微生物学基础知识培训.pptx

1、,微生物学基础知识,第一章 微生物概述,一. 什么是微生物,微生物是一类肉眼不能直接看见，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大几百倍、几千倍甚至几万倍才能观察到的微小生物的总称。(定义) 微生物具有形体微小、结构简单；繁殖迅速、容易变异；种类繁多、分布广泛等特点 (特点),二. 微生物的分类,根据微生物有无细胞基本结构、分化程度、化学组成等特点，可分为三大类。 1. 非细胞型微生物 无细胞结构，无产生能量的酶系统，由单一核酸（DNA/RNA）和蛋白质衣壳组成，必须在活细胞内增殖。病毒属于此类微生物。 2. 原核细胞型微生物 细胞核分化程度低，只有DNA盘绕而成的拟核，无核仁和核膜。这类微生物包括

2、细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体和放线菌。 3. 真核细胞型微生物 细胞核的分化程度高，有核膜、核仁和染色体，能进行有丝分裂。如真菌、藻类等。,三. 微生物的作用及危害,1. 微生物的作用,绝大多数微生物对人和动物是有益的，已广泛应用于农业、食品、医药、酿造、化工、制革、石油等行业，发挥了越来越重要的作用。 利用微生物可以生产各种发酵食品，食品酶制剂，食品添加剂。也有可以直接利用的微生物菌体，例如食用菌。,2. 微生物的危害,微生物中也有一部分能引起人及动、植物发生病害，这些具有致病性的微生物，称为病原微生物。如人类的许多传染病（感冒、伤寒、痢疾、结核、脊髄灰质炎、病毒性肝炎等），均是由

3、病原微生物引起的。 从食品生产的卫生学而言，食品微生物污染的主要途径有：水，空气，人及动物，用具包装材料等。,第二章 微生物的类群和形态结构,一. 细菌,细菌是一类细胞细而短、结构简单、细胞壁坚韧，以二分裂方式无性繁殖的原核微生物，分布广泛。,1. 细菌的形态与结构,观察细菌最常用的仪器是光学显微镜，其大小可以用测微尺在显微镜下测量，一般以微米为单位。细菌按其形态不同，主要分为球菌、杆菌和螺形菌三类。 （1） 球菌 多数球菌直径在1微米左右，外观呈球形或近似球形。由于繁殖时分裂平面不同可形成不同的排列方式，分为双球菌、链球菌、葡萄球菌等。 （2） 杆菌 形态多数呈直杆状，也有的菌体稍弯，多数呈

4、分散存在，也有的呈链状排列，分为棒状杆菌、链状杆菌、球杆菌等。 （3） 螺形菌 菌体弯曲，呈弧形或螺旋形。如幽门螺杆菌。 细菌虽小，仍具有一定的细胞结构和功能。细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等各种细菌都有，是细菌的基本结构。,细菌的三种基本形态: 球状、杆状和螺旋状,2. 细菌的繁殖,二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。 细菌生长速度很快，一般约20min分裂一次。若按此速度计算，细菌群体将庞大到难以想象的程度。但事实上由于细菌繁殖中营养物质的逐渐消

5、耗，有害代谢产物的逐渐积累，细菌不可能始终保持高速度的无限繁殖。经过一段时间后，细菌繁殖速度逐渐减慢，死亡菌数增多，活菌增长率随之下降并趋于停滞。,细菌的典型生长曲线,3. 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、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位颜色一致等。,二. 真菌,真菌是一类有细胞壁，无叶绿素，以寄生或腐生方式生存，少数为单细胞，多数为多细胞，能进行无性或有性繁殖的一类真核细胞型微生物。 真菌包括单细胞与多细胞两类。单细胞真菌呈圆形或卵圆形，称为酵母菌；

6、多细胞真菌由菌丝和孢子组成，并交织成团，称丝状菌或霉菌。,真菌生长的最适的温度为2228，最适的pH值为46。其繁殖能力强，但生长速度比细菌慢，常需1-4周才形成菌落。真菌对热的抵抗力不强，一般加热6070 1小时即被杀死，但对干燥、日光、紫外线和一些化学消毒剂有抵抗力，但对2.5碘酒、10甲醛则较敏感。,1. 霉菌,霉菌是丝状真菌的俗称，意即发霉的真菌，它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体，但又不象蘑菇那样产生大型的子实体。,（1）霉菌的形态、大小和结构,构成霉菌营养体的基本单位是菌丝。菌丝是一种管状的细丝，把它放在显微镜下观察，很像一根透明胶管，它的直径一般为3-10微米，比细菌的细胞约粗几倍到

