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1、食品微生物学 一、 核结构的不同，1969 年魏塔科提出五界系统，即动物 界、植物界、原生生物界、真菌界和原核生物界，1979 我国学者提出了病毒界 二、物的生物学活性（P3） （1） 代谢活力强 微生物体积小，有极大的表面积/ 体积比值，因而微生 物能与环境之间迅速进行物质交换，吸收营养和排泄废物， 而且有最大的代谢速率。从单位重量来看，微生物的代谢强 度比高等生物大几千倍到几万倍。 人类对微生物的利用主要体现在它们的生物化学转化能 力。 （2） 繁殖快 微生物繁殖速度快、易培养，是其他生物不能比的。以二裂 法繁殖的细菌具有惊人的繁殖速度。 （3） 种类多，分类广 目前已经确定的种类为10
2、万种左右，每年正以发现几百至 上千个新种的趋势在增加；目前我们所了解的微生物种类， 至多也不超过生活在自然界中的微生物总数的10% 。 （4） 适应性强，易变异 由于个体小，结构简单，繁殖快，与外界环境直接接触等原 因，微生物很容易变异。变异具有多样性，最常见的变异形 式是基因突变，它可以涉及到任何形状，诸如形态构造、代 谢途径、生理类型以及代谢产物的质或量的变异等。 三、世纪中期，以法国的巴斯德和德国的柯赫为代表的科学 家才将微生物的研究从形态描述推进到生理学研究阶段。 四、食品微生物学所研究的内容包括： （1）研究与食品有关的微生物的活动规律； （2）研究利用有益微生物为人类制造食品； （
3、3）研究如何控制有害微生物，防止食品发生腐败变质； （4）研究检测食品中微生物的方法，制定食品中微生物指 标，从而为判断食品的卫生质量提供科学依据。 五、微生物在食品中的应用有3 种方式：即微生物菌体的应 用；微生物代谢产物的应用；微生物酶的应用。 六、原核微生物主要包括细菌、放线菌、蓝细菌以及形态结 构比较特殊的立克次氏体、支原体、衣原体以及螺旋体等。 七、细菌的基本结构包括细胞壁、细胞质膜、细胞质及细胞 核等 4 部分。 八、细胞壁的功能： （1）细胞壁具有保护细胞及维持细胞外形的功能； （2）细菌细胞壁的化学组成也与细菌的抗原性、致病性以 及对噬菌体的敏感性有关； （3）为鞭毛运动提供可
4、靠的支点； （4）可允许水及一些化学物质通过，并对大分子物质有阻 拦作用。 九、革兰氏染色技术的原理及步骤 （1）原理：细菌的不同显色反应是由于细胞壁对乙醇的通 透性和抗脱色能力的差异，主要是由肽聚糖层厚度和结构决 定的。经结晶紫染色的细胞用碘液处理后形成不溶性复合 物，乙醇能使它溶解，所以染色的前两步结果是一样的。但 在 G+ 细胞中，乙醇还能使厚的肽聚糖层脱水，导致孔隙变小， 由于结晶紫和碘的复合物分子太大，不能通过细胞壁，保持 着紫色。在 G-细胞中，乙醇处理不但破坏了胞壁外膜，还可 能损伤肽聚糖层和细胞质膜，于是被乙醇溶解的结晶紫和碘 的复合物从细胞中渗漏出来，当再用衬托的染色液复染时
5、， 显现红色。 （2）步骤：革兰氏染色法包括初染、媒染、脱色、复染 等四个步骤，具体操作方法是： 涂片固定。 草酸铵结晶紫染1 分钟。 自来水冲洗。 加碘液覆盖涂面染约1 分钟。 水洗，用吸水纸吸去水分。 加 95% 酒精数滴，并轻轻摇动进行脱色，20 秒后水洗， 吸 去水分。 蕃红染色液 （稀）染 2 分钟后， 自来水冲洗。 干燥，镜检。 十、细胞膜，简称质膜，是围绕细胞质外面的双层膜结构， 使细胞具有选择吸收性能，控制物质的吸收与排放，也是许 多生化反应的重要部位。质膜的基本结构是磷脂双层，含有 高度疏水的脂肪酸和相对亲水的甘油两部分。 十一、由于 溶质浓度差 而使水分通过质膜的过程称为渗
6、透作 用，是被动扩散的一种方式，它对质膜造成一种压力，即渗 透压。 十二、核糖体是细胞合成蛋白质的场所。 十三、什么是芽孢？ 有些细菌（多为杆菌）在一定条件下，细胞质高度浓缩 脱水 所形成的一种抗逆性很强的球形、椭圆形或圆柱形的孢 子，这种对不良环境具有较强的抗性的休眠体 称为芽胞。对 多数细菌来说1 个菌体细胞只形成1 个芽孢，但有些菌体会 生成两个芽孢，如坚强芽孢杆菌，有的在细胞一端生成，有 的在细胞中部生成。由于芽孢是在细胞内形成的，所以也常 称之为内生孢子。每一细胞仅形成一个芽孢，所以其没有繁 殖功能。能否形成芽孢是细菌种的特征。 十四、经研究证明芽孢耐高温的原因是由于芽孢形成时可同
