第2章微生物主要類群及其形態(tài)與結(jié)構(gòu) 徐金瑞xujr343 2 主要內(nèi)容 2 1原核微生物與真核微生物的區(qū)別2 2原核微生物的形態(tài) 結(jié)構(gòu)及其生理功能2 3真核微生物的形態(tài) 結(jié)構(gòu)及其生理功能2 4非細(xì)胞生物 病毒 3 學(xué)習(xí)目的與要求 重點(diǎn)掌握細(xì)菌 霉菌和酵母菌的細(xì)胞形態(tài) 結(jié)構(gòu)及其生理功能 掌握真菌無(wú)性孢子和有性孢子的形成及其特性 熟悉幾種常見(jiàn)的細(xì)菌 霉菌和酵母菌的生物學(xué)特性及其在食品工業(yè)上的應(yīng)用 熟悉病毒的一般特性及其常見(jiàn)類型 了解溫和噬菌體與溶源性 毒性噬菌體與噬菌體增殖及其對(duì)食品發(fā)酵工業(yè)的危害 4 2 1微生物主要類群及區(qū)別 根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)分 真菌顯微藻類原生動(dòng)物 微生物種類 細(xì)胞型微生物 非細(xì)胞型微生物 病毒 原核生物 由原核細(xì)胞構(gòu)成 真核微生物 由真核細(xì)胞構(gòu)成 細(xì)菌 放線菌 其他 5 原核微生物和真核微生物的區(qū)別 原核細(xì)胞 真核細(xì)胞 6 原核微生物和真核微生物的區(qū)別 7 2 2原核微生物的形態(tài) 結(jié)構(gòu)與生理功能 原核微生物主要包括 細(xì)菌 Bacteria 放線菌 Acyinomycosis 藍(lán)細(xì)菌立克次氏體支原體衣原體螺旋菌 8 2 2 1細(xì)菌 重點(diǎn) 細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)細(xì)菌細(xì)胞的大小細(xì)菌細(xì)胞的基本構(gòu)造細(xì)菌細(xì)胞的特殊構(gòu)造細(xì)菌的繁殖方式與菌落形態(tài)食品中常見(jiàn)的細(xì)菌 9 2 2 1 1細(xì)菌的形態(tài)細(xì)菌是單細(xì)胞原核生物 一個(gè)細(xì)胞就是一個(gè)生活個(gè)體 細(xì)菌的基本形態(tài)分為 球狀 桿狀和螺旋狀 2 2 1細(xì)菌 10 2 2 1細(xì)菌 自然界中哪種最多 螺旋菌 最多 其次 最少 11 12 1 單球菌分裂后的子細(xì)胞分散而單獨(dú)存在 如尿素微球菌 Micrococcusureae 單球菌 2 2 1細(xì)菌 13 2 雙球菌分裂后兩個(gè)子細(xì)胞成對(duì)排列 如肺炎雙球菌 Diplococcuspneumoniae 雙球菌 2 2 1細(xì)菌 14 3 鏈球菌分裂是沿一個(gè)平面進(jìn)行 分裂后子細(xì)胞排列成鏈狀 如乳鏈球菌 Streptococcuslactis 鏈球菌 2 2 1細(xì)菌 15 鏈球菌 2 2 1細(xì)菌 16 4 四聯(lián)球菌分裂是沿兩個(gè)相垂直的平面進(jìn)行 分裂后每4個(gè)子細(xì)胞呈田字形排列 如四聯(lián)微球菌 Micrococcustetragenus 2 2 1細(xì)菌 17 2 2 1細(xì)菌 5 八疊球菌按三個(gè)互相垂直的平面進(jìn)行分裂后 每8個(gè)子細(xì)胞特征性疊在一起呈立方體排列 如尿素八疊球菌 Sarcinaureae 甲烷八疊球菌 Sarcinamethanica 18 2 2 1細(xì)菌 6 葡萄球菌細(xì)胞分裂無(wú)定向 子細(xì)胞呈葡萄狀排列 如金黃色葡萄球菌 Staphylococcusaureus 球菌的分裂方式 20 2 桿菌 Bacillus 桿菌是細(xì)菌中種類最多的類型 細(xì)胞呈桿狀或圓柱形 因菌種不同 菌體細(xì)胞的長(zhǎng)短 粗細(xì)等都有所差異 短桿菌 長(zhǎng)桿菌 梭狀芽孢桿菌 2 2 1細(xì)菌 21 桿菌一般粗細(xì) 直徑 比較穩(wěn)定 而長(zhǎng)度則因培養(yǎng)時(shí)間 培養(yǎng)條件的不同而有較大變化 長(zhǎng)桿菌 長(zhǎng) 寬 2 桿菌 長(zhǎng) 寬 2 短桿菌 長(zhǎng) 寬 2 易與球菌混淆兩端呈鈍圓狀或半圓狀 桿菌兩端呈平截狀或刀切狀 梭狀桿菌菌體一端膨大 棒狀桿菌 2 2 1細(xì)菌 大腸桿菌 梭狀芽孢桿菌 腐肉中毒 棒狀桿菌 大腸桿菌 23 螺旋菌 弧菌 螺旋體 3 螺旋菌 Spirillum 2 2 1細(xì)菌 螺旋菌的排列方式 弧菌 螺旋菌 螺旋體 彎曲 1 2 彎曲 6 25 螺旋菌 2 2 1細(xì)菌 26 4 細(xì)菌的特殊形態(tài) 2 2 1細(xì)菌 27 測(cè)量方法 測(cè)微尺 借助光學(xué)或電子顯微鏡 長(zhǎng)度單位 微米 m 納米 nm 埃 A 1mm 103 m 106nm 107A表示方法 球菌 直徑桿菌 寬 長(zhǎng)螺菌 寬 長(zhǎng) 自然彎曲長(zhǎng)度 2 2 1細(xì)菌 2 2 1 2細(xì)菌的大小 28 影響細(xì)菌大小測(cè)量結(jié)果的因素 30 2 2 1細(xì)菌 幾種細(xì)菌的大小菌種大小 m 乳鏈球菌 Streptococcuslactis 0 8 1金黃色葡萄球菌 Staphylococcusaureus 1 0 1 5尿素小球菌 Micrococcusureae 0 5 0 8大腸桿菌 Escherichiacoli 1 2 3 0 0 8 1 2枯草桿菌 Bacillussubtilis 4 6 0 8 1 2肉毒梭菌 Clostridiumbotulinium 1 3 0 3 0 6霍亂弧菌 Vibriocholerae 1 3 2 1 0 1 5紅色螺菌 Spirillumrubrum 1 2 0 5 31 2 2 1細(xì)菌 細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu) 1 細(xì)胞壁2 細(xì)胞質(zhì)膜3 間體4 載色體5 核區(qū)6 核糖體7 橫隔壁8 淀粉粒9 脂肪粒10 異染粒11 聚 羥基丁酸顆粒12 莢膜13 鞭毛14 菌毛 33 2 2 1細(xì)菌 2 2 1 3細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu) 一般細(xì)菌具有的構(gòu)造細(xì)胞壁細(xì)胞 質(zhì) 膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核 擬核 內(nèi)含物中間體核糖體 基本部分 34 2 2 1 3細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu) 1 細(xì)胞壁 cellwall 細(xì)胞壁是位于菌體的最外層 內(nèi)側(cè)緊貼細(xì)胞膜的一層無(wú)色透明 堅(jiān)韌而有彈性的結(jié)構(gòu) 約占細(xì)胞干重的10 25 35 1 細(xì)胞壁的功能保持細(xì)胞形狀 細(xì)胞外形由細(xì)胞壁決定 無(wú)論原來(lái)是什么形狀 一旦除掉細(xì)胞壁后的原生質(zhì)體將呈球形 保護(hù)菌體 細(xì)胞壁起著屏障和抵抗低滲的作用 細(xì)胞壁的堅(jiān)韌結(jié)構(gòu)使細(xì)胞能承受內(nèi)外的滲透壓差而不至發(fā)生滲透裂解 另外細(xì)胞壁上的許多小孔容許水分和直徑小于1nm的物質(zhì)自由通過(guò) 而阻止大分子物質(zhì)通過(guò) 