7、几十倍。菌丝可伸长并产生分枝，许多分枝的菌丝相互交织在一起，就叫菌丝体。,霉菌:长什么样 ?,Rhizopus根霉,（2）霉菌的繁殖,霉菌有着极强的繁殖能力，而且繁殖方式也是多种多样的。在自然界中，霉菌主要依靠产生形形色色的孢子进行繁殖。孢子有点像植物的种子，不过数量特别多，特别小。 霉菌的孢子具有小、轻、干、多，以及形态色泽各异、休眠期长和抗逆性强等特点，每个个体所产生的孢子数，经常是成千上万的，有时竟达几百亿、几千亿甚至更多。这些特点有助于霉菌在自然界中随处散播和繁殖。对人类的实践来说，孢子的这些特点有利于接种、扩大培养、菌种选育、保藏和鉴定等工作，对人类的不利之处则是易于造成污染、霉变和

8、易于传播动植物的霉菌病害。,霉菌的分生孢子,Penicillium青霉,（3）霉菌的菌落,由于霉菌的菌丝较粗而长，因而霉菌的菌落较大，有的霉菌的菌丝蔓延，没有局限性。 菌落质地一般比较疏松，外观干燥，不透明，呈现或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状； 菌落与附着物的连接紧密，不易挑取； 菌落正反面的颜色和边缘与中心的颜色常不一致。,霉菌菌落形态,2. 酵母菌,酵母菌在自然界中分布很广，尤其喜欢在偏酸性且含糖较多的环境中生长，例如，在水果、蔬菜、花蜜的表面和在果园土壤中最为常见。,（1）酵母菌的形态、大小和结构,酵母菌是单细胞真核微生物。酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕

9、节形等。比细菌的单细胞个体要大得多，一般为1-5微米5-30微米。 酵母菌具有典型的真核细胞结构,有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等。,Saccharomyces酿酒酵母,（2）酵母菌的繁殖,酵母菌有多种繁殖方式，包括无性繁殖和有性繁殖。有人把只进行无性繁殖的酵母菌称作假酵母，而把进行有性繁殖的酵母菌称作真酵母。,（3）酵母菌的菌落,大多数酵母菌的菌落特征与细菌相似，但比细菌菌落大而厚，菌落表面光滑、湿润、粘稠，容易挑起，菌落质地均匀，正反面和边缘、中央部位的颜色都很均一，菌落多为乳白色，少数为红色，个别为黑色。,三. 病毒,病毒属非细胞型微生物，在自然界分布非常广泛，可在人、动

10、物、植物、真菌和细菌中寄居并引起感染。病毒是体积最小、结构最简单的微生物，它仅有一种核酸（DNA或RNA）作其遗传物质。病毒必须在宿主活细胞内寄生，依靠细胞提供的能量、营养物质及生物大分子合成机制，完成病毒的复制过程。 病毒与人类的关系极为密切，人类的传染病约75是由病毒引起的。有些病毒传染性强，可引起世界大流行（如流感、艾滋病等）。,1. 病毒的大小、形态和结构,病毒体积微小，大多数病毒只有采用电子显微镜将其放大数千、数万倍才能看见。病毒的形态不一，基本可归纳为三种：杆状、球状和这两种形态结合的复合型。 病毒没有细胞构造，病毒粒子的主要成分是核酸和蛋白质，在宿主细胞协助下，通过核酸的复制和核

11、酸蛋白装配的形式进行增殖。病毒的结构通常有螺旋对称型、20面体立体对称型和复合对称型。,病毒的形态,2. 病毒的增殖,病毒只有在宿主的活细胞里才能进行增殖。病毒的增殖不是二分裂方式，而是以其基因组为模板，藉DNA多聚酶或RNA多聚酶以及其它必要因素，经过复杂的生化合成过程，复制出病毒的基因组。此时宿主细胞的生化合成受到抑制，病毒基因则经过转录、翻译等过程，产生大量病毒蛋白质，再经过装配，最终释放出子代病毒。病毒这种以核酸分子为模板进行增殖的方式称为自我复制。,3. 理化因素对病毒的影响,（1）物理因素 温度 多数病毒耐冷不耐热。在干冰温度（-70）和液氮温度（-196）下，病毒感染性可保持数月

