微生物讲义整理打印资料

微生物培训主要三点：一、微生物是什么？（包括微生物的学科发展、微生物定义、特点等。以及详细介绍细菌，霉菌，酵母菌这三大类菌。还有点细菌的增殖原因。）二、为什么要控制微生物？（有什么危害）食品变质以及各种菌引起的疾病。三、怎么抑制微生物？食品中微生物污染源（水，空气，土壤，人和动植物）抑制方法介绍，详细介绍杀菌方法：加热、药剂控制微生物污染食品微生物学及其发展史1．微生物学（microbiology），micro“小”，bios“生命”，logy“研究”——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，以防止食品变质和杜绝因食品而引起的病害。2．微生物学发展简史：2.1．公元前二千多年夏禹时代，就有酿酒的记载，酿酒的记载，酿酒就必须有酵母菌参与。2.2．十七世纪荷兰人吕文虎克，用自制显微镜首先观察到微生物（细菌）。2.3．十九世纪，法国科学家斯德，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”。2.4．现代随着科学技术的日益发展，对微生物的研究日益深入。微生物的定义所谓微生物是指个体微小，必须借助于显微镜才能看清它们外形的一群低等的、原始的微小生物，如细菌。（体型微小，必须借助于光学显微镜或电子显微镜才能看到它们的结构，结构简单，有的具有细胞构造，有的甚至没有细胞构造，生长繁殖快，对物质具有非常强烈的转化作用；容易引起变异，以致微生物的种类特别繁多，并且新的种类还在不断产生；数量多，分布广，对自然环境的适应性强，以致在自然界的任何地方如土壤、空气、水以及人和动植物体上都有微生物生活或生存）2\\微生物的特点微生物是结构简单、繁殖快、分布广、个体最小的生物。2.1结构简单：微生物多数是单细胞；2.2生长旺，繁殖快（大肠杆菌在它的适宜37-44℃之间，20-30分钟繁殖一代）2.3分布广.种类多（10万多种）：自然界中到处都有，如水、空气、土壤等。2.4个体小：小于0.1mm。肉眼不可见。2.5适应性强，易变异2.6代谢强，转化快详细介绍细菌，霉菌，酵母菌这三大类菌一、细菌细菌是不含细胞核膜，只有原核细胞的低等微生物，它和植物一样都有细胞壁，但没有叶绿素的微小单细胞生物体。1、形态和大小细菌的形态分为球状、棒状、螺旋状，一般所谓的球菌、杆菌及螺旋菌。细菌是靠细胞的分裂来增殖又称分裂菌。球菌分裂后，除了以单球菌存在外，依不同的分裂方法，也有分裂后不立即成单球菌而形成特有的细胞群存在。杆菌的分裂，由于受限于长轴方向，所以细胞分裂后，不会脱离，一般都以连锁状存在，如Y字、V字等形状。螺旋菌的里面特有的逗点状（comma）物，故又称为弧菌（Vibrio）。细菌大小，依菌种有很大的差异，大多球菌在0.7～2μm（μm=1/1000mm），杆菌在0.5～1μm×3mm，也有100μm以上的丝状杆菌。（μm=微米=10-6米，mm=毫米=10-3米）2、细胞细菌细胞是由细胞壁、细胞膜及细胞质所组成。细胞质是遗传因子的本体，它亦包含了核糖体（ribosome），液胞及细胞含有物。细胞壁的构造，因组成分的不同会造成革兰氏（Gram）染色的差异。草酸铵结晶紫碘液酒精番红革阳性紫色革阴性为红色。3、粘质层大部分细菌细胞都是由多糖体及多肽（Polypeptide）等高分子化合物所形成的粘质层所包围着，依菌种的不同，在粘质层中的薄膜层组成分，也有所不同，这对其特异的免疫性也有所不同。4、鞭毛大多数的杆菌和少数的球菌，能利用鞭毛在液体中运动。所以鞭毛对具有运动性的细菌来说，它是一种运动器官，而鞭毛的有无、生长的位置及数量，更是在细菌分类上重要的指标。5、孢子（芽孢）有的细菌会形成孢子，而一般在细菌细胞内所形成的内生孢子称为孢子囊，而对平时负责生长，代谢的普通细胞则称为营养细胞。营养细胞的抗热性，一般非常弱，80℃以下的加热，则可让它死灭。而孢子则较强的抗热性，100℃以上的加热，尚可耐住。