為鞭毛運(yùn)動(dòng)提供支點(diǎn) 細(xì)菌壁的存在是鞭毛運(yùn)動(dòng)的必要條件 其化學(xué)組成與抗原性 致病性 噬菌體的感染有關(guān) 1 細(xì)胞壁 36 2 細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)革蘭氏染色法細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)革蘭氏染色的機(jī)理 1 細(xì)胞壁 37 A 革蘭氏染色丹麥醫(yī)生HansChristianGram 革蘭 1884年發(fā)明了一種鑒別不同類型細(xì)菌的染色方法 根據(jù)顯色將所有細(xì)菌分為兩類 革蘭氏陽(yáng)性菌 GramPostive G 和革蘭氏陰性菌 GramNegative G HansChristianGram 1853 1938 1 細(xì)胞壁 38 革蘭氏染色的基本步驟涂片固定 草酸銨結(jié)晶紫初染1 2min 碘液媒染1min 95 乙醇脫色0 5min 番紅復(fù)染1 2min結(jié)果 G 紫色G 紅色 1 細(xì)胞壁 A B B B A B A A a 結(jié)晶紫初染 1 2min b 碘液媒染 1min A B B B A B A A A B B B A B A A c 95 乙醇脫色 30s A B B B A B A A d 番紅復(fù)染 1 2min A G B G 43 B G 細(xì)菌與G 細(xì)菌細(xì)胞壁構(gòu)造與組成 革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌 G 革蘭氏陰性細(xì)菌 G 肽聚糖 肽聚糖 外膜 1 細(xì)胞壁 44 G 菌與G 菌細(xì)胞壁模式圖 1 細(xì)胞壁 45 1 細(xì)胞壁 a G 的細(xì)胞壁G 菌細(xì)胞壁是一層厚約20 80nm 由肽聚糖網(wǎng)架結(jié)構(gòu)填充磷壁酸和少量脂類組成 其中肽聚糖含量高 約占細(xì)胞壁重的40 90 且網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)致密 肽聚糖 peptidoglycan 由N 乙酰葡萄糖胺 NAG N 乙酰胞壁酸 NAM 和短肽聚合而成的多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子化合物 46 磷壁酸 為多元醇 核糖醇或甘油 和磷酸的復(fù)合物 根據(jù)多元醇的種類不同可分為核糖醇型磷壁質(zhì)和甘油型磷壁質(zhì)兩類 一般只有G 菌的肽聚糖層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中填充有磷壁酸 1 細(xì)胞壁 47 磷壁酸 G 菌所特有 肽聚糖 革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌 G 1 細(xì)胞壁 48 b G 的細(xì)胞壁G 菌細(xì)胞壁分兩層 厚約10 20nm 外層為脂蛋白和脂多糖層 構(gòu)成外膜 內(nèi)層為肽聚糖層 細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜間有明顯空間 稱為壁膜間隙 肽聚糖含量低 約占細(xì)胞壁干重的5 10 且網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)疏松 1 細(xì)胞壁 49 內(nèi)壁層 緊貼胞膜 僅由1 2層肽聚糖分子構(gòu)成 占細(xì)胞壁干重5 10 無(wú)磷壁酸 外壁層 位于肽聚糖層外部脂多糖 脂蛋白包括蛋白質(zhì)層基質(zhì)蛋白外壁蛋白磷脂 1 細(xì)胞壁 革蘭氏陰性細(xì)菌 G 50 G 菌與G 菌細(xì)胞壁成分比較 1 細(xì)胞壁 51 C 革蘭氏染色原理 第一步 經(jīng)結(jié)晶紫初染后 所有細(xì)菌均被染成初染劑的藍(lán)紫色 第二步 碘和結(jié)晶紫形成大分子復(fù)合物 增強(qiáng)了染料與細(xì)菌的結(jié)合力 并能被細(xì)胞壁阻留在細(xì)胞內(nèi) 第三步 酒精脫色 因細(xì)胞壁成分和構(gòu)造不同 G 菌 細(xì)胞壁厚 類脂質(zhì)含量低 肽聚糖含量高 交聯(lián)度大 乙醇脫色時(shí)細(xì)胞壁脫水 使肽聚糖層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔徑縮小 細(xì)胞壁通透性降低 故結(jié)晶紫 碘復(fù)合物被阻留在細(xì)胞內(nèi) 細(xì)胞不能被酒精脫色 經(jīng)過(guò)番紅復(fù)染后仍呈紫色 G 菌 肽聚糖層薄 交聯(lián)松散 而且因其類脂質(zhì)含量高 脫色時(shí)乙醇將脂類溶解 細(xì)胞壁通透性增大 結(jié)晶紫 碘復(fù)合物很容易溶出細(xì)胞壁 當(dāng)再用番紅復(fù)染時(shí) 細(xì)胞被染上番紅的紅色 53 53 思考題1 革蘭氏染色過(guò)程中最關(guān)鍵的是哪個(gè)環(huán)節(jié) 2 不經(jīng)過(guò)復(fù)染 能否區(qū)別G 和G 54 2 細(xì)胞膜 cellmembrane 又稱質(zhì)膜 plasmamembrane 是緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)層 包圍細(xì)胞質(zhì)的柔軟而富彈性的半透性薄膜 約占細(xì)胞干重的10 在電鏡下觀察厚約7 8nm 基本構(gòu)造為磷脂雙分子層 含高度疏水的脂肪酸和相對(duì)親水的甘油兩部分 疏水的脂肪酸鏈排列在內(nèi) 親水的磷酸基相背排列在外 內(nèi)外兩層磷脂分子含量為20 30 蛋白質(zhì)有些穿過(guò)磷脂層 有些位于表面 含量為50 70 另外有少量的多糖 約2 2 2 1 3細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu) 55 2 細(xì)胞膜 磷脂分子 極性頭 非極性尾 液態(tài)鑲嵌模型 Fluidmosaicmodel 57 2 細(xì)胞膜 58 細(xì)胞膜的生理功能 2 細(xì)胞膜 59 3 間體 mesosome 由細(xì)胞膜內(nèi)褶形成的囊狀構(gòu)造 與處在細(xì)胞表面的細(xì)胞膜相比 間體上鑲嵌的酶蛋白更多 細(xì)菌細(xì)胞能量代謝主要在間體上進(jìn)行 所以又稱為擬線粒體 其功能可能與細(xì)胞壁合成 核質(zhì)分裂 細(xì)菌呼吸核芽孢形成有關(guān) 2 2 1 3細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu) 間體 60 細(xì)胞膜內(nèi)的一團(tuán)除擬核以外的無(wú)色透明粘稠狀膠態(tài)基質(zhì) 是細(xì)菌細(xì)胞的基礎(chǔ)物質(zhì) 主要蛋白質(zhì) 核酸 脂類 多糖 水分和少量無(wú)機(jī)鹽類等 細(xì)胞質(zhì)中含有許多酶系 是新陳代謝的主要場(chǎng)所 4 細(xì)胞質(zhì) cytoplasm 及其內(nèi)含物 2 2 1 3細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu) 細(xì)胞質(zhì)中無(wú)真核細(xì)胞的細(xì)胞器 但含許多內(nèi)含物 1 核糖體 ribosome 