食品微生物學第二章原核微生物第一節細菌定義:細菌就是一類細胞細而短、結構簡單、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,發粘、發滑。應用:工業上生產各種氨基酸、核苷酸、酶制劑、乙醇、丙酮、丁醇、有機酸、抗生素等;農業上用作殺蟲菌劑、細菌肥料得生產和在沼氣發酵、飼料青貯等方面得應用;醫藥上如各種菌苗、類毒素、代血漿和許多醫用酶類得生產等;以及細菌在環保和國防上得應用等,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、食物和工農業產品腐爛變質。第一節細菌細菌得形態和大小細菌得細胞結構細菌得繁殖與群體形態食品中常見得細菌(一)細菌得形態一、細菌得形態和大小球狀桿狀螺旋狀基本形態(一)細菌得形態

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。1、球菌(1)單球菌(2)雙球菌(3)鏈球菌(4)四聯球菌(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:短桿狀、長桿狀、棒桿狀、梭狀桿狀、月亮狀、竹節狀等;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條件而發生變化,一般不作為分類依據。Scanningelectronmicrographsillustratingexternalfeaturesoftherod-shapedbacteriumE、coli、3、螺旋菌

根據其彎曲情況分為:

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,螺旋狀

例:干酪螺菌

③螺旋體:旋轉周數在6環以上,菌體柔軟。

例:梅毒密螺旋體(一)細菌得形態

細菌得特殊形態柄細菌、腎形菌、臂微菌、網格硫細菌、貝日阿托氏菌(絲狀)、具有子實體得粘細菌等就是特殊形態得細菌。(一)細菌得形態影響細菌形態得因素:培養時間培養溫度培養基成分培養基濃度培養基pH值細菌得異常形態結核桿菌得正常形態結核桿菌得異常形態細菌大小得測定: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,有關細菌大小得記載,常就是平均值或代表性數值。二、細菌得細胞結構基本結構:如細胞壁、細胞膜、細胞質、核質等,就是所有細菌都有得構造。特殊結構:主要有莢膜、鞭毛、菌毛和芽孢等,并非所有細菌都有得構造。非所有細菌都有得構造(一)細菌細胞得基本結構1、細胞壁

細胞壁就是位于菌體得最外層,內側緊貼細胞膜得一層無色透明,堅韌而有彈性得結構。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,維持菌體外形協助鞭毛運動與胞膜一起完成細胞內外物質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。(2)細胞壁得化學組成與結構革蘭氏染色法細胞壁化學組成與結構革蘭氏染色得機理革蘭氏染色法就是細菌細胞得復合染色法,由丹麥醫生HansChristianGram于1884年創立。基本步驟:涂片、干燥、固定——結晶紫初染1min——碘液媒染1min——95%乙醇脫色0、5min——番紅復染min結果:

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、用一種與結晶紫具有不同顏色得染料對涂片進行復染。例如沙黃,她使原來無色得革蘭氏陰性細菌最后呈現桃紅到紅色,而革蘭氏陽性細菌繼續保持深紫色3、用乙醇沖洗進行脫色。在經歷脫色后仍將結晶紫保留在細胞內得為G+細菌,而G-細菌得結晶紫被洗掉,細胞呈無色。2、用碘溶液進行媒染,其作用就是碘與結晶紫形成大分子復合物,提高染料和細胞間得相互作用從而使二者結合得更固。1、用染料結晶紫對菌液涂片進行初染G+G-革蘭氏染色得關鍵步驟細菌細胞壁得化學組成:

成分占細胞壁干重得%G+細菌G-細菌肽聚糖磷壁酸類脂質蛋白質含量很高(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細胞壁得化學組成與結構G+細菌得細胞壁

特點:厚度大(20~80nm)交聯度高(40層左右)化學組分簡單G+細菌得細胞壁肽聚糖:磷壁酸:結合在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層左右得網狀分子交織成得網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)交聯度低(1~2層)化學組分復雜G-細菌得細胞壁內壁層:埋藏在外膜層之內,僅由1~2層肽聚糖網狀分子組成得薄層(2~3nm),結構松散,交聯度低,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,內毒素)