孢子的形状大多是球形与椭圆形，每个细胞能形成1个孢子，孢子形成的部位，有的在端部，有的则在中央部，而细胞本身的形状有的不会变，有的则会成膨肿状，如图1。细菌孢子的形成，是细菌为了对抗恶劣的生长环境，所形成自我保护形态，这也是细菌生活链的一部分。孢子对热、药剂、干燥等等的抵抗力比营养细胞来得强，而这种耐久体，在适当地条件下，可以发芽再变成营养细胞，进行分裂增殖。细菌孢子的异常抵抗力原因在于孢子的微细构造中含特异的分子配列，及孢子是由数层含有复杂构造的细胞膜所围住，其浓密的细胞质内，水份的含量相当少，且是结合水，而营养细胞的主要水份为自由水。除此之外，孢子含有一种Calciumdipicolinate这是营养细胞所没有的，这和细菌孢子有较强的抵抗力，有很大的关系。一般细菌孢子的耐热性，比细菌的营养细胞、霉菌、酵母来得强，故在加工过程中，因加热杀菌不足，残留下孢子，导致食品变坏及食物中毒的原因。表1显示各种细菌及耐热性孢子的加热致死灭值。一般孢子的耐热性，其加热处理条件有很大的影响，特别耐热性很强的内毒杆菌孢子（cl.botulinum）尤其重要，故在中性食品的加工过程中，更应注意到此类细菌孢子带来的危害后果，所以不得不加以防范。又有一些极端的好热性细菌孢子，在一些加温贩卖的制品里，会衍生出极大的问题，此点必须注意到。图1孢子囊的形状和有孢子细菌的生活环游离胞子Prectridium型梭状芽孢杆菌型杆菌型前胞子发芽耐热性溶菌内生胞子非耐热性营养细胞胞子形成表1微生物一般的热抵抗力（湿热）种类杀灭的温度和时间温度（℃）时间（分）真菌霉菌（无性胞子）6210酵母（子囊胞子）655细菌（营养胞子）沙门氏菌656葡萄球菌6030葡萄球菌656大肠菌6415大肠菌635Listeria635乳酸菌601乳酸菌6510细菌（胞子）肉毒杆菌100330*部分是由D值推定而来的。**相同菌属，不同菌种其热抵抗力不同。霉菌霉菌在菌类的分类学上被归属于真菌类，而其菌体呈丝状，故又称为丝状菌。霉菌是由多细胞构成的，此类与细菌及酵母不同，故其形态较为复杂。而其菌体形态，可分为菌丝体与子实体两部分。菌丝体有两种功能：①生育的菌丝。②生长的菌丝。而霉菌的菌丝形态又可分为两种：①有隔膜菌丝②无隔膜菌丝。至于子实体，它长在菌丝的顶端，作为霉菌的增殖器官。一般霉菌的增殖皆透过菌丝顶端的子实体细胞分裂，所产生的孢子，孢子在空中飞散，从各式各样的孢子发芽，到发育出新的霉菌，循环不已，此所谓霉菌的再生过程。霉菌在适当的水份、空气、温度下，在所有的食品中皆能发育。又含有酸液或少量的盐类的水、糊也能生存，皮、衣服、壁、床及机械设备皆能发育，其生长环境的范围包含相当广大。霉菌对低温也有抵抗性，故在冷藏库中也可以发育。霉菌的耐热性较弱，轻度的加热即可使其死灭，故经过加热杀菌后的罐头食品，其杀菌前的制品原料，比杀菌后的制品，更易变坏。但也有耐热强的霉菌（Byssochlamysfulva）及耐药剂性的霉菌（Chaetomium属）被发现在无菌充填制品的败坏案例中。又，霉菌对紫外线的抵抗性相当强，故在容器、瓶盖的UV杀菌问题上，就需特别注意。霉菌也是很多食品、饮料变坏的主因，尤其在以下状况的食品、饮料很容易受害于霉菌：①食品干燥到可以阻止细菌增殖时。②食品之PH在4.2以下时。③糖、盐、油脂含量高时。④添加只对细菌有抗菌力的防腐剂时。以上4种情况往往不加注意，给霉菌有生长的机会，导致食品的变坏，因为霉菌可以在以上4种环境下存活生长。霉菌在产业、医学上也有很多的有益霉菌，像味噌、酱油的酿造、酒的酿造、糖化酵素、青霉素的抗生素、干酪的熟成等等的制造，但另一面也有毒，有害及病原性的霉菌。酵母菌酵母菌大部分时间皆以单细胞存在，而以出芽的方式作为增殖的方法，其大小约为4-10μm，有球形、卵形、椭圆形、柠檬形等形状。大部分的酵母皆用出芽分裂方式来增殖细胞，除了出芽法外，也有部分酵母，由母细胞的中间，加以分裂而成；同时也会因出芽细胞的延长，而有伪菌丝的产生。