微生物复习要点
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第一章 绪 论 很多微生物可应用在食品制造方面：
（1）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；
（2）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；
（3）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。 一 什么是微生物
微生物是一群形体微小，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。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。 二 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、立克次氏体及支原体 细胞结构 ：｛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 三 微生物的特点
1 . 种类多，数量大，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
四 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、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。 五 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。 （一）、食品微生物学的发展
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。公元前3000－1200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——烟熏肉技术。 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
法国科学家路易－巴斯德（Louis Pasteur,1822-1895）是这一发展的杰出代表。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。柯赫（Rober 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。 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。 （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。
（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。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 。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。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。 ２. 有害微生物的检测与控制方面
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。
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？
第二章 食品中常见的微生物
第一节 食品中常见的细菌 一 有益菌(7个属)
二 腐败菌和病原菌(15属) 第二节 食品中常见的真菌
一 食品中常见的酵母菌(7个属) 二 食品中常见的霉菌(14个属) 第一节 食品中常见的细菌 一、 有益菌
1.乳杆菌属（Lactobacillus）G+无芽孢杆菌，细胞形态多样，长形、细长状、弯曲形及短杆状；耐氧或微好氧菌；单个存在或呈链状排列；最适生长温度在30-40℃；产酸和耐酸能力强，最适pH值5.5-6.2,一般在pH值5或更低情况下能生长。分解糖的能力很强，发酵代谢类型有三种：专性同型乳酸发酵、兼性异型乳酸发酵和专性异型乳酸发酵。
(1) 专性同型乳酸发酵：指能发酵葡萄糖产生85%以上的乳酸，并且不发酵戊糖或葡萄糖酸盐的类群，如德氏乳杆菌、嗜酸乳杆菌、瑞士乳杆菌、香肠乳杆菌等。
(2) 兼性异型乳酸发酵：指能发酵葡萄糖产生85%以上乳酸，并且发酵戊糖或葡萄糖酸盐的类群，如干酪乳杆菌、植物乳杆菌、戊糖乳杆菌、米酒乳杆菌和耐酸乳杆菌等
(3) 专性异型乳酸发酵：指发酵葡萄糖产生等摩尔的乳酸、CO2、乙酸和/乙醇的类群。如发酵乳杆菌、短乳杆菌、高加索奶乳杆菌等。
常见的乳杆菌有: 干酪乳杆菌（L. casei）, 嗜酸乳杆菌（L. acidophilus）,植物乳杆菌（L. plantarum）， 瑞士乳杆菌（L. helveticus）, 发酵乳杆菌（L. fermentum），弯曲乳杆菌（L. curvatus），米酒乳杆菌 (L. sake) 保加利亚乳杆菌（L. bulgaricus）
