食品微生物学--绪论

原核类：细菌、放线菌、支原体、 衣原体、立克次氏体、蓝细菌等。
真核类：酵母、霉菌、原生动物 低（进化地位低）： 等
非细胞类：病毒、类病毒、拟病 毒、朊病毒。

与食品工业有密切关系的主要是细菌、酵母 菌、霉菌、放线菌和部分专门侵害微生物的 部分病毒（噬菌体）等。 微生物的类群十分庞杂，它包括：非细胞结 构的病毒、类病毒、朊病毒和具有细胞结构 的细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣 原体、蓝细菌、真菌、原生动物及显微藻类 等。
一是更加充分地发掘和用生物资源来解
决世界面临的危机。现代生物技术已经
能够对生物进行人工设计、定向改造。
对以生物技术为手段的传统工业如医药、
食品、轻工及农业赋予新的生命力。
因为现代科学技术的高速发展，新技术 在微生物学研究中的广泛应用，以及各学科 间的相互渗透，微生物学将在生物技术为主
导的21世纪，日益显露出解决人类面临危机
我国古代的酿酒作坊 （四川新都县出土的汉代画像）
（二）微生物的发现与微生物学的奠基
17世纪，荷兰人列文· 虎克(Antony van Leeuwenhoek，1632～1723）制成了能放大 200～300倍的简单显微镜，用它观察了雨水、 牙垢及腐败有机物等，并将所观察到的微小生 物，作了正确地描述，发表在英国《皇家学会 科学研究会报》上。
的巨大作用。微生物由于其细胞比表面积大、
生长繁殖快、培养条件简单，能高效表达外
源基因性状等特点，所以大量的基因工程产
品，多以微生物为受体。

例如生长激素释放抑制素(Somatostatin、 胰岛素、干扰素等。

胰岛素是专门控制人体内血糖含量的蛋白
质，治疗1位糖尿病人1天所需的胰岛素相 当于40头牛或50头猪的胰脏提取量。100kg 胰脏可得3～4克胰岛素，而用基因工程技

显微镜发明之前，人们还没
直接看到微生物，基本上还处于
对微生物世界的无知状态。

这从历史上曾遭受多次严重的瘟疫大流的行 事实得到充分的证明，如鼠疫（黑死病）、 天花、麻风、梅毒和肺结核（白疫）的大流 行。直到今天，也还有爱滋病等新的严重传 染病在出现和流行。 公元6世纪，第一次鼠疫，埃及、阿富汗、意 大利等，死亡1亿人；14世纪，第二次，欧洲 约死2500万人口，亚洲4000万（其中中国 1300万）；第三次，香港、印度地区死亡100 万人口。三次共计2亿人。
•
•繁殖速度快、代谢能力强 一般细菌在最适条件下每
20min就能繁殖一代。每昼夜可繁殖
72代，由1个细菌变成4722366500万
亿个（重约4722吨）
微生物名称
代时 38分 18分 110分 31分 144分 120分 7小时 23小时
每日分裂次数 温度（℃） 38 80 13 46 10 12 3.4 1.04 25 37 25 30 30 30 25 25

（二）微生物的生物学分类地位 18世纪中叶，动物界和植物界； 1866年，原生生物界； 20世纪50年代，原核与真核的概念； 1957年，四界分类系统：原核生物界、原 生生物界、动物界和植物界； 1969年，五界：真菌界； 1977年，六界：病毒界； 1978年，三原界分类系统：古细菌原界、 真细菌原界、真核生物原界； 1990年，菌物界
物中也极为常见。
微生物个体微小，与外界环境的接触面积大， 容易受到环境条件的影响而发生性状变化（变异）
。尽管变异发生的机会只有百万分之一到百亿分之
一，但由于微生物繁殖快，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


（二）微生物学的分支学科
1.根据基础理论研究内容不同，形成的分支学科 有：微生物生理学、微生物遗传学、微生物生物 化学、微生物分类学、微生物生态学等。 2.根据微生物类群不同，形成的分支学科有：细 菌学、病毒学、真菌学、放线菌学等。
3.根据微生物的应用领域不同，形成的分支学科 有：工业微生物学、农业微生物学、医学微生物 学、食品微生物学、兽医微生物学等。
10万单位，利用变异和育种得到如此大幅度的产量
提高，在动植物育种工作中简直是不可思议的。
物体的表面积和体积之比称为比表面积。如果把 人的比表面积值定为1，则大肠杆菌的比表面积值高 达30万！因而，微生物是一个小体积大面积系统。
这非常有利于微生物通过体表吸收营养和排泄废物， 就使它们的“胃口”十分庞大。而且，微生物的食 谱又非常广泛，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，而人要完成这样一个规模则需要40 年之久。如果说一个50kg的人一天吃掉与体重等重 的食物，恐怕无人会相信。
食品微生物学 Food Microbiology
王荣荣
绪论

