江汉湖第三版 食品微生物学01第一章绪论

2020/1/241食品微生物学授课教师周辉侯爱香schoolteacherHui-ZhouAixiangHou(Foodmicrobiology)2020/1/242授课内容一、课程简介二、参考文献三、第一章绪论1、微生物的概念、分类地位、特点2、微生物学的研究对象、分科；3、微生物学的发展简史及重要创始人；4、食品微生物及其未来2020/1/243食品微生物学是食品科学与工程专业的主干专业基础课程之一，是这些专业中联系基础课程与专业课程的纽带，而食品微生物本身又有其自身的特殊性，它是实践性很强的学科，它可能推动生物学科更快发展。又可以很自然有机地融合到各后续专业课中如“食品微生物学实用技术”和“食品卫生微生物学检验”一、课程简介2020/1/244※绪论（introduction）※微生物的形态、结构与分类（microbialclassification、structure、cytologyofmicrobiology）※微生物的营养及生长(microbialalimentationandgrowth)※微生物的代谢(microbialmetabolize)※微生物的遗传变异与菌种的选育和保藏(microbialheredityvariationwithselectionandpreservationofstrain)※微生物的生态与生态工程(microbialzoologyandecologicalengineering)※微生物与发酵食品(microbeandfermentedfoodstuff)※微生物与食品的腐败变质及保藏(microbecorruption,metamorphoseandpreservation)※微生物与食品安全性（microbeandfoodstuffsecurity）※微生物资源的开发与利用（Microbialresourcesexploitationandutilization）一、课程简介(MastlyContent)2020/1/245二、主要参考书(basicreferencebook)教材：食品微生物学“十一五规划教材”江汉湖董明盛主编第三版20101.食品微生物学(面向21世纪课程教材)江汉湖主编中国农业出版社20022.现代微生物学刘志恒主编科学出版社20023.微生物学周德庆主编高教出版社4.微生物学(国外优秀生命科学教材译丛中文版)沈萍彭珍荣主译(美)LansingM.PrescottJohnP.HarleyDonaldA.Klein高等教育出版社20035.微生物学天津轻院等合编轻工业出版19876.生物化学第三版沈同高教出版社20027.MicrobiologyJ.Nicklinetc.科学出版社影印本1999.8.现代微生物学实验技术及应用严杰人民卫生出版社19979.菌种保藏手册中国科学院微生物所科学出版社198010.微生物学俞大铟、陈华葵编高等农业出版社198511.微生物学实验指导钱存柔科学出版社197912.微生物遗传学盛祖嘉科学出版社19912020/1/246三、第一章绪论Chapter1:Introduction主要内容1、微生物的概念、分类地位、特点2、微生物学的研究对象、分科；3、微生物学的发展简史及重要创始人；4、食品微生物及其未来2020/1/2471、1概念:所有形体极微小，单细胞或多细胞，细胞结构简单或没有细胞结构的低等生物的通称。包括无细胞结构不能单独生活的病毒、亚病毒，原核细胞结构的真细菌、古细菌和有真核细胞结构的真菌（酵母、霉菌、蕈菌），有的也把藻类、原生动物包括在其中。1、微生物的概念、分类地位、特点微生物是生物界中，除了高等植物、动物等生物以外的一个十分庞杂的生物类群。