核糖體是分散在細(xì)胞質(zhì)中的沉降系數(shù)為70S的亞顯微顆粒 由30S和50S兩個(gè)亞基組成 是蛋白質(zhì)合成場(chǎng)所 化學(xué)成分為蛋白質(zhì) 40 和RNA 60 2 液泡 vacuole 和氣泡 gasvacuole 一些細(xì)菌生長(zhǎng)發(fā)育一段時(shí)間 在細(xì)胞質(zhì)中出現(xiàn)液泡 其內(nèi)充滿水分和鹽類或一些不溶性顆粒 主要功能是調(diào)節(jié)滲透壓 一些好氧的水生細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中含有氣泡 其作用可能是儲(chǔ)存和提供氧氣及調(diào)節(jié)浮力 3 儲(chǔ)藏顆粒 一些細(xì)胞中往往可見(jiàn)較大的顆粒狀物體 主要功能是貯藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 隨不同的種類和培養(yǎng)條件而有很大變化 它們多是細(xì)胞生長(zhǎng)期間形成的 62 5 細(xì)胞核 nucleoid 和質(zhì)粒 plasmid 細(xì)菌細(xì)胞核在結(jié)構(gòu)和形態(tài)上都比真核生物的簡(jiǎn)單 只有核區(qū) 無(wú)核膜 核仁和固定形態(tài) 一般位于細(xì)胞中央部分 呈球狀 棒狀或啞鈴狀 但不與細(xì)胞質(zhì)相混合 核區(qū)內(nèi)僅有一條閉合環(huán)狀雙鏈DNA大分子 形成高度折疊纏繞的超螺旋結(jié)構(gòu) 不與組蛋白結(jié)合 而是與Mg2 等陽(yáng)離子和胺類等有機(jī)堿結(jié)合 以中和磷酸基團(tuán)所帶的負(fù)電荷 形成細(xì)菌染色體 細(xì)胞核是細(xì)菌的遺傳信息中心 決定著細(xì)菌細(xì)胞的遺傳和變異 2 2 1 3細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu) 63 質(zhì)粒 plasmid 是一段存在于染色體外或整合在染色體上的共價(jià)閉合環(huán)狀雙鏈DNA分子 分子量106Da 含50 100基因 可獨(dú)立存在于細(xì)菌染色體外 自我復(fù)制 穩(wěn)定遺傳和表達(dá) 也可整合和消失 并在一定范圍內(nèi)在細(xì)胞間傳遞 許多次生代謝產(chǎn)物 如抗生素 色素和芽孢 的合成一般受質(zhì)粒控制 質(zhì)粒并非細(xì)菌生命活動(dòng)必需 但可攜帶決定細(xì)菌某些遺傳特性的基因 是遺傳工程的重要載體 2 2 1 3細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu) 64 2 2 1 4細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu) 部分細(xì)菌具有的或一般細(xì)菌在特殊環(huán)境下才有的構(gòu)造鞭毛莢膜芽孢 2 2 1細(xì)菌 65 1 鞭毛 flagellum 復(fù)數(shù)flagella 1 概念 某些微生物表面由細(xì)胞內(nèi)生出的細(xì)長(zhǎng) 波曲的絲狀結(jié)構(gòu) 是細(xì)菌的 運(yùn)動(dòng)器官 2 鞭毛的觀察 從固體培養(yǎng)基上的菌落形態(tài)判斷光學(xué)顯微鏡 懸滴法 光學(xué)顯微鏡 特殊鞭毛染色 電鏡半固體穿刺培養(yǎng) 2 2 1 4細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu) 66 3 鞭毛的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組分 鞭毛起源于細(xì)胞膜內(nèi)側(cè) 直徑12 18nm 長(zhǎng)度可超過(guò)菌體的數(shù)倍到幾十倍 鞭毛的結(jié)構(gòu)由鞭毛基體 鞭毛鉤 鞭毛絲三部分構(gòu)成 鞭毛的主要化學(xué)組分是鞭毛蛋白 并含有少量的糖和脂肪 一般球菌不生鞭毛 部分桿菌生有鞭毛 弧菌和螺旋菌都生鞭毛 1 鞭毛 鞭毛著生方式 68 4 鞭毛的生理功能 鞭毛是負(fù)責(zé)細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu) 主要靠鞭毛絲的旋轉(zhuǎn)而動(dòng) 在有鞭毛細(xì)菌的幼齡時(shí)期和有水的適溫環(huán)境中能進(jìn)行活躍的運(yùn)動(dòng) 細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)具有趨避性 總是向著有利于其生長(zhǎng)或避開(kāi)不利環(huán)境方向運(yùn)動(dòng) 另外 鞭毛與病原微生物的致病性有關(guān) 1 鞭毛 69 5 其他類型菌毛 fimbria 長(zhǎng)在細(xì)菌體表比鞭毛短而細(xì) 直徑3 10nm 中空 數(shù)量較多的蛋白類附屬物 具有使菌體附著于表面的功能 形成菌膜或浮渣 每個(gè)細(xì)菌約有250 300條菌毛 有菌毛的一般以G 致病菌居多 借助菌毛可將其牢固粘附于宿主的呼吸道 消化道 泌尿生殖道等粘膜上 進(jìn)一步定植和致病 性菌毛 sexpili 構(gòu)造和成分與菌毛相同 但比菌毛稍長(zhǎng) 數(shù)量?jī)H一根或幾根 多見(jiàn)于革蘭氏陰性菌的雄性菌株 即供體菌株 中 在細(xì)菌交配時(shí)起作用 功能是向雌性菌株 受體 傳遞遺傳物質(zhì) 1 鞭毛 70 2 莢膜 capsule 某些細(xì)菌分泌到細(xì)胞壁外的一層厚度不定的松散透明的黏液物質(zhì) 一般由多糖和多肽組成 2 2 1 4細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu) 71 1 根據(jù)糖被的形狀和厚度的不同 將莢膜分為 大 莢膜 粘液狀物質(zhì)具有一定外形 與細(xì)胞壁結(jié)合牢固 厚度 0 2 m 如肺炎雙球菌 微莢膜 粘液狀物質(zhì)較薄 厚度 0 2 m 與細(xì)胞壁表面牢固結(jié)合 如傷寒沙門菌的Vi抗原 粘液層 粘液物質(zhì)沒(méi)有明顯的邊緣 比莢膜松散 易被洗脫 可向周圍環(huán)境中擴(kuò)散 如葡萄球菌 菌膠團(tuán) 多個(gè)細(xì)菌的莢膜連在一起 包裹在細(xì)胞群體上的膠狀物質(zhì) 2 莢膜 72 2 形態(tài)觀察莢膜折光率低 不易著色 一般用碳素墨水負(fù)染色法在光學(xué)顯微鏡下觀察 產(chǎn)莢膜的細(xì)菌 在固體培養(yǎng)基上形成的菌落表面濕潤(rùn) 有光澤 邊緣光滑 稱為光滑型 S型 菌落 不產(chǎn)莢膜的細(xì)菌 在固體培養(yǎng)基上形成的菌落表面干燥 粗糙 稱為粗糙型 R型 菌落 2 莢膜 73 光滑型 S型 菌落 粗糙型 R型 菌落 2 莢膜 74 莢膜富含水分 90 可保護(hù)細(xì)胞免于干燥 屏障作用 能抵御吞噬細(xì)胞的吞噬 為主要表面抗原 K抗原 是有些病原菌的毒力因子 能保護(hù)菌體免受噬菌體和其他物質(zhì) 溶菌酶 的侵害 是某些病原菌必須的粘附因子 從而引起感染 貯藏養(yǎng)料 是細(xì)胞外碳源和能源的儲(chǔ)備物質(zhì) 3 莢膜的生理功能 2 莢膜 75 應(yīng)用 莢膜可以成為有價(jià)值的材料 如 葡聚糖莢膜用于生產(chǎn)代血漿的主要成分 右旋糖酐和葡聚糖凝膠制劑 從野菜黃單胞菌莢膜提取的黃原膠 既是優(yōu)良的食品添加劑 又是石油開(kāi)采中優(yōu)良的壓漿劑 