江汉湖第三版食品微生物学01第一章绪论.ppt
2023/10/15,1,食品微生物学,授课教师 周辉 侯爱香 school teacher Hui-Zhou Aixiang Hou,(Food microbiology),2023/10/15,2,授课内容,一、课程简介二、参考文献三、第一章 绪论1、微生物的概念、分类地位、特点2、微生物学的研究对象、分科；3、微生物学的发展简史及重要创始人；4、食品微生物及其未来,2023/10/15,3,食品微生物学是食品科学与工程专业的主干专业基础课程之一，是这些专业中联系基础课程与专业课程的纽带，而食品微生物本身又有其自身的特殊性，它是实践性很强的学科，它可能推动生物学科更快发展。又可以很自然有机地融合到各后续专业课中 如“食品微生物学实用技术”和“食品卫生微生物学检验”,一、课程简介,2023/10/15,4,绪论（introduction）微生物的形态、结构与分类（microbial classification、structure、cytology of microbiology）微生物的营养及生长(microbial alimentation and growth)微生物的代谢(microbial metabolize)微生物的遗传变异与菌种的选育和保藏(microbial heredity variation with selection and preservation of strain)微生物的生态与生态工程(microbial zoology and ecological engineering)微生物与发酵食品(microbe and fermentedfoodstuff)微生物与食品的腐败变质及保藏(microbe corruption,metamorphose and preservation)微生物与 食品安全性（microbe and foodstuff security）微生物资源的开发与利用（Microbial resources exploitation and utilization）,一、课程简介(Mastly Content),2023/10/15,5,二、主要参考书(basic reference book)教材：食品微生物学“十一五规划教材”江汉湖董明盛主编 第三版 2010食品微生物学(面向21世纪课程教材)江汉湖主编 中国农业出版社 2002现代微生物学 刘志恒主编 科学出版社 2002微生物学 周德庆主编 高教出版社微生物学(国外优秀生命科学教材译丛中文版)沈萍彭珍荣主译(美)Lansing M.Prescott JohnP.Harley Donald A.Klein 高等教育出版社 2003微生物学 天津轻院等合编 轻工业出版 1987生物化学 第三版 沈同 高教出版社 2002Microbiology J.Nicklin etc.科学出版社影印本 1999.现代微生物学实验技术及应用 严杰 人民卫生出版社 1997 菌种保藏手册 中国科学院微生物所 科学出版社 1980微生物学 俞大铟、陈华葵编 高等农业出版社 1985微生物学实验指导 钱存柔 科学出版社 1979微生物遗传学 盛祖嘉 科学出版社 1991,2023/10/15,6,三、第 一 章 绪 论,Chapter 1:Introduction,主要内容1、微生物的概念、分类地位、特点2、微生物学的研究对象、分科；3、微生物学的发展简史及重要创始人；4、食品微生物及其未来,2023/10/15,7,1、1概念:所有形体极微小，单细胞或多细胞，细胞结构简单或没有细胞结构的低等生物的通称。包括无细胞结构不能单独生活的病毒、亚病毒，原核细胞结构的真细菌、古细菌和有真核细胞结构的真菌（酵母、霉菌、蕈菌），有的也把藻类、原生动物包括在其中。,1、微生物的概念、分类地位、特点,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。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显微镜才能看清其外形的一类微小生物的统称,2023/10/15,8,1、2微生物的分类地位(microbial systematic status)1）Whittaker（魏特克）的五界系统 19692）Whittaker与王大耜的六界系统 19773）Whittaker与Margulis的三原界 1978,2023/10/15,9,原核生物界,古细菌,真细菌,原生生物界,粘细菌,原生动物,真菌界,植物界,动物界,藻类,吸收式营养,1）1969 Whittacker 五界系统,光合营养,摄取式营养,2023/10/15,10,2）六界系统,生物,微 生 物,2023/10/15,11,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,2023/10/15,12,3）原界系统 Urkingdom,2023/10/15,13,1、3微生物的特点(Microbial characteristic)1）个体微小，比表面积大;2）繁殖快，（个体）长不大;3）种类繁多，分布广泛;4）适应性强，易变异;5）观察和研究手段特殊.,2023/10/15,14,2、1微生物学（Microbiology）概念：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。一般定义为研究微生物生命活动规律的科学，并应用于工业（发酵）、环保、医学、食品和生物工程等领域,2、微生物学的研究对象、分科,2023/10/15,15,2、2主要分支(Mostly offset)基础微生物学：真菌学，细菌学，病毒学，微生物生理 学，微生物生态学，微生物遗传学等；应用微生物学：工业微生物学，农业微生物学，医学微生物学，食品微生物学，环境微生物学，预防微生物学等。食品微生物学是应用微生物学的一个学科分支，除研究微生物基本规律，并注重应用于食品领域，其根本任务在于发掘、利用有益微生物，控制消除或改造有害微生物。,2、微生物学的研究对象、分科,2023/10/15,16,2、3微生物的重要性(Microbial Essentiality),1）环境：参与生物地球化学循环；降解有毒物质。2）医学：抗生素；辅酶、辅酶等药品；疫苗。3）食品：酿酒、醋、制酱等调味品、面包、奶酪。4）工业：酶制剂、有机酸及其他代谢产物。5）农业：杀虫菌(BT、白僵菌、油桐尺蠖核型多角体病毒)。6）生物工程等研究:基因克隆入微生物细胞，使大量繁殖。如干扰素、胰岛素、超级细菌。利用易生长和易纯化的特点进行生化和遗传研究。