食品微生物學(xué)第二章原核微生物第一節(jié)細菌定義:細菌就是一類細胞細而短、結(jié)構(gòu)簡單、細胞壁堅韌、以二等分裂方式繁殖和水生性較強得原核微生物。生存環(huán)境:溫暖潮濕、富含有機物得地方,都有大量細菌活動。有特殊得臭味或酸敗味,發(fā)粘、發(fā)滑。應(yīng)用:工業(yè)上生產(chǎn)各種氨基酸、核苷酸、酶制劑、乙醇、丙酮、丁醇、有機酸、抗生素等;農(nóng)業(yè)上用作殺蟲菌劑、細菌肥料得生產(chǎn)和在沼氣發(fā)酵、飼料青貯等方面得應(yīng)用;醫(yī)藥上如各種菌苗、類毒素、代血漿和許多醫(yī)用酶類得生產(chǎn)等;以及細菌在環(huán)保和國防上得應(yīng)用等,都就是利用有益細菌活動得例子。危害:人、動物、植物得傳染病、食物和工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品腐爛變質(zhì)。第一節(jié)細菌細菌得形態(tài)和大小細菌得細胞結(jié)構(gòu)細菌得繁殖與群體形態(tài)食品中常見得細菌(一)細菌得形態(tài)一、細菌得形態(tài)和大小球狀桿狀螺旋狀基本形態(tài)(一)細菌得形態(tài)

細胞個體呈球形或橢圓形,不同種得球菌在細胞分裂時會形成不同得空間排列方式,常被作為分類依據(jù)。1、球菌(1)單球菌(2)雙球菌(3)鏈球菌(4)四聯(lián)球菌(5)八疊球菌(6)葡萄球菌(1)單球菌

分裂后得細胞分散而單獨存在得球菌、如:尿素微球菌1、球菌單球菌1、球菌(2)雙球菌

分裂后兩個球菌成對排列得為雙球菌、如:肺炎雙球菌雙球菌1、球菌(3)鏈球菌

分裂就是沿一個平面進行,分裂后細胞排列成鏈狀、如:乳鏈球菌鏈球菌大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點1、球菌(4)四聯(lián)球菌

分裂就是沿兩個相垂直得平面進行,分裂,分裂后每四個細胞在一起呈田字形、如:四聯(lián)微球菌

1、球菌(5)八疊球菌按三個互相垂直得平面進行分裂后,每八個球菌在一起成立方體形、如:藤黃八疊球菌1、球菌(6)葡萄球菌分裂面不規(guī)則,多個球菌聚在一起,像一串串葡萄。如:金黃色葡萄球菌葡萄球菌2、桿菌桿菌就是細菌中種類最多得類型,因菌種不同,菌體細胞得長短、粗細等都有所差異。桿菌得形態(tài):短桿狀、長桿狀、棒桿狀、梭狀桿狀、月亮狀、竹節(jié)狀等;按桿菌細胞繁殖后得排列方式則有鏈狀、柵狀、“八”字狀等。短桿菌長桿菌梭狀芽孢桿菌鏈狀桿菌單桿菌2、桿菌

桿狀細菌得排列方式常因生長階段和培養(yǎng)條件而發(fā)生變化,一般不作為分類依據(jù)。Scanningelectronmicrographsillustratingexternalfeaturesoftherod-shapedbacteriumE、coli、3、螺旋菌

根據(jù)其彎曲情況分為:

①弧菌:螺旋不滿一圈,菌體呈弧形或逗號形

例:霍亂弧菌、逗號弧菌

②螺旋菌:螺旋滿2—6環(huán),螺旋狀

例:干酪螺菌

③螺旋體:旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上,菌體柔軟。

例:梅毒密螺旋體(一)細菌得形態(tài)

