食品微生物微生物的生态专家讲座

第六章微生物生态Chapter6

MicrobialEcology食品微生物微生物的生态专家讲座第1页生态学(Ecology)：硕士物系统与其环境条件间相互作用规律性科学。微生物生态学(MicrobiologicalEcology)：研究微生物群体（微生物区系或正常菌群）与其周围生物和非生物环境条件相互作用关系科学。食品微生物微生物的生态专家讲座第2页研究微生物生态意义１.研究微生物生态分布规律，有利于开发丰富菌种资源，预防有害微生物活动．２.研究微生物间及其与它种生物间相互关系，有利于发展新微生物农药、微生物肥料以及主动防治人和动、植物病虫害，也有利于发展食品混菌发酵、序列发酵和生态农业．３.研究微生物在自然界物质循环中作用，有利于说明地球进化和生物进化原因，也可促进探矿、冶金、保护环境、提升土壤肥力以及开发生物能等各项生产事业发展．食品微生物微生物的生态专家讲座第3页

第一节

微生物在自然环境中分布食品微生物微生物的生态专家讲座第4页为何土壤是微生物“大本营”？1、为微生物提供了良好Ｃ源、Ｎ源、能源。2、为微生物提供有机物、无机盐、微量元素。4、土壤ＰＨ值范围5.5－8.5之间。5、温度、季节与昼夜温差不大。6、土壤颗粒空隙间充满着空气和水分。7、适宜渗透压。3、满足了微生物对水分要求。一.土壤中微生物食品微生物微生物的生态专家讲座第5页细菌生物量：单位体积内活细胞重量。每克肥土可含２５亿个细菌。以每亩半尺深耕作层土壤重30万计，细菌活重约100－450斤。放线菌多分布在有机物较丰富碱性土壤中。(几万-几百万)/克土壤

土壤中放线菌数量仅次于细菌因为菌体大，其生物量与细菌靠近。食品微生物微生物的生态专家讲座第6页真菌真菌主要分布在靠近地面土层中，以丝状体和孢子体形式存在于土壤中，(几千－几十万个)/每克土壤。