7、时形成 2,6- 吡啶二羧酸 （DPA ） 。DPA的结构式为： 十五、如果把单个微生物细胞接种到适合的固体培养基上 后，在适合的环境条件下细胞就能迅速生长繁殖，繁殖的结 果是 形成一个肉眼可见的细胞群体，我们把这个微生物细胞 群体称为菌落。 十六、菌落特征包括菌落的大小、形态（圆形、丝状、不规 则状、假根状等） ，侧面观察菌落隆起程度（如扩展、台状、 低凸状、乳头状等） ，菌落表面状态（如光滑、皱褶、颗粒 状龟裂、同心圆状等），表面光泽（如闪光、不闪光、金属 光泽等），质地（如油脂状、膜状、黏、脆等），颜色与透明 度（如透明、半透明、不透明等）。 十七、食品中常见的细菌 （1）假单胞杆菌属：
8、直的或弯杆状，革兰氏阴性菌，可运 动，不产生芽胞。化能有机营养型，需氧。某些菌株具有很 强的分解脂肪和蛋白质的能力，在低温下能很好地生长，在 冷藏食品的腐败变质中起主要作用。 （2）醋酸杆菌属：细菌细胞呈椭圆形杆状、单生或成链状， 不产生芽胞，需氧，运动或不运动。该菌属具有很强的氧化 能力，可将乙醇氧化成醋酸，引起酒精饮料、果汁变酸；广 泛存在于植物和有酒精发酵的地方。 （3）埃希氏杆菌属和肠细菌属：均归于大肠菌群，细胞杆 状，通常单个出现，革兰氏阴性菌，好氧或兼性厌氧，化能 有机型。是食品中重要的腐生菌，存在于人类及牲畜的肠道 中，在水、土壤中也极为常见。在合适条件下使牛乳及乳制 品腐败产生
9、一种不洁净物或粪便气味。 （4）沙门氏菌：无芽孢杆菌，该菌属常常污染鱼、肉、禽、 蛋、乳等食品，特别是肉类。是人类重要的致病菌。 （5）双歧杆菌属：革兰氏阳性多形态杆菌，专性厌氧。具 有营养、免疫及抗感染作用，抗过敏、抗肿瘤，调整肠道功 能及改善营养。 （6）芽孢杆菌属：细胞杆状，能出现单个、成对或短链状。 革兰氏阳性，好氧或兼性厌氧，可产生芽孢。此菌产生芽孢 具有一定抗热性，在食品工业中是经常遇到的污染菌。 （7）梭状芽胞杆菌：厌氧革兰氏阳性杆菌，是罐装食品 中 引起腐败的主要菌种。肉类罐装食品在最重要的是肉毒梭状 芽胞杆菌， 其芽孢产生在菌体的中央或极端，芽孢耐热性大， 能产生很强的毒素。
10、 （8）葡萄球菌：葡萄串状，革兰氏阳性。污染食品产生毒 素，使人食物中毒。 （9）黄色杆菌属：存在于水和土壤，直杆状。会引起奶、 肉和其他蛋白食品腐败 （10）变形杆菌 （11）明串珠菌属 （12）链球菌 （13）微球菌属 十八、目前产生的抗菌素 绝大多数都是由放线菌 产生的。 十九、真菌包括了单细胞的酵母菌、单细胞或多细胞的丝状 霉菌以及产生子实体的蕈菇。 二十、酵母菌是典型的真核微生物 ，细胞的形状通常有球状、 卵圆状、椭圆状、柱或香肠状等多种。 芽殖：各属酵母菌都存在 裂殖：少数酵母菌、裂殖酵母属 无性节孢子：地霉属 产无性孢子掷孢子：掷孢酵母属 二十一、酵母菌的繁殖方式厚垣孢子：白假丝
11、酵母 有性（形成子囊孢子） ：酵母属、接合酵母属 （1）无性繁殖 芽殖：是酵母菌最常见的繁殖方式。在良好的营养和生长 条件下， 酵母的生长迅速， 这时可以看到所有细胞上都长 有芽体，而且在芽体上还可以形成新的芽体。 裂殖：酵母菌的裂殖与细菌的裂殖相似。其过程是细胞伸 长，核分裂为二，然后细胞中央出现隔膜 ，将细胞横分为 两个相等大小的、 各具有一个核的子细胞。进行裂殖的酵 母种类很少，例如裂殖酵母属的八裂殖酵母等。 产生无性孢子： 掷孢子是掷孢酵母属等少数酵母产生的无 性孢子， 外形呈肾状。 这种孢子是在卵圆形的营养细胞上 生出的小梗上形成的。孢子成熟后， 通过一种特有的喷射 机制将孢子射出而
12、繁殖。此外，有的酵母如 白假丝酵母 等 还能在假菌丝的顶端产生厚垣孢子。 （2）有性繁殖：酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式进 行有性繁殖的。它们一般通过邻近的两个性别不同的细胞各 自伸出一根管状的原生质突起，随即相互接触、局部融合， 并形成一个通道，再通过质配、核配和减数分裂，形成4 个 或 8 个子核，每一个子核与其附近的原生质一起，在其表面 形成一层孢子壁后，就形成了一个子囊孢子，而原有的营养 细胞就成了子囊。 二十二、食品中常见的酵母菌有： （1）酵母菌属：啤酒酵母、葡萄汁酵母 （2）裂殖酵母属：八孢裂殖酵母是这一属的重要菌种。 （3）假丝酵母菌属：热带假丝酵母（最常见的假丝酵母）、