用產(chǎn)菌膠團(tuán)的菌進(jìn)行污水處理等 通過(guò)莢膜的血清學(xué)反應(yīng)進(jìn)行細(xì)菌鑒定 莢膜膨脹試驗(yàn) 危害 食品變質(zhì)發(fā)粘 增強(qiáng)致病力 造成嚴(yán)重齲齒等 莢膜與生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)系 2 莢膜 76 3 芽孢 spore 某些細(xì)菌生長(zhǎng)到一定階段或在一定環(huán)境條件下 細(xì)胞的正常生長(zhǎng)和分裂停止 細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞質(zhì)濃縮 逐步形成一個(gè)圓形或橢圓形 壁厚 對(duì)不良環(huán)境有較強(qiáng)抵抗力的特殊的休眠體結(jié)構(gòu) 稱為芽孢 芽孢成熟后可自行從芽孢囊中釋放出來(lái) 因芽孢的形成都是在細(xì)胞內(nèi) 故又稱內(nèi)生孢子 endospore 菌體未形成芽孢前稱為繁殖體或營(yíng)養(yǎng)體 2 2 1 4細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu) 77 芽孢的本質(zhì)既不是細(xì)菌生活周期的必經(jīng)階段 也不是細(xì)菌繁殖的一種形式 又不是對(duì)環(huán)境的消極反應(yīng) 而是一種生命形式 一種獨(dú)立的休眠體 當(dāng)條件適宜或萌發(fā)劑存在時(shí) 休眠態(tài)的芽孢可萌發(fā)變成營(yíng)養(yǎng)態(tài)的細(xì)菌 伴隨抗逆性的消失 3 芽孢 79 1 形成芽孢的細(xì)菌種類在桿菌中能形成芽孢的種類較多 在球菌和螺旋菌中只有少數(shù)菌種可形成芽孢 產(chǎn)生芽孢的幾個(gè)屬 芽孢桿菌屬梭狀芽孢桿菌屬芽孢八疊球菌屬 3 芽孢 芽孢外壁層厚而致密 主要成分為脂蛋白 通透性差 不易著色 核心含有大量的DNA RNA 蛋白質(zhì)酶等物質(zhì) 還含有2 6 吡啶二羧酸 DPA DPA是芽孢特有的成分 一般以DPA Ca形式存在 皮層主要含芽孢肽聚糖 DPA Ca 皮層體積大 比較致密 芽孢平均含水量低 約40 2 芽孢的組成和結(jié)構(gòu)芽孢有多層結(jié)構(gòu) 包括孢外壁 芽孢衣 皮層和核心 芽孢的結(jié)構(gòu) 81 3 芽孢的形成過(guò)程軸絲形成 DNA濃縮 染色質(zhì)形成軸絲狀 形成前芽孢 細(xì)胞膜內(nèi)陷 細(xì)胞發(fā)生不對(duì)稱分裂 其中小體積的部分稱為前芽孢 前芽孢隔膜形成 芽孢的抗輻射性提高 前芽孢發(fā)育成熟 在兩層隔膜間充填芽孢肽聚糖后 合成DPA 累積鈣離子 形成皮層 再經(jīng)脫水 使折光率增高 芽孢衣合成 皮層合成完成 芽孢成熟 抗逆性出現(xiàn) 芽孢形成 芽孢囊裂解 芽孢游離出 3 芽孢 82 4 芽孢的特性 對(duì)高溫 干燥 輻射 化學(xué)藥物有強(qiáng)大的抵抗力 是生物界中抗逆性最強(qiáng)的生命體 是細(xì)菌在不良條件下的休眠體 在適合的條件下可萌發(fā) 一個(gè)芽孢萌發(fā)只產(chǎn)生一個(gè)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的細(xì)胞 芽胞內(nèi)新陳代謝幾乎停止 處于休眠狀態(tài) 但保持潛在萌發(fā)力 含水量低 壁厚而致密 通透性差 不易著色 折光性強(qiáng) 需用特殊的芽孢染色法才能觀察 3 芽孢 83 5 芽孢的耐熱機(jī)理芽孢與母細(xì)胞相比 不論化學(xué)組成 細(xì)微結(jié)構(gòu) 生理功能都方面都發(fā)生改變 A 芽孢獨(dú)有的DPA Ca 2 6 吡啶二羧酸鈣鹽 當(dāng)芽孢萌芽時(shí) DPA被釋放 芽孢喪失耐熱性B 滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說(shuō) 3 芽孢 84 3 芽孢 85 6 研究芽孢的意義 分類鑒定 芽孢的有無(wú) 形態(tài) 大小和著生位置等是細(xì)菌分類和鑒定中的重要形態(tài)學(xué)指標(biāo)保存菌種 活力可保持?jǐn)?shù)年或數(shù)十年分離菌種 高溫處理含菌樣品生物殺蟲(chóng) 產(chǎn)內(nèi)毒素 如蘇云金芽孢桿菌 滅菌標(biāo)準(zhǔn) 芽孢菌標(biāo)準(zhǔn)要高 3 芽孢 86 2 2 1 5細(xì)菌的繁殖與菌落形態(tài)1 細(xì)菌的繁殖一個(gè)母細(xì)胞產(chǎn)生二個(gè)或二個(gè)以上的子細(xì)胞的過(guò)程稱為繁殖 細(xì)菌的繁殖一般為無(wú)性繁殖 二分裂法 binaryfission 二分裂繁殖方式簡(jiǎn)單 主要分三個(gè)階段 核質(zhì)分裂形成橫隔壁子細(xì)胞分離 2 2 1細(xì)菌 二分裂的過(guò)程 細(xì)菌的分裂首先由細(xì)胞核的分裂開(kāi)始 DNA復(fù)制形成兩個(gè)細(xì)胞核 隨著細(xì)菌的生長(zhǎng) 細(xì)胞核彼此分開(kāi) 與此同時(shí) 細(xì)胞膜向內(nèi)延伸 將細(xì)胞質(zhì)分成兩部分 細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核隨即分開(kāi) 即完成核質(zhì)分裂 隨著細(xì)胞膜向內(nèi)延伸 細(xì)胞壁同時(shí)由四周向內(nèi)逐漸延伸 最后閉合形成橫隔壁 此時(shí) 兩個(gè)子細(xì)胞具備了完整的細(xì)胞壁 當(dāng)前述兩過(guò)程完成后 兩個(gè)子細(xì)胞即開(kāi)始分離 形成兩個(gè)完全獨(dú)立的新生細(xì)胞 核質(zhì)分離 形成橫隔壁 子細(xì)胞分離 89 2 2 1 5細(xì)菌的繁殖與菌落形態(tài) 2 細(xì)菌的菌落形態(tài)菌落 colony 在固體培養(yǎng)基上 由單個(gè)菌細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖而形成以母細(xì)胞為中心的肉眼可見(jiàn)的 具有一定形態(tài)特征的細(xì)胞群體叫菌落 菌苔 lawn 當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的菌落融合在一起時(shí)形成的菌細(xì)胞群體叫做菌苔 菌落形態(tài)包括 菌落大小 形狀 邊緣 隆起 光澤 質(zhì)地 顏色 擴(kuò)展性 透明度等 正面觀 表面結(jié)構(gòu) 形態(tài)及邊緣 91 菌落的形態(tài)具有種的特異性且具有相對(duì)的穩(wěn)定性 不同菌種菌落形態(tài)不同 同一菌種不同條件 菌落形態(tài)也不同 因此菌落形態(tài)特征是菌種鑒定的依據(jù)之一 球菌常形成隆起的菌落 有鞭毛細(xì)菌常形成表面干燥皺折 邊緣不規(guī)則的菌落 R 型 有莢膜的細(xì)胞組成的菌落表面透明 邊緣光滑整齊 S 型 能產(chǎn)色素的細(xì)菌菌落還顯出各種顏色 2 細(xì)菌的菌落形態(tài) 銅綠假單孢菌 金黃色葡萄球菌 沙門氏菌 費(fèi)氏志賀氏菌 大腸桿菌 93 2 2 1 6食品中常見(jiàn)的細(xì)菌腐敗菌和病原菌 15屬 有益菌 7個(gè)屬 2 2 1細(xì)菌 94 1 假單胞菌屬 Pseudomonas 直的或彎桿狀 為G 菌 極生鞭毛 可運(yùn)動(dòng) 