食品微生物教案.ppt

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1、食品微生物教案,授课专业：生物工程、葡萄酒专业 授课时间：春季学期 授课年级：本科二年级 授课教师：李平兰 教授,食品微生物学课程安排 本课程共64学时，授课32学时，实验32学时。 食品微生物学主要参考书： 1.食品微生物学江汉湖主编,中国农业出版社，2005，第2 版，“十五”国家级规划教材。 2. 食品微生物学实验原理与技术，李平兰、贺稚非主编， 中国农业出版社，2005，第1版，“十五”国家级规划教材。 3.食品微生物学何国庆、贾英明主编，中国农业大学出版 社，2002，第1版，面向21世纪课程教材。 4.新编食品微生物学张文治编著，中国轻工业出版社, 1995，第1版。 5.食品微生

2、物学吴金鹏主编,中国农业出版社,1990,第1版。 6.食品微生物学胡希荣主编,中国农业出版社，1990， 第1版。,7. Jay, J. M., Modern Food Microbiology (5th edition) . Chapman and Hall, New York, 1996. 8. Banwart, G. J., Basic Food Microbiology (2nd edition) . Van Nostrand reinhold Company, New York. , 1989. 9. Lund, B.M., T.C. Baird-Parker and G.W. G

3、ould, The Microbiological Safety and Quality of Food, Volume II, Aspen Publishers, Inc. Maryland, 2000. 10. Hayes, P. R., Food Microbiology and Hygiene, Elsevier Applied Science Publishers LTD, New York, USA, 1985. 11. Silliker, J. H., Microorganisms in Foods, Blackwell Scientific Publications, Lond

4、on, UK, 1998. 12 现代食品微生物学James M.Jay 编著, 徐岩等译，中国轻工业出版社, 2001 , 第一版。,第一章 绪论（主要讲授内容） 第一节 微生物基本知识 一 什么是微生物 二 什么是微生物学 三 微生物的基本类群 四 微生物的特点 第二节 食品微生物学概述 一 食品微生物学 二 食品微生物学的研究内容 三 食品微生物学的特点 四 食品微生物学的主要任务 五 食品微生物学与其它学科的关系,第三节 食品微生物学的发展概况 一 食品微生物学的发展 二 我国食品微生物学的发展 三 食品微生物学的前景,第一章 绪 论 我们知道微生物与食品有着极为密切的关系。而在食品加

5、工、贮藏过程中的微生物学问题也早已引起人们的重视。很多微生物可应用在食品制造方面，如酿酒、制醋、生产干酪、酸乳及腐乳等生产中使用的发酵微生物；另有一些微生物，可使贮藏和运输过程中的食品发生腐败变质，如大量的腐败微生物；还有少数微生物能引起人类食物中毒或使人、动植物感染而发生传染病，即所谓的病原微生物。食品是人类营养的主要来源，所以，对食品微生物学的研究，在食品工艺学和食品卫生学中，都具有十分重要的意义。,第一节 微生物基本知识 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。 一 什么是微生物 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

6、显微镜才能看清其外形的一类微小生物的统称。 二 什么是微生物学 微生物学是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，是生物学的分支学科之一。,三 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,四 微生物的特点 作为生物界的一员，微生物除了具备新陈代谢、生 长繁殖、遗传变异等一般生物所共有的性状外，还表现 出它所特有的性状，要有以下几个方面 ： 1 种类多，数量大，

7、分布广 2 代谢能力强、繁殖速度快 3 受环境影响大，容易发生变异 4 适应性强，容易培养 5 观察和研究的手段特殊,1 种类多，数量大，分布广 种类达十几万种以上；土壤、大气、水中、各种物品上、人和动植物的体表与体内都有微生物的存在，甚至在高空、深海、矿层、沙漠和冰雪等地都有微生物的存在。我们可以说，凡是有高等生物生活的地方，都有微生物的存在，没有高等生物存在，或对高等生物稍微有害的环境中，也有微生物的踪迹，甚至可以生长繁殖。,2 代谢能力强、繁殖速度快 微生物的个体很小，其表面积和体积的比值很大，因此，它们能够在有机体与外界环境之间迅速交换营养物质与代谢产物。从单位质量来看，微生物的代谢强