13、解脂假丝酵母、产朊假丝酵母 （4）球拟酵母属：白色球拟酵母 （5）红酵母属 二十三、菌丝的特异化 （1）假根：根霉属真菌的匍匐枝与基质接触处分化形成的 根状菌丝，起固着和吸收营养的作用。 （2）吸器：某些寄生性真菌从菌丝上产生出来的旁枝，侵 入寄主细胞内形成指状、球状或丛枝状结构，用以吸收寄主 细胞中的养料。 （3）菌核：由菌丝团组成的一种硬的休眠体，一般有暗色 的外皮，在条件适宜时可以生出分生孢子梗、菌丝子实体。 （4）子实体：由真菌的营养菌丝和生殖菌丝缠结而成的具 有一定形状的产孢结构。 二十四、食品中常见的霉菌有：毛霉菌、根霉属、曲霉属、 青霉属、红曲属 二十五、微生物对营养物质的吸收
14、（1）简单扩散：通过细胞膜进行内外物质交换最简单的一 种方式。营养物质通过分子的随机运动透过微生物细胞膜上 的小孔进出细胞。其特点是物质由高浓度区向低浓度区扩散 （浓度梯度） ，这是一种单纯的物理扩散作用，不需要消耗 细胞生物能。一旦细胞膜两侧的浓度梯度消失（即细胞内外 的物质浓度达到平衡），简单扩散也就达到动态平衡。简单 扩散是非特异性的，没有运载蛋白质参与，也不与膜上的分 子发生反应。简单扩散的物质主要是一些小分子物质，如一 些气体（ O2、CO2） 、水、某些无机离子及一些水溶性小分子 （甘油、乙醇等） 。 （2）促进扩散：在细胞膜上存在多种具有运载营养物质功 能的特异性蛋白质，称为渗透
15、酶。促进扩散的特点也是由高 浓度区向低浓度区扩散，所不同的是这种运输有渗透酶参 与，加速了营养物质的透过程度，以满足微生物细胞代谢之 需要。促进扩散过程是由浓度梯度来驱动的，不需耗费代谢 能量。扩散运输是真核生物的普遍运输机制，但在原核生物 中却少见；在厌氧微生物中，促进扩散的过程常参与某些化 合物的吸收和发酵产物的排出。 （3）主动运输：特点是营养物质由低浓度向高浓度进行， 这个过程不仅需要渗透酶，还需要代谢能量，能量由三磷酸 腺苷（ ATP ）提供，渗透酶起着将营养物质从低浓度的周围 环境转运进高浓度的细胞内不断改变平衡点的作用。 （4）基团转位：这种方式除具有主动运输的特点外，主要 是被
16、转运的物质改变了本身的性质，有化学基团转移到被转 运的营养物质上面去。如许多糖及其糖的衍生物在运输中由 细菌的磷酸转移酶系催化，使其磷酸化，磷酸基团被转移到 它们分子上，以磷酸糖的形式进入细胞。这种运输过程的磷 酸转移酶系统包括酶、酶和热稳定蛋白（HPr） 。酶是 非特异性的，它们对许多糖都一样起作用。酶是膜上的结 构酶，并能诱导产生，它对某一种糖具有特异性，只能运载 某一种糖类， 酶同时起着渗透酶和磷酸转移酶的作用。HPr 是热稳定的可溶性蛋白质，它能够像高能磷酸载体一样起作 用。该酶系统催化的反应分两步进行： 少量的HPr 被磷酸烯醇丙酮酸（PEP ）磷酸化。 PEP+HPr 磷酸 HPr
17、+丙酮酸 磷酸 HPr 将它的磷酰基传递给葡萄糖，同时将生成的6- 磷酸葡萄糖释放到细胞质内。这步反应由酶催化。磷 酸 HPr+葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 +HPr 基团转位可转运糖、糖的衍生物。这个运输系统主要存在于 兼性厌氧菌和厌氧菌中。 二十六、微生物的营养类型 代谢 特点 营养类型 光能自养型化能自养型 光能异养 型 化能异养型 碳源 CO2或可溶性 碳酸盐 CO2或可溶性 碳酸盐 小分子有 机物 有机物 能源光能无机物的氧化光能 有机物的氧 化降解 供氢 体 无机物（ H2O 、 H2S 等） 无机物（ H2S、 H2、Fe 2+、NH 3、 NO2 等） 小分子有 机物 有机物 代表
18、种 蓝细菌、绿硫 细菌 硝化细菌、硫 化菌、氢细菌、 铁细菌等 红螺菌 大多数细菌、 全部真菌、放 线菌 二十七、培养基的类型 （一）根据营养成分划分 （1）天然培养基：利用一些天然的动植物组织器官和抽提 物，如牛肉膏、蛋白胨、麸皮、马铃薯、玉米浆等制成。优 点是取材广泛、营养全面而丰富，制备方便，价格低廉，适 宜于大规模培养微生物之用。缺点是成分复杂，每批成分不 稳定。 （2）合成培养基：利用已知成分和数量的化学物质配制而 成。 （3）半合成培养基：用一部分天然物质作为碳氮源及生长 辅助物质， 又适当补充少量无机盐类，如马铃薯蔗糖培养基。 此类培养基应用最广。 （二）根据物理状态划分 （1）
19、液体培养基：把各种营养物质溶解于水中，混合制成 水溶液。调节适宜的pH，成为液体状态的培养基质。该培养 基有利于微生物的生长和积累代谢产物，常用于大规模工业 化生产和观察微生物生长特征和研究生理生化特性。 （2）固体培养基：一般采用天然固体物质，如马铃薯块、 麸皮等作为培养微生物的营养基质。常用来观察、鉴定和分 离纯化微生物。 （3）半固体培养基：加入少量凝固剂（0.5%0.8%的琼脂） 则成半固体状态的培养基，常用来观察细菌的运动、鉴定菌 种噬菌体的效价滴定和保存菌种。 （三）根据用途划分 （1）加富培养基：根据培养菌种的生理特性加入有利于该 种微生物生长繁殖的营养物质，该种微生物则会旺盛地
