食品微生物的形态和构造—原核微生物

芽孢的形成
芽孢的萌发
出芽
活化
活 化
生长
二、细菌的繁殖
一个母细胞产生二个或二个以上子细胞的过程称为繁殖。 细菌一般为无性繁殖，二分裂法。 同形裂殖：裂殖后形成的子细胞大小相等。 异形裂殖：分裂产生两个大小不等的子细胞。 细菌的分裂过程： 核分裂 形成横隔壁 子细胞分离

二等分裂
三、细菌的培养特征
细菌细胞质膜的基本结构
细胞膜功能

① 控制细胞内、外的物质 ( 营养物质和代谢废物 ) 的运送、 交换； ② 维持细胞内正常渗透压的屏障作用； ③ 合成细胞壁各种组分 (LPS 、肽聚糖、磷壁酸 ) 和荚膜 等大分子的场所； ④ 进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地； ⑤ 传递信息。 ⑥鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位。
肽聚糖
肽聚糖单体 双糖单位 N-乙酰葡萄糖胺(G) N-乙酰胞壁酸(M) 肽尾 短肽(4~5个氨基酸) 肽桥 1~5个氨基酸
溶菌酶、青霉素对细菌细胞壁的作用
青霉素杀细菌

青霉素通过干扰细胞壁的合成杀菌。
磷壁酸

G+特有的阴离子多聚物 同肽聚糖混在一起的分子比较短(6~9个) 以核糖醇磷壁酸和甘油磷壁酸为主链
细胞壁的功能： • 固定细胞外形和提高机械强度 • 为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需 • 阻止有害物质进入细胞 • 细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌 G－ 体的敏感性物质基础
G＋和G－细胞壁比较图
G＋
革兰氏染色

Christian.Gram于 1884年发明的一种 鉴别不同类型细菌 的染色方法。
菌落质地致密，与培养基紧密结合，小而不蔓延，不易 挑起或挑起后不易破碎。


不能产生大量菌丝体的菌种（如诺卡氏菌）
粘着力差，粉质，针挑起易粉碎。
放线菌菌落
放线菌的代表属




链霉菌属（Streptomyces） 龟裂链霉菌 产土霉素 灰色链霉菌 产链霉素 红霉素链霉菌 产红霉素 诺卡氏菌属（Nocardia ） 放线菌属（Aetinomyces） 小单胞菌属（Micromonospora） 绛红小单胞菌和棘胞小单胞菌 产庆大霉素 链孢囊菌属（Stretosporangium） 粉红链孢囊菌 产多霉素 绿灰链孢菌 产绿菌素
（5）荚膜


有些细菌在一定条件下可向细胞壁外分泌出一层粘性物质， 稳定地附着在细胞壁外，具一定外形，厚约 200nm ，称为 荚膜 (Capsule) 。 细胞结合力较差。通过液体震荡培养或离心可将其从细胞表 面除去。
（6）荚膜生理功能 加强致病力 贮藏养料，可供作碳源和能源 堆积废物 抵抗干燥
芽孢的特点




整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是衡量 各种消毒灭菌手段的重要指标。 芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变为营养 态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。 产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形态、 大小和着生位置是细菌分类鉴定的重要指标。 芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显 微镜下观察。
细胞质内有核糖体、内含物和贮藏物质：
A B
核糖体：亦称核蛋白体，为多肽和蛋白质合成的场所。
内含物：细菌在营养物质丰富在细胞内聚合成各种不同的贮 藏颗粒，营养缺乏时可被分解利用。
贮藏物质磁小体
趋磁细菌细胞内 含有的大小均匀、 数目不等的 Fe3O4颗粒，外 有一层磷脂、蛋 白或糖蛋白膜包 裹。

硫滴和聚β －羟基丁酸颗粒
细菌大小
测量：测微尺 长度单位：微米（um） 表示： 球菌：直径 杆菌：宽×长 螺菌：宽、长、螺距
（二）. 构造
1 细菌细胞的一般构造 (1)细胞壁 (2)细胞膜和间体 (3)细胞质 (4)核质体 2 细菌细胞的特殊构造 (1)荚膜 (2)鞭毛 (3)芽孢
(1) 细胞壁
位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，主要由 肽聚糖构成，有固定外形和保护细胞等多种功能。
第一章 食品微生物的形态和构造 ——原核微生物
一 研究形态和构造的意义：



形态是入门向导，构造是研究基础 提高定向筛选效率 掌握发酵进程、及时探测杂菌污染 分类鉴定中应用
二 原核微生物的类群
光能：蓝细菌 “三菌” 化能： 细菌 放线菌 人工培养基：支原体 “三体” 专门寄生：立克次氏体 衣原体
短杆菌，如 Escherichia coli
球菌
单、双链(分裂面一) 四联球菌(分裂面二) 八叠球菌(分裂面三) 葡萄球菌(分裂面多)

金黄色葡萄球菌
螺旋菌



弧菌(vibrio)<1圈 螺菌(spirillum)=2~6圈 螺旋体(spirochaete)>6圈
特殊形态
异常形
物理化学因素影响 营养条件影响 衰颓形：菌龄 畸形
1、结晶紫初染
2、碘溶液媒染
3、乙醇脱色 4、蕃红复染
革兰氏染色机制


