食 品 微 生 物 学

西昌学院轻化工程学院

绪 论

1 、微生物的概念

微生物是对所有形体微小、单细胞或个体结构较为简单的多细胞，甚至无细胞结构的低等生物的总称

个体小、分布广、种类多、食谱广、繁殖快、代谢强、适应强，易变异

2. 微生物的特点：

2.1 个体小 : 测量单位：微米或纳米

杆菌的平均长度 :2 微米；

1500 个杆菌首尾相连 = 一粒芝麻的长度；

10-100 亿个细菌加起来重量 = 1 毫克

2.1 个体小 :

火星陨石中发现的细菌化石（直径 10 nm ）

测量单位：微米或纳米

德国科学家 1999 年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌其大小可达 0.75 mm——“ 纳米比亚硫磺珍珠”

2.2 分布广：

人迹可到之处，微生物的分布必然很多，而人迹不到的地方，也有大量的微生物存在！

数十公里的高空几千米的地下；强酸、强碱、高热的极端环境；

* 几千米的地下；

* 常年封冻的冰川；

从永冻冰层分离微生物

南极 Vostok 湖冰芯样品中的微生物

虽然目前已定种的微生物只有大约 10 万种 , 远较动植物为少 , 但一般认为目前为人类所发现的微生物还不到自然界中微生物总数的 1%.

2.3 种类多：

•微生物的生理代谢类型“多”

•代谢产物种类“多”

•微生物的种数“多”

2.4 食谱广：

微生物获取营养的方式多种多样，其食谱之广是动植物完全无法相比的！

纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、

氰化物、各种有机物 均可被微生物作为粮食

2.5 繁殖快：

24 小时后 :272 个后代 , 重量达到 :4722 吨48 小时后 :2.2 × 10 43 个后代 , 重量达到 2.2 × 10 25

吨

相当于 4000 个地球的重量！

大肠杆菌一个细胞重约 10 –12 克 , 平均 20 分钟繁殖一代

2.6 代谢强消耗自身重量 2000 倍食物的时间：

大肠杆菌： 1 小时人 ： 500 年（按 400 斤 / 年计算）

一头 500 kg 的食用公牛 ,24 小时生产 0.5 kg 蛋白质 , 而同样重量的酵母菌 , 以质量较次的糖液 ( 如糖蜜 ) 和氨水为原料 ,24 小时可以生产 50000 kg优质蛋白质 .

2.7 适应性强：

例如 :肺炎双球菌 -----荚膜

微生物形成休眠体

2.8 易变异：

个体小、结构简、且多与外界环境直接接触 繁殖快、 数量多

短时间内产生大量的变异后代

突变率 :10-5 – 10-10

微生物的特点：个体小、分布广、种类多、食谱广、繁殖快、代谢强、适应强，易变异

3 、微生物的发现和微生物学的建立与发展

3.1感性认识时期• 我国 8000 年前就开始出现了曲蘖酿酒；• 4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒；• 2500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病；• 公元六世纪 (北魏时期 ), 贾思勰的“齐民要术”；• 公元 2世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清洁食物；

• 公元前 112年 -212 年间，华佗“割腐肉以防传染”；

• 元公九世纪痘浆法、痘衣法预防天花；• 1346 年，克里米亚半岛上的法卡城之战 (靼坦人 -罗马人 )；

• 16 世纪，古罗巴医生 G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见的生物 (living creatures)引起的；

• 1641 年，明末医生吴又可也提出“戾气”学说；

3.2 形态描述时期

• 1664 年，英国人虎克（ Robert Hooke）用原始的显微镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。

1676 年，列文虎克首次观察到了细菌。

3.3 生理学时期

法国人巴斯德（ Louis Pasteur ）（ 1822 ～ 1895 ）

德国人柯赫（ Robert Koch ） （ 1843 ～ 1910 ）

巴斯德

(1) 发现并证实发酵是由微生物引起的；

(2) 彻底否定了“自然发生”学说；

化学家出生的巴斯德涉足微生物学是为了治疗“酒病”和“蚕病”

曲颈瓶试验证实空气内确实含有微生物 , 它们引起有机质的腐败 .

(3) 免疫学——预防接种

巴斯德消毒法： 60～ 65℃作短时间加热处理，杀死有害微生物

首次制成狂犬疫苗

(4) 其他贡献

柯 赫•发明了固体培养基•创造了细菌染色方法•发现了许多的病原菌

（ 4 ）提出了“科赫原则”

3.4 现代微生物学时期

1929 Fleming 发现青霉素；

微生物学发展过程中的重大事件

• 1944年 Avery等证实转化过程中 DNA是遗传信息的载体；

• 1953 年 Watson和 Crick 提出 DNA双螺旋结构；

• 1977年 Woese提出古生菌是不同于细菌和真 核生物的特殊类群 Sanger首次对 f×174噬菌 体 DNA进行了全序列分析；

• 1982－ 1983年 Prusiner 发现朊病毒 (prion)；

微生物学发展过程中的重大事件

• 1983 － 1984 年 Mullis 建立 PCR技术；• 1995 年第一个独立生活的细菌 (流感嗜血杆菌 )全基团组序列测定完成；

• 1996 年第一个自养生活的古生菌基因组测定完成；

• 1997 年第一个真核生物 (啤酒酵母 )基因组测序完成

4. 食品微生物

• 食品微生物是专门研究微生物与食品之间相互关系的一门学科，它是微生物的一个重要分支，是一门综合性的学科，融合了普通微生物、工业微生物学、医学微生物学、农业微生物学与食品有关的部分，同时又渗透了生物化学、机械学和化工学有关的内容。

食品微生物学研究的主要内容

与食品相关的微生物的基础； 微生物引起的食品腐败变质现象、机理及其防止方法；与微生物相关的食品安全问题；微生物在食品工业中的应用；食品微生物的检验和监测技术；