广泛存在于在牛乳、肉、鱼、果蔬制品及动植物发酵产品中。这些菌通常为食品的有益菌，常用来作为乳酸、干酪、酸乳等乳制品的生产发酵剂。植物乳杆菌常用于泡菜、青贮饲料的发酵。 2. 链球菌属（Streptococcus）
G+球菌，细胞呈球形或卵圆形，细胞成对地链状排列，接触酶阴性，无芽孢，兼性厌氧，化能异样，营养要求复杂，属同型乳酸发酵，生长温度范围25-45℃，最适温度37℃。 常见于人和动物口腔、上呼吸道、肠道等处。多数为有益菌，是生产发酵食品的有用菌种，如嗜热链球菌、乳链球菌、乳脂链球菌等可用于乳制品
的发酵。但有些种是人畜的病原菌，如引起牛乳房炎的无乳链球菌，引起人类咽喉等病的溶血链球菌。有些种又是引起食品腐败变质的细菌，如液化链球菌和粪链球菌（Sc. faccalis）（现归属于肠球菌属）可引起食品变质。
３. 片球菌属（Pediococcus） G+球菌，成对或四联状排列，罕见单个细胞，不形成链状，不运动，不形成芽孢，兼性厌氧，同型发酵产生乳酸，最适生长温度25-40℃。主要存在于发酵的植物材料和腌制蔬菜中，常用于泡菜、香肠等的发酵，也常引起啤酒等酒精饮料的变质。常见的有啤酒片球菌（P. cerevisaae）、乳酸片球菌(P. acidilactici)、戊糖片球菌(P. pentosaceus)、嗜盐片球菌(P. halophilus)等。 ４. 明串珠菌属(Leuconostoc) G+球菌，菌体细胞呈圆形或卯圆形，菌体常排列成链状，不运动，不形成芽孢，兼性厌氧，最适生长温度20-30℃，营养要求复杂，在乳中生长较弱而缓慢，加入可发酵性糖类和酵母汁能促进生长，属异型乳酸发酵。多数为有益菌，常存在于水果、蔬菜、牛乳中。能在含高浓度糖的食品中生长，如噬橙明串珠菌（Leue. citrovorum）和戊糖明串珠菌（Leue. dextranicus）可作为制造乳制品的发酵菌剂。另外，戊糖明串珠菌和肠膜明串珠菌可用于生产右旋糖酐，作为代血浆的主要成分，也可以作为泡菜等发酵菌剂。肠膜明串珠菌（Leuc. mesenteroides）等可利用蔗糖合成大量的荚膜（葡聚糖），可增加酸奶的粘度。 5.双歧杆菌属（Bifidobaterim）G+不规则无芽孢杆菌，呈多形态，如Y字型、V字型、弯曲状、棒状、勺状等，专性厌氧，营养要求苛刻，最适温度37-41℃，最适pH 6.5-7.0,在pH 4.5-5.0或 8.0-8.5不生长。发酵碳水化合物活跃，发酵产物主要是 和乳酸，不产生CO2。主要存在于人和各种动物的肠道内。目前报道的已有32个种，其中常见的是长双歧杆菌、短双歧杆菌、两歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌及青春双歧杆菌。双歧杆菌是1899年法国巴斯德研究所Tisster发现并首先从健康母乳喂养的婴儿粪便中分离出来。双歧杆菌具有多种生理功能，目前已风行于保健饮品市场，许多发酵乳制品及一些保健饮料中常常加入双歧杆菌以提高保健效果
６.丙酸杆菌属（Propionibacterium）G+不规则无芽孢杆菌，有分支，有时呈球状，兼性厌氧。能使葡萄糖发酵产生丙酸、乙酸和气体。最适生长温度30-37℃。主要存在于乳酪、乳制品和人的皮肤上，参与乳酪成熟，常使乳酪产生特殊香味和气孔。
7. 醋酸杆菌属（Acetobacter）G-需氧杆菌，幼龄菌为G-杆菌，老龄菌G染色后常为G+，单个、成对或链状排列，无芽孢，有鞭毛，为专性需氧菌。最适温度30-35℃，生长的最好碳源是乙醇、甘油和乳酸。有些菌株能合成纤维素，在静置液体培养基中生长时，表面形成一层纤维素薄膜。主要分布在花、果实、葡萄酒、啤酒、苹果汁、醋和园土等环境。该属菌有较强的氧化能力，能将乙醇氧化为醋酸，并可将醋酸和乳酸氧化成CO2和水，对食醋的生产和醋酸工业有利，是食醋、葡萄糖酸和维生素C的重要工业菌。但若酒类中污染了此菌，则对酒类、饮料有害。常常危害水果、蔬菜，使酒、果汁变酸。如纹膜醋酸杆菌可以使葡萄酒、果汁变酸；胶膜醋酸杆菌和氧化醋酸杆菌可形成粘性物质，使醋生产受到妨碍。 二、 腐败菌及病原菌
1. 假单胞菌属（Pseudomonas）G-需氧杆菌，直或稍弯曲杆状。无芽孢、端生鞭毛、能运动，过氧化氢酶和氧化酶阳性，产能代谢方式为呼吸。营养要求简单，多数菌种在不含维生素、氨基酸的合成培养基中良好生长。在自然界分布极为广泛，常见于水、土壤和各种动植物体中。假单胞菌能利用碳水化合物作为能源，只能利用少数几种糖，能利用简单的含氮化合物。一般被认为是食品的腐败菌。 ⑴ 多数菌株具有强力分解脂肪和蛋白质的能力。它们污染食品后，若环境条件适合，可在食品表面迅速生长，一般能产生水溶性荧光色素，产生氧化产物和粘液，从而影响食品的风味、气味，引起食品的腐败变质。 ⑵ 本属菌在低温条件下也能很好地生长。一些种能在5℃低温下良好生长，为嗜冷菌。但对热、干燥抵抗力差，对辐照敏感。所以也可引起冷藏食品的腐败变质，如冷冻肉和熟肉制品的腐败变质，常常是由于该类菌的污染。该属主要包括有：