12、甚至数年。在5060 30分钟，100几秒钟即可灭活。 pH 多数病毒在pH59范围内稳定，强酸或强碱条件下可被灭活。 射线 X射线、射线和紫外线都能灭活病毒。 （2）化学因素 主要有化学消毒剂、抗生素及中草药等。除强酸、强碱消毒剂外，酚类、氧化剂、卤素类、醇类等对病毒均有灭活作用。例如2003年非典时期，大家都用84、过氧乙酸等来消毒，84的主要成分就是次氯酸钠，就是刚才所说的卤素类消毒剂，而过氧乙酸的就是冰醋酸和过氧化氢按一定比例混合制成的，属于强酸加氧化。,第三章 微生物的营养,. 微生物的营养要求,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。 1. 水 水是各

13、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。 2. 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。整体上看来，微生物可以利用的碳源范围极广，分为有机碳源和无机碳源两大类。凡必须利用有机碳源的微生物就是异养微生物，凡能利用无机碳源的微生物就是自养微生物。糖类是最广泛利用的碳源。,3. 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。与碳源相似，微生物作为一个整体来说，能利用的碳源种类十分广泛。某些微生物（如固氮菌）能利用空气中分子态的氮或利用无机氮化物如铵盐、硝酸盐合成有机氮化物。 4. 无机盐类 无机盐主要可为微生物提供除碳

14、、氮以外的各种重要元素。微生物需要的无机盐类很多，主要有P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe等，其主要功能为构成菌体成分；调节渗透压；作为某些酶的成分，并能激活酶的活性等。,5. 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。,二. 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

15、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。 因此，根据微生物所需的碳源和能源不同，可将微生物分为光能自养菌、光能异养菌、化能自养菌、化能异养菌等四类。,第四章 消毒与灭菌,下列术语常用于表示物理或化学方法对微生物的杀灭程度。 消毒：杀死物体上病原微生物的方法,并不一定能杀死含细菌的芽胞。消毒所用的试剂称为消毒剂。 灭菌：杀灭物体上所有微生物的方法。灭菌比消毒要求高，包括杀灭细菌芽孢在内的全部病原微生物和非病原微生物。 抑菌：抑制体内或体外细菌的生长繁殖。常用的抑菌剂为各种抗生素，可抑制细菌的繁殖。 防腐：防止或抑制体外细菌生长繁殖的方法，细菌一

16、般不死亡。同一种化学药品在高浓度时为消毒剂，低浓度时常为防腐剂。 消毒与灭菌的方法一般可分为物理学方法和化学方法两大类。,一. 物理消毒灭菌法,用于消毒灭菌的物理因素有热力、辐射、过滤等。,1. 热力灭菌法,高温对细菌具有明显的致死作用，因此最常用于消毒与灭菌。多数无芽孢的细菌经5560作用3060分钟后死亡。经80湿热510分钟可杀死所有细菌繁殖体、真菌和酵母菌。细菌芽孢对高温有很强的抵抗力，例如炭疽芽孢杆菌的芽孢，耐受515分钟的煮沸，而肉毒梭菌的芽孢则需煮沸35小时才死亡。 热力灭菌法分干热灭菌和湿热灭菌两大类，相同温度下，后者的灭菌效力比前者大。,2. 辐射灭菌法,（1）紫外线 作用于

17、DNA，使细菌DNA的复制和转录受到干扰，导致细菌变异或死亡。常用于室内的空气消毒。 （2）电离辐射 对各种细菌均有致死作用。常用于大量一次性医用塑料制品的消毒和食品的消毒。 （3）微波 是一种波长为1mm1m的电磁波，可穿透玻璃、塑料薄膜及陶瓷等物质，但不能穿透金属表面。多用于检验室用品、无菌室的用具的消毒。,3. 滤过除菌法,用物理阻留的方法将液体或空气中的细菌除去,以达到除菌目的。 滤菌器含有微细小孔0.22微米,只允许液体或气体通过,而大于孔径的细菌等颗粒不能通过 。 适用范围：血清、毒素、抗生素以及空气等的除菌。,二. 化学消毒灭菌法,许多化学药物能影响微生物的化学组成、物理结构和生