8、度比高等动物的代谢强度大几千倍至几万倍。如1kg的酵母菌菌体在1d内可发酵几千kg的糖，生成酒精。,3 受环境影响大，容易发生变异 由于微生物的比表面积大，与环境的接触 面大，因而受环境的影响也较大。一旦环境条件 发生变化，不适于微生物的生长时，很多微生物 个体死亡。但是，也有些个体发生变异并能存活 下来。我们常常利用微生物的这一特点，来选育 优良的变异菌株。,4 适应性强，容易培养 微生物的适应性强，一般对营养的要求不高，故原料来源广泛，容易培养。许多不易被人和动植物所利用的农副产品、工厂下脚料等都可以用来培养微生物，这样不仅解决了培养微生物的原料问题，而且为“三废”处理找到了出路，做到综合

9、利用，大大提高了经济效益。,5. 观察和研究的手段特殊 微生物个体微小，繁殖速度快的特点决定了对其观察和研究常以群体为对象，而且必须从众多而复杂的混合菌中分离出来，变成纯培养物。这就要求掌握无菌技术、分离纯化培养技术、显微观察技术以及杀菌技术等微生物必备的基本技术，若没有这些技术就无从着手，等于空谈。,另外，大多数微生物反应条件温和，一般能在常温常压下进行生长繁殖、新陈代谢和各种生命活动，不需要复杂昂贵的设备。此外，培养微生物不受季节、气候的影响，因而可以周年工业化生产。 微生物分布广、繁殖快、代谢强的特点，使它们在自然界的物质循环中，肩负着矿化作用的责任，尤其在地球化学方面有雄伟的转化作用。

10、其实，微生物在自然界不仅进行矿化作用，并且还控制着大气中二氧化碳的分压和植物可利用二氧化碳的分量。,第二节 食品微生物学概述 一 食品微生物学 食品微生物学是微生物学的一个分支学科。它是在普通微生物学与相关微生物学的基础理论与基本技术的基础上，专门研究食品中微生物的生态分布、生物学特性、食品在贮藏和加工过程中有益微生物的作用以及食品中有害微生物的污染、控制及卫生学检测，从而为人类提供营养丰富、品种多样、安全卫生的食品而发展起来的一门新学科。 一句话，食品微生物学就是研究微生物与食品之间相互关系的一门科学。,二 食品微生物学的研究内容（范围） （1） 研究与食品有关的微生物及其生命活动规律。 （

11、2）研究如何利用有益微生物为人类制造食品。 （3）研究如何控制有害微生物，防止食品发生腐败 变质和引起人 类的食物中毒。 （4）研究检测食品中微生物的方法，制定食品中的 微生物指标（如国标，部标及企业标准），从 而为判定食品的卫生质量提供科学依据。,食品微生物学的研究内容（范围） （1） 研究与食品有关的微生物及其生命活动规律。 如乳酸菌、双歧杆菌的生物学特性（包括形态、 营养代谢、 生长繁殖、生态、遗传变异等）。 （2）研究如何利用有益微生物为人类制造食品。 如利用细菌来生产食醋、味精等调味品，酸乳、 干酪、酸性奶油等发酵乳制品；利用酵母菌来生产馒头、面包、酿酒及食用蛋白等；利用霉菌生产腐乳

12、、豆豉、酱、酱油、柠檬酸等食品或添加剂。,（3）研究如何控制有害微生物，防止食品发生腐败变质和引起人类的食物中毒。 如微生物引起面包、粮食的发霉，米饭变酸、变臭，水果腐烂，牛奶凝固以及金黄色葡萄球菌、肉毒杆菌、沙门氏菌等引起食物中毒等。金黄色葡萄球菌在37oC好氧条件下可以迅速繁殖并产生肠毒素，最终导致人类的食物中毒。 （4）研究检测食品中微生物的方法，制定食品中的微生物指标（如国标，部标及企业标准），从而为判定食品的卫生质量提供科学依据。 食品卫生微生物学标准主要包括有细菌总数、大肠菌群和致病菌等。,三 食品微生物学的特点 食品微生物学是研究和解决食品中有关的微生物问题，所以它具有研究范围广

13、、涉及学科多、应用性强及某些方面受一定法规约束等特点。（受中华人民共和国食品卫生法约束）,四 食品微生物学的主要任务 食品微生物学是食品科学、食品生物工程和食品营养专业的一门重要的专业基础课。食品微生物学作为与人类生活极为密切的学科，它的任务是多方面的。其中主要任务是研究食品中存在的微生物种类、分布及其特点；掌握食品微生物学的基本知识、基础理论和基本实验技能，辨别有益的、腐败的和病原的微生物。从而，在食品制造和保藏中,充分利用有益的微生物资源，为提高产品的数量和质量服务；控制腐败微生物和病原微生物的活动，以防止食品变质和杜绝因食品引起的病害，提高食品的卫生质量，保证人类健康。,五 食品微生物学

