食品微生物专业培训

1、食品微生物检验 微生物基础微生物基础 微生物概论 一、什么是微生物 一些肉眼看不见的微小生物的总称。包括 属于原核类的细菌、放线菌、支原体、立克 次氏体、衣原体和蓝细菌（过去称蓝藻或蓝 绿藻），属于真核类的真菌（酵母菌和霉 菌）、原生动物和显微藻类，以及属于非细 胞类的病毒、类病毒和朊病毒等。 二、微生物学的发展： 微生物的类群和形态结构微生物的类群和形态结构 微生物种类繁多，人们研究得最多、也较深入的主要有细菌、放线菌、蓝细菌、 枝原体、立克次氏体、古菌、真菌、显微藻类、原生动物、病毒、类病毒和朊病 毒等。现择要介绍如下： 细菌 细菌是一类细胞细而短（细胞直径约0.5m,0.5-5m）、结构

2、简单、细胞壁坚韧以二 等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物，分布广泛。 一、细菌的形态： 细菌的形态分： 球菌coccus：包括双球菌Diplococcus、链球菌Streptococcus、四联球菌Tetracoccus、 八叠球菌Sarcina、葡萄球菌Staphylococcus 杆菌bacillus或bacterium 螺旋菌spiral form bacteria。 细菌细菌 二、细菌的结构： 细菌的基本结构包括：细胞壁cell wall、 胞浆膜、间体、细胞浆、核糖体、核 质。 革兰氏阳性菌（G+）的细胞壁， 其化学组成主要是肽聚糖和磷壁酸等 革兰氏阴性菌（G-）细胞壁最外面是

3、脂多糖LPS，即内毒素。 细菌的附属结构包括：质粒plasmid、 荚膜capsule、鞭毛flagellum、菌毛pillus 和芽胞。 三、细菌的繁殖： 二分分裂繁殖是细菌最普遍、最 主要的繁殖方式。在分裂前先延 长菌体，染色体复制为二，然后 垂直于长轴分裂，细胞赤道附近 的细胞质膜凹陷生长，直至形成 横隔膜，同时形成横隔壁，这样 便产生两个子细胞。 杆菌二分裂过程模式图细菌细胞分裂的电镜超薄切片图 四、细菌的菌落： 单个或少数细菌细胞生长繁殖后，会形成以母细胞为中心的一堆肉眼 可见、有一定形态构造的子细胞集团，这就是菌落。细菌菌落常表现 为湿润、粘稠、光滑、较透明、易挑取、质地均匀以及菌

4、落正反面或 边缘与中央部位颜色一致等。细菌的菌落特征因种而异。 可作为鉴定 细菌种的依据。 粘质沙雷氏菌的菌落特征 微生物的营养： 微生物生长繁殖所需的营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐和生长 因子等。 水：水是各种生物细胞必需的。水是良好的溶剂，微生物的新陈代谢过 程中的一切生化反应都离不开水的作用。 碳源：碳源是合成菌体成分的原料，也是微生物获取能量的主要来源。 分为有机碳源和无机碳源两大类. 氮源：氮源主要是供给合成菌体结构的原料，很少作为能源利用。 无机盐类：无机盐主要可为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素。 主要有P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe等，其主要功能为构成菌体成分；调

5、 节渗透压；作为某些酶的成分，并能激活酶的活性等 生长因子：有些微生物虽然供给它适合的碳源氮源和无机盐类，仍不能 生长，还要供给一定量的所谓“生长因子”。其种类很多，主要是B族维 生素的化合物等。生长因子可以从酵母浸出液、血液或血清中获得。 微生物的营养类型 根据微生物对碳源的要求不同，可将其分为自养菌和异养菌两大营养类型。 凡能利用无机碳合成菌体内有机碳化物的，叫自养菌；不能利用无机碳而需要有 机碳才能合成菌体内有机碳化物的，为异养菌。 根据其生命活动所需能量的来源不同，可分为光能营养菌和化能营养菌。前者是 从光线中获得能量，后者则从化学物质氧化中取得能量。 微生物的营养类型 营养类型 主要

6、（或唯一）碳源 能源 代表菌 光能自养型 二氧化碳 光能 蓝细菌 光能异养型 有机物 光能 红螺细菌 化能自养型 二氧化碳 无机物 硫杆菌 化能异养型 有机物 有机物 大肠杆菌 微生物的代谢 微生物在生长发育和繁殖过程中，需要不断地从外界环境中摄取营养物质， 在体内经过一系列的生化反应，转变成能量和构成细胞的物质，并排出不需要的 产物。这一系列的生化过程称为新陈代谢。 代谢作用是生物体维持生命活动过程中的一切生化反应的总称。它是生命活 动的最基 本特征。代谢作用包括分解代谢(异化作用)和合成代谢(同化作用)。 （一）微生物的能量代谢：能量代谢是新陈代谢中的核心问题 生物只能利用光能或化学能，而

