食品微生物培训

食品微生物检验微生物基础微生物概论一、什么是微生物一些肉眼看不见的微小生物的总称。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。二、微生物学的发展：微生物的类群和形态结构微生物种类繁多，人们研究得最多、也较深入的主要有细菌、放线菌、蓝细菌、枝原体、立克次氏体、古菌、真菌、显微藻类、原生动物、病毒、类病毒和朊病毒等。现择要介绍如下：细菌细菌是一类细胞细而短（细胞直径约0.5μm,0.5-5μm）、结构简单、细胞壁坚韧以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物，分布广泛。一、细菌的形态：细菌的形态分：球菌coccus：包括双球菌Diplococcus、链球菌Streptococcus、四联球菌Tetracoccus、八叠球菌Sarcina、葡萄球菌Staphylococcus杆菌bacillus或bacterium螺旋菌spiralformbacteria。细菌二、细菌的结构：细菌的基本结构包括：细胞壁cellwall、胞浆膜、间体、细胞浆、核糖体、核质。革兰氏阳性菌（G+）的细胞壁，其化学组成主要是肽聚糖和磷壁酸等革兰氏阴性菌（G-）细胞壁最外面是脂多糖LPS，即内毒素。细菌的附属结构包括：质粒plasmid、荚膜capsule、鞭毛flagellum、菌毛pillus和芽胞。三、细菌的繁殖：二分分裂繁殖是细菌最普遍、最主要的繁殖方式。在分裂前先延长菌体，染色体复制为二，然后垂直于长轴分裂，细胞赤道附近的细胞质膜凹陷生长，直至形成横隔膜，同时形成横隔壁，这样便产生两个子细胞。杆菌二分裂过程模式图细菌细胞分裂的电镜超薄切片图四、细菌的菌落：单个或少数细菌细胞生长繁殖后，会形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见、有一定形态构造的子细胞集团，这就是菌落。细菌菌落常表现为湿润、粘稠、光滑、较透明、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位颜色一致等。细菌的菌落特征因种而异。可作为鉴定细菌种的依据。粘质沙雷氏菌的菌落特征微生物的营养：微生物生长繁殖所需的营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。水：水是各种生物细胞必需的。水是良好的溶剂，微生物的新陈代谢过程中的一切生化反应都离不开水的作用。碳源：碳源是合成菌体成分的原料，也是微生物获取能量的主要来源。分为有机碳源和无机碳源两大类.氮源：氮源主要是供给合成菌体结构的原料，很少作为能源利用。无机盐类：无机盐主要可为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素。主要有P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe等，其主要功能为构成菌体成分；调节渗透压；作为某些酶的成分，并能激活酶的活性等生长因子：有些微生物虽然供给它适合的碳源氮源和无机盐类，仍不能生长，还要供给一定量的所谓“生长因子”。其种类很多，主要是B族维生素的化合物等。生长因子可以从酵母浸出液、血液或血清中获得。微生物的营养类型根据微生物对碳源的要求不同，可将其分为自养菌和异养菌两大营养类型。凡能利用无机碳合成菌体内有机碳化物的，叫自养菌；不能利用无机碳而需要有机碳才能合成菌体内有机碳化物的，为异养菌。根据其生命活动所需能量的来源不同，可分为光能营养菌和化能营养菌。前者是从光线中获得能量，后者则从化学物质氧化中取得能量。微生物的营养类型营养类型主要（或唯一）碳源能源代表菌光能自养型二氧化碳光能蓝细菌光能异养型有机物光能红螺细菌化能自养型二氧化碳无机物硫杆菌化能异养型有机物有机物大肠杆菌微生物的代谢微生物在生长发育和繁殖过程中，需要不断地从外界环境中摄取营养物质，在体内经过一系列的生化反应，转变成能量和构成细胞的物质，并排出不需要的产物。这一系列的生化过程称为新陈代谢。代谢作用是生物体维持生命活动过程中的一切生化反应的总称。