18、理活性，从而发挥防腐、消毒及灭菌的作用。 洁净室(区)应定期消毒，使用的消毒剂不得对设备、物料和成品产生污染。消毒剂品种应定期更换，防止产生耐药菌株,常用消毒剂的种类和用途,影响微生物生长的主要因素,影响微生物生长的主要因素：营养物质、水的活性、温度、PH值、氧。 温度是影响微生物生长与存活的重要因素之一。当微生物处于最适生长温度时，有刺激生长的作用；不适宜的温度可以导致细菌的形态和代谢的改变或使微生物的蛋白质凝固变性而导致死亡。 不同的微生物要求的最适pH值不同，一般来说，细菌和放线菌要求中性或微碱性的pH值，而酵母和霉菌则在偏酸的环境中生长。当环境中的pH值超过或低于其适于生长的pH值范围

19、时，微生物的生长就会受到抑制。,第五章微生物检验,无菌操作,无菌操作：保证目的微生物在转移过程中不被环境中的杂菌微生物污染的操作技术。 主要指超净工作台或酒精灯附近进行操作。 接种：按无菌操作技术要求将目的微生物移接到培养基质中的过程。,菌落总数,菌落总数：食品检样经过处理，在一定条件下（培养基、温度、时间）所得的每g（ml）样品中形成的微生物。 菌落形成单位：cfu,大肠菌群,大肠菌群：在一定条件下培养，能够发酵乳糖产酸产气的需氧或兼性厌氧的革兰氏阴性无芽孢杆菌。 大肠菌群用每100ml（g）检样中大肠菌群的最可能数（MPN）表示。,一 菌落总数检验,菌落总数检验意义,食品卫生标准中的微生物

20、指标一般分为细菌总数（菌落总数），大肠菌群，致病菌三项 细菌主要作为判定食品被污染程度的标志，也可以应用这一方法观察细菌对食品被污染程序的标志，也可以应用这一方法观察细菌在食品繁殖的动态，以便对被检样品进行卫生学评价时提供依据。,基本原理,平板菌落计数法是根据微生物在固体培养基上所形成的一个菌落是由一个单细胞繁殖而成的现象进行的，也就是说一个菌落即代表一个单细胞。计数时，先将待测样品作一系列稀释，再取一定量的稀释菌液接种到培养皿中，使其均匀分布于平皿中的培养基内，经培养后，由单个细胞生长繁殖形成菌落，统计菌落数目，即可换算出样品中的含菌数。 计算的菌落数是培养基上长出的菌落书，不包括死菌，因此

21、此法也称为平板活菌计数法。检测的菌是嗜中温需氧性菌的菌落总数。,试剂和仪器,平板计数琼脂培养基 225ml生理盐水 9ml生理盐水 1ml刻度吸管 培养皿,检验步骤,具体见GB/T4789.2-2010,菌落总数检验过程示意图,菌落总数检验注意事项,采样的代表性：如系固体样品，取样时不应集中一点，宜多采几个部位。固体样品必须经过均质或研磨，液体样品须经过振摇，以获得均匀稀释液。 样品稀释误差：为减少样品稀释误差，在连续递次稀释时，每一稀释液应充分振摇，使其均匀，同时每一稀释度应更换一支吸管。 操作要快而准，包括材料、加样、倒培养基。,菌落总数检验注意事项,在进行连续稀释时，应将吸管内液体沿管壁

22、流入，勿使吸管尖端伸入稀释液内，以免吸管外部粘附的检液溶于其内。 倾注用培养基应在46水浴内保温，温度过高会影响细菌生长，过低琼脂易于凝因而不能与菌液充分混匀。如无水浴，应以皮肤感受较热而不烫为宜。 倾注培养基的量规定不一，从1520ml不等，平板过厚可影响观察，太薄又易于干裂。倾注时，培基底部如有沉淀物，应将底部弃去，以免与菌落混淆而影响计数观察。,菌落总数检验注意事项,培养箱应保持一定的湿度，琼脂平板培养48h后，培养基失重不应超过15%。 平板要倒置培养。平板倒置培养原因：可以防止培养基过分失水而干燥；防止空气中菌沉降污染；有利于菌落出现；方便取拿，减少污染机会。 到达规定培养时间，应立