20、大量 生长。加富培养基主要用于菌种的保存或菌种的分离筛选。 （2）选择培养基：根据某种或某一类微生物特殊的营养要 求配制而成的培养基，如纤维素选择培养基；还有在培养基 中加入对某种微生物有抑制作用而对所需培养菌种无影响 的物质。 （3）鉴别培养基：根据微生物的代谢特点通过指示剂的显 色反应用以鉴定不同微生物的培养基。 二十八、微生物的糖代谢途径 （一） EMP 途径 1、EMP 途径也称己糖双磷酸降解途径或糖酵解途径。这个途 径的特点是当葡萄糖转化成1,6- 二磷酸果糖后， 在果糖二磷 酸醛缩酶的作用下，裂解为两个3C化合物， 再由此转化为2 分子丙酮酸。 EM P途径的过程由以下10 个连续
21、反应组成： 己糖激酶 （1）葡萄糖 +ATP 6-磷酸葡萄糖 +ADP 磷酸己糖异构酶 （2）6- 磷酸果糖 6-磷酸果糖 磷酸果糖激酶 （3）6- 磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖第一阶段 醛缩酶（无电子转移） （4）1,6- 二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛 +磷酸二羟基丙酮 磷酸甘油异构酶 （5）磷酸二羟基丙酮 3-磷酸甘油醛 3-磷酸脱氢酶 （6）3- 磷酸甘油醛 +NADH +H3PO4 1,3-二磷酸甘油酸 (EMP 途径中第一个氧化还原反应) 磷酸甘油酸激酶 （7）1,3- 二磷酸甘油酸+ADP 3-磷酸甘油酸 (EMP途径第一个产生ATP) 变位酶第二阶段 （8）3- 磷酸甘油酸 2-磷
22、酸甘油酸 烯醇化酶 （9）2- 磷酸甘油酸烯醇式磷酸丙酮酸( 脱去一分子水 ) 丙酮酸激酶 （10）烯醇式磷酸丙酮酸+ADP 丙酮酸 +ATP 总反应式为： C6H12O6+2NAD+2(ADP+Pi)2CH 3COCOOH ( 丙酮 酸) +2ATP+2NADH 2 2、EMP 途径的关键酶是己糖激酶，6-磷酸果糖激酶和丙 酮酸 。每分子葡萄糖通过EMP 途径净产生2 分子 ATP 。 3、 EMP 途径是生物体内6-磷酸葡萄糖转变为丙酮酸最普 遍的反应过程，但EMP 途径往往是和HMP 途径同时存 在于同一种微生物中，以EMP 途径作为唯一降解途径的 微生物极少，只有在含有牛肉汁酵母膏复杂
23、培养基上生 长的同型乳酸细菌可以利用EMP作为唯一降解途径。 EMP 途径的生理作用主要是为微生物代谢提供能量（即 ATP ）、还原剂（即NADH 2）及代谢的中间产物如丙酮 酸等。 4、在 EMP 中生成的NADH 2 只有被重新氧化为NAD 后， 才能保证继续不断地推动全部反应进行。在不同的微生 物和不同的条件下，NADH 2 的重新氧化方式也不同。 （ 1） 厌 氧 微 生 物 和 无 氧 条 件 下 的 兼 性 厌 氧 微 生 物 ： NADH 2 + 的受氢体可以是丙酮酸或乙醛。 （2）好氧性微生物和有氧条件下的兼性厌氧微生物：经 丙酮酸进一步通过三羧酸循环被彻底氧化，生成CO2，
24、脱下的氢和电子生成H 2O 和大量 ATP 。 5、三羧酸循环，简称TCA 环，总反应式为： CH 3COSCoA+2O2+12(ADP+Pi) 2CO 2+H20+12ATP+CoA (1)TCA循环的关键酶是柠檬酸合成酶，它催化草酰乙酸 与乙酰CoA合成柠檬酸的反应。TCA循环除了产生大量能 量，作为微生物生命活动的主要能量来源外，还有许多 生理功能。特别是循环中的某些中间产物是一些重要的 细胞物质，如各种氨基酸、嘌呤、嘧啶及脂类等生物合 成前体。另外，TCA循环不仅是糖有氧降解的主要途径， 也是脂、蛋白质降解的必经途径。因此，TCA环实际上是 微生物细胞内各类物质合成和分解代谢的中心枢纽
25、。 6、葡萄糖经EMP途径和TCA彻底氧化成二氧化碳和水的 总反应式为： C6H12O6+6O2+38(ADP+Pi) 6CO2+6H2O+38ATP （二） HMP 途径 1、HMP 途径也称己糖单磷降解途径或磷酸戊糖循环。这 个途径的特点是当葡萄糖经一次磷酸化脱氢生成6-磷酸 葡萄糖酸后，在6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶作用下，再次脱 氢降解为1 分子 CO2 和 1 分子磷酸戊糖。3 分子的磷酸 己糖经脱氢脱羧生成的3 分子磷酸戊糖，在转酮酶和转 醛酶的作用下，又生成2 分子磷酸己糖和1 分子磷酸丙 糖，磷酸丙糖再经EMP 途径的后半步反应转为丙酮酸。 反应步骤可分为以下10 步反应： 己糖激酶