它是生命活动的最基本特征。代谢作用包括分解代谢(异化作用)和合成代谢(同化作用)。（一）微生物的能量代谢：能量代谢是新陈代谢中的核心问题生物只能利用光能或化学能，而光能也必须在一定的生物体（光合生物）内转化成化学能后，才能被生物利用。其中的能量载体主要是ATP。组成细胞的物质主要是蛋白质、核酸、类脂和多糖，合成这些物质都需要ATP。（二）微生物的物质代谢：可分为两大类，即分解代谢和合成代谢。微生物的生长繁殖生长就是有机体的细胞组分与结构在量方面的增加。单细胞微生物如细菌，细胞增长到一定程度时二分裂引起个体数目增加，称为繁殖。在一般情况下，当环境条件适合，生长与繁殖始终是交替进行的。从生长到繁殖是一个由量变到质变的过程，这个过程就是发育。（附图是大肠杆菌E.coli.的分裂繁殖.）细菌纯培养的群体生长规律将少量单细胞纯培养接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，在适宜的条件下培养，定时取样测定其细菌含量，可以看到以下现象：开始有一短暂时间，细菌数量并不增加，随之细菌数目增加很快，既而细菌数又趋稳定，最后逐渐下降。如果以培养时间为横坐标，以细菌数目的对数或生长速度为纵坐标作图，可以得到一条曲线，称为繁殖曲线，通常又称为生长曲线。生长曲线代表了细菌在新的适宜的环境中生长繁殖直至衰老死亡全过程的动态变化。根据细菌生长繁殖速率的不同，可将生长曲线大致分为延迟期、对数期、稳定期和衰亡期四个阶段。(1)延迟期：细菌接种新鲜培养基后，对新的环境有一个短暂的适应过程，在此期间生长繁殖均较慢，不能适应者可因转种死亡。此期间细菌细胞的特点是分裂迟缓、代谢活跃。延迟期的长短与菌种、种龄、接种量和培养基成分有关。(2)对数期：这一阶段突出特点是细菌数以几何级数增加，代时稳定，菌液混浊度的增加均呈正相关性。此期间细菌形态、染色、生物活性很典型，对外界环境因素的作用十分敏感(3)稳定期：处于稳定期的微生物，新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，整个培养物中二者处于动态平衡，此时生长速度又逐渐趋向零。(4)衰亡期：稳定期后如再继续培养，细菌死亡率逐渐增加，以致死亡数大大超过新生数，群体中活菌数目急剧下降，出现了“负生长”，此阶段叫衰亡期。细菌生长的典型曲线Ⅰ.延迟期，Ⅱ.对数期，Ⅲ.稳定期，Ⅳ.衰亡期微生物的生态1.微生物在土壤中的分布：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.分布如下几类：①细菌：占土壤微生物总数的70%-90%，多数为腐生菌，少数是自养菌。②放线菌：占土壤中微生物含量的5%-30%，是一类异好氧菌。③霉菌：主要生活在靠近地面的土壤中，在通气良好的土壤中，霉菌数量很多。④酵母菌：普通作土中酵母菌含量很少。2.微生物在水中的分布水中存在的微生物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。3.微生物在空气中的分布:空气本身缺乏微生物生活所必需的营养物，日光对微生物具有很强的杀菌作用，还较干燥，因此空气不是微生物生活的良好环境。空气中微生物的分布呈不同的分布规律。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，微生物的数目决定于尘埃的总量。微生物检验室微生物检验室一般由三部分组成：准备室、无菌室。准备室：如一般室验室条件，面积大，有洗涤设备和干燥设备，主要设备如下，天平、电炉、培养箱、水浴锅、高压灭菌锅、振荡器、冰箱烘箱、离心机、均质器、显微镜等。无菌室包括缓冲间和工作间两大部分。其面积不宜过大，以适宜操作为准，两者比例：1：2为宜。工作间内设有工作台、紫个灯、空气过滤装置通风装置；较理想的应有空调设备、空气净化装置。无菌室要求：密封、清洁、干燥，室内设备简单；定期用化学消毒剂消毒：方法有熏蒸消毒(甲醛熏蒸、氧化熏蒸)无菌程度测定：平板法消毒与灭菌技术一、灭菌消毒与的概念灭菌：杀死物体中或物体上所有微生物(包括病原微生物和非病原微生物)的繁殖体和芽胞的过程。