7、光能也必须在一定的生物体（光合生物）内转化 成化学能后，才能被生物利用。其中的能量载体主要是ATP。组成细胞的物质主要 是蛋白质、核酸、类脂和多糖，合成这些物质都需要ATP。 （二）微生物的物质代谢：可分为两大类，即分解代谢和合成代谢 。 微生物的生长繁殖 生长就是有机体的细胞组分 与结构在量方面的增加。 单细胞微生物如细菌，细胞增长到 一定程度时二分裂引起个体数目 增加，称为繁殖。在一般情况下， 当环境条件适合，生长与繁殖始 终是交替进行的。从生长到繁殖 是一个由量变到质变的过程，这 个过程就是发育。（附图是大肠 杆菌 E.coli.的分裂繁殖.） 细菌纯培养的群体生长规律 将少量单细胞纯培

8、养接种到一恒定容 积的新鲜液体培养基中，在适宜的条 件下培养，定时取样测定其细菌含量， 可以看到以下现象：开始有一短暂时 间，细菌数量并不增加，随之细菌数 目增加很快，既而细菌数又趋稳定， 最后逐渐下降。如果以培养时间为横 坐标，以细菌数目的对数或生长速度 为纵坐标作图，可以得到一条曲线， 称为繁殖曲线，通常又称为生长曲线。 生长曲线代表了细菌在新的适宜的环 境中生长繁殖直至衰老死亡全过程的 动态变化。根据细菌生长繁殖速率的 不同，可将生长曲线大致分为延迟期、 对数期、稳定期和衰亡期四个阶段。 (1)延迟期：细菌接种新鲜培养基后，对新的环境有一个短暂的适应过程， 在此期间生长繁殖均较慢，不能适

9、应者可因转种死亡。此期间细菌细胞 的特点是分裂迟缓、代谢活跃。延迟期的长短与菌种、种龄、接种量和 培养基成分有关。 (2)对数期：这一阶段突出特点是细菌数以几何级数增加，代时稳定，菌 液混浊度的增加均呈正相关性。此期间细菌形态、染色、生物活性很典 型，对外界环境因素的作用十分敏感 (3)稳定期：处于稳定期的微生物，新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几 乎相等，整个培养物中二者处于动态平衡，此时生长速度又逐渐趋向零。 (4)衰亡期：稳定期后如再继续培养，细菌死亡率逐渐增加，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”，此阶 段叫衰亡期。 细菌生长的典型曲线 .延迟期， .对数

10、期， .稳定期， .衰亡期 微生物的生态微生物的生态 1.微生物在土壤中的分布： 土壤具有微生物生命活动所必需的一切营养物质和适宜的生活条件. 分布如下几类： 细菌：占土壤微生物总数的70 % -90%，多数为腐生菌，少数是自养菌。 放线菌：占土壤中微生物含量的5 % -30%，是一类异好氧菌。 霉菌：主要生活在靠近地面的土壤中，在通气良好的土壤中，霉菌数量很 多。 酵母菌：普通作土中酵母菌含量很少。 2.微生物在水中的分布 水中存在的微生物90%为革兰氏阴性菌，主要有弧菌、假单胞菌、黄杆菌等。 鞘细菌及有柄附生细菌也常见于水体中。 微生物在水体中表现为水平分布和 垂直分布的规律。此外，相同水

11、域的不同浓度微生物的含量及分布也不同。 3.微生物在空气中的分布: 空气本身缺乏微生物生活所必需的营养物，日光对微生物具有很强的杀菌作用， 还较干燥，因此空气不是微生物生活的良好环境。 空气中微生物的分布呈不同的分布规律。存在较多的、存活时间较长的是各种 真菌、放线菌的孢子及细菌芽胞，微生物的数目决定于尘埃的总量。 微生物检验室 微生物检验室一般由三部分组成：准备室、无菌室。 准备室：如一般室验室条件，面积大，有洗涤设 备和干燥设备，主要设 备如下，天平、电炉、培养箱、水浴锅、高压灭菌锅、振荡器、冰箱烘 箱、离心机、均质器、显微镜等。 无菌室包括缓冲间和工作间两大部分。其面积不宜过大，以适宜操

12、作为 准，两者比例：1：2为宜。工作间内设有工作台、紫个灯、空气过滤装 置通风装置；较理想的应有空调设备、空气净化装置。 无菌室要求：密封、清洁、干燥，室内设备简单；定期用化学消毒剂消 毒：方法有熏蒸消毒(甲醛熏蒸、氧化熏蒸) 无菌程度 测定：平板法 消毒与灭菌技术 一、灭菌消毒与的概念 灭菌：杀死物体中或物体上所有微生物(包括 病原微生物和非病原微生物)的繁殖体和芽胞的 过程。 消毒 ：用物理、化学的或生物学的方法杀死 病原微生物的过程。 无菌：不含活的微生物。防止微生物进入机 体或物体的方法叫无菌技术或无菌操作。 消毒与灭菌技术 一、物理方法 1、温度 原理：高温可使微生物细胞内的蛋白质