14、与其它学科的关系 食品微生物学是微生物学的一个分支学科。它与其它学科有着密切的联系。它的基础学科是生物学、有机化学、分析化学、生物化学、食品化学及普通微生物学等。而它又是农畜产品加工与贮藏/食品专业各专业课程的基础。因此，食品微生物学是该类专业的主干学科和重要的专业基础课。,第三节 食品微生物学的发展概况 一 食品微生物学的发展 食品是人类赖以生存的最重要的条件,食品微生物学也是伴随着人类的进程而不断得到发展。虽然很难知道人类是何时懂得食品中微生物的存在和作用的，但是有许多证据表明：在作为一门学科的微生物学形成之前已有这方面的知识。如在食品收集时，人类碰上了食品腐败和食物中毒的问题。事实上食品

15、微生物学是随着微生物学的产生而产生和分化出来的一门分支科学。 那么食品微生物学是如何建立起来的呢？食品微生物学的建立也主要是经历了四个阶段。,1 古代人类对微生物的利用 远在8000年以前，人类就开始了食品生产时期。公元6000年左右，人类已经掌握了酿酒和食品保藏的技术。埃及人在公元前3000年就食用酸牛奶和乳酪。 在公元前30001200年之间，尤太人已经把来自死海的盐用于食品保藏，而中国人和希腊人已经开始食用咸鱼。以后这种腌制技术又传至罗马。与此同时，又出现了用油贮藏食品的方法。 公元前1000年，罗马人创造了用雪保藏食品的方法。在会做乳酪和酒的某个时候，发明了一种新的食品保藏方式烟熏肉技

16、术。 公元943年，法国记载了有麦角中毒而引起4万以上人的死亡。尽管当时不清楚死亡的毒素是由麦角真菌所产生 。,2 微生物的发展及形态学发展阶段 自从荷兰科学家列文虎克（Leeuwenhoek,1632-1723）发明了可以放大300倍的显微镜以后，人类发现了微生物的存在并借助显微镜观察到了微生物的形态。至此，人类进入了微生物形态学的阶段。,3 微生物的生理学发展阶段 19世纪工业革命的发展促进了生产力的迅速发展，因而迫切要求各个学科解决生产中出现的问题。如欧洲一些国家中占重要经济地位的酿酒业发生的酒变质问题，养蚕业发生蚕病的危害等。正是由于生产中提出了需要解决的问题，因而推动了各门学科的前进

17、，也促进了微生物学的发展。,3 微生物的生理学发展阶段 法国科学家路易巴斯德（Louis Pasteur,18222-1895）是这一发展的杰出代表。它在微生物的理论研究、实验方法及解决一系列微生物学问题方面都有很大的贡献。如发明了曲颈瓶，打破了“自然发生说”长期占主导地位的局面。通过研究提出了酿酒是由酵母菌发酵而形成，并研究了乳酸发酵、醋酸发酵、丁酸发酵等过程，指出了不同的发酵是有不同的微生物引起，若没有微生物的存在，发酵作用就不能进行。此外，他在微生物学中还引进了“需氧”和“厌氧”的概念，创造了巴斯消毒等微生物学实验方法。还成功地研制了狂犬病疫苗。,3 微生物的生理学发展阶段 柯赫（Rob

18、er Koch,1843-1910）是另一位微生物学的奠基人。他主要是研究细菌，特别是对病原微生物学的发展作出了巨大的贡献。他建立了微生物学研究的基本技术，如细菌的分离和纯化技术，培养基的制作及染色技术等。他还对炭疽病的病原菌炭疽杆菌进行了非常详细的研究。 由此可以看出，在这一阶段，微生物学的研究工作已经深入到了微生物学的生理学领域。,4 近代微生物学的发展 19世纪是微生物学全面发展的时间，20世纪初，微生物的研究更加深入。不仅研究微生物的代谢作用，而且研究微生物的基本生理机制，与生物化学的关系日益密切。一方面，生物化学上许多基本机制的发现促进了微生物生理学的发展，另一方面，通过系统研究微生

19、物的代谢机制，又促进了生物化学的发展。,4 近代微生物学的发展 随着电子显微镜的发明，同位素示踪原子的运用，生物化学，生物物理学新理论、新技术的渗透，大大推动了微生物理论研究的迅速发展，如科学家提出了DNA是生物的遗传物质，进而发现了细菌的染色体DNA为长链的双螺旋结构。特别是20世纪70年代基因工程的建立，为人类控制自然，创造新物种开辟了一条新的途径。由于这一阶段的特点是以微生物为研究材料，大大促进了微生物的发展。,4 近代微生物学的发展 随着微生物发展的逐步深入，人类发现微生物的应用范围很广，可以涉及到人类生活的各个方面，因而也就逐渐形成了许多的分支学科形态学、生理学、生态学、遗传学等。在