,2023/10/15,17,2、4微生物的有害部分(microbial hazards),人畜疾病(human and animal disease)食品腐败(food corruption)植物病害(plant disease)多种物质霉变(multi-substance milden and rot),2023/10/15,18,3、微生物学的发展,Section 3 Microbiology progress,2023/10/15,19,3、1古代劳动人民对微生物的认识和利用 酒：4000年前 龙山文化时期 谷物酿酒 3000年前 殷商时期 利用酒曲 2500年前 酸浆调节发酵，加热杀菌，制作红曲 农：春秋战国 沤制粪肥 前100年 汜胜之书 瓜豆间作 一世纪 齐民要术 豆谷间作 医：前一世纪 华佗 割腐肉疗伤 二世纪 消灭疯狗防狂犬病、张仲景伤寒论 宋真宗时期：种人痘,2023/10/15,20,3、2微生物的发展阶段,1）形态学时期2）生理时期3）现代微生物学的发展 分子生物学时期,2023/10/15,21,1）形态学时期,17世纪末：Robert Hook：,观察软木塞切片、霉菌,Antong Van Leeuwenhock：,最大放大266倍的显微镜,1676年观察了细菌，称为微动体.,2023/10/15,22,2023/10/15,23,2）生理学时期：19世纪末,200年未有大突破的原因：显微镜技术和微生物研究基本技术的局限。,19世纪2个问题的争论促进了微生物学的发展：,微生物能否自发产生?,传染病的本质是什么?,2023/10/15,24,微生物生理学的杰出奠基人：,法国 Leuis Paster（1822-1895）,主要贡献：,A.否定“自生说”,B.发明巴斯德消毒法,证明酒变酸由微生物引起，从而发明的一种加热杀菌技术。,随后丁道尔（英）发明了间隙灭菌法。,C.证明酒、醋变酸分别由不同的微生物引起,D.发明了预防接种技术,2023/10/15,25,2023/10/15,26,Robert Koch（1843-1910）,主要贡献：,A.建立一整套微生物方法学：,分离、培养、接种染色、显微摄像,B.分离培养出炭疽杆菌、霍乱弧菌、结核杆菌等病原菌提出疾病的病原说,创立了柯赫法则。,为病原菌的相继发现指出了正确的思路。,2023/10/15,27,其他,1865，Lister：无菌外科手术。,梅契尼科夫：白细胞的吞噬作用。,维诺格拉夫斯基：发现微生的自养生活,1897，Bucher 无细胞存在的酵母菌压榨汁发酵酒精,1909，Ehrilich 化学药物抑菌。发现治疗梅毒的606,1922，Fleming 青霉素,2023/10/15,28,3）现代微生物学的发展分子生物学时期,从 Koch和Pasteur时代到20世纪70年代，微生物学走过了漫长的年代，今天微生物学已经成为生命科学中最复杂的学科之一，它对整个生物科学的研究和发展影响最大。从诺贝尔生理和医学奖获得者有一半以上与微生物学有关。,2023/10/15,29,1928，Griffith:细菌的转化现象,1944，Avery:对转化现象研究，证实DNA是遗传的物质基础,1953，Watson和Crick:DNA双螺旋结构模型,Watson和Crick:DNA的半保留复制,1956，Kornberg:从E.coli提取液中发现DNA聚合酶I,2023/10/15,30,2023/10/15,31,2023/10/15,32,4、食品微生物与未来,Food Microbe and future,4、1我国食品微生物学的应用发展 4、2食品微生物学的前景,2023/10/15,33,4、1 我国食品微生物学的应用发展 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介绍,2023/10/15,34,4、1 我国食品微生物学的应用发展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。,2023/10/15,35,1）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。,2023/10/15,36,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；我国名酒贵州兼香型的董酒等。,2023/10/15,37,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。,2023/10/15,38,（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。,2023/10/15,39,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。,2023/10/15,40,）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。,2023/10/15,41,）有害微生物的检测与控制方面 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。,2023/10/15,42,4、2 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。,2023/10/15,43,4、2 食品微生物学的前景 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。,2023/10/15,44,4、2 食品微生物学的前景1）微生物基因组和后基因研究将全面展开，推动食品微生物学发展2）微生物生态学研究更加重视和深入3）强化和继续深入食品安全性研究,2023/10/15,45,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？,2023/10/15,46,课外延伸,1、PCR技术（p9）合酶链式反应简称PCR（英文全称：Polymerase Chain Reaction），聚合酶链式反应，其英文Polymease Chain Reaction(PCR)是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法,由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期,循环进行,使目的DNA得以迅速扩增,具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究,还可用于疾病病的诊断或任何有DNA,RNA的地方聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，简称PCR）又称无细胞分子克隆或特异性DNA序列体外引物定向酶促扩增技术。2、HACCP体系,2023/10/15,47,谢谢大家！欢迎讨论！THANK YOU,