23、即计数。如果不能立即计数，应将平板放置于04，但不得超过24h。 计数时应选取菌落数在30300之间的平板,菌落总数检验注意事项,若所有稀释度均不在计数区间。如均大于300，则取最高稀释度的平均菌落数乘以稀释倍数报告之。如均小于30，则以最低稀释度的平均菌落数乘稀释倍数报告之。如菌落数有的大于300，有的又小于30，但均不在30300之间，则应以最接近300或30的平均菌落数乘以稀释倍数报告之。如所有稀释度均无菌落生长，则应按小于1乘以最低稀释倍数报告之。,菌落总数检验注意事项,不同稀释度的菌落数应与稀释倍数成反比（同一稀释度的二个平板的菌落数应基本接近），即稀释倍数愈高菌落数愈少，稀释倍数愈

24、低菌落数愈多。如出现逆反现象，则应视为检验中的差错（有的食品有时可能出现逆反现象），不应作为检样计数报告的依据。,二 霉菌的检验,霉菌的检验,【检测意义】 主要判定食品被霉菌污染程度的标志。 【采用培养基】 孟加拉红琼脂培养基，又名虎红琼脂培养基。培养基中加入孟加拉红作用：抑制霉菌菌落蔓延和生长，在菌落背面产生的红色有助于霉菌的计数。加入氯霉素作用：可以抑制细菌的生长。,试剂和仪器,孟加拉红培养基 225ml生理盐水 9ml生理盐水 1ml刻度吸管 培养皿。,检验步骤,具体见GB/T4789.15-2010,霉菌总数检验过程示意图,实验注意事项,霉菌检验步骤基本上同菌落总数检验，合适的计数范围

25、为10150。,三 大肠菌群的测定,大肠菌群的测定,大肠菌群在一定条件下培养，能够发酵乳糖产酸产气的需氧或兼性厌氧的革兰氏阴性无芽孢杆菌。大肠菌群主要来源于人蓄粪便，故用此作为粪便污染指标来评价食品的卫生质量具有广泛的卫生意义。 大肠菌群采用多管发酵法。用每100ml（g）检样中大肠菌群的最可能数（MPN）表示。,试剂和仪器,月桂基硫酸盐胰蛋白胨肉汤（LST)， 225ml生理盐水 9ml生理盐水 1ml刻度吸管 乳糖胆盐发酵管（BGLB）,注意事项,接种量1ml以上用双料，1ml或1ml以下用单料。 初发酵时LST管中的会出现微小气泡，为防止出现假阴性，需进行复发酵试验。 MPN表中列出的m

26、l（g）指的是原样品中（包括液体样品和固体）的液体体积和质量，并非稀释过后的数值，对固体样品更加注意。,注意事项,MPN检索表是对样品中活菌密度的估计，采用3个连续的稀释度。 为减少误差，连续第次稀释时，每个稀释液要充分震荡。 吸管内的液体沿管壁流入生理盐水中，勿使吸管尖嘴深入稀释液内，以免吸管外部附着的检液溶于其内。,注意事项,MPN检索表是对样品中活菌密度的估计，采用3个连续的稀释度。 为减少误差，连续第次稀释时，每个稀释液要充分震荡。 吸管内的液体沿管壁流入生理盐水中，勿使吸管尖嘴深入稀释液内，以免吸管外部附着的检液溶于其内。,四 车间空气微生物的测定,基本原理,本测试方法采用沉降法，即

27、通过自然沉降原理收集在空气中的生物粒子于培养基平皿，经若干时间，在适宜的条件下让其繁殖到可见的菌落进行计数，以平板培养皿中的菌落数来判定洁净环境内的活微生物数，并以此来评定洁净室（区）的洁净度。,试剂和仪器,平板计数琼脂培养基 孟加拉红培养基 培养皿,检验步骤,1准备工作：根据待测定区间的布控点数，准备相同数量的培养皿和适当的平板计数琼脂培养基和孟加拉红培养基，一起放入121高压蒸汽灭菌锅中灭菌15分钟，待培养基冷却到45时，无菌操作倾注到培养皿中待用。 2把倾注好的平板计数琼脂培养基和孟加拉红培养基的培养皿，按要求放在布控点上，打开培养皿盖，使培养基暴露5分钟。注意：布控点高度1.51.8m，布控点距离墙大于一米，并且上方无明显出风口，若空间大于30m2，东、西、南、北