包括

脂質雙層

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,肽聚糖形成一種網狀分子屏障,當乙醇脫色時,肽聚糖脫水而孔障縮小,故保留結晶紫-碘復合物在細胞膜上,沙黃復染后呈紫色。Gˉ菌:肽聚糖層薄,交聯松散,乙醇脫色不能使其結構收縮,其脂含量高,乙醇將脂溶解,縫隙加大,結晶紫-碘復合物溶出細胞壁,沙黃復染后呈紅色。革蘭氏染色原理:第一步:結晶紫使菌體著上紫色第二步:碘和結晶紫形成脂溶性大分子復合物,分子大,能被細胞壁阻留在細胞內。第三步:酒精脫色,細胞壁成分和構造不同,出現不同得反應。第四步:沙黃復染,增加脫色菌與背景得反差并區別于未脫色菌。2、細胞膜(1)概念:細胞膜就是緊貼細胞壁內側包圍細胞質得一層柔軟,富有彈性得半透性薄膜。(2)結構與化學組成細胞膜液態鑲嵌模型蛋白質主要包括磷脂糖類少量核酸(3)細胞膜得功能:物質交換作用——控制細胞內外物質交換、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(1)概念:被細胞膜包圍著得除核質體外得一切透明、膠狀、顆粒狀物質,統稱為細胞質。(2)主要成份:蛋白質,核酸,脂類、少量糖和無機鹽。(3)功能:含有豐富得酶系統,就是營養物質合成轉化代謝得場所。(4)超微結構:質粒——染色體外遺傳物質,與細菌得遺傳變異有關核糖體——顆粒狀結構,由RNA和蛋白質組成,就是蛋白質得合成場所胞質顆粒——儲存營養物質,易染顆粒4、核質

又叫擬核、核質體、核區原核生物所特有得無核膜結構、無固定形態得原始細胞核。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)細菌細胞得特殊結構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。(1)主要成份:多糖、多肽、蛋白質

(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境中得生存有利與生產實踐有密切得關系1、莢膜(3)分類:根據形狀和厚度得不同大莢膜:粘液狀物質具有一定外形,相對穩定地附著在細胞壁外,厚度＞0、2μm。微莢膜:粘液狀物質較薄,厚度＜0、2μm,與細胞表面牢固結合。粘液層:粘液物質沒有明顯得邊緣,比莢膜松散,可向周圍環境中擴散,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)應用:莢膜也可以成為有價值得材料用產菌膠團得菌進行污水處理(5)危害:食品變質發粘增強致病力,如:造成嚴重齲齒(二)細菌細胞得特殊結構(1)概念:某些細菌細胞表面著生得一至數十條長絲狀、螺旋形得蛋白質附屬物,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光學顯微鏡下觀察:鞭毛染色暗視野顯微鏡根據培養特征判斷:半固體穿刺菌落(菌苔)形態(二)細菌細胞得特殊結構(1)概念:長在細菌體表得纖細、中空、短直、數量較多得蛋白質類附屬物,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系。②性菌毛:較長,1~10根,傳遞遺傳物質。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移。3、菌毛(傘毛、纖毛)

芽孢(二)細菌細胞得特殊結構(1)概念:某些細菌在生長發育后期在細胞內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變成為營養態細胞;產芽孢細菌得保藏多用其芽孢、產芽孢得細菌多為桿菌,也有一些球菌、芽孢得有無、形態、大小和著生位置就是細菌分類和鑒定中得重要指標。芽孢與營養細胞相比化學組成存在較大差異,容易在光學顯微鏡下觀察、(芽孢染色)(3)芽孢得組成和結構芽孢有多層結構,主要包括孢外壁、芽孢衣、皮層和核心:一個芽孢萌發只產生一個營養狀態得細胞！(4)芽孢得本質不就是細菌生活周期得必經階段,也不就是細菌繁殖得一種形式,更不就是對環境得消極反應,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境中,吸收營養物質后幾分鐘內可萌發為繁殖體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、結鞘、吐絲結網或鉆入植物組織取食為害。)有毒殺作用,因而可將這類產伴孢晶體得細菌制成有利于環境保護得生物農藥——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(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1、固體平板培養菌落:在固體培養基上,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,結果長成得各“菌落”連接成一片。

(1)平板培養不同得微生物種類,其菌落特征不同。同一種菌在不同培養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、質地、透明度、光澤、表面、濕潤度等。2、固體斜面培養在日常生活中食品經常受到細菌得污染,從而使食品變質;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放線菌在形態上具有分枝狀菌絲、菌落形態與霉菌相似,以孢子進行繁殖。“介于細菌與絲狀真菌之間但更接近細菌得一類絲狀原核生物”近代生物學技術放線菌實際上就是屬于細菌范疇內得原核微生物,只不過其細胞形態為分枝狀菌絲。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。第二節放線菌第二節放線菌二、形態與結構單細胞,大多由分枝發達得菌絲組成;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;細胞得結構與細菌基本相同,按形態和功能可分為營養菌絲、氣生菌絲和孢子絲三種。二、形態與結構1、營養菌絲

匍匐生長于培養基內,