不產(chǎn)芽孢 需氧 營(yíng)養(yǎng)要求簡(jiǎn)單 多數(shù)菌種在不含維生素 氨基酸的合成培養(yǎng)基中良好生長(zhǎng) 在自然界分布極為廣泛 常見(jiàn)于水 土壤和各種動(dòng)植物體中 假單胞菌能利用碳水化合物作為能源 只能利用少數(shù)幾種糖 也能利用簡(jiǎn)單的含氮化合物 一般被認(rèn)為是食品的腐敗菌 2 2 1 6食品中常見(jiàn)的細(xì)菌 95 1 多數(shù)菌株具有強(qiáng)力分解脂肪和蛋白質(zhì)的能力 污染食品后 若環(huán)境條件適合 可在食品表面迅速生長(zhǎng) 一般能產(chǎn)生水溶性熒光色素 氧化產(chǎn)物和粘液 從而影響食品的風(fēng)味 氣味 引起食品的腐敗變質(zhì) 2 本屬菌在低溫條件下也能很好地生長(zhǎng) 一些種能在5 低溫下良好生長(zhǎng) 為嗜冷菌 但對(duì)熱 干燥抵抗力差 對(duì)輻照敏感 所以也可引起冷藏食品的腐敗變質(zhì) 如冷凍肉和熟肉制品的腐敗變質(zhì) 常常是由于該類菌的污染 1 假單胞菌屬 96 假單胞菌屬主要類型 熒光假單孢菌 Ps fluorescens 適宜生長(zhǎng)溫度為25 30 4 能生長(zhǎng)繁殖 能產(chǎn)生熒光色素和黏液 分解蛋白質(zhì)和脂肪的能力強(qiáng) 常常引起冷藏肉類 乳及乳制品變質(zhì) 銅綠假單孢菌 可產(chǎn)生擴(kuò)散的熒光色素和綠膿菌素 腐敗假單孢菌 能在動(dòng)物性食品上產(chǎn)生黑色素 菠蘿軟腐病假單孢菌 可使菠蘿果實(shí)腐爛 被侵害的組織變黑并桔萎 惡臭假單孢菌 能產(chǎn)生擴(kuò)散的熒光色素 有的菌株產(chǎn)生細(xì)菌素 使食品產(chǎn)生腐敗臭味 97 2 埃希氏桿菌屬 Escherichia 該屬包括5個(gè)種 其中大腸埃希氏桿菌 簡(jiǎn)稱大腸桿菌 是代表種 該屬為G 菌 單個(gè)存在 周生鞭毛 無(wú)芽孢 少數(shù)菌有莢膜 屬于好氧或兼性厭氧菌 最適溫度37 能適應(yīng)生長(zhǎng)的pH4 3 9 5 最適pH7 2 7 4 不耐熱 巴氏殺菌可殺死 自然條件下耐干燥 存活力強(qiáng) 但對(duì)寒冷抵抗力弱 特別在冰凍食品中易死亡 2 2 1 6食品中常見(jiàn)的細(xì)菌 98 2 埃希氏桿菌屬 大腸桿菌是人和動(dòng)物腸道正常菌群之一 多數(shù)在腸道內(nèi)無(wú)致病性 極少數(shù)可產(chǎn)生腸毒素 腸細(xì)胞出血毒素等致病因子 可引起食物中毒 此外 該菌多數(shù)有組氨酸脫羧酶 在食品中生長(zhǎng)可產(chǎn)生組胺 引起過(guò)敏性食物中毒 自然界分布廣泛 是食品中重要的腐敗菌 在食品中生長(zhǎng)產(chǎn)生特殊的糞臭素 大腸桿菌作為大腸菌群的主要成員 是食品和飲用水被糞便污染的指示菌之一 99 3 腸桿菌屬 Enterobacter G 菌 無(wú)芽孢 短直桿菌 周生鞭毛 兼性厭氧 發(fā)酵葡萄糖或乳糖產(chǎn)氣能力強(qiáng) 主要存在于植物 谷物表面 水及食品中 是大腸菌群成員 大腸菌群包括腸桿菌屬 檸檬酸桿菌屬 克雷伯氏菌屬 作為糞便污染菌 該屬菌有的是致病菌 可從尿液 痰 呼吸道等分離到 常引起人腸道感染 有一部分低溫菌株可引起冷藏食品的腐敗 常見(jiàn)的有產(chǎn)氣腸桿菌 E aerogenes 陰溝腸桿菌 E cloacae 等 2 2 1 6食品中常見(jiàn)的細(xì)菌 100 4 沙門氏菌屬 Salmonella G 菌 無(wú)芽孢兩端鈍圓的短桿菌 菌體周生鞭毛 無(wú)莢膜 兼性厭氧 最適生長(zhǎng)溫度35 37 最適pH7 2 7 4 該屬菌能發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)酸 產(chǎn)氣 不分解乳糖 產(chǎn)生H2S 廣泛分布在土壤 水 污水 動(dòng)物體表 加工設(shè)備 飼料 食品等中 為人類重要的腸道病原菌 常污染魚(yú) 肉 禽 蛋 乳等食品 特別是肉類 能引起腸道傳染病和食物中毒 2 2 1 6食品中常見(jiàn)的細(xì)菌 101 5 志賀氏菌屬 Shigella G 菌 短直桿狀 無(wú)鞭毛 無(wú)芽孢 兼性厭氧菌 菌落中等大小 半透明 光滑 多數(shù)不分解乳糖 根據(jù)生化和血清型學(xué)反應(yīng)分為4個(gè)血清群 其中痢疾志賀氏菌 S dysenteriae 污染食品經(jīng)口進(jìn)入人體后可導(dǎo)致典型的細(xì)菌性痢疾 2 2 1 6食品中常見(jiàn)的細(xì)菌 102 6 變形桿菌屬 Proteus G 菌 兩端鈍圓的短桿狀 表現(xiàn)為多形態(tài) 幼齡呈絲狀或彎曲狀 周生鞭毛 運(yùn)動(dòng)活潑 兼性厭氧菌 對(duì)營(yíng)養(yǎng)要求不高 分解蛋白質(zhì)能力很強(qiáng) 分布于泥土 水 動(dòng)物和人類糞便中 是肉和蛋類食品的重要腐敗菌 且可以引起人類食物中毒 2 2 1 6食品中常見(jiàn)的細(xì)菌 103 7 芽孢桿菌屬 Bacillus G 桿菌 好氧 單個(gè)存在 成隊(duì)或短鏈排列 多數(shù)鞭毛 能產(chǎn)生芽孢 芽孢直徑小于菌體寬度 發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)酸不產(chǎn)氣 對(duì)不良環(huán)境抵抗力強(qiáng) 自然界分布很廣 在土壤 植物 腐殖質(zhì) 食品及空氣中最為常見(jiàn) 該屬中的炭疽芽孢桿菌 B anthracis 是毒性很大的病原菌 能引起人類和牲畜患炭疽病 蠟狀芽孢桿菌 B creeus 污染食品可引起食品變質(zhì)并可引起食物中毒 枯草芽孢桿菌 覃狀芽孢桿菌 凝結(jié)芽孢桿菌及嗜熱脂肪芽孢桿菌等是食品的常見(jiàn)腐敗菌 該屬產(chǎn)蛋白酶的能力強(qiáng) 可作為蛋白酶的生產(chǎn)菌種 2 2 1 6食品中常見(jiàn)的細(xì)菌 104 枯草芽孢桿菌R21 4的營(yíng)養(yǎng)體 芽孢 菌落形態(tài) 7 芽孢桿菌屬 105 8 梭狀芽孢桿菌屬 Clostridium G 桿菌 厭氧或微需氧菌桿菌 多數(shù)有鞭毛 產(chǎn)生芽孢且多數(shù)芽孢直徑大于菌體寬度 使菌體呈梭狀 對(duì)不良環(huán)境有極強(qiáng)的抵抗力 可耐受2 5 6 5 NaCl濃度的滲透壓 對(duì)亞硝酸鈉和氯敏感 主要分布在土壤 污泥 海水沉淀物 腐敗植物 食品和哺乳動(dòng)物腸道內(nèi) 為食品重要變質(zhì)菌之一 其中的肉毒梭狀芽孢桿菌可產(chǎn)生很強(qiáng)的肉毒素 是肉類罐頭中最重要的病原菌 解糖嗜熱梭狀芽孢桿菌是分解糖類的專性嗜熱菌 常引起蔬菜 水果 罐頭等食品的產(chǎn)氣性變質(zhì) 腐敗梭狀芽孢桿菌能引起蛋白質(zhì)性食品發(fā)生變質(zhì) 2 2 1 6食品中常見(jiàn)的細(xì)菌 106 9 葡萄球菌屬 Staphylococcus G 球菌 兼性厭氧 以多個(gè)平面分裂 單個(gè) 成對(duì)以及不規(guī)則的葡萄狀排列 菌落凸起 光滑 閃光奶油狀 不透明 可產(chǎn)生金黃色 檸檬色 白色等非水溶性色素 該屬具有很強(qiáng)的耐高滲透壓能力 可在7 5 15 NaCl環(huán)境中生長(zhǎng) 自然界分布很廣 如空氣 水和不潔凈容器 工具 人及動(dòng)物體表都能存在 其中與食品關(guān)系最為密切的是金黃色葡萄球菌 S