食品微生物学详解Word文件下载.docx

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在厌氧条件下,向高速发酵的培养基中通入氧气,则葡萄糖消耗减少,抑制发酵产物积累的现象称为巴斯德效应。

即呼吸抑制发酵的作用。

由噬菌体在菌苔上形成的“负菌落”即噬菌斑。

少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时，会在芽孢旁边形成一颗菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体。

凡在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、成熟和裂解这5个阶段而实现其繁殖的噬菌体。

凡在吸附侵入细胞后，噬菌体的DNA只整合在宿主的染色体组上并可以长期随宿主DNA的复制而进行同步复制，一般都进行增殖和引起宿主细胞裂解的噬菌体。

凡以无机碳源作为主要碳源的微生物。

指位于原核生物细胞膜上或真核生物线粒体膜上的、由一系列氧化还原势呈梯度差的、链状排列的氢（或电子）传递体。

凡葡萄糖经发酵后除主要产生乳酸外，还产生乙醇、乙酸和CO2等多种产物的发酵，称异型乳酸发酵。

即水分活度。

它表示在天然或人为环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水的含量。

其定量含义为：

在同温同压下，某溶液的蒸汽压（P）与纯水蒸汽压（P0）之比。

即在染色体上整合了温和噬菌体的核酸（即原噬菌体），但在细菌体内又检查不出成熟噬菌体颗粒的存在，这样的细菌称为溶源性细菌。

1.营养物跨膜运输的四种类型。

（P90/图4-1）

2.当环境中葡萄糖、乳糖同时存在时，Ｅ．coli的生长现象并分析其原因。

3、图解细菌的一般构造与特殊构造。

（P11/图1-1）

4.图解谷氨酸棒杆菌在氨基酸生产过程中的反馈抑制模型。

（P147/图5-47）

病毒：

一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微“非细胞生物”。

病毒的特点：

①形体极其微小；

②没有细胞构造，其主要成分仅为核酸和蛋白质两种；

③每一种病毒只含一种核酸；

④既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成酶系，只能利用宿主活细胞内现成代谢系统合成自身的核酸和蛋白质组分；

⑤以核酸和蛋白质等元件的装配实现其大量繁殖；

⑥在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态存在，并可长期保持其侵染活力；

⑦对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感；

⑧有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性感染。

2.什么是培养基？

培养基：

是指由人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合营养料。

选用和设计培养基的原则和方法：

㈠4个原则

①目的明确；

②营养协调；

③理化适宜；

④经济节约

㈡4种方法

①生态模拟；

②参阅文献；

③精心设计；

④试验比较

3.什么是选择性培养基和鉴别性培养基？

选择性培养基：

一类根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基。

鉴别性培养基：

一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而达到只须用肉眼辨别颜色就能方便地从近似菌落中找到目的菌菌落的培养基。

4.自微生物EMP途径中丙酮酸出发的发酵有哪些？

自EMP途径中丙酮酸出发的发酵有：

①同型酒精发酵

②同型乳酸发酵

③丙酸发酵

④混合酸发酵

⑤2，3-丁二醇发酵

⑥丁酸型发酵

对食品与发酵工业的意义：

①为合成代谢供应ATP形式的能量和NADH2形式的还原力

②为合成代谢提供多种中间代谢产物

③连接三羧酸循环（TCA）、HMP途径和ED途径的桥梁

④通过逆向反应可进行多糖合成

⑤乙醇、乳酸、甘油、丙酮和丁醇的发酵生产

5.微生物乳酸发酵类型有哪些，请加以详细说明？

微生物乳酸发酵的类型主要有：

①同型乳酸发酵；

②异型乳酸发酵。

同型乳酸发酵:

同型乳酸发酵中乳酸是葡萄糖代谢的唯一产物，采用的是糖酵解途径（Embden−Meyerhof−ParnanParthway,EMP途径），经过这种途径，lmol葡萄糖可生成2mol乳酸，理论转化率为100%.但由于发酵过程中微生物有其他生理活动存在，实际转化率在80%以上的即认为是同型乳酸发酵.同型乳酸发酵的微生物主要有德氏乳杆菌和粪链球菌.同型乳酸发酵代谢途径的特征是1,6−二磷酸果糖在1,6−二磷酸果糖醛缩酶的作用下生成磷酸二羟基丙酮和3−磷酸甘油醛，发酵1mol葡萄糖生成2mol乳酸和2mol三磷酸腺苷（ATP）.在进入酵解之前，单糖如葡萄糖和果糖一般都要进行磷酸化，并且由磷酸转移酶系统（PhosphotransferaseSystem,PTS）使单糖转移进入细胞.一些乳酸菌如Streptococcusthermophilus则是在乳酸透性酶运输系统的作用下进入细胞进行水解和磷酸化.

异型乳酸发酵:

异型乳酸发酵经由磷酸戊糖途径（HexoseMonophosphatePathway,HMP）生成等摩尔的乳酸、二氧化碳和乙醇（或乙酸），其中产物乙醇和乙酸的比例取决于微生物中的氧化还原作用。

进行异型乳酸发酵的主要有乳脂明串珠菌、发酵乳杆菌、肠膜明串珠菌、短乳杆菌、双歧杆菌。

异型乳酸发酵菌缺乏1,6−二磷酸果糖醛缩酶，因而利用6−磷酸葡糖酸/磷酸酮酸途径进行己糖发酵。

在厌氧状态下，葡萄糖转化为乳酸、乙醇和二氧化碳，1mol葡萄糖发酵得到1mol三磷酸腺苷。

乙酰基磷酸转化为乳酸取代乙醇，这样额外的ATP就会生成，NAD+则可通过选择性的电子受体获得.在好氧的状态，氧可以成为电子受体.

1.代时

2.生长速率常数

3.巴氏灭菌

4.间歇灭菌

5.抗生素

6.营养缺陷型

7.转化

8.普遍性转导

9.缺陷性转导

10.溶源转变

1.细菌和酵母菌的典型生长曲线。

2.D值（杀菌温度一定，杀菌数与时间的关系）。

3.Z值（杀菌数一定，杀菌温度与时间的关系）。

4.营养物质浓度对微生物生长速度、菌体产量的影响。

1.影响微生物生长的因素包括哪些？

通过对这些因素的控制可以实现哪些食品加工与保藏？

2.简述测定微生物生长量的方法。

3.简述测定微生物繁殖数的方法。

4.影响微生物延滞期的因素有哪些？

在生产实践中有何指导意义？

5.影响微生物对数增长期代时长短的因素有哪些？

当微生物处于生长曲线的指数期（对数期）时,细胞分裂一次所需平均时间,也等于群体中的个体数或其生物量增加一倍所需的平均时间。

即每小时分裂次数（R），用来描述细胞生长繁殖速率。

亦称低温消毒法，冷杀菌法，一般采用60～80℃左右，是一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保持物品中营养物质风味不变的消毒法。

又称丁达尔灭菌法，用60～80℃加热1小时，将其中的细菌繁殖体杀死，然后在室温或孵卵箱中放置24小时，让其中的芽胞发育成为繁殖体，再二次加热将其消灭为止。

加热和放置需连续操作三次以上，至全部芽胞消灭为止。

此法适用于必须用热法灭菌但又不耐较高温度的制剂或药品。

由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）产生、能抑制或杀灭其他微生物的物质，如青霉素、氯霉素等。