20、应用方面则也有更多的分支农业微生物学（畜牧微生物学、兽医微生物学、土壤微生物学）、工业微生物学、医学微生物学、食品微生物学、环境微生物学等。而各分支学科间相互配合，相互促进，有利于微生物的全面发展。,二 我国食品微生物学的发展 中国是一个文明古国，在各方面为人类的进步作出了贡献。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。世纪年代，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

21、介绍,二 我国食品微生物学的发展 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。,1 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

22、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。,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，江苏的洋河大曲；我国名酒山西清香型的汾酒、陕西清香型的西风酒；全国优质酒广西米香型的桂林三花酒；我国名酒

23、贵州兼香型的董酒等 。 啤酒对我国来讲，是一种外来酒种，但上个世纪年代我国的啤酒生产已进入黄金时代，年代新工艺、新设备的投入，使我国啤酒的生产无论在数量上，还是在质量上都取得了很大的发展，目前我国啤酒生产的产量和销量已位居世界第二。,（5）微生物酶制剂的生产 微生物酶制剂的生产是一个较新的领域。我们知道微生物发酵的原动力是酶，酶制剂的使用可以加快发酵速度，缩短生产周期。目前我国酶制剂的生产取得了很大的发展，如a淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等都已经投产，并取得了较大的规模。 （6） 单细胞蛋白质的生产 单细胞蛋白质的生产是应用微生物的又一个侧面，我们已经成功地制造了饲料酵母、石油蛋白，并用于畜、禽、水

24、产动物的饲料日粮配合之中，已成为重要的蛋白质饲料来源。,总之，由于人民生活水平的提高，对食品的种类、数量和质量都提出了更高的要求，与微生物有关的其他食品也纷纷上市. 如食用菌品种繁多（金针菇、双孢菇、猴头、灵芝、牛肝菌、羊肚菌、冬虫夏草等），在栽培和选育高产品种方面都有迅速的发展。 发酵乳制品方面，如酸奶制品已经形成了系列产品。 另外,各种发酵饮料也相继出现，既活跃了食品市场，也丰富了人民物质生活。 此外，大量的微生物活菌制剂如三株口服液、昂立一号、生命源口服液、金双歧、丽珠肠乐等也相继问世。, 有害微生物的检测与控制方面 除了有益微生物在食品上的应用外，对有害微生物的监控方面也取得了很大的发

25、展。我国从50 年代开始，就对沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、变形杆菌等食物中毒菌进行了调查研究，而且还建立了对各种食物中毒的细菌学的分类鉴定方法。并在霉菌毒素方面，也做了大量的工作。如对黄曲霉毒素等的污染检测和预防工作做了比较系统的研究。在广泛调查研究的基础上，根据我国食品生产的具体情况，国家制定了一系列食品卫生标准、出版了食品卫生检验方法微生物学部分、颁发了食品卫生法，统一了全国食品卫生微生物学检验方法，这对促进我国食品卫生工作起到了重要的推动作用。 国家“十五”科技攻关重大项目、“十一五”科技支撑项目均立项进行了食品中有害微生物的快速检测方法研究。这对WTO后我国食品的出口提供了重要的保障。,

26、三 食品微生物学的前景 随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人类对食品的要求也越来越高，他们渴望有更好的畜禽肉类、水产品、蛋类、乳制品、粮食、水果、蔬菜及其加工品；这些必然推动食品工业的发展。近年来，各种类型的食品加工厂不断建立，与此同时还建立了各种食品研究机构和卫生检测机构，开展了食品卫生和微生物学的检验工作。由于食品工业发展的需要，我国各农业院校在80年代相继成立了食品科学、食品生物工程、农畜（渔）产品加工与贮藏及食品营养与安全等有关专业，而食品微生物学是食品专业的一门主干课程和重要的专业基础课。因此，食品微生物学肩负着提高食品数量与质量、保证食品卫生品质、使人类获得更佳的营养丰富、色香味美的保健食品的光荣任务，它将在食品工业中发挥重要作用，因而，具有广阔的发展前景。,思考题,1. 什么是微生物？什么是食品微生物学？ 2.在实际生产中如何合理利用微生物的特点？ 3.简述微生物学的形成和发展及各个发展时期的代表人物和其科学贡献。 4.简述我国食品微生物学的发展。 5.食品微生物学的研究内容是什么？ 6.微生物在食品中的应用有哪些形式？,