26、 （1）葡萄糖 +ATP 6-磷酸葡萄糖 +ADP 磷酸葡萄糖脱氢酶 （2）6-磷酸葡萄糖 +NADP6-磷酸葡萄糖内酯 +NADPH2 内酯酶 （3）6-磷酸葡萄糖内酯 +H2O 6-磷酸葡萄糖酸 磷酸葡萄糖酸脱氢酶 （4）6-磷酸葡萄糖酸 +NADP 5-磷酸核酮糖 +NADPH2+CO2 磷酸核糖异构酶磷酸木酮糖异构酶 （5）5-磷酸核糖5-磷酸核酮糖5-磷酸木酮糖 转酮酶 （6）5-磷酸核糖 +5-磷酸木酮糖7-磷酸景天庚酮糖+3-磷酸甘油醛 转醛酶 （7）7-磷酸景天庚酮糖+3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖 +4-磷酸赤藓糖 转醛酶 （8）4-磷酸赤藓糖 +5-磷酸木酮糖6-磷酸果糖 +3
27、-磷酸甘油醛 （9）3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮 +3-磷酸甘油醛1,6 二磷酸果糖 磷酸酯酶 （10）1,6 二磷酸果糖6-磷酸果糖 +H3PO4 总反应式为： 6-磷酸葡萄糖 +7H2O+12NADP 6C O2+12NADPH 2+ H3PO4 2、不完全 HMP 反应到第 9 步为止， 所生成的 3-磷酸甘油醛 经过 EMP 途径的后半部分转换成丙酮酸，不完全反应的总 反应式为： 6-磷酸葡萄糖 +7H2O+12NADP CH 3COCOOH+3CO2+6NADPH2+ATP 3、HMP 途径的关键酶系是6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶和转酮- 转醛酶系。 4、HM P途径的另一特点是只有NADP
28、 参与反应。在有氧条 件下， HMP 所产生的NADPH 2 在转氢酶的作用下，可将氢 转给 NAD ，形成 NADH 2，经呼吸链，将电子和氢交给分子 态氧形成水， 并由电子传递磷酸化作用形成ATP。HMP 主要 是为细胞的生物合成提供供氢体(NADPH 2)以及大量的 C3、 C4、C5、C6、C7 等前体物质。此外，HMP 与化能自养菌和 光合细菌的碳代谢有密切关系。因此，HMP 途径的生理功能 是多方面的，在微生物代谢中占有重要的地位。 二十九、醋酸发酵 参与醋酸发酵的微生物主要是细菌，统称为醋酸细菌。 它们之中既有好氧性的醋酸菌（文膜醋酸杆菌、氧化醋酸杆 菌、巴氏醋酸杆菌、氧化醋酸单
29、胞菌），也有厌氧性的醋酸 细菌（热醋酸梭菌、胶醋酸杆菌）。 1、好氧性醋酸细菌：在有氧条件下，将乙醇直接氧化为醋 酸，是醋酸的好氧性呼吸，其氧化过程是一个脱氢加水的过 程： -2H +H20 -2H CH2CH2OH CH3CHO CH3C(OH)2H CH3COOH 脱下的氢最后经呼吸链和氧结合形成水，并放出能量： 4H+O22H2O+4.910 5J 总反应式为 : CH 2CH2OH+O 2CH 3COOH+ H 2O+4.910 5J 好氧性的醋酸发酵是制醋工业的基础 2、厌氧性细菌：热醋酸梭菌能通过EMP 途径发酵葡萄糖， 产生 3 分子醋酸。该菌只有丙酮酸脱羧酶和CoM ，能利用
30、CO2 作为受氢体生成乙酸。总反应式为： C6H12O6+4(ADP+Pi) 3CH 3COOH+4ATP 厌氧性的醋酸发酵是我国用于酿造糖醋的主要途径。 三十、 微生物在适宜的外界环境条件下，不断地吸收营养物 质，并按自身的代谢方式进行新陈代谢，如同化作用大于异 化作用，其结果是原生质的总量（包括重量、体积、大小） 不断地增加，称为微生物的生长。 三十一、单细胞微生物如细菌的生长，往往伴随着细胞数目 的增加。 当细胞增长到一定程度时，就以二分裂的方式，形 成两个相似的子细胞，子细胞又重复上述过程，使细胞数目 增加，称为繁殖。 三十二、微生物生长量的测定方法 1、测生长量 （1）直接法 测体积
31、 较为粗放的方法，通常用于简单比较。该方法 简单适用，结果观察直接。 称干重 采用离心法或过滤法测定，一般微生物的干重 为湿重的 10%20%。 （2）间接法 生理指标法 ： 1 测定细胞总含氮量来确定细菌浓度：大多数细菌的含氮量 为干重的12.5%，酵母菌为7.5%，霉菌为6.5%，含氮量乘 6.25，即为粗蛋白的含量。 2 含碳量的测定 ：微生物新陈代谢的结果，必然要消耗或产 生一定量的物质，以表示微生物的生长量。 3 其他：磷、DNA 、RNA 、ATP、和 N-乙酰胞壁酸等的含量， 以及产酸、产气、产CO2（用标记葡萄糖作基质）、耗氧、 粘度和产热等指标，均可用于生长量的测定。 比浊法
