微生物知识培训

微生物基础知识及人员卫生管理培训微生物学基础知识微生物学及其发展史微生物定义及特征微生物的五大共性微生物的种类微生物的形态微生物的结构微生物的分布微生物的控制人员卫生管理微生物学及其发展史微生物学（mocrobiology）就是研究那些小得必须借助显微镜才能看见的活生物体。我们研究微生物的生命活动，达到控制腐败微生物和病原微生物的活动，以防止食品、药品变质和杜绝因其引起的病害。微生物学及其发展史1、公元前二千多年夏禹时代，就有酿酒的记载，酿酒就必须有酵母菌参与。2、十七世纪荷兰人列文虎克，用自制显微镜首先观察到微生物（细菌）。3、十九世纪，法国科学家巴斯德，发现发酵和腐败是微生物的作用结果，为了防止酒类变质，他创造加温处理方法“巴氏消毒法”。微生物学及其发展史微生物定义微生物(microorganism)是指存在于自然界的一群形体微小、结构简单、进化低级、肉眼直接看不见，必须借助于显微镜才能观察到的微小生物。包括属于原核类的细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体和蓝细菌（过去称蓝藻或蓝绿藻），属于真核类的真菌（酵母菌和霉菌）、原生动物和显微藻类，以及属于非细胞类的病毒、类病毒和朊病毒等。微生物的特征小（形体微小）：μm（微米）级在光学显微镜下可见、nm（纳米）级在电子显微镜下可见简（结构简单）：单细胞、简单的多细胞、非细胞低（进化低级）：原核类、真核类、非细胞类微生物的五大共性1、体积小，面积大微生物的个体极其微小，必须借助显微镜放大几倍、几百倍、上千倍，乃至数万倍才能看清。杆菌的宽度是0.5微米，因此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2微米，故1500个杆菌头尾衔接起来仅有一颗芝麻长。物体的表面积和体积之比称为比表面积。大肠杆菌的比表面积是人的30万倍。细菌：长度：2μm，直径：0.3μm，人类的头发直径：70μm如果细菌象豚鼠那么大（即20厘米），那么人将有约180公里那么高2、吸收多，转化快为其高速生长繁殖和产生大量代谢产物提供了充分的物质基础。微生物的食谱非常广泛，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，而人体则需要40年之久。3、生长旺，繁殖快微生物具有极高的生长和繁殖速度，微生物以惊人的速度“生儿育女”，微生物以二分分裂的方式进行繁殖。例如大肠杆菌在合适的生长条件下，12.5~20分钟便可繁殖一代，每小时可分裂3次，由1个变成8个。每昼夜可繁殖72代，由1个细菌变成重约4722吨，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动植物高出千万倍。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。4、适应强，易变异微生物对环境条件尤其是恶劣的“极端环境”有惊人的适应能力，堪称生物界之最。微生物的个体一般都是单细胞、简单多细胞或非细胞，通常都是单倍体，繁殖快与外界环境直接接触，即使变异的频率特别低，也可在短时间内产生大量变异的后代。最常见的变异形式是基因突变。多数细菌能耐0～－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。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。5、分布广，种类多地球上除了火山的中心区域外，从土壤圈、水圈、大气圈直至岩石圈，到处都有微生物的踪迹。地球上有200万种生物，其中微生物有20万种之多。微生物在地球上几乎无处不有，无孔不入，人的皮肤上，口腔，肠道里都有许多微生物。