消毒：用物理、化学的或生物学的方法杀死病原微生物的过程。无菌：不含活的微生物。防止微生物进入机体或物体的方法叫无菌技术或无菌操作。消毒与灭菌技术一、物理方法1、温度原理：高温可使微生物细胞内的蛋白质和酶类发生变性而失活，从而起灭菌作用，低温通常起抑菌作用。１）干热灭菌法:a.灼烧灭菌法：利用火焰直接把微生物烧死。适合于接种针、环、试管口的灭菌。b.干热空气灭菌法：把待灭菌的物品均匀地放入烘箱中，升温至160°C，恒温2小时。此法适用于玻璃皿、金属用具等的灭菌。消毒与灭菌技术干热灭菌步骤：灭菌前准备干燥箱灭菌消毒与灭菌技术２）湿热灭菌法:湿热灭菌的效果比干热灭菌好。原因a:细胞内蛋白质含水量高，容易变性。原因b:高温水蒸汽对蛋白质有高度的穿透力，从而加速蛋白质变性而迅速死亡。消毒与灭菌技术二、湿热灭菌分类：巴氏消毒法、煮沸消毒法、流通蒸汽消毒法及高压灭菌法。1.巴氏消毒法：有些食物会因高温破坏营养成分或影响质量，较低的温度来杀死其中的病原微生物，既保持食物的营养和风味，又进行了消毒。消毒与灭菌技术典型温度时间组合两种：（一）61.1℃－62.8℃，30min（二）72℃，15-30S消毒与灭菌技术2.煮沸消毒法：直接将要消毒的物品放入清水中，煮沸15分钟，即可杀死细菌的全部营养和部分芽孢。消毒与灭菌技术3.间歇灭菌法：将待灭菌的物品加热至100°C，15~30分钟，杀死其中的营养体。然后冷却，放入37°C恒温箱中过夜，让残留的芽孢萌发成营养体。第2天再重复上述步骤，三次左右，就可达到灭菌的目的。此法不需加压灭菌锅，适于推广，但操作麻烦，所需时间长。消毒与灭菌技术4.高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌是基于水的沸点随蒸汽压力的升高而升高的原理设计的。蒸汽压达到1.055公斤/厘米2时，加压蒸汽灭菌锅内的温度可达到121°C。经15-20min,可杀死锅内物品上各种微生物包括芽胞。消毒与灭菌技术5.紫外线杀菌法紫外线波长：200-300nm具有杀菌作用。253.7最强。原理：可能是在DNA中引起胸腺嘧啶双聚体形成，从而干扰DNA复制，导致细菌死或变异。消毒与灭菌技术二、化学方法能迅速杀灭病原微生物的药物，称为消毒剂。能抑制或阻止微生物生长繁殖的药物，称为防腐剂。常用的化学消毒剂有：石碳酸、来苏水（甲醛溶液）、氯化汞、碘酒、酒精等。消毒与灭菌技术微生物基本实验第一节显微镜的使用一、普通光学显微镜的结构和基本原理：普通光学显微镜的结构显微镜技术2.原理：显微镜的放大效能（分辨率）是由所用光波长短和物镜数值口径决定，缩短使用的光波波长或增加数值口径可以提高分辨率.显微镜技术D=0.5λ*NA式中：D---分辨力λ---光波波长NA---物镜的数值孔径值其中：NA=n*显微镜技术3.普通显微镜的使用方法a.低倍镜观察b.高倍镜观察c.油浸镜观察4.显微镜的保养显微镜技术染色技术一、染色的基本原理二、染料的种类和选择三、制片和染色的基本程序四、染色方法一、染色的基本原理微生物染色的基本原理，是借助物理因素和化学因素的作用而进行的。物理因素如细胞及细胞物质对染料的毛细现象、渗透、吸附作用等。化学因素则是根据细胞物质和染料的不同性质而发生地各种化学反应。染色技术二、染料的种类和选择染料可按其电离后染料离子所带电荷的性质:酸性染料、碱性染料、中性（复合）染料和单纯染料四大类染色技术三、制片和染色的基本程序制片→固定→媒染→染色→脱色→复染→水洗→干燥→镜检染色技术四、染色方法微生物染色方法一般分为单染色法和复染色法两种。食品微生物检验中常用的是单染色法和革兰氏染色法。染色技术１、单染色法用一种染色剂对涂片进行染色，适于进行微生物的形态观察。常用碱性染料进行单染色，如美兰、孔雀绿、碱性复红、结晶紫和中性红等。单染色一般要经过涂片、固定、染色、水洗和干燥五个步骤。染色技术染色结果依染料不同而不同：石碳酸复红染色液：着色快，时间短，菌体呈红色。美兰染色液：着色慢，时间长，效果清晰，菌体呈兰色。草酸铵结晶染色液：染色迅速，着色深，菌体呈紫色。染色技术２、革兰氏染色法革兰氏染色法是细菌学中广泛使用的一种鉴别染色法