋白，對(duì)芽孢DNA有穩(wěn)定作用；含DNA修復(fù)酶，可對(duì)關(guān)鍵復(fù)活后的出芽和生長(zhǎng)過程中的DNA進(jìn)行修復(fù)。含某些酶，本身并不抗熱，在芽孢中與某些物質(zhì)結(jié)合后才有抗熱性。（蠟狀芽孢桿菌中的丙氨酸消旋酶，附著在芽孢衣上時(shí)抗熱，與芽孢衣分離后不抗熱。）消毒滅菌的最主要的指標(biāo)保藏菌種分類根據(jù)（芽孢的形態(tài)、大小和著生位置是細(xì)菌分類和鑒定中的主要指標(biāo)）篩選菌種：（土樣+肉湯培養(yǎng)基，80℃，10~15min）有些產(chǎn)芽孢細(xì)菌可伴隨產(chǎn)生有用的產(chǎn)物，如抗生素（短桿菌肽、桿菌肽等）8）研究芽孢的意義肉類罐頭：肉毒梭菌外科器械：破傷風(fēng)梭菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌工業(yè)發(fā)酵：嗜熱脂肪芽孢桿菌,121℃，15min或115℃，30min以上9）伴孢晶體（parasporalcrystal）少數(shù)芽孢桿菌，例如蘇云金芽孢桿菌(Bacillusthuringiensis，簡(jiǎn)稱“Bt”）在其形成芽孢的同步，會(huì)在芽孢