《微生物生态》PPT课件

Penicillium funiculosum（绳状青霉） 侵蚀织物及多种材料
P. ochro-chloron（赭绿青霉）
侵蚀塑料与织物，抗铜盐
Scopularriopsis brevicaulis（短柄帚霉） 侵蚀橡胶
Tricoderma viride（绿色木霉）
侵蚀纤维织物与塑料
食品上的微生物
真菌 13 36 6 4 11 15 19 2
23 4 3 0.4
➢水中的微生物
➢ 自然界江河湖海等各种淡水与咸水水域中都生存着相应的 微生物。
➢ 水域中微生物的种类和数量与水域的有机物、无机物的种 类和含量，光照、酸碱度、渗透压、温度、含氧量和有毒 物质的含量有密切关系。
➢ 各种水系：
地下水：无色杆菌、黄杆菌、革兰氏阳性杆菌、微球菌、
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主要食品中常见防腐剂的应用情况
食品名 硝酸盐 SO2 甲酸 对羟基 联苯
环六甲 甲酸 烟熏
乙酸
丙酸
山梨酸 苯
亚硝酸盐 苯甲酸酯
基胺
干酪 （+） –
（+） –
–
+
++
（+） （+） –
➢ 微生物污染的危害：除引起食品变质外，还可能含有各种致 病菌和毒素等有害代谢产物，会引起人类的各种严重疾病
防止霉腐的方法：
➢ 在加工、制造、包装过程中必须特别注意清洁卫生
➢ 控制保藏条件——采用低温、干燥、密封等措施
➢ 添加少量无毒的化学防腐剂——如苯甲酸、山梨酸、 脱氢醋酸、维生素K、丙酸、二甲基延胡索酸等
➢ 繁殖及后果：通常因水体环境中的营养等条件不能满足其生长繁殖 的要求，加上周围其它微生物的竞争和拮抗关系，一般难以长期生 存，但由于水体的流动，也会造成病原菌的传播甚至疾病的流行。
水的自净作用
➢ 污水中的微生物在污水环境中大量繁殖，逐渐把水中的有 机物分解成简单的无机物，同时它们的数量随之减少，污 水也就逐步净化变清。
的连锁而构成相依赖、相制约的生物集团。 ➢ 种群：生活在同一环境中的同种个体组成的能繁
殖集团。与同种别地的种群有隔离、有界限。
第一节 微生物在自然界中的分布 与菌种资源
本节内容： 一、微生物在自然界的分布 二、菌种资源的开发
一、微生物在自然界中的分布
➢生物体内外的正常菌群
➢ 人体的正常微生物区系 正常菌群：生活在健康动物各部位，数量大、种类较稳
➢空气中的微生物
➢ 空气中的环境条件：无营养和水分、紫外线直射
➢ 存在状态：漂浮，短暂停留，以吸附于尘埃微粒上的 形式存在。空气中的尘埃颗粒数与微生物数量有直接 关系。
➢ 分布：越接近地面的空气含菌量越高，目前人类检测 到微生物存在的最高处为85km的高空。
➢ 种类：球菌、芽孢杆菌、产色素细菌、真菌孢子
中等嗜盐菌，适于生活在盐浓度5~20%； 高嗜盐菌：适于生活在盐浓度20~30% 形 态：多有鞭毛，常见多形性、可变为球形、弧形、丝状及 螺旋状，个体小； 生 理：兼性厌氧，生长慢，能在低营养下生活，常产色素， 分解蛋白质能力强，解糖能力低，多嗜冷，对热敏感； 分 布：不均匀，与水深成反比，
0~10米——少 10~50米——呈上升变化 50米以下数量减少 海底沉积物上——多
霉腐微生物学
➢ 定义：工农业产品的劣化主要是霉变与腐烂，故研究危 害各种工农业产品的微生物种类、分布、作用机理以及 如何防治其危害的科学。
➢ 霉腐微生物的作用机理：
➢ 通过微生物酶系分解各种工农业产品中的相应组分产生危害。 ➢ 在矿物油中生长，不仅因大量菌体阻塞机件，代谢产物会腐蚀
金属器件
➢ 硫细菌、铁细菌和硫酸盐还原菌会对金属制品、管道和船体外 壳等产生腐蚀
➢ 根据微生物对水生环境中的营养要求，将其分为三类：贫 营养细菌（1~15mgC/L）、兼性贫营养细菌（指一些在富 营养培养基中经反复培养后也能适应并生长的贫营养细 菌）、富营养细菌（10gC/L）
➢ 贫营养指数（O.I）：某水样中贫营养细菌占总菌数的百分 比
腐败型水生微生物
➢ 类型：流经城市的河水、港口附近的海水、滞留的池水、阴沟水 ➢ 环境情况：流入了大量的人畜排泄物、生活污物和工业废水等，有
