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时间:2018-10-05
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1、食品微生物学FoodMicrobiology王荣荣绪论1.掌握微生物的基本概念以及微生物在生物分类学中的地位。2.理解并掌握微生物的生物学特点和作用。3.了解微生物学的主要分支学科和发展史。4.明确食品微生物学的研究对象和任务。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微生物(microbeormicroorganism)是一类形体微小,结构简单,单细胞或简单的多细胞,甚至无细胞结构的低等生物的统称。小(个体微小):简(结构简单):低(进化地位低):微生物单细胞:细菌、单细胞藻类简单多细胞:曲霉、青霉非细胞:病毒类原核类:细菌、放线菌、支
2、原体、衣原体、立克次氏体、蓝细菌等。真核类:酵母、霉菌、原生动物等非细胞类:病毒、类病毒、拟病毒、朊病毒。um:微米nm:纳米与食品工业有密切关系的主要是细菌、酵母菌、霉菌、放线菌和部分专门侵害微生物的部分病毒(噬菌体)等。微生物的类群十分庞杂,它包括:非细胞结构的病毒、类病毒、朊病毒和具有细胞结构的细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体、蓝细菌、真菌、原生动物及显微藻类等。(二)微生物的生物学分类地位18世纪中叶,动物界和植物界;1866年,原生生物界;20世纪50年代,原核与真核的概念;1957年,四界分类系统:原核生物界、原生生物界、动物界和植物界;1969年,五界:真
3、菌界;1977年,六界:病毒界;1978年,三原界分类系统:古细菌原界、真细菌原界、真核生物原界;1990年,菌物界二、微生物的生物学特点与作用个体微小、结构简单生长旺盛、繁殖快分布广、种类多适应性强、易变异、易于培养微生物的个体极其微小,它的大小单位是μm(1μm=10-3mm)或nm(1nm=10-3μm)。例如杆菌的宽度是0.5μm,80个杆菌“肩并肩”地排列成横队,也只有一根头发丝的宽度。杆菌的长度约2μm,故1500个杆菌头尾衔接起来仅有一颗芝麻长。个体微小、结构简单分布广、种类多微生物分布非常广泛,可以说微生物无处不有,凡是有高等生物生存的地方,都有微生物存在,甚至
4、某些没有其他生物生存的地方,也有微生物存在。微生物种类繁多。迄今为止,我们所知道的微生物约有10万种,有人估计目前已知的种只占地球上实际存在的微生物总数的20%,微生物很可能是地球上物种最多的一类。微生物资源是极其丰富的,但在人类生产和生活中仅开发利用了已发现微生物种数的1%。一般细菌在最适条件下每20min就能繁殖一代。每昼夜可繁殖72代,由1个细菌变成4722366500万亿个(重约4722吨)繁殖速度快、代谢能力强微生物名称代时每日分裂次数温度(℃)每日增殖率细菌乳酸菌38分38252.7×1011大肠杆菌18分80371.2×1024根瘤菌110分13258.2×103
5、枯草杆菌31分46307.0×1013光合细菌144分10301.0×103酿酒酵母120分12304.1×103藻类小球藻7小时3.42510.6念球藻23小时1.04252.1硅藻17小时1.4202.64草履虫10.4小时2.3264.92微生物的代时和每日增殖率当然,由于种种条件的限制,这种疯狂的繁殖是不可能实现的。细菌数量的翻番只能维持几个小时,不可能无限制地繁殖。因而在培养液中繁殖细菌,它们的数量一般仅能达到每毫升1~10亿个,最多达到100亿。尽管如此,它的繁殖速度仍比高等生物高出千万倍。微生物的这一特性在发酵工业上具有重要意义,可以提高生产效率,缩短发酵周期。适
6、应性强、易培养、易变异微生物对环境条件尤其是恶劣的“极端环境”具有惊人的适应力。例如,多数细菌能耐0℃到~196℃的低温;在海洋深处的某些硫细菌可在250℃~300℃的高温条件下正常生长;一些嗜盐细菌甚至能在饱和盐水中正常生活;产芽孢细菌和真菌孢子在干燥条件下能保藏几十年、几百年甚至上千年。耐酸碱、耐缺氧、耐毒物、抗辐射、抗静水压等特性在微生物中也极为常见。微生物个体微小,与外界环境的接触面积大,容易受到环境条件的影响而发生性状变化(变异)。尽管变异发生的机会只有百万分之一到百亿分之一,但由于微生物繁殖快,也可在短时间内产生大量变异的后代。正是由于这个特性,人们才能够按照自己的
7、要求不断改良在生产上应用的微生物,如青霉素生产菌的发酵水平由每毫升20单位上升到近10万单位,利用变异和育种得到如此大幅度的产量提高,在动植物育种工作中简直是不可思议的。这非常有利于微生物通过体表吸收营养和排泄废物,就使它们的“胃口”十分庞大。而且,微生物的食谱又非常广泛,凡是动植物能利用的营养,微生物都能利用,大量的动植物不能利用的物质,甚至剧毒的物质,微生物照样可以视为美味佳肴。如大肠杆菌在合适条件下,每小时可以消耗相当于自身重量2000倍的糖,而人要完成这样一个规模则需要40年之久。如
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