32、 微生物在液体培养基中生长，由于原生质含量 增加，引起培养物浑浊度的增高。McFarland 比浊管。 2、计数法 （1）直接法：在显微镜下直接观察细胞并进行计数，其计 数结果是包括死细胞在内的总菌数。为了区别死活细胞，可 采用特殊的染色法染活菌后再在光学显微镜下观察计数。 比例计数法将已知颗粒浓度的液体与待测细胞浓度 的菌液按一定比例均匀混合，然后镜检各自数目，求出未 知菌液中的细胞浓度。 血球计数法计数一定容积中的细胞总数的常用方法， 此法对细胞较大的酵母菌较为适用。 （2）间接法：活菌在液体培养基中生长繁殖使液体浑浊， 在固体培养基表面形成菌落，然后计数活菌的方法。 平板菌落计数法是一种
33、常用的食品中细菌总数的计 数法。将待测样品稀释， 然后取适宜的稀释度样品与固体 培养基混匀， 凝固后培养， 每一个活细胞就形成一个单菌 落，即“菌落形成单位”。然后将计数平板上出现的菌落 数乘以样品的稀释度，即可计算出样品的含菌数。 液体稀释法对未知样品作10 倍系列稀释，选适宜的 3 个连续的稀释液各取3mL，接种到 3 组共 9 支液体培养 基试管中， 每管接入 1mL，培养一定时间后， 记录每个稀 释度出现生长的试管数，然后查MPN 表，根据样品的稀 释倍数可计算出其中的活菌含量。 三十三、单细胞微生物的典型生长曲线 1、定量描述液体培养基中微生物群体生长规律的试验曲线， 称为生长曲线。
34、 2、延滞期 （适应期、缓慢期、调整期） （1）特点： 1 生长的速率常数为零。 2 细胞的体积增大， DNA 含量增多， 为分裂做准备。 3细胞内的 RNA 含量增加， 特别是 rRNA 含量高；合成代谢旺盛，核糖体、酶类的合成 加快，易产生诱导酶。 4 对不良环境（如pH 值、NaCl 溶液 浓度、温度和抗生素等化学物质）敏感。 （2）缩短延迟期的手段： 1 利用对数期菌体作为种子菌； 2 适当扩大接种量。生产上接种量的多少是影响延滞期的一个 重要因素，接种量大，延滞期短；接种量小，则延滞期长。 3 接种前后培养基的成分相差不要太大，即种子培养基尽量 接近发酵培养基。 3、对数期（指数期）
35、 （1）特点： 生长速率常数R 最大 ，因此细胞每分裂一次所 需的时间代时G最短； 细胞进行平衡生长，所以菌体各 部分的成分均匀；酶系活跃、代谢旺盛；细胞群体的形态与 生理特征是一致的；微生物细胞抗不良环境的能力最强。 （2）三个重要参数：繁殖代数（n） 、生长速率R 、代时 G （3）影响对数期增代时间长短的因素： 菌种 ：不同微生物代时差别大，即使是同一种菌种，由于 培养基成分和物理条件（培养温度、pH 值及营养物质的 性质）的不同，其对数期的代时也不同。 营养成分 ：同种微生物， 在营养丰富的培养基中生长，其 代时就短，反之则长。 培养温度 ：温度是影响微生物生长速率的重要物理因素。 在
36、微生物的最适生长温度范围内，代时就短。 （4）指数期细胞的应用：适宜做种子、研究基础代谢的材 料、噬菌体增殖的良好材料、革兰氏染色好时机、诱变育种 的好时机 4、稳定期（最高生长期） （1）特点： 新繁殖的细胞数与衰亡细胞数几乎相等，即是 正生长和负生长达动态平衡，此时生长速度逐渐趋向于零； 细胞开始分化；代时G延长 （2）出现稳定期的原因：营养物质特别是生长限制因子的 耗尽，营养物质的比例失调，例如C/N比值不合适等；酸、 醇、毒素或过氧化氢等有害代谢产物的累计；pH值、氧化还 原势等环境越来越不适宜等。 （3）稳定期细胞的应用：收获菌体、收获与菌体相平行的 代谢产物 （4）延长稳定器的措施
37、：补料、调节温度和pH值、增加通 气及进行搅拌 5、衰亡期 （1）特点：微生物死亡率逐渐增加，以致死亡数大大超过 新生数，群体中活菌数目急剧下降，出现了负生长；细菌衰 老并出现自溶 , 代谢缓慢；变形, 革兰氏染色发生变化 （2）产生衰亡期的主要原因是外界环境对继续生长的微生 物越来越不利，从而引起微生物细胞内的分解代谢大大超过 合成代谢，导致菌体死亡。 6、研究生长曲线的意义: (1) 扩大培养时 , 各级种子选择适宜的菌龄缩短延迟 期, 提高设备利用率 (2) 确定菌体或代谢产物的最佳收获期延长对数期或 稳定期 (3) 进行连续培养的理论依据丝状真菌的生长曲线 三十四、连续培养的方法 1、