~107 ~106 ~105 ~104 ~103个/g
➢ 耕作土壤中，细菌湿重约90 ~225kg；以土壤有机质含量为2% 计算，则所含细菌干重约为土壤有机质的1%左右。
➢ 土壤微生物的代谢活动，可改变土壤的理化性质，进行物质 转化，因此，土壤微生物是构成土壤肥力的重要因素。
➢ 若按生物量计算则各种微生物的生物量基本相当。
地点 黑龙江呼玛 辽宁沈阳 江苏南京 浙江杭州 广东徐闻 西沙群岛 黑龙江哈尔滨 黑龙江安达 宁夏宁武140 黑龙江亚沟 陕西武功 吉林皎河 江苏连云港
细菌 2,327 1,284 1,406 1,103 507 2,229 2,111 1,074 11 7,863 951 1,598 466
放线菌 612 39 271 123 39 1,105 1,024 319 4 29 1,032 55 41
➢ 水源的饮用价值：良好的饮用水细菌含量应在100个/ml以 下，当超过500个/ml时，即不适合作为饮用水。更重要的 是水中的微生物种类，一般用大肠菌群数作为是否含有病 原菌的指标。
➢ 在自然水体尤其是快速流动的水中，存在着对有机或无机 污染物的自净作用。其原因是多方面的，有稀释、沉降、 吸附等物理作用，更重要的是各种生物学和生物化学作用， 如好氧菌对有机物的分解作用、原生动物对细菌等的吞噬 作用，噬菌体对宿主的裂解作用，以及微生物产生的凝胶 物质对污染物的吸附、沉降作用等使水中有机物含量降低， 这种作用称为水的自净作用。是流水不腐的原因。
➢ 食品的基质条件：含有丰富的营养物质和适宜的环境
➢ 食品上微生物的来源：食品原料的采收、运输、加工和包装 过程中被微生物污染，食品原料在土壤中生长所正常带有的 微生物
➢ 污染食品的微生物种类：Aspergillus、Penicillium、Fusarium、 Alternaria、Paecilomyces、Rhizopus、Mucor、Trichoderma、 Phoma、 Escherichia coli、Staphylococcus aureus、Bacillus subtilis、 B. megaterium、 Salmonella、Proteus vulgaris、 Pseudomonas aeroginosa、Lactobacillus、Streptococcus lactis、 Clostridium、Sacchromyces cerevisiae等。
➢ 菌体和代谢物属于电解质，对电讯、电机器材等会危及其电学 性能
➢ 有些霉菌分泌的有机酸能腐蚀玻璃以致严重降低光学仪器的性 能
➢ 烟叶、中药材、化妆品建材、图书、文物、档案、艺术品、生 物标本
霉腐微生物的控制
➢ 控制其温度、湿度、氧气和养料
➢ 采用有效的化学抑菌剂、杀菌剂或物理杀菌剂
➢ 在工业产品加工、包装过程中，尽量保持环境卫生并 严防杂菌污染
工业防霉剂筛选的试验菌种及其特性
菌
名
破坏性能
Aspergillus niger（黑曲霉）
在许多材料上广泛生长，抗铜盐
Asp. terreus（土曲霉）
侵蚀多种材料
Aureobacidium pullulans（出芽短梗霉） 侵蚀涂漆与喷漆
Paecilomyces varioti（宛氏拟青霉） 侵蚀塑料和皮革
常见菌种：假单孢菌、弧菌、螺菌、无色杆菌、黄杆菌
清水型水生微生物
➢ 洁净湖泊和水库，微生物数量少（10~103/ml），以化能自 养型和光能自养型微生物为主，部分腐生细菌，如色杆菌、 无色杆菌和微球菌等；霉菌中如水霉、绵霉等的一些种； 以及单细胞和丝状的藻类和一些原生动物常在水面生长， 数量较少。以上微生物种类可以认为是水中的“土著”菌 群。
相互制约关系，正常菌群也会引起疾病（菌群失 调症）。
➢土壤中的微生物
➢ 土壤中的环境条件：营养、水分、空气、酸碱度、渗 透压和温度条件都适于微生物的生活，是微生物的大 本营、也是人类最丰富的“菌种资源库”。
➢ 土壤中微生物的数量：按种类递减
➢ 细菌——放线菌——霉菌——酵母菌——藻类——原生动物
➢ ~108
土壤中微生物的含量