細菌得特殊形態(tài)柄細菌、腎形菌、臂微菌、網(wǎng)格硫細菌、貝日阿托氏菌(絲狀)、具有子實體得粘細菌等就是特殊形態(tài)得細菌。(一)細菌得形態(tài)影響細菌形態(tài)得因素:培養(yǎng)時間培養(yǎng)溫度培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基濃度培養(yǎng)基pH值細菌得異常形態(tài)結(jié)核桿菌得正常形態(tài)結(jié)核桿菌得異常形態(tài)細菌大小得測定:1、測量:

測微尺2、長度單位:

微米(μm)3、表示:球菌:直徑桿菌:寬×長螺菌:寬、長、螺距(二)細菌得大小

通常

球菌直徑:0、2～1、5

μm,

桿菌:長

1～5μm,寬

0、5～1μm。例如:大腸桿菌:平均長度:2μm;寬度0、5μm

1500個大腸桿菌頭尾相接等于3mm;109個大腸桿菌重1mg、(二)細菌得大小

由于菌種不同,細菌得大小存在很大得差異;對于同一個菌種,細胞得大小也常隨著菌齡變化。另外,對于同一個菌種染色前后其細胞大小都有所不同。所以,有關(guān)細菌大小得記載,常就是平均值或代表性數(shù)值。二、細菌得細胞結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu):如細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、核質(zhì)等,就是所有細菌都有得構(gòu)造。特殊結(jié)構(gòu):主要有莢膜、鞭毛、菌毛和芽孢等,并非所有細菌都有得構(gòu)造。非所有細菌都有得構(gòu)造(一)細菌細胞得基本結(jié)構(gòu)1、細胞壁

細胞壁就是位于菌體得最外層,內(nèi)側(cè)緊貼細胞膜得一層無色透明,堅韌而有彈性得結(jié)構(gòu)。細胞壁約占細胞干重得10%～25%。(1)細胞壁得功能保護細胞免受外力損傷,維持菌體外形協(xié)助鞭毛運動與胞膜一起完成細胞內(nèi)外物質(zhì)交換為正常細胞分裂所必需與細菌得抗原性、致病性和對噬菌體得敏感性密切相關(guān)。(2)細胞壁得化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)革蘭氏染色法細胞壁化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)革蘭氏染色得機理革蘭氏染色法就是細菌細胞得復(fù)合染色法,由丹麥醫(yī)生HansChristianGram于1884年創(chuàng)立?；静襟E:涂片、干燥、固定——結(jié)晶紫初染1min——碘液媒染1min——95%乙醇脫色0、5min——番紅復(fù)染min結(jié)果:

革蘭氏陽性菌:紫色革蘭氏陰性菌:紅色①革蘭氏染色法:C.Gram（革蘭）于1884年發(fā)明的一種鑒別不同類型細菌的染色方法。簡單染色涂片干燥水洗、吸干用一種染料進行染色,較未染色得樣本易于觀察固定染色鏡檢4、用一種與結(jié)晶紫具有不同顏色得染料對涂片進行復(fù)染。例如沙黃,她使原來無色得革蘭氏陰性細菌最后呈現(xiàn)桃紅到紅色,而革蘭氏陽性細菌繼續(xù)保持深紫色3、用乙醇沖洗進行脫色。在經(jīng)歷脫色后仍將結(jié)晶紫保留在細胞內(nèi)得為G+細菌,而G-細菌得結(jié)晶紫被洗掉,細胞呈無色。2、用碘溶液進行媒染,其作用就是碘與結(jié)晶紫形成大分子復(fù)合物,提高染料和細胞間得相互作用從而使二者結(jié)合得更固。1、用染料結(jié)晶紫對菌液涂片進行初染G+G-革蘭氏染色得關(guān)鍵步驟細菌細胞壁得化學(xué)組成:

成分占細胞壁干重得%G+細菌G-細菌肽聚糖磷壁酸類脂質(zhì)蛋白質(zhì)含量很高(30~95)含量較高(<50)一般無(<2)無含量很低(5~20)無含量較高(~20)含量較高革蘭氏陽性細菌與革蘭氏陰性細菌細胞壁成分比較②細胞壁得化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)G+細菌得細胞壁