1.掌握微生物的基本概念以及微生物在生物 分类学中的地位。


2.理解并掌握微生物的生物学特点和作用。
3.了解微生物学的主要分支学科和发展史。 4.明确食品微生物学的研究对象和任务。
第一节 微生物及其生物学特 点

一、微生物及其生物分类地位


二、微生物的生物学特点与作用


个体微小、结构简单
生长旺盛、繁殖快 分布广、种类多 适应性强、易变异、易于培养
• 个体微小、结构简单
微生物的个体极其微小，它的大小单位是μm （1 μm ＝10-3mm）或nm（1nm＝10-3μm ）。 例如杆菌的宽度是0.5 μm ，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 μm ，故1500个杆菌头尾衔接起来仅有 一颗芝麻长。



4.根据微生物的生态环境不同。形成的分支学科 有：土壤微生物学、海洋微生物学等。
二、微生物学的发展简史

（一）微生物学的史前时期 在古代，虽然人们不知道什么是微生物，但 在长期生产、生活中积累了丰富的经验。距 今四千多年前的龙山文化时期，我国就有利 用微生物酿酒的历史。《范胜之书》、《齐 民要术》都有体现人们利用微生物的经验。


植物病源微生物对农作物的危害也有类 似情况。例如，19世纪中叶欧洲发生的 马铃薯晚疫病大流行。

所以，人们当时对待眼前的微生物往往 表现出“视而不见，嗅而不闻，触而不 觉，食而不察，得其益而不感其好，受 其害而不觉其恶”的愚昧状态。
19世纪，1857年微生物学奠基人，法国学者路 易· 巴斯德(Louis pasteur，1822～1895）发表了《关 于乳酸发酵的记录》之后，开始对发酵本质进行探 索，他研究了丁酸、乳酸、醋酸和乙醇的发酵过程， 证明了这些过程是由不同的微生物引起的。1861年 他通过令人信服的曲颈瓶实验，揭示了腐败的本质。 主要贡献： 1、否定自然发生学说，建立病原学说； 2、巴氏消毒法； 3、接种疫苗预防疫病。
术，生产10克胰岛素仅需200升工程菌发酵
液。
Байду номын сангаас

干扰素是一种抗病毒特效药，对预防、 治疗癌症，战胜由病毒引起的疾病有独 特作用。 随着人类基因组计划的顺利实施，在对 人类疾病基因了解清楚的基础上，一些 基因治疗药物正在应运而生。

第三节 食品微生物学及其任 务

一、食品微生物学的研究内容
食品微生物学是一门研究与食品有关的各种微生 物类群特性、微生物在食品中存在和发展的控制 及微生物在食品工业中应用等基本内容的科学， 它对发展社会经济、保障人民的身体健康、提高 人们的生活质量等均有重要的意义。在现代社会 中，与食品微生物学相关的知识和技能也是食品 科技工作者及从业人员必备的。
曲 颈 瓶 实 验
柯赫
同时期的另一位微生物学奠基人是
德国学者柯赫(Robert koch，1842～1910）。
主要贡献：
1、细菌分离纯化技术，首次分离出炭疽杆菌(1877 年)，相继在1882～1883年间又分离出结核杆菌、链 球菌和霍乱弧菌等病原微生物。 2、培养基制作与染色技术。创立了显微摄影、悬滴 培养及染色等一整套微生物研究方法。 3、提出了著名的柯赫法则。
我们可以利用微生物这个特性，发 挥“微生物工厂”的作用，使大量基质在 短时间内转化为大量有用的化工、医药产 品或食品，为人类造福，使有害物质化为 无害，将不能利用的物质变为植物的肥料 。
第二节 微生物学及其发展

一、微生物学及其分支学科


（一）微生物学及其研究内容
微生物学是研究微生物及其生命活动基本规律和应 用的科学。是在群体，细胞或分子水平上 研究微 生物的形态结构，生理代谢、遗传变异、生态分布 和分类进化等生命活动的基本规律，并将其应用于 工业发酵、医疗卫生、环境保护、食品工业和生物 工程等领域。 微生物学的根本任务就是发掘、利用和改善有益微 生物，控制、消灭或改造有害微生物造福人类。
每日增殖率 2.7×1011 1.2×1024 8.2×103 7.0×1013 1.0×103 4.1×103 10.6 2.1
微 生 物 的 代 时 和 每 日 增 殖 率
细 菌
乳酸菌 大肠杆菌 根瘤菌 枯草杆菌 光合细菌
酿酒酵母 藻 小球藻 念球藻 类
硅藻
草履虫
17小时
10.4小时
1.4
2.3
• 分布广、种类多
•
微生物分布非常广泛，可以说微生物无处不有，凡 是有高等生物生存的地方，都有微生物存在，甚至 某些没有其他生物生存的地方，也有微生物存在。 微生物种类繁多。迄今为止，我们所知道的微生物 约有10万种，有人估计目前已知的种只占地球上实 际存在的微生物总数的20%，微生物很可能是地球 上物种最多的一类。微生物资源是极其丰富的，但 在人类生产和生活中仅开发利用了已发现微生物种 数的1%。