微生物聚集最多的地方是土壤，土壤是各种微生物生长繁殖的大本营，约占微生物总量的70-90%，任意取一把土或一粒土，就是一个微生物世界，不论数量或种类均最多。在肥沃的土壤中，每克土含有20亿个微生物，即使是贫瘠的土壤，每克土中也含有3－5亿个微生物。空气里悬浮着无数细小的尘埃和水滴，它们是微生物在空气中的藏身之地。哪里的尘埃多，哪里的微生物就多。迄今为止，我们知道的微生物约有10万种，目前已知的种类只占地球上实际存在的微生物总数的20%，人类生产和生活中仅开发利用了已发现微生物种数的1%。四、微生物的种类微生物根据其不同的进化水平和性状上的明显差别可分为原核微生物、真核微生物和非细胞微生物三大类群。原核微生物：细菌(Bacteria)、放线菌(Actinomyces)、蓝细菌(Cyanobacteria)、立克次氏体(Rickettsia)、支原体(Mycoplasm)、衣原体(Chlamydia)、螺旋体(Spirochaeta)、蛭弧菌(Bdellovibrio)等真核微生物：霉菌(Mold)、酵母菌(Yeast)等非细胞类微生物：病毒(Virus)[个体微小，可通过细菌滤器]等微生物千姿百态，有些是腐败性的，即引起食品气味和组织结构发生不良变化，当然有些微生物是有益的。大家想想哪些是有益的，哪些是有害的？１、制作面包Ａ甲烷细菌２、制作泡菜Ｂ放线菌３、制取沼气Ｃ酵母菌４、生产抗生素Ｄ乳酸杆菌５、制醋Ｅ醋酸菌６、白酒啤酒放线杆菌弧状菌酵母菌葡萄球菌乳酸杆菌梭状芽孢杆菌黑曲霉螺旋菌支原体立克次氏体六、微生物的结构基本结构细胞壁、细胞膜、细胞质、核质特殊结构荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞细菌的结构：细胞壁：位于细胞表面，是一层较为坚韧、略具弹性的结构，一般厚度在10~20微米。其功能是可以保护细胞免受机械或渗透压的破坏，维持细胞的外形。细胞壁是多孔性的，具有一定的屏障作用，水和某些化学物质可以通过，但对大分子物质有阻拦作用。细胞膜：是外侧紧贴于细胞壁而内侧包围细胞质的一层柔软而富有弹性的半透性薄膜。它是一个重要的代谢活动中心，具有多种新陈代谢所需的酶。细菌的结构：细胞质：无色透明，呈粘液状。主要成分是水、糖类、脂类、蛋白质、核糖核酸和无机盐。由于它含有大量的核酸，所以呈现较强的嗜碱性。细胞核：细菌的核位于细胞质内，没有核膜、核仁，没有固定形态，结构也很简单，因而称之为原核。荚膜：有些细菌在一定营养条件下，可向细胞壁表面分泌一层松散透明、粘度极大、粘液状或胶质状的物质称为荚膜。细菌的结构：芽孢：某些细菌到一定的发育阶段或当环境条件不适于细菌繁殖时，会在细胞内形成一个圆形或椭圆形的，对不良环境条件具有高度抵抗力的休眠体。枯草杆菌的芽孢用干燥的土壤保存，可以维持92年时间；枯草杆菌的营养细胞加热到100度，20分钟即可杀死；而芽孢要维持三小时才能杀死；自然界中抗热性最强的嗜热脂肪芽孢杆菌的芽孢需要在121度下12分钟才能杀死。微生物的营养碳源碳源是构成细胞的重要物质，有些微生物的碳源必须来自有机碳化合物如糖、蛋白质、脂肪、有机酸等，属异养型；有些微生物不需要有机化合物，以二氧化碳为碳源，属自养型。氮源氮是组成蛋白质和核酸的重要元素。主要有分子态氮、氨硝酸盐等无机含氮化合物；尿素、氨基酸等有机化合物无机盐主要起到提供微生物细胞化学组成中的重要元素（P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe、Co、Zn、Mo等），调节和维持微生物生长过程中渗透压、氢离子浓度和氧化还原电位等生长条件等作用。生长因子是某些微生物生长发育所必需，而其自身又不能合成的一类营养物质。主要有维生素、氨基酸、嘌呤碱和嘧啶碱、固醇等水水是微生物营养中不可缺少的一种物质，它是营养物质和代谢产物的良好溶剂，水占细胞浆的70-90%，是微生物细胞的重要化学组成。