因为菌体粗大，其生物量不低于细菌，放线菌，为0.6mg／g土壤，菌丝最长可达40米。如酵母在果园土壤里含量几十万个／g土壤。藻类和原生动物藻类（５万个／克土）原生动物（３万个／克土）纤毛虫，鞭毛虫、肉足虫等为主，它们以其它微生物和有机物碎片为食，对其它几类微生物数量起调整作用。食品微生物微生物的生态专家讲座第7页微生物在土壤中分布影响原因土壤深度对微生物分布影响有机物含量对微生物分布影响碳源对微生物分布影响酸碱度影响微生物分布食品微生物微生物的生态专家讲座第8页土壤中微生物数量：按种类递减细菌—放线菌—霉菌—酵母菌—藻类—原生动物耕作土壤中，细菌湿重约90－225kg；以土壤有机质含量为2%计算，则所含细菌干重约为土壤有机质1%左右。土壤微生物代谢活动，可改变土壤理化性质，进行物质转化，所以，土壤微生物是组成土壤肥力主要原因。若按生物量计算则各种微生物生物量基本相当。食品微生物微生物的生态专家讲座第9页微生物水域环境水中无机盐水中有机物ＰＨ值温度光线二、水体中微生物淡水中微生物海水中微生物食品微生物微生物的生态专家讲座第10页淡水中微生物细菌总数不得超出：100个/毫升饮用水消毒惯用方法：大肠菌群指数不得超出：3个/升我国相关法规对饮用水微生物指标要求：加入液态氯或次氯酸盐食品微生物微生物的生态专家讲座第11页海水中微生物平均含盐量：3.5%，密度大、渗透压高、冰点低。微生物组成：多数为革兰氏阴性菌、多嗜盐、河口处有耐盐菌；形态：多有鞭毛，常见多形性、可变为球形、弧形、丝状及螺旋状，个体小；生理：兼性厌氧，生长慢，能在低营养下生活，常产色素，分解蛋白质能力强，解糖能力低，多嗜冷，对热敏感；分布：不均匀，与水深成反比，0－10米——少；10~50米——呈上升改变；50米以下数量降低；海底沉积物上——多；常见菌种：假单孢菌、弧菌、螺菌、无色杆菌、黄杆菌食品微生物微生物的生态专家讲座第12页清水型水生微生物洁净湖泊和水库，微生物数量少(10-103/ml)，以化能自养型和光能自养型微生物为主，部分腐生细菌，如色杆菌、无色杆菌和微球菌等；霉菌中如水霉、绵霉等一些种；以及单细胞和丝状藻类和一些原生动物常在水面生长，数量较少。以上微生物种类能够认为是水中“土著”菌群。依据微生物对水生环境中营养要求，将其分为三类：贫营养细菌（1-15mgC/L）、兼性贫营养细菌（指一些在富营养培养基中经重复培养后也能适应并生长贫营养细菌）、富营养细菌（10gC/L）食品微生物微生物的生态专家讲座第13页类型及环境情况：流经城市河水、港口附近海水、滞留池水、阴沟水；流入了大量人畜排泄物、生活污物和工业废水等，有机物含量大增。微生物数量和类群：数量：大量外来腐生细菌，使腐败型水生微生物尤其是细菌和原生动物大量繁殖，每毫升污水微生物含量到达107~108个；类群：革兰氏阴性无芽孢杆菌，纤毛虫类、鞭毛虫类和根足虫类等原生动物，还有一些随人畜排泄物和病体污物进入水体动植物致病菌繁殖及后果：通常因水体环境中营养等条件不能满足其生长繁殖要求，加上周围其它微生物竞争和拮抗关系，普通难以长久生存，但因为水体流动，也会造成病原菌传输甚至疾病流行。腐败型水生微生物食品微生物微生物的生态专家讲座第14页水自净作用污水中微生物在污水环境中大量繁殖，逐步把水中有机物分解成简单无机物，同时它们数量随之降低，污水也就逐步净化变清。水源饮用价值：良好饮用水细菌含量应在100个/ml以下，当超出500个/ml时，即不适合作为饮用水。更主要是水中微生物种类，普通用大肠菌群数作为是否含有病原菌指标。在自然水体尤其是快速流动水中，存在着对有机或无机污染物自净作用。其原因是多方面，有稀释、沉降、吸附等物理作用，更主要是各种生物学和生物化学作用，这种作用称为水自净作用。是流水不腐原因。食品微生物微生物的生态专家讲座第15页空气干燥，不利于微生物生命活动，不是微生物生长繁殖场所但却飘浮着相当数量微生物，来自地面、动植物、尘土。三、空气中微生物城市街道、医院、畜舍等公共场所空气中含量高；森林、海洋、高纬度地带空气中微生物含量极少。食品微生物微生物的生态专家讲座第16页微生物在空气中只能短时间停留，就要落地，大部分死亡，包含一些人体病原菌。但结核、白喉，炭疽等杆菌和肺炎双球菌、葡萄球菌、流感病毒、脊髓灰质炎病毒抗性比较强。能传染疾病。微生物在空气传输距离是无限，因而其分布是世界性。