多数的酵母菌皆能形成子囊细胞，内藏有子囊孢子，而此子囊孢子的数目及形状特征是酵母菌分类的重要依据。酵母菌和霉菌一样，生长在低温而高温的发育较弱，因此喝剩的PET装饮料放置于常温，因酵母菌的增殖，会有二氧化碳气体的产生，导致PET瓶破裂，使瓶盖飞出去的事件发生。酵母菌有很强的耐酸性，能在PH2.5左右的低PH条件下发育，且在低水活性下亦能生长。酵母菌被利用于酒的酿造及大部分会有呈味成分的制造生产，如发酵食品、面包、维生素、酶、食品添加物、核酸物质、Inosin等等，而酵母菌亦常发现在制品中的有害物质及动植物中的病原性物质内。影响微生物增殖要因二、细菌的增殖要因1、细菌的增殖细菌在适宜的条件下进行分裂，达到增殖的目的，而每个细菌细胞每分裂一次所需的时间称为世代时间（generationtime），细菌的世代时间依菌种及环境有很大的差异，有的8～30分钟即可分裂一次，有的则需数个小时；而细菌的增殖（同一种菌），也会因营养分的缺乏，代谢产物的累积及发育生长阻害物质的形成，导致细菌增殖的停滞，甚至死灭的现象，如图2所述。微生物的增殖，会受到营养源、PH、水分、温度、氧等众多环境因素影响，即使当中有一个因素有所不合条件，微生物的增殖，也会受到阻害，这对微生物的抑制机制，有着重要的关系。图2微生物的增殖曲线0246810051015202530时间（时）细胞数的对数（log）生菌数全菌数诱导期对数期稳定期死灭期2、营养微生物和其他生物一样，它的增殖就必须有营养源，以供新细胞生成的物质及能量。而营养源对微生物来说，又可分为只需简单的无机物营养源的独立营养细菌及较为复杂的有机物营养源的从属营养细菌，如表3所列。一般病原性菌及食品腐败菌都是属于需有机物营养源的从属营养细菌，所以在食品工厂的卫生管理上，将生产时所留下的食品残渣除去，是一件很重要的事。表3依营养要求微生物的分类类型氧化物质（氢供给体）热能源碳源微生物例独立营养菌光合成菌无机物光CO2绿色硫磺细菌（greensulfurbacteria）红色硫磺细菌（purplesulfurbacteria）化学合成菌无机物无机物氧化CO2氢菌硫磺细菌亚硝酸菌硝酸菌从属营养氮素固定菌有机物有机物氧化有机物根瘤菌营养要求不苛的细菌有机物有机物氧化有机物大肠菌菌营养要求严苛的细菌有：①氨基酸要求菌②发育因子要求菌③氨基酸及发育因子要求菌有机物有机物有机物有机物氧化有机物氧化有机物氧化有机物有机物有机物伤寒菌变形菌乳酸菌的一种3、PH每种微生物都有其最适增殖的PH，很多细菌的最适增殖PH不是中性，而是微碱性，生长发育范围的PH在5～9。像肉毒杆菌在PH4.6以下，即不能增殖；又如耐酸性的乳酸菌，即使PH在3.5也可以发育生长；而一般的霉菌、酵母其最好的发育是弱酸性，PH为5～6。但是在相当低PH的，如PH2以下，也有能生长发育的霉菌、酵母。有些会形成耐热性孢子的细菌，在PH3.7以上也会发育，就像在食品卫生上很重要的指标菌：肉毒杆菌，它在PH4.6以上的食品、饮料就可以生长、发育，故一般都用PH4.6以上的食品为低酸性食品；而PH4.6～4.0为酸性食品；PH4.0以下则为高酸性食品。至于耐热性，同一种细菌，细菌孢子在不同的PH下，其耐热性也不同。一般中性时耐热性较强，酸性时较弱。又因为能形成孢子的细菌，在PH3.7以下的高酸性食品是不能发育生长的，故对一些耐热性低弱的无孢子细菌，如乳酸菌、霉菌及酵母菌，在此PH值（3.7），使其死灭，较为容易。但在PH4.6以上能发育的肉毒杆菌，其又具有很强的耐热性孢子，就必需很严谨的加热，使其死灭。表4所列出的是依不同的PH罐装容器食品、饮料加分类，并在不同的杀菌条件下，会使其变坏的主要微生物实际情况。表4依容器罐头食品的PH及主要变坏原因微生物PH＞5.04.5～5.03.7～4.5＜3.7食品群低酸性食品中（弱）酸性食品酸性食品高酸性食品主要变坏原因微生物B.subtilis++±-B.licheniformis