特點:厚度大(20~80nm)交聯(lián)度高(40層左右)化學(xué)組分簡單G+細菌得細胞壁肽聚糖:磷壁酸:結(jié)合在G+細菌細胞壁上得一種酸性多糖,為G+細菌特有。厚約20~80nm,由40層左右得網(wǎng)狀分子交織成得網(wǎng)套覆蓋在整個細胞上,堅韌而致密。G-細菌得細胞壁

特點:薄(2~3nm)交聯(lián)度低(1~2層)化學(xué)組分復(fù)雜G-細菌得細胞壁內(nèi)壁層:埋藏在外膜層之內(nèi),僅由1~2層肽聚糖網(wǎng)狀分子組成得薄層(2~3nm),結(jié)構(gòu)松散,交聯(lián)度低,故對機械強度得抵抗力較G+細菌弱。外壁層:位于肽聚糖層得外部。

脂多糖(特有成分,內(nèi)毒素)

包括

脂質(zhì)雙層

脂蛋白革蘭氏陽性細菌與革蘭氏陰性細菌細胞壁成分比較細胞壁G+G-強度厚度肽聚糖含量磷壁酸脂多糖G﹢菌:細胞壁厚,肽聚糖形成一種網(wǎng)狀分子屏障,當(dāng)乙醇脫色時,肽聚糖脫水而孔障縮小,故保留結(jié)晶紫-碘復(fù)合物在細胞膜上,沙黃復(fù)染后呈紫色。Gˉ菌:肽聚糖層薄,交聯(lián)松散,乙醇脫色不能使其結(jié)構(gòu)收縮,其脂含量高,乙醇將脂溶解,縫隙加大,結(jié)晶紫-碘復(fù)合物溶出細胞壁,沙黃復(fù)染后呈紅色。革蘭氏染色原理:第一步:結(jié)晶紫使菌體著上紫色第二步:碘和結(jié)晶紫形成脂溶性大分子復(fù)合物,分子大,能被細胞壁阻留在細胞內(nèi)。第三步:酒精脫色,細胞壁成分和構(gòu)造不同,出現(xiàn)不同得反應(yīng)。第四步:沙黃復(fù)染,增加脫色菌與背景得反差并區(qū)別于未脫色菌。2、細胞膜(1)概念:細胞膜就是緊貼細胞壁內(nèi)側(cè)包圍細胞質(zhì)得一層柔軟,富有彈性得半透性薄膜。(2)結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成細胞膜液態(tài)鑲嵌模型蛋白質(zhì)主要包括磷脂糖類少量核酸(3)細胞膜得功能:物質(zhì)交換作用——控制細胞內(nèi)外物質(zhì)交換、運輸呼吸作用——多種呼吸酶,參與細胞得呼吸過程。合成作用——合成細胞壁各種組分和莢膜等大分子得場所3、細胞質(zhì)(1)概念:被細胞膜包圍著得除核質(zhì)體外得一切透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì),統(tǒng)稱為細胞質(zhì)。(2)主要成份:蛋白質(zhì),核酸,脂類、少量糖和無機鹽。(3)功能:含有豐富得酶系統(tǒng),就是營養(yǎng)物質(zhì)合成轉(zhuǎn)化代謝得場所。(4)超微結(jié)構(gòu):質(zhì)?！旧w外遺傳物質(zhì),與細菌得遺傳變異有關(guān)核糖體——顆粒狀結(jié)構(gòu),由RNA和蛋白質(zhì)組成,就是蛋白質(zhì)得合成場所胞質(zhì)顆?！獌Υ鏍I養(yǎng)物質(zhì),易染顆粒4、核質(zhì)

又叫擬核、核質(zhì)體、核區(qū)原核生物所特有得無核膜結(jié)構(gòu)、無固定形態(tài)得原始細胞核。具有細胞核得功能,控制著細菌得生長與繁殖、遺傳與變異等。主要成分:染色體擬核(二)細菌細胞得特殊結(jié)構(gòu)1、莢膜:又稱為糖被。某些細菌細胞壁外得一層厚薄不定得膠狀物質(zhì)。(1)主要成份:多糖、多肽、蛋白質(zhì)