空气中微生物数量是大气污染程度标志之一食品微生物微生物的生态专家讲座第17页四.食品中微生物大米

灰绿曲霉，白曲霉，黄曲霉，赭曲霉，桔青霉，圆弧青霉，常见青霉

面粉

黄曲霉，谢瓦曲霉，青霉，毛霉

小麦

曲霉，青霉，芽枝霉，链格孢霉，葡萄孢霉，镰孢霉，长蠕孢霉，茎点霉，木霉，拟青霉

小麦粉

白曲霉，桔青霉，圆弧青霉，芽枝霉，葡萄孢霉，茎点霉，头孢霉

玉米粉

灰绿曲霉，纯绿青霉，圆弧青霉，镰孢霉

玉米面

葡萄曲霉，黄曲霉，青霉

大豆粉

黄曲霉，杂色曲霉，青霉

花生

黄曲霉，灰绿曲霉，溜曲霉，桔青霉，绳状青霉，根霉，镰孢霉，粘霉，茎点霉

调味料

灰绿曲霉，白曲霉，黑曲霉，青霉

食品微生物微生物的生态专家讲座第18页微生物引发劣化种类：霉变（mildew，mouldness）：由霉菌引发劣化腐朽（decay）泛指在好氧条件下微生物酶解有机质使其劣化现象，常见如由担子菌引发木材或木制品腐朽现象腐烂（或腐败，Putrefection，rot）主要指由细菌或酵母菌引发使物体变软、发臭性劣化腐蚀（corrosion）主要指由硫酸盐还原细菌、铁细菌或硫细菌引发金属材料侵蚀、破坏性劣化变质（deterioration）指由各种生物或非生物原因引发工农业产品质量下降现象食品微生物微生物的生态专家讲座第19页五、人体正常微生物区系正常菌群：生活在健康动物各部位，数量大，种类较稳定且普通是有益无害微生物，称为正常菌群。正常菌群与人体关系：普通能维持平衡，菌群内部各种微生物之间，也是相互制约而维持相对稳定。食品微生物微生物的生态专家讲座第20页改变情况：正常菌群是相正确、可变、有条件。机体防御机能减弱时，一部分正常菌群会成为病原微生物；正常菌群在非正常部位时也可引发疾病；因为外界原因影响，破坏了各种微生物之间相互制约关系，正常菌群也会引发疾病（菌群失调症）。食品微生物微生物的生态专家讲座第21页无菌动物与悉生动物：

无菌动物：凡在体内外检验不到任何正常菌群动物称为无菌动物；悉生生物：凡已人为地接种上已知纯种微生物无菌动物或无菌植物，称为悉生生物食品微生物微生物的生态专家讲座第22页根际微生物和附生微生物根际微生物：存在于植物根际（根系存在范围）微生物因为受到植物根系分泌物（糖类、氨基酸和维生素等）和根系死亡脱落物（碳水化合物）影响，植物根际微生物数量较跟际外高，但种类较单一，且在不一样植物根际微生物种类会发生改变。根际微生物存在，对植物有益。主要表现在：改进了植物营养条件；分泌植物生长刺激物质；分泌抗生素类物质；有时根际微生物对植物也会产生有害影响。附生微生物：生活在植物体表面，借其外渗物质或分泌物质为营养微生物，如叶面微生物、浆果表面微生物食品微生物微生物的生态专家讲座第23页第二节微生物间及微生物与其它生物间相互关系微生物间相互关系微生物与高等植物间关系微生物与人体及动物间相互关系食品微生物微生物的生态专家讲座第24页微生物间相互关系种间共处：两种微生物相互无影响生活在一起，不表现出显著有利或有害关系。如乳杆菌和链球菌。互生：微生物间比较涣散联合，在联合中一方或双方都有利。如氨化菌和硝化菌。共生：两种微生物紧密结合在一起形成一个特殊共生体，在组织和形态上产生了新结构，在生理上有一定分工。共生分为互惠共生和偏利共生。如藻类与真菌共生形成地衣。拮抗：两种微生物生活在一起时，一个微生物产生某种特殊代谢产物或改变环境条件，从而抑制甚至杀死另一个微生物现象。食品微生物微生物的生态专家讲座第25页竞争：生活在一起微生物，为了生长争夺有限营养或空间，结果使两种微生物生长均受到抑制。竞争在自然界普遍存在，是推进微生物发展和进化动力。寄生：一个生物生活在另一个生物体表或体内，从后者细胞、组织或体液中取得营养，前者称为寄生物，后者称为寄主，寄生物普通对寄主是有害。如噬菌体与细菌。捕食：一个微生物直接吞食另一个微生物。如原生动物对细菌捕食，捕食关系在控制种群密度，组成生态系食物链中，含有主要意义。食品微生物微生物的生态专家讲座第26页微生物与高等