38、恒浊法 ：根据培养器内微生物的生长密度，用光电控制 系统（浊度计）来检测培养液的浊度（即菌液浓度），并控 制培养液的流速，从而获得菌体密度高、生长速度恒定的微 生物细胞的连续培养液。在生产实践中，为了获得大量菌体 或与菌体生长相平行的某些代谢产物如乳酸、乙醇时，可以 采用恒浊法。 2、恒化法 ：使流速保持不变，即控制恒定的流速，使微生 物始终在低于最高生长速率条件下进行生长繁殖的一种连 续培养方法，常常通过控制某一种营养物的浓度，使其成为 限制性因子，而其他营养物均为过量，这样，细菌的生长速 率将取决于限制性因子的浓度。主要用于实验室的科学研究 中，特别是用于与生长速率相关的各种理论研究中。
39、三十五、相关术语 1、防腐：是一种抑菌措施。利用一些理化因素使物体内外 的微生物暂时处于不生长繁殖但又未死亡的状态。 2、消毒：指杀死所有病原微生物的措施，可以达到防止传 染病的目的。 3、灭菌：用物理或化学因子，使存在于物体中所有的微生 物永久性地丧失其活力，包括耐热的细菌芽孢。这是一种彻 底的杀菌方法。 4、商业灭菌：是从商品的角度对某些食品进行灭菌的方法， 指食品经过杀菌处理后，按照所规定的微生物检验方法，在 所检的食品中无活的微生物检出，或者仅能检出极少数的非 病原微生物，并且在它们的食品保藏过程中，不能进行生长 繁殖。 三十六、根据突变所带来的表型改变划分突变类型 1、形态突变型：细
40、胞形态结构发生变化或引起菌落形态改 变的那些突变类型。包括影响细胞形态的突变型以及影响细 菌、霉菌、放线菌等的菌落形态以及影响噬菌体的的噬菌斑 的突变型。 2、致死突变型：由于基因突变而造成个体死亡的突变类型， 造成个体生活力下降的突变型称为半致死突变型。 3、条件致死突变型：只是自特定条件下，即限定条件下表 达突变性状或致死效应，而在许可条件下的表型是正常的。 广泛应用的一类是温度敏感突变型。 4、营养缺陷突变型：某种微生物经基因突变而引起微生物 代谢过程中某些酶合成能力丧失的突变型，它们必须在原有 培养基中添加相应的营养成分，它们必须在原有培养基中添 加相应的营养成分才能正常生长繁殖。 5
41、、抗性突变型：指一类能抵抗有害理化因素的突变型，细 胞或个体能在某种抑制生长的因素（如抗生素或代谢活性物 质的结构类似物）存在时继续生长与繁殖。根据其抵抗的对 象分抗药性、抗紫外线、抗噬菌体等突变类型。 6、抗原突变型：细胞成分特别是细胞表面成分如细胞壁、 荚膜、鞭毛的细致变异而引起抗原性变化的突变型。 7、其他突变型：毒力、糖发酵能力、代谢产物的种类和数 量以及对某种药物的依赖性等。 三十七、诱发突变的机制有：碱基对的置换、移码突变、染 色体畸变 三十八、微生物与生物环境间的关系 1、互生：两种可以单独生活的生物，当它们在一起时，通 过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的生活方 式。
42、2、共生：两种生物共居在一起，相互分工合作，相依为命， 甚至达到难分难解、合二为一的极其紧密的一种相互关系。 3、寄生：一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的 体内（包括细胞内） 或体表， 从中夺取营养并进行生长繁殖， 同时使后者受损害甚至被杀死的一种相互关系。 4、拮抗：又称抗生，指由某种生物产生的特定代谢产物可 抑制他种生物的生长发育甚至杀死它们的一种关系。可分为 特异性拮抗和非特异性拮抗两类。 5、捕食：一种大型的生物直接捕捉、吞食另一种小型生物 以满足其营养需要的相互关系。 三十九、简述（叙述）食醋酿造中微生物种类及作用 传统工艺酿醋是利用自然界中的野生菌制曲、发酵，因此涉 及的微
43、生物种类繁多。如霉菌属的根霉、曲霉、毛霉、犁头 霉，酵母属中的汉逊氏酵母、假丝酵母以及芽孢杆菌、乳酸 菌、醋酸菌、产气杆菌等。 1、淀粉液化、糖化微生物：曲霉菌有丰富的淀粉酶、糖化 酶、蛋白酶等酶系，因此常用曲霉菌制糖化曲。糖化曲是水 解淀粉质原料的糖化剂，其主要作用是将制醋原料中的淀粉 水解为糊精；蛋白质水解为肽、氨基酸，有利于下一步酵母 菌的酒精发酵及之后的醋酸发酵。 常见的曲霉菌有：黑曲霉、米曲霉、黄曲霉 2、酒精发酵微生物：在食醋酿造过程中，淀粉质原料经曲 的糖化作用产生葡萄糖，酵母菌则通过其酒精发酵酶系将葡 萄糖转化为酒精和二氧化碳，完成酿醋过程中的酒精发酵阶 段。酵母菌的最适培养温