13、和酶类发生变性而失活，从而起灭菌作 用，低温通常起抑菌作用。 ）干热灭菌法: a.灼烧灭菌法：利用火焰直接把微生物烧死。 适合于接种针、环、试管口的灭菌。 b.干热空气灭菌法：把待灭菌的物品均匀地 放入烘箱中，升温至160C，恒温2小时。 此法适用于玻璃皿、金属用具等的灭菌。 消毒与灭菌技术 干热灭菌步骤： 灭菌前准备 干燥箱灭菌 消毒与灭菌技术 ）湿热灭菌法: 湿热灭菌的效果比干热灭菌好。 原因a:细胞内蛋白质含水量高，容易变 性。 原因b:高温水蒸汽对蛋白质有高度的穿 透力，从而加速蛋白质变性而迅速死亡。 消毒与灭菌技术 二、湿热灭菌 分类：巴氏消毒法、煮沸消毒法、流 通蒸汽消毒法及高压灭

14、菌法。 1.巴氏消毒法：有些食物会因高温破 坏营养成分或影响质量，较低的温度来 杀死其中的病原微生物，既保持食物的 营养和风味，又进行了消毒。 消毒与灭菌技术 典型温度时间组合两种： （一）61.1 62.8 ，30min （二）72 ，15-30S 消毒与灭菌技术 2.煮沸消毒法： 直接将要消毒的物品放入清水中，煮 沸15分钟，即可杀死细菌的全部营养和 部分芽孢。 消毒与灭菌技术 3.间歇灭菌法： 将待灭菌的物品加热至100C， 1530分钟，杀死其中的营养体。然后冷 却，放入37C恒温箱中过夜，让残留的 芽孢萌发成营养体。第2天再重复上述步 骤，三次左右，就可达到灭菌的目的。 此法不需加压

15、灭菌锅，适于推广，但操 作麻烦，所需时间长。 消毒与灭菌技术 4.高压蒸汽灭菌法 高压蒸汽灭菌是基于水的沸点随蒸汽 压力的升高而升高的原理设计的。 蒸汽压达到1.055公斤/厘米2时，加压蒸 汽灭菌锅内的温度可达到121C。经15- 20min,可杀死锅内物品上各种微生物包 括芽胞。 消毒与灭菌技术 5.紫外线杀菌法 紫外线波长：200-300nm具有杀菌作用。 253.7最强。 原理：可能是在DNA中引起胸腺嘧啶双 聚体形成，从而干扰DNA复制，导致细菌 死或变异。 消毒与灭菌技术 二、化学方法 能迅速杀灭病原微生物的药物，称为 消毒剂。能抑制或阻止微生物生长繁殖 的药物，称为防腐剂。 常用

16、的化学消毒剂有：石碳酸、来苏 水（甲醛溶液）、氯化汞、碘酒、酒精 等。 消毒与灭菌技术 微生物基本实验 第一节显微镜的使用 一、普通光学显微镜的结构和基本原理： 普通光学显微镜的结构 显微镜技术 2.原理： 显微镜的放大效能（分辨率）是由所 用光波长短和物镜数值口径决定，缩短 使用的光波波长或增加数值口径可以提 高分辨率. 显微镜技术 D=0.5* NA 式中： D-分辨力 -光波波长 NA-物镜的数值孔径值 其中：NA=n* 显微镜技术 3.普通显微镜的使用方法 a. 低倍镜观察 b. 高倍镜观察 c. 油浸镜观察 4.显微镜的保养 显微镜技术 染色技术 一、一、染色的基本原理染色的基本原理

17、 二、二、染料的种类和选择染料的种类和选择 三、三、制片和染色的基本程序制片和染色的基本程序 四、四、染色方法染色方法 一、染色的基本原理一、染色的基本原理 微生物染色的基本原理，是借助物理 因素和化学因素的作用而进行的。物理 因素如细胞及细胞物质对染料的毛细现 象、渗透、吸附作用等。化学因素则是 根据细胞物质和染料的不同性质而发生 地各种化学反应。 染色技术 二、染料的种类和选择二、染料的种类和选择 染料可按其电离后染料离子所带电荷的性 质: 酸性染料、碱性染料、中性（复合） 染料和单纯染料四大类 染色技术 三、制片和染色的基本程序三、制片和染色的基本程序 制片固定媒染染色脱色复染 水洗干燥