(2)特點:遺傳特性,就是細菌分類鑒定得指標之一對細菌在環(huán)境中得生存有利與生產(chǎn)實踐有密切得關(guān)系1、莢膜(3)分類:根據(jù)形狀和厚度得不同大莢膜:粘液狀物質(zhì)具有一定外形,相對穩(wěn)定地附著在細胞壁外,厚度＞0、2μm。微莢膜:粘液狀物質(zhì)較薄,厚度＜0、2μm,與細胞表面牢固結(jié)合。粘液層:粘液物質(zhì)沒有明顯得邊緣,比莢膜松散,可向周圍環(huán)境中擴散,增大黏性。菌膠團:多個細菌共有一個莢膜。

粘液層菌膠團莢膜1、莢膜(4)應(yīng)用:莢膜也可以成為有價值得材料用產(chǎn)菌膠團得菌進行污水處理(5)危害:食品變質(zhì)發(fā)粘增強致病力,如:造成嚴重齲齒(二)細菌細胞得特殊結(jié)構(gòu)(1)概念:某些細菌細胞表面著生得一至數(shù)十條長絲狀、螺旋形得蛋白質(zhì)附屬物,具有推動細菌運動功能,為細菌得“運動器官”。2、鞭毛(2)鞭毛得觀察:2、鞭毛電子顯微鏡直接觀察鞭毛長度:15～20μm,最長可達70μm直徑:0、01～0、02μm光學(xué)顯微鏡下觀察:鞭毛染色暗視野顯微鏡根據(jù)培養(yǎng)特征判斷:半固體穿刺菌落(菌苔)形態(tài)(二)細菌細胞得特殊結(jié)構(gòu)(1)概念:長在細菌體表得纖細、中空、短直、數(shù)量較多得蛋白質(zhì)類附屬物,具有使菌體附著于物體表面得功能。常見于G-細菌。3、菌毛(傘毛、纖毛)(2)分類:①普通菌毛:短而直、100~1000根,具粘附性,與細菌得致病性有重要關(guān)系。②性菌毛:較長,1~10根,傳遞遺傳物質(zhì)。如細菌得抗藥性和某些細菌得毒力因子都可通過此種方式轉(zhuǎn)移。3、菌毛(傘毛、纖毛)

芽孢(二)細菌細胞得特殊結(jié)構(gòu)(1)概念:某些細菌在生長發(fā)育后期在細胞內(nèi)形成得圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強得休眠體。4、芽孢常規(guī)加壓蒸汽滅菌得條件:121℃,15min以上115℃,30min以上(2)芽孢得特點:整個生物界中抗逆性最強得生命體,就是否能消滅芽孢就是衡量各種消毒滅菌手段得重要指標、芽孢就是細菌得休眠體,在適宜得條件下可以重新轉(zhuǎn)變成為營養(yǎng)態(tài)細胞;產(chǎn)芽孢細菌得保藏多用其芽孢、產(chǎn)芽孢得細菌多為桿菌,也有一些球菌、芽孢得有無、形態(tài)、大小和著生位置就是細菌分類和鑒定中得重要指標。芽孢與營養(yǎng)細胞相比化學(xué)組成存在較大差異,容易在光學(xué)顯微鏡下觀察、(芽孢染色)(3)芽孢得組成和結(jié)構(gòu)芽孢有多層結(jié)構(gòu),主要包括孢外壁、芽孢衣、皮層和核心:一個芽孢萌發(fā)只產(chǎn)生一個營養(yǎng)狀態(tài)得細胞！(4)芽孢得本質(zhì)不就是細菌生活周期得必經(jīng)階段,也不就是細菌繁殖得一種形式,更不就是對環(huán)境得消極反應(yīng),芽孢就是一種生命形式,一種獨立得休眠體。形成芽胞得菌體稱芽胞體---無感染性未形成芽胞得菌體稱繁殖體---有感染性芽胞在適宜得環(huán)境中,吸收營養(yǎng)物質(zhì)后幾分鐘內(nèi)可萌發(fā)為繁殖體1個繁殖體→