第一步：结晶紫使菌体着紫色 第二步：碘和结晶紫形成大分子复合物，分子大，能被细胞 壁阻留在细胞内 第三步：酒精脱色，细胞壁成分构造不同，出现不同的反应 G＋：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大，当乙醇脱色时， 肽聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫－碘复合物被阻留在细 胞内，细胞不能被酒精脱色，仍呈紫色。 G－菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收 缩，因其含脂量高，乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫－碘 复合物溶出细胞壁，酒精将细胞脱色，细胞无色，蕃红复染 后呈红色。
芽孢杆菌属（Bacillus）：革兰氏阳性，端生鞭毛，好氧 或兼性厌氧，可产芽孢。 － 腊样芽孢杆菌（Bacillus cereus） － 枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis） － 炭疽芽孢杆菌（Bacillus anthracis） 梭状芽孢杆菌（Clostridium）：革兰氏阳性厌氧菌 － 解糖嗜热梭状芽孢杆菌（C.thermosaccharoluticum） － 腐败嗜热梭状芽孢杆菌（C.putrefaciens） － 肉毒梭状芽孢杆菌（C.botulinum） 微球菌属（Micrococcus）：革兰氏阳性，需氧或兼性厌 氧。 链球菌属（Streptococcus）：革兰氏阳性，好氧或兼性 厌氧，细胞为球形。卵形，呈短链或长链排列。 － 酿脓链球菌（Streptococcus pyogenes） － 乳房链球菌（S.uberis） － 无乳链球菌（ S.agalactiae）

（7）鞭毛


某些细菌细胞表面着 生的一至数十条长丝 状、螺旋形的附属物， 具有推动细菌运动的 功能，为运动器官。 鞭毛着生的方式：
鞭毛的运动

靠鞭毛丝旋转而 动，其动力来自 质子动力，与细 胞膜内外质子浓 度差和电势差决 定
（8）芽孢

某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个 圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强 的休眠体
功能 G+抗原(表面抗原决定因子为磷壁酸) 噬菌体的吸附位点 聚集阳离子Mg2+ 保持胞壁透性 激活酶活性
功能
保护作用、屏障作用 浓缩阳离子Mg2+、Ca2+ 噬菌体吸附位点 G-表面抗原 内毒素物质基础
脂多糖


G-特有的 位于外壁外层 厚度8~10nm 类脂+各种多糖
（2）细胞质膜
围绕在细胞质外面的一层柔软而富有弹性的薄膜，厚约 8nm ，细菌细胞膜 占细胞干重的 10% 左右，化学成分主要为脂类 (20%~30%) 、蛋白质 (50%~70%) 、多糖（1.5%~10%）.




葡萄球菌属（Staphylococcus）：革兰氏阳性， 无荚膜、无鞭毛、无芽孢。 － 金黄色葡萄球菌（Staphylococcus.aureus） 北京棒状杆菌（Corynebacterium Pekinensis）： 革兰氏阳性，无芽孢，好氧或兼性厌氧。 乳酸菌（Lactic Acid Bacteria）：革兰氏阳性， 不运动或极少运动，无芽孢，厌氧或兼性厌氧。 肠杆菌科各属（Enterbacteriaceae）：革兰氏阴 性，需氧或兼性厌氧。 － 埃希氏杆菌属（Escherichia） － 沙门氏菌属（Salmonella） － 变形杆菌属（Proteus）

富硫环境中积累，缺硫时利用。 类脂性质的碳源类贮藏物质，至今已发现60属以 上的细菌能合成贮藏物质。
细 胞 中 的 硫 滴
羧酶体

大小与噬菌体相仿，约 10nm，内含1，5－二磷 酸核酮糖羧化酶，在自 养细菌的CO2固定中起 关键作用。
Hale Waihona Puke 质粒细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链DNA 分子组成。 分子量约：2～100×106D。携带1～100个基因，一 个细菌细胞可有一至数个质粒。
革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁的主要区别
比较项目 G + 细菌 G - 细菌 内壁层 外壁层
细胞壁厚度(nm) 20 ～ 80 2～38 肽聚糖结构 多层， 75% 亚单位交联，网格 单层， 30% 亚单位交联， 网格较疏松 紧密坚固 鞭毛结构 基体上着生两个环 基体上着生四个环 肽聚糖成分 占细胞壁干重的 40~90% 5%～10% 无 磷壁酸 多数含有 无 脂多糖 无 无 11%~22% 脂蛋白 有或无 有 无 敏感 不够敏感 对青霉素、溶菌 酶
菌苔的生长程度、形状、光泽、质地、透明度、 颜色、隆起和表面状况等。
四、食品中常见的细菌




假单胞杆菌属（Pseudomonas）：直的或弯杆状，革兰氏 阴性菌，极生鞭毛，可运动，不生芽孢。 － 荧光假单胞菌（Ps.fluorescenen） － 腐败假单胞菌（Ps.putrefacicus） － 波萝假单胞菌（Ps.ananas） 醋酸杆菌属（Acetobacter）：革兰氏阴性杆状菌，单生或 成链状，无芽孢，需氧，运动或不运动。 无色杆菌属（Achromobacter）：革兰氏阴性菌，有鞭毛， 能运动。 产碱杆菌属（Alcaligenes）：革兰氏阴性菌。 黄杆菌属（Flavobacterium）：革兰氏阴性，极生鞭毛， 好氧或兼性厌氧，有机营养型。