44、度为2832，最适 pH为 4.55.5 ， 在厌氧条件下发酵葡萄糖生成酒精和二氧化碳。 3、醋酸发酵微生物：醋酸菌是醋酸发酵的主要菌种，用于 酿醋的醋酸菌种大多属于醋酸杆菌属。醋酸菌具有氧化酒精 生成醋酸的能力。 目前国内外在生产上常用的醋酸菌有：恶臭醋酸杆菌、奥尔 兰醋酸杆菌、产醋酸杆菌沪酿1.01 醋酸杆菌、许氏醋酸杆 菌。 四十、液态深层发酵制醋的方法、工艺流程及注意事项 1、方法：空气自吸式罐液体深层发酵制醋是将淀粉质原料 经液化、糖化、酒精发酵后，在空气自吸式发酵罐中完成液 体深层醋酸发酵的新工艺。 2、工艺流程：-淀粉酶、氯化钙、碳酸钠酒母、乳酸菌 碎米浸泡磨浆调浆液化糖化酒精发
45、酵酒醪醋酸发酵醋醪压滤配兑 成品陈醋灭菌 3、注意事项： 四十一、常用的发酵乳制品有：酸奶、乳酸菌饮料、干酪、 酸奶油、马奶酒等 四十二、污染食品的微生物来源有：土壤、空气、水、人及 动物体、加工机械及设备、包装材料、原料及辅料（动物性 原料、植物性原料） 四十三、食品中微生物的消长 食品受到微生物污染后，其中的微生物种类和数量会随 着食品所处环境和食品性质的变化而不断变化。这种变化所 表现的主要特征是食品中微生物出现的数量增多或减少，即 成为食品中微生物的消长。 四十四、食品中细菌总数及其食品卫生学意义 1、食品中细菌的数量，通常是以每克或每毫升食品中或每 平方厘米食品表面积上所含有的细菌个
46、数来表示。我国食品 卫生标准采用的测定食品中细菌数量的方法，是在严格规定 的培养方法和培养条件（样品处理、 培养基种类及其pH 值、 培养温度与时间、计数方法等）下进行的，使得适应这些条 件的每一个活菌细胞能够生成一个肉眼可见的菌落，所生成 的菌落总数即是该食品中的细菌总数。 2、食品中的细菌数量的食品卫生学意义主要有两个方面。 一是可作为食品被微生物污染程度的标志。食品中细菌数量 越多，说明食品被污染的程度越高、越不新鲜、对人体健康 威胁越大。二是可以用来预测食品可存放的期限，食品中细 菌数量越少，食品可存放的时间就越长。 四十五、大肠菌群及其食品卫生学意义 1、大肠菌群主要包括肠杆菌科中埃
47、希氏菌属、柠檬酸细菌 属、克雷伯氏菌属和肠杆菌属。这些细菌均来自于人和温血 动物的肠道，需氧与兼性厌氧。大肠菌群中以埃希氏菌属为 主，埃希氏菌属被俗称为典型大肠杆菌。 2、大肠菌群的食品卫生学意义是作为食品被粪便污染的指 示菌。 四十六、食品发生腐败变质与食品基质的性质、污染微生物 的种类和数量以及食品所处的外界环境条件等因素有关。 四十七、食物中毒 1、概念：食物中毒指食用了被有毒有害物质污染的食品或 食用了含有有毒有害物质的食品后出现的急性、亚急性疾 病。 2、特点：（1）潜伏期短，来势急剧，短时间内可能有多人 同时发病；（2）病人都具有相似的临床表现，多见于急性胃 肠炎症状；（3）发病与
48、食入某种中毒食品有关；（4）发病率 高而且集中，人与人之间不直接传染。一般无传染病流行时 的余波。 3、类型： （1）细菌性食物中毒因摄入含病原菌或其毒素污染的 食品而引起的食物中毒。 根据发病机制可分为感染型（随食物摄入大量活细菌）、 毒素型（随食物摄入细菌所产生的毒素）和混合型细菌性 食物中毒（随食物摄入活细菌及其毒素）。细菌性食物中 毒具有明显的季节性，510 月较多。 其发生的原因及条件是： 1 食品被污染；2 细菌繁殖； 3 食品在食用前未被彻底加热。 引起细菌性食物中毒是主要食品：动物性食品（肉、鱼、 奶、蛋）；植物性食品（剩饭、米糕、面类、发酵食品） 预防原则： 1 加强食品卫生
49、的监督与管理，防止食品在加 工、运输、销售、贮存过程中被污染； 2低温保存食品， 控制细菌繁殖和毒素形成； 3 食品加热充分； 4 加强对食 品加工从业人员的管理和卫生培训，进行就业前体检和定 期体检。 （2）真菌性食物中毒食入被某些真菌及其毒素污染的 食品儿一起的食物中毒。有一定的地区性和季节性。 （3）动物性食物中毒食入动物性有毒食品引起的食物 中毒。有一定的地区性 （4）植物性食物中毒食入植物性有毒食品引起的食物 中毒，季节性、地区性比较明显。 （5）化学性食物中毒摄入化学性有毒食品引起的食物 中毒。 四十八、食品微生物检验的一般检验流程 食品样品（或临床标本）选择性增菌（37,24h）选择 性分离培养（37,1824h ）挑取单个可疑菌落分离纯 培养（ 37， 1824h）常规细菌生化鉴定（37， 23d） / 血清学凝集试验/ 毒素鉴定检验报告 四十九、真菌毒素是产毒真菌在适宜条件下所产