微生物生长的影响因素营养物pH值：大多数细菌最适pH为6.8-7.4温度：一般细菌最适温度为30-40℃，细菌为20-30℃，细胞生长的温度极限是-7-90℃氧气：大多数细菌和所有霉菌都是需氧菌，少数细菌为厌氧菌，有些细菌和酵母菌是兼性需氧厌氧的。渗透压：微生物细胞膜和所有生物膜一样是一种半透膜，可让水自由通过，对溶质则有选择性。表面张力：表面活性剂可降低表面张力，它是影响细菌生长的因素之一，很多革兰氏阴性菌特别是大肠菌群可很好的在表面活性剂包围的介质中生长。微生物的分布（一）土壤中的微生物（二）水中的微生物（三）空气中的微生物（四）生物体内外的微生物（一）土壤中的微生物土壤是微生物生活的最适环境。在土壤中分布着形形色色的微生物类群。土壤具有微生物生命活动所必需的一切营养物质和适宜的生活条件，土壤中的水分是一种浓度很稀的盐类溶液，其中含有各种有机和无机氮素及各种盐类、微量元素、维生素等，类似于常用的液体培养基。土壤大多是中性偏碱，适宜于大多数微生物生长，土壤中还含有气体，主要是CO2、O2和N2。大部分地区土壤温度的变化在0-30℃之间，并且在一年的大部分时间内其温度变化在10-25℃，为微生物的生长繁殖提供了有利条件。土壤中含有大量固形有机物和矿质元素，是微生物的营养库。（二）水中的微生物水具有微生物生命活动适宜的温度、PH、氧气等。因此，水中生长着众多的微生物类群，它们主要来源土壤、空气、动植物尸体、人和动物的排泻物、工业及生活污水。水中存在的微生物90%为革兰氏阴性菌，主要有弧菌、假单胞菌、黄杆菌等。鞘细菌及有柄附生细菌也常见于水体中。微生物在水体中表现为水平分布和垂直分布的规律。此外，相同水域的不同浓度微生物的含量及分布也不同。通过水体传播的病原微生物主要有沙门氏菌属、志贺氏菌属、霍乱弧菌等。因此，做好水的卫生学检查至关重要。新版GMP要求第九十九条纯化水、注射用水的制备、贮存和分配应当能够防止微生物的滋生。纯化水可采用循环，注射用水可采用70℃以上保温循环。第一百零一条应当按照操作规程对纯化水、注射用水管道进行清洗消毒，并有相关记录。发现制药用水微生物污染达到警戒限度、纠偏限度时应当按照操作规程处理。（三）空气中的微生物空气本身缺乏微生物生活所必需的营养物，日光对微生物也具有很强的杀菌作用，另外空气一般是干燥的，因此空气不是微生物生活的良好环境。空气中的微生物主要来源于带有微生物菌体及孢子的灰尘，这类微生物大多数是腐生性的，还来源于人和动物，它们大多数是通过呼吸道排出的，其中也包含有病原微生物，悬浮在大气中。空气中微生物的分布随环境条件及微生物的抵抗力不同而呈现不同的分布规律。空气中存在较多的、存活时间较长的是各种真菌、放线菌的孢子及细菌芽胞。空气中微生物的数目决定于尘埃的总量。空气中的微生物的数量随人的密度、活动程度(尘土被搅动的情况)以及温度、湿度、风力等因素而异。空气中因缺乏营养物，微生物在其中不能繁殖与久留，只有抵抗力较强的微生物如芽胞杆菌、八叠球菌、葡萄球菌以及真菌(如青霉菌、曲霉菌、毛霉菌等)存活时间较长。空气携带细菌主要有2种方式；一是细菌可附着在尘土上(细微颗粒)，长时间浮游在空气中；其二，细菌在人咳嗽、喷嚏、唱歌、讲话、呼吸时通过口腔、鼻腔部喷出的飞沫(大多数飞沫为4—8μm)可长时间浮游在空气中，飞沫的水分蒸发后便成飞沫核，直径缩至l～2μm，附着的微生物随气流悬浮不定。空气中微生物是药品生产中引起污染的重要来源之一。因此必须做好空气的清洁卫生和消毒管理工作。（四）生物体内外的微生物植物体表面、根系和叶面动物体表面人体内外微生物的分布1、皮肤2、口腔3、上呼吸道4、下呼吸道5、胃肠道6、泌尿生殖道（四）生物体内外的微生物1、皮肤：人皮肤上的细菌体与个人卫生及环境情况有关。虽然人们经常清洁皮肤，但由于人类不断参加生产活动，频繁接触周围被污