微生物不是生物分类学中的名词，而是一群形体微小，结构简单，必须借助光学或电子显微镜才能看清其外形的一类微小生物的统称2020/1/2481、2微生物的分类地位(microbialsystematicstatus)1）Whittaker（魏特克）的五界系统19692）Whittaker与王大耜的六界系统19773）Whittaker与Margulis的三原界19782020/1/249原核生物界古细菌真细菌原生生物界粘细菌原生动物真菌界植物界动物界藻类吸收式营养1）1969Whittacker五界系统光合营养摄取式营养2020/1/24102）六界系统生物微生物植物界非细胞生物病毒界（病毒、类病毒、朊病毒）细胞型生物原核生物界（细菌、放线菌、蓝细菌、粘细菌等）真核生物真菌界（酵母菌、霉菌、蕈菌）原生生物界（藻类、原生动物）动物界2020/1/2411微生物的基本类群非细胞结构:病毒、亚病毒、噬菌体微生物原核生物：细菌、放线菌、蓝细菌、衣原体、立克细胞结构：次氏体及支原体真核微生物：真菌（酵母菌霉菌及病原真菌）、澡类植物和原生动物2020/1/24123）原界系统Urkingdom原生生物界真菌界动物界共同祖先古细菌原界产甲烷菌嗜盐菌嗜热嗜酸菌植物界真核生物原界线粒体叶绿体真细菌原界蓝细菌G+菌螺旋体光合细菌2020/1/24131、3微生物的特点(Microbialcharacteristic)1）个体微小，比表面积大;2）繁殖快，（个体）长不大;3）种类繁多，分布广泛;4）适应性强，易变异;5）观察和研究手段特殊.2020/1/24142、1微生物学（Microbiology）概念：研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其应用的一门学科。一般定义为研究微生物生命活动规律的科学，并应用于工业（发酵）、环保、医学、食品和生物工程等领域2、微生物学的研究对象、分科2020/1/24152、2主要分支(Mostlyoffset)基础微生物学：真菌学，细菌学，病毒学，微生物生理学，微生物生态学，微生物遗传学等；应用微生物学：工业微生物学，农业微生物学，医学微生物学，食品微生物学，环境微生物学，预防微生物学等。食品微生物学是应用微生物学的一个学科分支，除研究微生物基本规律，并注重应用于食品领域，其根本任务在于发掘、利用有益微生物，控制消除或改造有害微生物。2、微生物学的研究对象、分科2020/1/24162、3微生物的重要性(MicrobialEssentiality)1）环境：参与生物地球化学循环；降解有毒物质。2）医学：抗生素；辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ等药品；疫苗。3）食品：酿酒、醋、制酱等调味品、面包、奶酪。4）工业：酶制剂、有机酸及其他代谢产物。5）农业：杀虫菌(BT、白僵菌、油桐尺蠖核型多角体病毒)。6）生物工程等研究:基因克隆入微生物细胞，使大量繁殖。如干扰素、胰岛素、超级细菌。利用易生长和易纯化的特点进行生化和遗传研究。2020/1/24172、4微生物的有害部分(microbialhazards)人畜疾病(humanandanimaldisease)食品腐败(foodcorruption)植物病害(plantdisease)多种物质霉变(multi-substancemildenandrot)2020/1/24183、微生物学的发展Section3Microbiologyprogress2020/1/24193、1古代劳动人民对微生物的认识和利用酒：4000年前龙山文化时期——谷物酿酒3000年前殷商时期——利用酒曲2500年前酸浆调节发酵，加热杀菌，制作红曲农：春秋战国沤制粪肥前100年《汜胜之书》瓜豆间作一世纪《齐民要术》豆谷间作医：前一世纪华佗割腐肉疗伤二世纪消灭疯狗防狂犬病、张仲景《伤寒论》宋真宗时期：种人痘2020/1/24203、2微生物的发展阶段1）形态学时期2）生理时期3）现代微生物学的发展—分子生物学时期2020/1/24211）形态学时期17世纪末：RobertHook：观察软木塞切片、霉菌AntongVanLeeuwenhock：最大放大266倍的显微镜,1676年观察了细菌，称为微动体.2020/1/24222020/1/24232）生理学时期：19世纪末200年未有大突破的原因：显微镜技术和微生物研究基本技术的局限。