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《食品微生物学》课程笔记

第一章绪论

一、微生物的定义与特点

1.微生物的概念

微生物是一类存在于自然界中的微小生物体，它们个体微小，通常需要借助显微镜才能观察到。微生物包括细菌、真菌、病毒、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体等多种类型，它们在生物界的分类中占有重要地位。

2.微生物的特点

（1）体积小：微生物的个体大小一般在0.2-10微米之间，有的甚至更小，如某些病毒直径仅为20-300纳米。

（2）种类繁多：目前已发现的微生物种类超过10万种，且新的种类仍在不断被发现。微生物的多样性是生物界的一个重要特征。

（3）繁殖速度快：微生物具有极高的繁殖速度，例如细菌在适宜条件下每20-30分钟就能繁殖一次。

（4）适应能力强：微生物能在极端环境中生存，如高温、低温、高盐、低氧、酸性、碱性等条件。

（5）变异性强：微生物容易发生基因突变，这种变异性是微生物进化和适应环境的基础。

（6）分布广泛：微生物几乎无处不在，它们存在于土壤、水体、空气、人体内外以及各种生物体上。

二、微生物学发展史与展望

1.微生物学发展史

（1）初创阶段（17世纪-19世纪）：1676年，列文虎克首次观察到微生物；1864年，巴斯德通过鹅颈瓶实验证明微生物不是自然发生的，而是由已存在的微生物繁殖而来。

（2）奠基阶段（19世纪末-20世纪初）：科赫提出了细菌学的基本原则，埃弗里等人发现了抗生素，并建立了微生物培养和分离的技术。

（3）发展阶段（20世纪中叶至今）：分子生物学技术的应用使微生物学进入了一个新的时代，遗传工程、基因组学等领域的进展为微生物学的研究提供了强大的工具。

2.微生物学展望

（1）微生物资源的开发与利用：继续探索未知的微生物资源，特别是在极端环境中发现的微生物，它们可能具有独特的生理功能和代谢途径。

（2）微生物功能基因组学：通过基因组测序和功能分析，深入研究微生物的生理特性、代谢途径和调控机制。

（3）微生物与环境：研究微生物在生态系统中的作用，特别是在全球气候变化和环境污染治理中的应用。

（4）微生物与人类健康：开发新型疫苗、抗生素和生物治疗剂，以及研究微生物与人类疾病的关系。

三、微生物的分类地位与命名

1.微生物的分类体系

微生物的分类体系基于生物的形态、生理、生态和分子特征。目前，微生物被分为以下几个界：

-原核生物界：包括细菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体等。

-真核生物界：包括真菌、原生动物等。

-非细胞型生物界：包括病毒、类病毒、朊病毒等。

2.微生物的命名规则

微生物的命名遵循国际命名法规（ICBN），采用拉丁文命名，命名顺序为：属名、种加词、种名。例如，Escherichiacoli（大肠埃希菌）。

四、微生物与食品

1.微生物在食品中的作用

（1）发酵作用：微生物在食品发酵过程中产生酸、醇、酮等物质，改善食品风味，如酸奶、面包、啤酒等。

（2）腐败作用：微生物在食品中繁殖，导致食品变质，产生异味、毒性物质等，影响食品的安全性。

（3）营养作用：微生物能合成维生素、氨基酸等营养物质，如某些真菌能合成维生素B群。

2.微生物对食品质量的影响

微生物在食品生产、加工、储存、运输等环节中，对食品质量产生重要影响。通过以下措施可以控制微生物的生长繁殖，保证食品的安全与美味：

-严格的卫生操作规程

-适当的温度和湿度控制

-防腐剂和杀菌剂的使用

-无菌包装技术

第二章食品微生物学实验技术

一、微生物研究的基本技术

1.显微镜技术

显微镜是研究微生物不可或缺的工具，它帮助我们观察微生物的形态和结构。

（1）光学显微镜

-工作原理：利用可见光照射样本，通过物镜和目镜的放大作用，使微生物样本成像。

-操作步骤：制备样本涂片，进行适当的染色（如革兰氏染色、印度墨水染色、美蓝染色等），放置在载玻片上，用显微镜观察。

-注意事项：保持显微镜的清洁，正确使用油镜，避免损坏镜头。

（2）电子显微镜

-类型：透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）。

-工作原理：TEM通过电子束穿透样本，SEM通过电子束扫描样本表面。

-特点：分辨率高，能观察到细胞的超微结构。

-操作步骤：样本固定、脱水、包埋、切片、染色，然后在电子显微镜下观察。

2.纯化与培养技术

纯化与培养技术是微生物学实验的基础，用于获得单一菌种。

（1）采样：根据研究需要，从不同的环境（如土壤、水体、食品等）采集微生物样本。

（2）稀释：将样本进行系列稀释，以便于后续的分离和纯化。

（3）涂布与划线：

-涂布法：将稀释后的样本均匀涂布在固体培养基表面。

-划线法：使用接种环在培养基表面进行划线，通过稀释分离出单个菌落。

（4）培养：将接种后的培养基放在适宜的温度、湿度和氧气条件下培养，以促进微生物的生