1個芽胞→

1個繁殖體(5)伴孢晶體4、芽孢

少數(shù)芽孢桿菌,例如蘇云金芽孢桿菌(BT細菌)在其形成芽孢得同時,會在芽孢旁形成一顆菱形或雙錐形得堿溶性蛋白晶體——δ內(nèi)毒素,稱為伴孢晶體。伴孢晶體對200多種昆蟲尤其就是鱗翅目得幼蟲(蛾、蝶得幼蟲多為栽培類植物得害蟲,體形較大者常食盡葉片或鉆蛀枝干,體形較小者往往卷葉、綴葉、結(jié)鞘、吐絲結(jié)網(wǎng)或鉆入植物組織取食為害。)有毒殺作用,因而可將這類產(chǎn)伴孢晶體得細菌制成有利于環(huán)境保護得生物農(nóng)藥——細菌殺蟲劑特點:不溶于水;對蛋白酶類不敏感;容易溶于堿性溶劑。(5)伴孢晶體4、芽孢伴孢晶體鱗翅目幼蟲口服伴孢晶體在腸道迅速溶解(中腸pH為9、0-10、5)吸附于上皮細胞,引起滲透性喪失,腸道穿孔腸道中得堿性溶液進入血液,后者pH升高,昆蟲全身麻痹而死亡三、細菌得繁殖與群體形態(tài)(一)繁殖一般為無性繁殖,二分裂法。同形裂殖:裂殖后形成得子細胞大小相等。異形裂殖:分裂產(chǎn)生兩個大小不等得子細胞。細菌分裂過程:①核分裂②形成橫隔壁③子細胞分離(二)群體形態(tài)1、固體平板培養(yǎng)菌落:在固體培養(yǎng)基上,由單個細胞繁殖形成得肉眼可見得子細胞群體。菌苔:大量細胞密集生長,結(jié)果長成得各“菌落”連接成一片。

(1)平板培養(yǎng)不同得微生物種類,其菌落特征不同。同一種菌在不同培養(yǎng)條件下菌落特征也不盡相同。菌落得特征:包括大小、形狀、顏色、邊緣、質(zhì)地、透明度、光澤、表面、濕潤度等。2、固體斜面培養(yǎng)在日常生活中食品經(jīng)常受到細菌得污染,從而使食品變質(zhì);有些對人有益得細菌,人們常常利用她們制造一些食品或藥品。食品中常見得主要得細菌:1、產(chǎn)氨短桿菌2、醋酸桿菌3、乳酸細菌科4、腸桿菌科5、枯草桿菌四、食品中常見得細菌第二節(jié)放線菌在形態(tài)上具有分枝狀菌絲、菌落形態(tài)與霉菌相似,以孢子進行繁殖?！敖橛诩毦c絲狀真菌之間但更接近細菌得一類絲狀原核生物”近代生物學(xué)技術(shù)放線菌實際上就是屬于細菌范疇內(nèi)得原核微生物,只不過其細胞形態(tài)為分枝狀菌絲。一、放線菌得概念:

放線菌就是一類呈菌絲狀生長,主要以孢子繁殖和陸生性較強得G+原核細胞型微生物。屬于廣義上得細菌。第二節(jié)放線菌第二節(jié)放線菌二、形態(tài)與結(jié)構(gòu)單細胞,大多由分枝發(fā)達得菌絲組成;菌絲直徑與桿菌類似,約1mm;細胞壁組成與細菌類似,革蘭氏染色陽性;細胞得結(jié)構(gòu)與細菌基本相同,按形態(tài)和功能可分為營養(yǎng)菌絲、氣生菌絲和孢子絲三種。二、形態(tài)與結(jié)構(gòu)1、營養(yǎng)菌絲

匍匐生長于培養(yǎng)基內(nèi),