➢ 土壤中微生物的含量与土壤有机质含量有直接关系。
➢ 表层耕作土中含量最高，耕作层厚度20~30cm，地表土受阳光 直接照射，其中微生物含量较低。
➢ 采取土样时一般要刮开表土2~3cm后采样。
我国各主要土壤的含菌量(万/克干土)
土类 暗棕壤 棕壤 黄棕壤 红壤 砖红壤 磷质石灰土 黑土 黑钙土 棕钙土 草甸土 嵝土 白浆土 滨海盐土
第九章 微生物的生态
前言
➢ 生态学：研究生物系统与其所处环境条件之间的相互作用 规律性的科学。
➢ 研究内容：微生物群体——微生物区系（microflora）或正 常菌群（normal flora）对其周围生物和非生物环境条件的 相互作用关系。
➢ 生态学研究范围：生物圈（biosphere）、生态系统 （ecosystem）、群落（community）、种群（population）。
➢ 研究意义：
➢ 理论：地球进化和生物进化原因 ➢ 实践：开发菌种资源、防治有害微生物、新的微生物农药、菌肥、
医药、混菌发酵、生态农业，促进探矿、冶金、环保、提高土壤肥 力以及开发生物能等
几个概念
➢ 生物圈：地球上的所有生物。 ➢ 生态系统：生物群落与其无机环境相结合、相作
用、相调控而成的动态系统。 ➢ 群落：同一环境中两个以上种群由于生活繁殖上
➢ 工业品类型：纤维制品、革制品、橡胶制品、油漆、 卷烟、化妆品等，塑料、水性涂料等，光学镜头、棱 镜、建筑泥浆、钢缆、地下管道、金属材料等，电讯 器材、感光和录音录象材料、文物、书画等
➢ 材料劣化：工农业产品因受气候、物理、化学或生物 因素的作用而被破坏的现象
➢ 微生物引起的劣化种类：
➢ 霉变（mildew，mouldness）：由霉菌引起的劣化 ➢ 腐朽（decay）泛指在好氧条件下微生物酶解有机质使其劣化
➢ 空气中微生物数量的测定：培养皿沉降法、液体阻留 法
➢ 空气中微生物的杀灭与去除：紫外线照射、甲醛熏蒸、 药物喷雾、过滤除菌等，常用的过滤介质有棉花、纱 布、石棉滤板、活性炭或超细玻璃纤维过滤纸等。
➢工农业产品上的微生物
➢ 工业品： ➢ 食品： ➢ 农产品：
➢极端环境中的微生物（自学）
微生物引起的工业产品的霉腐
定且一般是有益无害的微生物，称为正常菌群。
正常菌群与人体的关系：一般能维持平衡，菌群内部的 各种微生物之间，也是相互制约而维持相对稳定。
变化情况：正常菌群是相对的、可变的、有条件的。
➢机体防御机能减弱时，一部分正常菌群会成为病 原微生物；
➢正常菌群在非正常部位时也可引起疾病； ➢由于外界因素的影响，破坏了各种微生物之间的
机物含量大增
➢ 微生物数量和类群：
➢ 数量：大量外来的腐生细菌，使腐败型水生微生物尤其是细菌和原生 动物大量繁殖，每毫升污水的微生物含量达到107~108个。
➢ 类群： 革兰氏阴性无芽孢杆菌，如Proteus、E. coli、Enterobacter aerogenes 和Alcaligenes等， 各种Bacillus、Vibrio和Spirillum等的一些种 纤毛虫类、鞭毛虫类和根足虫类等原生动物 还有一些随人畜排泄物和病体污物进入水体的动植物致病菌
诺卡氏菌
淡水
溪水：营养少、主要是革兰氏阴性无芽孢杆菌、 生丝微菌
河水：出现假单孢菌、芽孢、肠杆菌、弧菌、
地表水 螺菌、硫细菌、微球菌、八叠球菌、诺卡氏
水
菌、链球菌、螺旋体等
生活污水：荧光、绿脓、变形、枯草、阴
污水 沟、大肠、粪链球菌、病毒和噬菌体
海水
生产污水：与所含污物有关
海水：
平均含盐量：3.5%，密度大、渗透压高、冰点低 微生物组成：多数为革兰氏阴性菌、多嗜盐、河口处有耐盐菌， 嗜盐菌：低嗜盐菌，适于生活在盐浓度2~5%；
的现象，常见的如由担子菌引起的木材或木制品的腐朽现象
➢ 腐烂（或腐败，Putrefection，rot）主要指由细菌或酵母菌引 起的使物体变软、发臭性的劣化
➢ 腐蚀（corrosion）主要指由硫酸盐还原细菌、铁细菌或硫细菌 引起的金属材料的侵蚀、破坏性劣化
➢ 变质（deterioration）指由各种生物或非生物因素引起的工农 业产品质量下降的现象