18、镜检 染色技术 四、染色方法四、染色方法 微生物染色方法一般分为单染色法和复微生物染色方法一般分为单染色法和复 染色法两种。染色法两种。 食品微生物检验中常用的是单染色法和食品微生物检验中常用的是单染色法和 革兰氏染色法。革兰氏染色法。 染色技术 、单染色法 用一种染色剂对涂片进行染色，适于 进行微生物的形态观察。常用碱性染料 进行单染色，如美兰、孔雀绿、碱性复 红、结晶紫和中性红等。 单染色一般要经过涂片、固定、染色、 水洗和干燥五个步骤。 染色技术 染色结果依染料不同而不同： 石碳酸复红染色液：着色快，时间短， 菌体呈红色。 美兰染色液：着色慢，时间长，效果 清晰，菌体呈兰色。 草酸铵结晶

19、染色液：染色迅速，着色 深，菌体呈紫色。 染色技术 、革兰氏染色法 革兰氏染色法是细菌学中广泛使用的一 种鉴别染色法，1884年由丹麦医师Gram 创立。把细菌分为两类： 革兰氏阳性菌（G+） 革兰氏阴性菌（G） 染色技术 原理： 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌在化学组成和 生理性质上有很多差别，染色反应不一样。 化学组成：革兰氏阳性菌体内含有特殊的核蛋 白质镁盐与多糖的复合物，它与碘和结晶紫的 复合物结合很牢，不易脱色，阴性菌复合物结 合程度底，吸附染料差，易脱色， 染色技术 生理性质：阳性菌菌体等电点较阴性菌为 低，在相同PH条件下进行染色，阳性菌 吸附碱性染料很多，因此不易脱去，阴 性菌则相

20、反。 染色技术 染色技术 染色技术 培养基制备技术 几个定义 大肠菌群：一群能发酵乳糖、产酸产气、需氧和 兼性厌氧的革兰氏阴性无芽胞杆菌。该菌主要来源于 人畜粪便，故以此作为粪便污染指标来评价食品的卫 生质量，推断食品中有否污染肠道致病菌的可能。大 肠菌群并非细菌学分类命名，而是卫生细菌领域的用 语，它不代表某一个或某一属细菌，而指的是具有某 些特性的一组与粪便污染有关的细菌，这些细菌在生 化及血清学方面并非完全一致，一般认为该菌群细菌 可包括大肠埃希氏菌、柠檬酸杆菌、产气克雷白氏菌 和阴沟肠杆菌等。 粪大肠菌群：指一群能在44 ，24小时内发酵乳 糖产酸产气和利用色氨酸产生靛基质，需氧和 兼

21、性厌氧的革兰氏阴性无芽胞杆菌，属大肠埃 希氏菌不型。其唯一来源是粪便。是其污染 的确切指标。 大肠杆菌及其检验大肠杆菌及其检验 大肠杆菌的生物学特性 简介： 大肠埃希氏菌习惯称为大肠杆菌，分类于肠 杆菌科，归属于埃希氏菌属，并且大肠杆菌 株ATCC 11775是该属的模式菌种。 大肠杆菌为人和动物肠道中的常居菌，在一 定条件下可引起肠道外感染。多数血清型菌 株对人无害，部分菌株能引起严重致病过程。 大肠埃希氏菌(大肠杆菌) 根据致病机理将大肠埃希氏菌分为4个菌群： 1.普通大肠埃希氏菌 2.致病性大肠埃希氏菌 3.产肠毒素大肠埃希氏菌 4.侵袭性大肠埃希氏菌。 形态与染色 大小0.40.713

22、um, 无芽胞,大多数菌株有大多数菌株有 动力动力。 有普通菌毛与性菌毛， 有些菌株有多糖类包膜， 革兰氏阴性杆菌革兰氏阴性杆菌。 右边为大肠杆菌革兰氏大肠杆菌革兰氏 染色照片染色照片 大肠杆菌电镜图片 大肠杆菌扫描电镜照片大肠杆菌扫描电镜照片大肠杆菌透射电镜照片大肠杆菌透射电镜照片 培养特性 由于此菌合成代谢能力强，在含无机盐、胺 盐、葡萄糖的普通培养基上生长良好。 最适生长温度为37，在42-44条件下仍能 生长，生长温度范围为15-46。 此菌兼性厌氧，在有氧条件下生长良好，最 适生长pH为6.8-8.0，所用培养基pH为7.0-7.5,若 pH值低于6.0或高于8.0则生长缓慢。 培养特性 大肠杆菌平板菌落照片大肠杆菌平板菌落照片 培养特性 大肠杆菌微菌落照片大肠杆菌微菌落照片 生化反应生化反应 大部分菌株发酵乳糖产酸产气，并 发酵葡萄糖、麦芽胞、甘露醇、