荧光假单孢菌适宜生长温度为25-30℃，4℃能生长繁殖，能产生荧光色素和黏液，分解蛋白质和脂肪的能力强，常常引起冷藏肉类、乳及乳制品变质；铜绿假单孢菌可产生扩散的荧光色素和绿脓菌素。该菌引起人尿道感染和乳房炎等；生黑色腐败假单孢菌，能在动物性食品上产生黑色素；菠萝软腐病假单孢菌，可使菠萝
果实腐烂，被侵害的组织变黑并桔萎；恶臭假单孢菌能产生扩散的荧光色素，有的菌株产生细菌素。与食品腐败有关的菌种还有，草莓假单孢菌、类黄、类蓝假单孢菌、腐臭假单孢菌、生孔假单孢菌、黏假单孢菌等。 2. 产碱杆菌属（Alcaligenes）G-需氧杆菌。杆状、球杆状或球状，通常单个存在，周身鞭毛，专性好氧。代谢方式为呼吸，氧化酶阳性。能产生黄色、棕黄色或黄色的色素。有些菌株能在硝酸盐或亚硝酸盐存在时进行厌氧呼吸。适宜温度20-37℃，为嗜冷菌。不能分解糖类产酸，但能利用各种有机酸和氨基酸为碳源，在培养基中生长能利用几种有机盐和酰胺产生碱性化合物。在自然界分布极广，存在于原料乳、水、土壤、饲料和人畜的肠道内，是引起乳品和其它动物性食品产生粘性变质的主要菌，但不分解酪蛋白。
３. 黄色杆菌属（Flavobacterium）G-杆菌，好氧菌，极生鞭毛，能运动。可利用植物中的糖类产生脂溶性的黄、橙、黄绿色色素而著称。大多数来源于水和土壤，适于30℃生长，一部分是嗜冷菌，为重要的冷藏食品变质菌。该属菌还具有以下特点：
⑴ 可低温生长，在4℃低温下使乳与乳制品变黏和产酸。
⑵ 可产生对热稳定的胞外酶，分解蛋白质能力强，常引起多种食品，如乳、禽、鱼、蛋等腐败变质。
４.无色杆菌属（Achromobacter）G-杆菌，能运动，常分布于水和土壤中，多数能分解糖和其它物质，产酸不产气，是肉类产品的腐败菌，如能使禽、肉和海产品等食品变质发粘。
５.盐杆菌属（Halobacterium）G-需氧杆菌，对高渗均具有很强的耐受力，可在高盐环境中（3.5%至饱和溶液中）生长。低盐可使细菌由杆状变为球状。该属菌可在咸肉和盐渍食品上生长，引起食品变质。
６.埃希氏杆菌属（Escherichia）该属包括5个种，其中大肠埃希氏杆菌（简称大肠杆菌）是代表种。该属为G-杆菌，单个存在，周身鞭毛，无芽孢，少数菌有荚膜，属于兼性厌氧菌。对营养要求不严，在普通营养琼脂上形成扁平、光滑湿润、灰白色、半透明、圆形、中等大小的菌落。在伊红美蓝（EMB）培养基上成紫色具金属光泽菌落。发酵乳糖产酸产气，能在含胆盐培养基上生长。最适温度37℃，能适应生长的pH 4.3-9.5，最适pH 7.2-7.4。不耐热，巴氏杀菌可杀死。自然条件下耐干燥，存活力强。但对寒冷抵抗力弱，特别在冰冻食品中易死亡。该属包括5个种，其中大肠埃希氏杆菌（简称大肠杆菌）是代表种。该属为G-杆菌，单个存在，周身鞭毛，无芽孢，少数菌有荚膜，属于兼性厌氧菌。对营养要求不严，在普通营养琼脂上形成扁平、光滑湿润、灰白色、半透明、圆形、中等大小的菌落。在伊红美蓝（EMB）培养基上成紫色具金属光泽菌落。发酵乳糖产酸产气，能在含胆盐培养基上生长。最适温度37℃，能适应生长的pH 4.3-9.5，最适pH 7.2-7.4。不耐热，巴氏杀菌可杀死。自然条件下耐干燥，存活力强。但对寒冷抵抗力弱，特别在冰冻食品中易死亡。值得注意的是，大肠杆菌是人和动物肠道正常菌群之一，多数在肠道内无致病性，极少数可产生肠毒素、肠细胞出血毒素等致病因子，可引起食物中毒。此外，该菌多数有组氨酸脱羧酶，在食品中生长可产生组胺，引起过敏性食物中毒。大肠杆菌也是食品中常见的腐败菌，在食品中生长产生特殊的粪臭素。大肠杆菌作为大肠菌群的主要成员，是食品和饮用水被粪便污染的指示菌之一。
７.肠杆菌属（Enterobacter）-无芽孢短直杆菌，周身鞭毛。兼性厌氧，发酵葡萄糖或乳糖产气能力强。主要存在于植物、谷物表面、水及食品中。是大肠菌群成员（大肠菌群包括肠杆菌属、柠檬酸杆菌属、克雷伯氏菌属），作为粪便污染菌。该属菌有的是条件致病菌，可从尿液、痰、呼吸道等分离到，常引起人肠道感染。有一部分低温菌株可引起冷藏食品的腐败。常见的有产气肠杆菌（E. aerogenes）、阴沟肠杆菌（E. cloacae）等。
８.沙门氏菌属（Salmonella）G-无芽孢两端钝圆的短杆菌，菌体周生鞭毛，无荚膜，兼性厌氧，最适生长温度35-37℃，最适pH 7.2-7.4。该属菌能发酵葡萄糖产酸产气，不分解乳糖，产生H2S。根据其生化性状差别，可分为1-5个。根据细胞表面抗原和鞭毛抗原的不同，分为2000多个血清型。不同血清型的致病力及侵染对象不尽相同，有些对人致病，有些对动物致病，也有些对人和动物都致病。 该属菌广泛分布在土壤、水、污水、动物体表、加工设备、饲料、食品等中，为人类重要的肠道病原菌，常污染鱼、肉、禽、蛋、乳等食品，特别是肉类。能引起肠道传染病和食物中毒。
９.志贺氏菌属（Shigella） G-短直短杆状，无鞭毛、无芽孢，兼性厌氧菌。菌落中等大小、半透明、光滑。多数不分解乳糖。根据生化和血清型学反应分为4个血清群，其中痢疾志贺氏菌（S. dysenteriae）污染食品经口进入人体后可导致典型的细菌性痢疾。