19世纪2个问题的争论促进了微生物学的发展：微生物能否自发产生?传染病的本质是什么?2020/1/2424微生物生理学的杰出奠基人：⑴法国LeuisPaster（1822-1895）主要贡献：A.否定“自生说”B.发明巴斯德消毒法证明酒变酸由微生物引起，从而发明的一种加热杀菌技术。随后丁道尔（英）发明了间隙灭菌法。C.证明酒、醋变酸分别由不同的微生物引起D.发明了预防接种技术2020/1/24252020/1/2426⑵RobertKoch（1843-1910）主要贡献：A.建立一整套微生物方法学：分离、培养、接种染色、显微摄像B.分离培养出炭疽杆菌、霍乱弧菌、结核杆菌等病原菌——提出疾病的病原说,创立了柯赫法则。为病原菌的相继发现指出了正确的思路。2020/1/2427⑶其他1865，Lister：无菌外科手术。梅契尼科夫：白细胞的吞噬作用。维诺格拉夫斯基：发现微生的自养生活1897，Bucher无细胞存在的酵母菌压榨汁发酵酒精1909，Ehrilich化学药物抑菌。发现治疗梅毒的6061922，Fleming青霉素2020/1/24283）现代微生物学的发展——分子生物学时期从Koch和Pasteur时代到20世纪70年代，微生物学走过了漫长的年代，今天微生物学已经成为生命科学中最复杂的学科之一，它对整个生物科学的研究和发展影响最大。从诺贝尔生理和医学奖获得者有一半以上与微生物学有关。2020/1/24291928，Griffith:细菌的转化现象1944，Avery:对转化现象研究，证实DNA是遗传的物质基础1953，Watson和Crick:DNA双螺旋结构模型Watson和Crick:DNA的半保留复制1956，Kornberg:从E.coli提取液中发现DNA聚合酶I2020/1/24302020/1/24312020/1/24324、食品微生物与未来FoodMicrobeandfuture4、1我国食品微生物学的应用发展4、2食品微生物学的前景2020/1/24334、1我国食品微生物学的应用发展我国劳动人民在数千年前就已经利用微生物来为人类服务，但由于受当时社会发展的影响，科学技术发展较慢。２０世纪８０年代，由于科学技术的发展和人民生活水平的提高，食品微生物学的发展非常迅速，这给古老的酿造业注入了新的活力，而且也开辟了一些新的领域，并取得了可喜的成绩。下面我们从有益微生物利用方面和有害微生物的检测与控制方面做一简单介绍．2020/1/24344、1我国食品微生物学的应用发展1）有益微生物利用方面（1）味精的独立生产，味精是日常生活中非常重要的鲜味剂，过去是采用化学方法，以粮食中的蛋白质为原料水解制的。从60年代起，我国就逐渐采用微生物发酵方法来生产味精(棒状杆菌)，这既提高了生产效率、降低了生产成本，又节约了粮食。（2）腐乳的生产，由于毛霉的最适生长温度为18℃，不能周年生产；经过微生物选育，筛选出了适合腐乳生产用的耐热的毛霉，同时利用根霉（25℃）也可以达到周年生产。此外在发酵工艺也进行了改进，如王致和腐乳的小罐发酵技术等。2020/1/24351）有益微生物利用方面（3）柠檬酸的生产，柠檬酸是食品添加剂中常用的酸味剂，过去是依赖进口，现在我国已经成功地利用薯干和废糖蜜为原料，用微生物发酵法来生产柠檬酸（黑曲霉），这不仅结束了依赖进口的被动局面，而且已有柠檬酸出口。（4）酒类的生产白酒在我国的生产有悠久的历史，我国素来以芳香的白酒而闻名于世。近年来在开辟新原料、试制新产品、选育优良菌种、推广新工艺、新设备、实现机械化、连续化、自动化生产和大搞综合利用等方面都取得了较大的成绩。各种名优白酒不断出现。2020/1/2436如我国名酒贵州酱香型的茅台，优质酒四川酱香型的郎酒；名酒四川浓香型的五粮液、剑南春和泸州老窖，安徽的古井贡酒，江苏的洋