aureus 該菌能發(fā)酵葡萄糖 分解甘露醇等 產(chǎn)生腸毒素及血漿凝固酶等 引起人類的食物中毒 2 2 1 6食品中常見(jiàn)的細(xì)菌 107 金黃色葡萄球菌顯微形態(tài)和菌落特征圖 9 葡萄球菌屬 108 但葡萄球菌和微球菌菌屬中的某些菌又是發(fā)酵肉制品常用的有益菌 如葡萄球菌屬中的木糖葡萄球菌 肉葡萄球菌及腐生葡萄球菌等是發(fā)酵香腸中常用的產(chǎn)香菌 肉葡萄球菌木糖葡萄球菌 9 葡萄球菌屬 109 10 醋酸桿菌屬 Acetobacter G 桿菌 幼齡菌為G 桿菌 老齡菌染色后常為G 單個(gè) 成對(duì)或鏈狀排列 無(wú)芽孢 有鞭毛 為專性好氧菌 主要分布在花 果實(shí) 葡萄酒 啤酒 蘋果汁 醋和園土等環(huán)境 該屬菌有較強(qiáng)氧化能力 能將乙醇氧化為醋酸 并可將醋酸和乳酸氧化成CO2和水 對(duì)食醋生產(chǎn)和醋酸工業(yè)有利 是食醋 葡萄糖酸和維生素C的重要工業(yè)菌 但若酒類中污染了此菌 則對(duì)酒類 飲料有害 常常危害水果 蔬菜 使酒 果汁變酸 如紋膜醋酸桿菌可以使葡萄酒 果汁變酸 膠膜醋酸桿菌和氧化醋酸桿菌可形成粘性物質(zhì) 使醋生產(chǎn)受到妨礙 2 2 1 6食品中常見(jiàn)的細(xì)菌 110 11 丙酸桿菌屬 Propionibacterium G 桿菌 不規(guī)則 無(wú)芽孢桿菌 有分支 有時(shí)呈球狀 兼性厭氧 能使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生丙酸 乙酸和氣體 最適生長(zhǎng)溫度30 37 主要存在于乳酪 乳制品和人的皮膚上 參與乳酪成熟 常使乳酪產(chǎn)生特殊香味和氣孔 2 2 1 6食品中常見(jiàn)的細(xì)菌 111 12 雙歧桿菌屬 Bifidobaterim 1899年法國(guó)巴斯德研究所發(fā)現(xiàn)并首先從健康母乳喂養(yǎng)的嬰兒糞便中分離出來(lái) 末端多分叉 因此稱雙歧桿菌 G 桿菌 不規(guī)則無(wú)芽孢桿菌 呈多形態(tài) 如Y字型 V字型 彎曲狀 棒狀 勺狀等 專性厭氧 營(yíng)養(yǎng)要求苛刻 最適溫度37 41 最適pH6 5 7 0 在pH4 5 5 0或8 0 8 5不生長(zhǎng) 發(fā)酵碳水化合物活躍 發(fā)酵產(chǎn)物主要是乳酸 不產(chǎn)生CO2 主要存在于人和各種動(dòng)物的腸道內(nèi) 目前報(bào)道的已有32個(gè)種 其中常見(jiàn)的是長(zhǎng)雙歧桿菌 短雙歧桿菌 兩歧雙歧桿菌 嬰兒雙歧桿菌及青春雙歧桿菌 2 2 1 6食品中常見(jiàn)的細(xì)菌 112 13 乳桿菌屬 Lactobacillus G 常見(jiàn)的乳桿菌有 干酪乳桿菌 L casei 嗜酸乳桿菌 L acidophilus 植物乳桿菌 L plantarum 瑞士乳桿菌 L helveticus 發(fā)酵乳桿菌 L fermentum 彎曲乳桿菌 L curvatus 米酒乳桿菌 L sake 保加利亞乳桿菌 L bulgaricus 廣泛存在于在牛乳 肉 魚(yú) 果蔬制品及動(dòng)植物發(fā)酵產(chǎn)品中 這些菌通常為食品的有益菌 常用來(lái)作為乳酸 干酪 酸乳等乳制品的生產(chǎn)發(fā)酵劑 植物乳桿菌常用于泡菜 青貯飼料的發(fā)酵 2 2 1 6食品中常見(jiàn)的細(xì)菌 113 14 鏈球菌屬 Streptococcus G 球菌 球形或卵圓形 成對(duì)地鏈狀排列 無(wú)芽孢 兼性厭氧 營(yíng)養(yǎng)要求復(fù)雜 屬同型乳酸發(fā)酵 生長(zhǎng)溫度范圍25 45 最適溫度37 常見(jiàn)于人和動(dòng)物口腔 上呼吸道 腸道等處 多數(shù)為有益菌 是生產(chǎn)發(fā)酵食品的有用菌種 如嗜熱鏈球菌 乳鏈球菌 乳脂鏈球菌等可用于乳制品的發(fā)酵 但有些種是人畜的病原菌 如引起牛乳房炎的無(wú)乳鏈球菌 引起人類咽喉等病的溶血鏈球菌 有些種又是引起食品腐敗變質(zhì)的細(xì)菌 如液化鏈球菌和糞鏈球菌 Sc faccalis 現(xiàn)歸屬于腸球菌屬 可引起食品變質(zhì) 2 2 1 6食品中常見(jiàn)的細(xì)菌 114 2 2 2放線菌放線菌概述放線菌的形態(tài)構(gòu)造放線菌的菌落特征放線菌的繁殖放線菌的主要屬 2 2 2放線菌 115 2 2 2 1放線菌概述放線菌是一類介于細(xì)菌和真菌之間的單細(xì)胞生物 一方面 放線菌的細(xì)胞構(gòu)造和細(xì)胞壁的化學(xué)組成與細(xì)菌相似 屬G 少數(shù)G 與細(xì)菌同屬原核生物 另一方面 放線菌菌體呈纖細(xì)的菌絲狀 而且分枝 又以外生孢子的形式繁殖 這些特征又與霉菌相似 因?yàn)槭紫劝l(fā)現(xiàn)的放線菌菌落呈放射狀而得名 但其后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的放線菌中并非都呈放射狀 2 2 2放線菌 116 1 放線菌分布主要存在于含有機(jī)質(zhì)豐富的中性或偏堿性的土壤中 在空氣 淡水和海水等處也有一定的分布 放線菌的生活類型 腐生 多數(shù) 寄生 少數(shù) 2 2 2放線菌 117 2 放線菌的應(yīng)用放線菌的突出特點(diǎn)是生產(chǎn)抗生素 達(dá)4000種以上 目前已知的抗生素約70 由放線菌生產(chǎn) 其中90 是放線菌中的鏈霉菌屬 Streptomyces 所產(chǎn)生 生產(chǎn)維生素B12和酶 蛋白酶 淀粉酶 纖維素酶等 甾體轉(zhuǎn)化 烴類發(fā)酵 污水處理 保護(hù)環(huán)境 較強(qiáng)的分解纖維素 石蠟等 提高土壤肥力等 2 2 2放線菌 118 3 放線菌的危害有的放線菌能引起人和動(dòng)植物病害 如人類的皮膚病等 有的放線菌能使水和食品變味 或破壞棉毛織品和紙張等 2 2 2放線菌 119 2 2 2 2放線菌的形態(tài)大部分放線菌由無(wú)隔膜的分枝狀的菌絲組成 菌絲直徑與桿菌相近 1 m左右 放線菌為多核的單細(xì)胞原核生物 細(xì)胞結(jié)構(gòu)與細(xì)菌基本相同 屬G 少數(shù)G 菌絲根據(jù)形態(tài)和功能不同分為 基內(nèi)菌絲 營(yíng)養(yǎng)菌絲 原始的放線菌僅有氣生菌絲孢子絲 2 2 2放線菌 典型菌絲 120 典型菌絲模式圖 鏈霉菌的一般形態(tài)和構(gòu)造模式圖 2 2 2 2放線菌的形態(tài) 121 1 基內(nèi)菌絲培養(yǎng)基內(nèi)匍匐生長(zhǎng)的菌絲 無(wú)隔膜 直徑約0 2 0 8 m 長(zhǎng)度差別很大 產(chǎn)生水溶性或脂溶性色素 功能 吸收營(yíng)養(yǎng) 又稱營(yíng)養(yǎng)菌絲 2 氣生菌絲營(yíng)養(yǎng)菌絲發(fā)育到一定階段長(zhǎng)出培養(yǎng)基外伸向空間的菌絲 顏色較深 直徑略粗于基內(nèi)菌絲 0 5 1 24 m 也有色素產(chǎn)生 功能 分化產(chǎn)生孢子絲 2 2 2 2放線菌的形態(tài) 122 3 孢子絲氣生菌絲生長(zhǎng)到一定階段可分化出繁殖結(jié)構(gòu) 可以形成孢子的菌絲 即孢子絲 功能 繁殖 又稱產(chǎn)孢絲或繁殖菌絲 形態(tài) 直 波曲 螺旋著生方式 叢生 輪生 2 2 2 2放線菌的形態(tài) 放線菌的形態(tài)特征 123 124 2 2 2 3放線菌的菌落特征 2 2 2放線菌 125 放線菌的菌落特征 