指某菌株经突变后，丧失了合成某营养素（如某种氨基酸）的功能，若在基本培养基上培养，必须添加相应的营养素才能生长。

指将质粒或其他外源DNA导入处于感受态的宿主细胞，并使其获得新的表型的过程。

转导是指以温和噬菌体为载体,将供体菌的一段DNA转移到受体菌内,使受体菌获得新的性状的过程。

如果转导过程转移的DNA是供体菌染色体上的任何部分,则这种转导称为普遍性转导。

指噬菌体只能传递供体染色体上原噬菌体整合位置附近基因的转导过程。

当温和噬菌体感染其宿主而使之发生溶源化时，因噬菌体的基因整合到宿主的基因组上，而使后者获得了除免疫性以外的新性状的现象，称为溶源转变。

1.细菌和酵母菌的典型生长曲线

细菌和酵母的典型生长曲线是以时间为横坐标、菌体数为纵坐标的一条曲线，分为延滞期、对数期、稳定期和衰亡期这四个阶段。

2.D值（杀菌温度一定，杀菌数与时间的关系）

D值是在一定高温下，

活菌数减少一个对数周期（即90%的活菌被杀死）时所需的时间。

D值在数值上等于存活曲线斜率的倒数，表示某种微生物死亡速率的一种方法。

反映在特定温度下的耐热性，属于此菌的特征指标。

3.Z值（杀菌数一定，杀菌温度与时间的关系）

在热力致死曲线中，缩短90%时间所需升高的温度Z值反映微生物在不同致死温度下的相对耐热性，可以对不同温度下的热力作用进行等效换算。

如对于Z值为8的某菌，其60℃3.5min的效果等于68℃0.35min的效果。

4.营养物质浓度对微生物生长速度、菌体产量的影响

1.影响微生物生长的因素包括哪些？

影响微生物生长的因素：

1）营养条件

微生物也需要营养，才能正常生长，营养物质的供应是微生物生存的首要条件。

微生物主要的营养物质包括碳化物、氮化物、水和无机盐以及微量元素等。

2）温度

温度是影响微生物存活的重要因素之一。

微生物有各自的最适温度，一般是在20～70℃左右。

个别微生物可在200～300℃的高温下生活。

3）酸碱度

各种微生物都有其最适酸碱度。

酵母和霉菌适宜在微酸性环境中。

也有少数可以在强酸或强碱性环境中生存。

4）微生物与氧气的关系

有的微生物没有空气就不能生存；

有的通风反不能生存；

有的通风或不通风都能生存。

5）有毒物质、辐射、超声波对微生物的生长也有着重要的影响。

2.简述测定微生物生长量的方法。

1）直接法

①测体积

它是一种较为粗放的方法，通常用于初步比较用。

例如将待测培养液放在刻度离心管中作自然沉降或进行一定时间的离心，然后观察沉降物的体积。

②称干重

采用离心法或过滤法测定，一般干重为湿重的10%~20%。

如用离心法，将待测培养液离心，再用清水洗涤离心1~5次后干燥，可用105℃、100℃或红外线烘干，也可在较低的温度（80℃或40℃）下进行真空干燥，然后称干重。

如细菌一个细胞一般重10-12~10-13g。

如为丝状真菌可用滤纸过滤，细菌可用醋酸纤维膜等滤膜进行过滤。

过滤后，细胞可用少量水洗涤，再真空干燥（40℃以下），称干重。

以乳酸菌为例，在液体培养基中，细胞的浓度大约为2×

108个/ml。

100ml培养物可得10~70mg干重的细胞。

2）间接法

①生理指标法

Ⅰ.测定细胞总含氮量来确定细菌浓度

Ⅱ.含碳量的测定