菌絲發(fā)達(dá) 細(xì) 分枝多而且相互纏繞 和培養(yǎng)基結(jié)合緊密牢固 形成的菌落質(zhì)地致密 表面呈絨狀 堅(jiān)實(shí) 干燥 多皺 菌落小而不蔓延 不易挑起或整個(gè)挑起 當(dāng)氣生菌絲形成孢子絲 產(chǎn)生孢子后 菌落表面呈絮狀 粉狀或顆粒狀 菌落一般只有基內(nèi)菌絲 菌絲不發(fā)達(dá) 菌落松散 粘著力差 干燥 一般呈粉質(zhì) 易挑起 挑之易碎 不產(chǎn)生大量菌絲的菌種 如諾卡氏菌屬 Nocardia 產(chǎn)大量分枝和氣生菌絲的菌種 如鏈霉菌屬 Strptomyces 菌落形態(tài) 126 2 2 2 4放線菌的繁殖放線菌主要通過(guò)形成無(wú)性孢子的方式進(jìn)行繁殖 也可借菌絲斷裂 液體培養(yǎng)時(shí) 進(jìn)行繁殖 分生孢子孢囊孢子橫隔孢子 2 2 2放線菌 127 1 分生孢子 在氣生菌絲頂端形成成串或單個(gè)孢子 菌絲分裂形成 2 孢囊孢子 菌絲細(xì)胞在不同平面反復(fù)分裂 形成孢囊孢子 3 橫隔孢子 基內(nèi)菌絲或氣生菌絲橫隔分裂形成 孢子常為球桿狀 體積大小相似 又稱節(jié)孢子或粉孢子 2 2 2 4放線菌的繁殖 128 2 2 2 5放線菌的主要屬1 鏈霉菌屬 Streptomyces 本屬菌絲無(wú)橫隔 有較發(fā)達(dá)的基內(nèi)菌絲和氣生菌絲 可形成分生孢子 腐生 主要產(chǎn)生抗生素 如鏈霉素 紅霉素 四環(huán)素等 2 諾卡氏菌屬 Nocardia 一般不產(chǎn)生氣生菌絲或在基內(nèi)菌絲體上覆蓋著極薄一層氣生菌絲枝 大部分好氣腐生 產(chǎn)多種抗生素 如利福霉素 3 小單孢菌屬 Micromonospora 無(wú)氣生菌絲 在基內(nèi)菌絲上長(zhǎng)出孢子梗 頂端產(chǎn)生一個(gè)球形或卵圓形分生孢子 一般好氣腐生 可產(chǎn)生抗生素如慶大霉素 2 2 2放線菌 129 130 真核微生物 eucaryote 凡是細(xì)胞核具有核膜 能進(jìn)行有絲分裂 細(xì)胞質(zhì)中存在線粒體或同時(shí)存在葉綠體等細(xì)胞器的微小生物 真核微生物主要包括 真菌 fungi 酵母菌 yeast 霉菌 mold 藻類 algae 原生動(dòng)物 protozoon 2 3真核微生物的形態(tài) 結(jié)構(gòu)與生理功能 131 真核微生物的基本結(jié)構(gòu) 核膜 132 1 酵母菌 yeast 概述泛指能發(fā)酵糖類的單細(xì)胞的真核微生物 一般認(rèn)為酵母菌具有以下五個(gè)特點(diǎn) 個(gè)體一般以單細(xì)胞狀態(tài)存在 多數(shù)出芽繁殖 也有的裂殖 能發(fā)酵糖類產(chǎn)能 細(xì)胞壁常含有甘露聚糖 喜在含糖量較高 酸度較大的環(huán)境中生長(zhǎng) 2 3 1酵母菌 重點(diǎn) 133 酵母菌的種類較多 目前已知有370多種 分布廣泛 主要在含糖質(zhì)較高的偏酸性環(huán)境 如水果 蔬菜 花蜜和植物葉子表面 特別是果園的土壤里 在牛奶 動(dòng)物的排泄物以及空氣中也有酵母存在 大多數(shù)腐生 少數(shù)寄生 酵母菌是人類應(yīng)用比較早的微生物 與人類關(guān)系密切 2 3 1酵母菌 134 酵母的應(yīng)用 食品方面 釀酒 制作面包 生產(chǎn)調(diào)味品等 醫(yī)藥方面 生產(chǎn)酵母片 核糖核酸 核黃素 細(xì)胞色素C B族維生素 乳糖酶 脂肪酶 氨基酸等 化工方面 使石油脫臘或以此原料生產(chǎn)檸檬酸等 農(nóng)業(yè)方面 生產(chǎn)飼料 例如SCP 生物工程方面 作為基因工程的受體菌 2 3 1酵母菌 135 酵母菌的危害 腐生型酵母菌能使食物 紡織品和其他原料腐敗變質(zhì) 少數(shù)耐高滲的酵母菌如魯氏酵母 蜂蜜酵母可使蜂蜜和果醬等敗壞 有的酵母菌是發(fā)酵工業(yè)的污染菌 影響發(fā)酵的產(chǎn)量和質(zhì)量 如紅酵母在泡菜表面產(chǎn)生白膜 某些酵母菌會(huì)引起人和植物的病害 如白假絲酵母可引起皮膚 粘膜 呼吸道 消化道等疾病 2 3 1酵母菌 136 2 3 1 1酵母菌的細(xì)胞形態(tài)酵母菌的細(xì)胞形態(tài)通常為球形 橢圓形 檸檬形或尖形 有的可形成假菌絲 細(xì)胞一般比細(xì)菌大 1 5 5 30 m 最大的可達(dá)100 m 酵母菌的大小表示方法同細(xì)菌的表示方法 球形的酵母用其直徑表示 對(duì)于橢圓形 卵圓形或長(zhǎng)橢圓形的用其長(zhǎng)和寬表示 2 3 1酵母菌 137 2 3 1 1酵母菌的細(xì)胞形態(tài) 假菌絲 酵母菌在一定條件下培養(yǎng) 產(chǎn)生的芽體與母細(xì)胞不分離形成的特殊形態(tài) 假菌絲形成模式圖 138 酵母菌的細(xì)胞模式構(gòu)造 酵母菌的細(xì)胞主要包括 細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)其他 液泡線粒體內(nèi)含物 2 3 1 1酵母菌的細(xì)胞形態(tài) 139 1 細(xì)胞壁酵母細(xì)胞壁呈 三明治 結(jié)構(gòu) 2 3 1 1酵母菌的細(xì)胞形態(tài) 酵母菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu) 外層 甘露聚糖中間層 蛋白質(zhì)內(nèi)層 葡聚糖 細(xì)胞壁 140 2 細(xì)胞膜酵母菌細(xì)胞膜與原核生物的基本相同 是雙磷脂層構(gòu)造 中間鑲嵌著蛋白質(zhì) 有的酵母菌如釀酒酵母中含有固醇類 甾醇 在其他生物中是罕見(jiàn)的 酵母細(xì)胞膜構(gòu)造 2 3 1 1酵母菌的細(xì)胞形態(tài) 141 3 細(xì)胞核酵母具有由多孔核膜包裹著的細(xì)胞核 核膜是一種雙層單位膜 上面有大量的核孔 40 70nm 透性比任何生物膜都大 2 3 1 1酵母菌的細(xì)胞形態(tài) 細(xì)胞核的功能 攜帶遺傳信息 控制細(xì)胞的增殖和代謝 酵母菌細(xì)胞核 142 2 3 1 2酵母菌的菌落與細(xì)菌菌落相似 但一般較細(xì)菌菌落大且厚 表面濕潤(rùn) 粘稠 易被挑起 質(zhì)地均勻 有一定透明度 多數(shù)為白色 少數(shù)紅色或黑色 2 3 1酵母菌 143 2 3 1 3酵母菌的繁殖方式和生活史1 繁殖方式無(wú)性繁殖和有性繁殖兩大類 主要是無(wú)性繁殖 無(wú)性繁殖 包括芽殖 裂殖和產(chǎn)生無(wú)性孢子 有性繁殖 主要是產(chǎn)生子囊孢子 假酵母 只有無(wú)性繁殖過(guò)程 真酵母 既有無(wú)性繁殖 又有有性繁殖過(guò)程 2 3 1酵母菌 144 2 3 1 3酵母菌的繁殖方式 1 無(wú)性繁殖A 芽殖 budding 是酵母菌無(wú)性繁殖的主要方式 一個(gè)酵母能形成的芽數(shù)是有限的 平均24個(gè) 出芽方式 多邊出芽 兩端出芽 三邊出芽 單邊出芽 環(huán)境適宜時(shí) 可出現(xiàn)假菌絲 145 芽殖過(guò)程 母細(xì)胞形成小突起 A D 核裂 E G 原生質(zhì)分配 H I 新膜形成 J K 形成新細(xì)胞壁 L 2 3 1 3酵母菌的繁殖方式 芽殖 146 B 裂殖與細(xì)菌類似 其過(guò)程是細(xì)胞延長(zhǎng) 核分裂為二 細(xì)胞中央出現(xiàn)隔膜 將細(xì)胞橫分為兩個(gè)具有單核的子細(xì)胞 進(jìn)行裂殖的酵母菌種類很少 如八孢裂殖酵母 2 3 1 3酵母菌的繁殖方式 裂殖 C 產(chǎn)生無(wú)性孢子有些酵母菌如擲孢酵母屬 Sporobolomyces 可在卵圓形營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞上長(zhǎng)出小梗 然后在其上產(chǎn)生腎形的擲孢子 ballistospore 有些酵母菌如地霉屬 Geotrichum 菌絲成熟后 一部分菌絲產(chǎn)生許多橫隔將菌絲分割成許多球形或圓柱形小節(jié)片 即為節(jié)孢子 arthrospore 又稱裂生孢子 有些酵母菌如白假絲酵母 Candidaalbicans 在菌絲的頂端或中間原生質(zhì)體濃縮產(chǎn)生一種厚壁的孢子 稱為厚垣孢子 chlamydospore 其對(duì)外界不良環(huán)境具有很強(qiáng)的抵抗力 148 2 有性繁殖酵母菌以形成子囊 ascus 和子囊孢子 ascospore 的形式進(jìn)行有性繁殖 基本過(guò)程包括 質(zhì)配 核配和減數(shù)分裂質(zhì)配 兩個(gè)性別不同的細(xì)胞各伸出小突起相互接觸 兩細(xì)胞質(zhì)融合 核配 兩單倍體的核移到融合管中融合成二倍體的核 此二倍體細(xì)胞稱為合子 減數(shù)分裂 在合適條件下 二倍體細(xì)胞核進(jìn)行一次減數(shù)分裂和1 2次有絲分裂 形成4 8個(gè)有性的子囊孢子 形成子囊孢子的細(xì)胞 稱為子囊 2 3 1 3酵母菌的繁殖方式 149 2 3 1 3酵母菌的繁殖方式 150 2 3 1 4食品中常見(jiàn)的酵母菌酵母菌屬裂殖酵母屬假絲酵母屬球擬酵母菌紅酵母屬 2 3 1酵母菌 151 1 酵母菌屬 Saccharomyces 本屬酵母菌細(xì)胞為圓形 卵圓形 臘腸形 多數(shù)為出芽繁殖 常常形成假菌絲 有性繁殖形成1 4個(gè)子囊孢子 本屬酵母菌能發(fā)酵多種糖類 可引起水果 蔬菜發(fā)酵 食品工業(yè)上常用其進(jìn)行釀酒和發(fā)酵用 最主要的是啤酒酵母 啤酒 白酒 果酒釀造及面包制造 和葡萄汁酵母 本屬酵母菌中的魯氏酵母菌 蜂蜜酵母菌等可以在含高濃度糖的基質(zhì)中生長(zhǎng) 引起高糖食品 如果醬 果脯 的變質(zhì) 同時(shí)也能抵抗高濃度的食鹽溶液 如生長(zhǎng)在醬油中 可在醬油表面生成灰白色粉狀的皮膜 時(shí)間長(zhǎng)后皮膜增厚變成黃褐色 是引起食品敗壞的有害酵母菌 2 3 1 4食品中常見(jiàn)的酵母菌 152 2 3 1 4食品中常見(jiàn)的酵母菌 啤酒酵母菌落 153 2 裂殖酵母屬 Schizosaccharomyces 細(xì)胞為橢圓形或圓柱形 無(wú)性繁殖以裂殖為主 有時(shí)可形成假菌絲 有性繁殖形成子囊孢子 具有酒精發(fā)酵能力 不同化硝酸鹽 主要代表性菌種 八孢裂殖酵母 S octosporus 2 3 1 4食品中常見(jiàn)的酵母菌 154 3 假絲酵母屬 Candida 細(xì)胞為球形或圓筒形 有時(shí)細(xì)胞連接成假菌絲狀 借多端出芽和分裂而繁殖 對(duì)糖有強(qiáng)的分解作用 具有酒精發(fā)酵能力 不產(chǎn)色素 在液體中常形成浮膜 如浮膜假絲酵母 Candidamycoderma 常存在于許多食品上 如新鮮的和腌制過(guò)的肉發(fā)生的一種類似人造黃油的酸敗就是由該屬的酵母菌引起的 代表菌 熱帶假絲酵母 解脂假絲酵母和產(chǎn)脘假絲酵母 都能利用烴類作為碳源 是飼料蛋白質(zhì)的主要來(lái)源 2 3 1 4食品中常見(jiàn)的酵母菌 155 4 球擬酵母屬 Torulopsis 細(xì)胞呈球形 卯形 橢圓形 借多端出芽繁殖 無(wú)假菌絲 不產(chǎn)色素 有酒精發(fā)酵能力 對(duì)多數(shù)糖果有分解能力 具有耐受高濃度的糖和鹽的特性 如桿狀球擬酵母 Torullpsisbacillaris 能在果脯 果醬和甜煉乳中生長(zhǎng) 該屬酵母菌常出現(xiàn)在冰凍食品中 如乳制品 魚(yú)貝類 而使食品發(fā)生腐敗變質(zhì) 2 3 1 4食品中常見(jiàn)的酵母菌 156 5 紅酵母屬 Rhodotorula 細(xì)胞為球形 卯圓形 圓筒形 借多端出芽繁殖 菌落特別粘稠 有產(chǎn)生色素的能力 赤色 橙色 黃色 代表品種有粘紅酵母 Rhodoturulaglutinis 膠紅酵母 Rhodotorulamucilahinosa 它們?cè)谑称飞仙L(zhǎng) 可形成赤色斑點(diǎn) 該屬酵母菌具有積聚大量脂肪的能力 故細(xì)胞內(nèi)脂肪含量占干物質(zhì)的60 故也稱脂肪酵母 但蛋白質(zhì)產(chǎn)量比其它酵母低 沒(méi)有酒精發(fā)酵的能力 2 3 1 4食品中常見(jiàn)的酵母菌 157 紅酵母菌落形態(tài) 2 3 1 4食品中常見(jiàn)的酵母菌 158 霉菌的概述霉菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)霉菌的菌落特征霉菌的繁殖食品中常見(jiàn)霉菌 2 3 2霉菌 重點(diǎn) 159 2 3 2 1霉菌概述霉菌 mold 是一類絲狀真菌的通稱 自然界廣泛分布 種類繁多 是釀造 工業(yè)發(fā)酵 抗菌素和酶制劑等生產(chǎn)中的重要類群 多種霉菌在其生長(zhǎng)過(guò)程中 可以產(chǎn)生大量的酶 如淀粉酶 蛋白酶 果膠酶等 食品工業(yè)中 釀酒 制醋 生產(chǎn)味精等 有些可以使蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨基酸 生產(chǎn)醬油 豆腐乳等 但是霉菌也可引起食品腐敗變質(zhì) 或產(chǎn)生毒素 危害人的健康和生命 2 3 2霉菌 160 2 3 2 2霉菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)1 霉菌的菌絲構(gòu)成霉菌的生物個(gè)體稱菌絲體 菌絲體由營(yíng)養(yǎng)部分和繁殖部分組成 菌絲 hypha 構(gòu)成霉菌營(yíng)養(yǎng)體的基本單位 直徑約2 10 m 中空管狀結(jié)構(gòu) 在條件適宜時(shí) 菌絲頂端延長(zhǎng) 旁側(cè)分枝 互相交錯(cuò)成團(tuán) 形成菌絲體 mycelium 2 3 2霉菌 161 2 菌絲的形態(tài) 1 無(wú)隔菌絲 低等真菌類型 無(wú)隔膜 為長(zhǎng)管狀單細(xì)胞 細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含多個(gè)核 生長(zhǎng)中只有菌絲的延長(zhǎng)和細(xì)胞核的增多 無(wú)細(xì)胞數(shù)量的增加 2 有隔菌絲 高等真菌類型 菌絲中有隔膜 被隔膜隔開(kāi)的一段菌絲就是一個(gè)細(xì)胞 菌絲由多個(gè)細(xì)胞組成 每個(gè)細(xì)胞內(nèi)有一至多個(gè)核 隔膜上有單孔或多孔 細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核可自由流通 每個(gè)細(xì)胞功能相同 2 3 2 2霉菌的形態(tài)結(jié)構(gòu) 162 菌絲體按分化程度分 營(yíng)養(yǎng)菌絲 基內(nèi)菌絲 伸入到培養(yǎng)基內(nèi)部 以吸收養(yǎng)分為主的菌絲氣生菌絲 向空中生長(zhǎng)的菌絲繁殖菌絲 氣生菌絲發(fā)育到一定階段可分化成繁殖菌絲 霉菌 青霉 的菌絲 2 3 2 2霉菌的