②比浊法

3.简述测定微生物繁殖数的方法。

1）直接法，即是在显微镜下直接观察细胞并进行计数的方法，其计数结果是包括死细胞在内的总菌数。

①比例计数法

是一种粗放的计数方法。

将已知颗粒（例如霉菌的孢子或红细胞等）浓度的液体与待测细胞浓度的菌液按一定比例均匀混合，然后镜检各自的数目，求出未知菌液中的细胞浓度。

②血球技术板法

计数一定容积中的细胞总数的常用方法，此法对细胞较大的酵母菌较为适用。

2）间接法，是一种活菌计数法，其原理是活菌在液体培养基中生长繁殖使液体混浊，在固体培养基表面形成菌落，然后计数活菌的方法。

①平板菌落计数法

②液体稀释法

4.影响微生物延滞期的因素有哪些？

影响微生物延滞期的因素：

菌种类型、接种龄、接种量大小、培养基成分。

在生产实践中应根据不同微生物的特点和生产需要，根据上述影响因素进行生产参数的调节，尽量缩短延滞期。

5.影响微生物对数增长期代时长短的因素有哪些？

影响因素主要有：

菌种类型、营养成分、营养物浓度、培养温度。

其中，菌种类型：

细菌代时<

酵母菌<

霉菌；

培养基成分越适合微生物生长，则代时越短；

营养物浓度越适合微生物生长，则代时越短；

培养温度越适合微生物生长，则代时越短。

1.鉴别性培养基

2.暗修复

3.光复活

4.生长因子

5.革兰氏染色

6.D值

7.Z值

8.益生菌

9.Nisin

10．凝集反应

1.机体产生抗体的两次应答规律。

2.图解证明遗传物质化学本质的噬菌体感染实验过程。

3.采用微生物进行污水处理的一般方法。

4.乳糖操纵子的诱导机制。

1.菌种保藏方法有几种？

一般用于哪些微生物的保藏?

各有何优缺点？

2.在谷氨酸棒杆菌培养液内，生物素浓度过高为何会影响谷氨酸产量？

这时若添加适量青霉素为何又可回复其产量？

3.商场分别从水果罐头和午餐肉罐头中检出酵母菌和霉菌，试分析引起罐藏食品变质的原因。

4.下列食品变质，通常是有什么类型的微生物所引起的？

并分析原因？

（1）市售面包

（2）充CO2的果汁

5.试设计一种快速检测致病微生物的方法，并举例说明。

附：

参考答案：

指细胞的DNA经过紫外线照射损伤后，在不依赖可见光的条件下，通过酶切作用去除嘧啶二聚体，随后重新合成一段正常DNA链的核酸修复方式，这个过程有多种酶的参包括：

核酸内切酶、核酸外切酶、DNA聚合酶和DNA连接酶。

指经紫外线照射后的微生物立即暴露于可见光下时，可明显降低其死亡率的现象。

光复活的机制是可见光（有效波长400nm左右）激活了光复活酶，分解紫外线照射形成的DNA嘧啶二聚体，从而实现DNA损伤修复。

生长因子是一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物。

狭义的生长因子一般仅指维生素，广义的生长因子除维生素外，还包括碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类和脂肪酸等。

革兰氏染色是细菌学中广泛使用的一种鉴别染色法，即待检细菌细胞通过结晶紫初染、碘液媒染、乙醇洗脱、番红复染等步骤后，在普通光学显微镜下被区分成红色（革兰氏阴性）或紫色（革兰氏阳性）细胞的实验。

革兰氏染色结果是菌种分类鉴定的一个重要指标。

指在一定温度下,杀灭90%微生物（或残存率为10%）所需的灭菌时间。

指灭菌时间减少到原来的1/10所需升高的温度或在相同灭菌时间内，杀灭99%的微生物所需提高的温度。

益生菌系一种对人体有益的细菌，它们可直接作为食品添加剂服用，以维持肠道菌丛的平衡。

称为乳酸链球菌素亦称乳链菌肽,是某些乳酸链球菌产生的一种多肽物质。

是一种高效、安全、无毒、无副作用的天然食品防腐剂。

是一种血清学反应，指颗粒性抗原（完整的病原微生物或红细胞等）与相应抗体结合，在有电介质存在的条件下，经过一定时间，出现肉眼可见的凝集小块的现象。

参与凝集反应的抗原称为凝集原，抗体称为凝集素，可分为直接凝集反应和间接凝集反应两类。

1．机体产生抗体的两次应答规律。

2．图解证明遗传物质化学本质的噬菌体感染实验过程。

3．采用微生物进行污水处理的主要装置和方法。

4．乳糖操纵子的诱导机制。

答：

菌种的保藏方法一般有以下几种：

（1）斜面保藏法：

即将微生物接种于固体培养基斜面，并保存于低温环境（例如4℃）。

这种保藏方法适用于各类微生物，保藏期约为1至6个月，优点是操作简便，成本低，缺点是保藏期较短。

（2）半固体保藏法：

即将微生物接种于半固体培养基，并保存于低温环境（例如4℃）。

这种保藏方法适用于细菌和酵母菌，保藏期约为6至12个月，优点是操作简便，成本低，缺点是保藏期较短。

（3）石蜡油封藏法：

即将微生物用石蜡油封存，阻隔氧气，并保存于低温环境（例如4℃）。

这种保藏方法适用于各类微生物，保藏期约为1至2年，优点是操作简便，成本低，缺点是保藏期较短。

（4）甘油悬液保藏法：

即将微生物用甘油等保护剂重悬后，保存于-70℃甚至更低温度。

这种保藏方法适用于细菌和酵母菌，保藏期约为10年，优点是保存期长，缺点是较为繁琐。

（5）砂土管保藏法：

即将微生物保存于干燥的砂土中。

适用于各类产孢子或芽孢的微生物。

保存期约1至10年，优点是操作简便，缺点是适用面稍窄，保存期较短。

（6）冷冻干燥保藏法：

即将微生物培养物在有保护剂的条件下进行冷冻干燥，制成冻干粉末进行保藏。

保存期约为5至15年，适用于各类微生物，优点是保存期较长，缺点是步骤繁琐。

（7）液氮保藏法：

即将微生物在有保护剂（例如甘油）条件下于-196℃进行保藏。

保存期在15年以上，适用于各类微生物，优点是保存期很长，缺点是步骤繁琐，成本较高。

（1）在谷氨酸棒杆菌发酵产谷氨酸时，随着代谢产物的积累，会对谷氨酸的生产造成反馈抑制或阻遏效应，在一定程度上抑制了谷氨酸的进一步合成。

（2）控制生物素在培养液中的含量可以改变膜的成分，从而改变膜的透性，代谢产物不断渗出细胞，可防止反馈抑制或阻遏。

在培养液中添加适量的青霉素，可以抑制谷氨酸棒杆菌细胞壁肽聚糖合成过程中的转肽酶活性，使得肽桥交联受到阻碍，从而造成细胞壁缺损，代谢产物可以渗出细胞，代谢抑制得到解除，谷氨酸的产量于是增加。

（1）水果罐头为酸性食品。

一般情况下，酵母菌和霉菌容易在酸性食品中生长繁殖，但在酸性环境下加热灭菌时，其中的微生物容易被灭活。

因此，水果罐头变质可能源于加热灭菌不彻底。

（2）午餐肉罐头为中性食品。

一般情况下，其中可能滋长细菌、酵母菌、霉菌。

因此需要对午餐肉罐头采用较高的灭菌温度和较长灭菌时间，而霉菌和酵母在中性环境下灭活比在酸性环境下难，此例中未检出芽孢菌，提示灭菌过程已符合要求。

其中生长霉菌和酵母可能源于罐头包装过程中泄漏。

答:

（1）市售面包

市售面包吸水受潮后，水分活度会有增加但仍低于细菌生长所需的最适水分活度范围，而细菌在水分活度较低情况下生长和芽孢的萌发受到抑制，面包受微生物污染而变质，主要应该是霉菌引起的。

（2）充CO2的果汁

充CO2的果汁是酸性饮料，另外充有CO2因此氧气分压较低，不适合于好氧细菌和霉菌的生长，在出厂前进行的是巴氏杀菌，能够杀灭致病菌和大部分细菌，但不能杀死芽孢和兼性厌氧的酵母，因此该食品变质主要是酵母菌和一些兼性厌氧的细菌（芽孢菌）引起的。

5.试设计一种快速检测致病微生物的方法，并举例说明。

（1）致病微生物的检测方法有多种，为了快速检测食品中的致病微生物，可采用免疫学和分子生物学相结合的方法，根据实际需要定性或定量检测致病微生物的存在。

（2）例如，检测食品中沙门氏菌的方法：

1）将食品样品进行均质，并用无菌水稀释到合适浓度。

2）采用沙门氏菌抗体对样品进行酶联免疫反应（ELISA），探测沙门氏菌抗原的存在（表明样品含沙门氏菌）

3）采用沙门氏菌染色体上的特异性DNA序列作为引物，进行实时定量PCR实验，观察能否扩增出预期的DNA片段（或采用荧光标记的沙门氏菌特异性寡聚核苷酸探针进行杂交实验），探测出沙门氏菌的存在和含量。