微生物在食品环境中的生长.ppt

1、生物个体由小到大的增长，即表现生物个体由小到大的增长，即表现为细胞组分与结构在量方面的增加为细胞组分与结构在量方面的增加生长生长指生物个体数目的增加指生物个体数目的增加繁殖繁殖在单细胞微生物中，生长繁殖的速度很快，而在单细胞微生物中，生长繁殖的速度很快，而且两者始终交替进行，个体生长与繁殖的界限难且两者始终交替进行，个体生长与繁殖的界限难以划清，因此实际上常群体生长作为衡量微生物以划清，因此实际上常群体生长作为衡量微生物生长的指标。生长的指标。群体生长的实质是包含着个体细胞生长与繁殖群体生长的实质是包含着个体细胞生长与繁殖交替进行的过程交替进行的过程第一节第一节微生的生长微生的生长 一、微生物

2、纯培养的获得一、微生物纯培养的获得 平板划线分离法平板划线分离法 稀释倒平板法稀释倒平板法单孢子或单细胞分离法单孢子或单细胞分离法利用选择性培养基分离法利用选择性培养基分离法1.平板划线分离平板划线分离法法 用接种环以菌操作沾取少许待分离的材料，在无用接种环以菌操作沾取少许待分离的材料，在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线续划线，如果划线适宜的话，微生物能一一分散，经，如果划线适宜的话，微生物能一一分散，经培养后，可在平板表面得到单菌落。培养后，可在平板表面得到单菌落。2.稀释倒平板稀释倒平板法法3.单孢子或单细胞分离法单孢子或

3、单细胞分离法采取显微分离法从混杂群体中直接分离单个细胞或单采取显微分离法从混杂群体中直接分离单个细胞或单个个体进行培养以获得纯培养个个体进行培养以获得纯培养。在显微镜下使用单孢子分离器进行机械操作，挑取单在显微镜下使用单孢子分离器进行机械操作，挑取单孢子或单细胞进行培养。也可以采用特制的毛细管在孢子或单细胞进行培养。也可以采用特制的毛细管在载玻片的琼脂涂层上选取单孢子并切割下来，然后移载玻片的琼脂涂层上选取单孢子并切割下来，然后移到合适的培养基进行培养。到合适的培养基进行培养。4.选择性培养基分离法选择性培养基分离法各种微生物对不同的化学试剂、染料、抗生素等具有不同的抵各种微生物对不同的化学试

4、剂、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力，利用这些特性可配制合适某种微生物而限制其它微生抗能力，利用这些特性可配制合适某种微生物而限制其它微生物生长的选择培养基，用它来培养微生物以获得纯培养。物生长的选择培养基，用它来培养微生物以获得纯培养。微生物纯培养分离方法的比较微生物纯培养分离方法的比较分离方法分离方法应用范围应用范围平皿划线法平皿划线法方法简便，多用于分离细菌方法简便，多用于分离细菌稀释倒平皿法稀释倒平皿法即可定性，又可定量，用途广泛即可定性，又可定量，用途广泛单细胞挑取法单细胞挑取法局限于高度专业化的科学研究局限于高度专业化的科学研究利用选择培养基法利用选择培养基法适适用用于于分分离离某

5、某些些生生理理类类型型较较特特殊殊的的二、二、微生物生长的测定微生物生长的测定评价不同的抗菌物质对微生物产评价不同的抗菌物质对微生物产生抑制生抑制(或杀死或杀死)作用的效果；作用的效果；客观地反映微生物生长的规律；客观地反映微生物生长的规律；评价培养条件、营养物质评价培养条件、营养物质等对微生物生长的影响；等对微生物生长的影响；微微生生物物生生长长微微生生物物生生长长测测量量方方法法个体计数法个体计数法重重量量法法生理指标法生理指标法1.个体计数法个体计数法a.直接法直接法利用血利用血球计数球计数板，在板，在显微镜显微镜下计算下计算一定容一定容积里样积里样品中微品中微生物的生物的数量。数量。缺

6、点：缺点：不能区分死菌与活菌；不能区分死菌与活菌；不适于对运动细菌的计数；不适于对运动细菌的计数；需要相对高的细菌浓度；需要相对高的细菌浓度；个体小的细菌在显微镜下难以观察；个体小的细菌在显微镜下难以观察；b.间接法间接法原理是每个活细菌在适宜的培养基和良好的生长条件下可原理是每个活细菌在适宜的培养基和良好的生长条件下可以通过生长形成菌落。以通过生长形成菌落。2.重量法重量法通过样品中蛋白质、核酸含量的测定间接推算通过样品中蛋白质、核酸含量的测定间接推算微生物群体的生物量；微生物群体的生物量；测定多细胞及丝状真菌生长情况的有效方法测定多细胞及丝状真菌生长情况的有效方法C.比浊法比浊法以干重、湿

7、重直接衡量微生物群体的生物量；以干重、湿重直接衡量微生物群体的生物量；三、单细胞微生物的生长曲线细菌纯培养生长曲线图（一）、微生物生长曲线的意义（一）、微生物生长曲线的意义反映微生物生长繁殖和衰退的规律反映微生物生长繁殖和衰退的规律营养和环境影响的衡量指标营养和环境影响的衡量指标控制微生物生长发育的依据控制微生物生长发育的依据（二）生长曲线的四个主要时期1.滞留适应期(或称延滞期)(lag phase)刚刚刚刚接接种种到到培培养养基基上上的的细细菌菌，对对新新环环境境有有一一个个短短暂暂的的调整或适应过程。调整或适应过程。）特点特点(1)一般不立即开始分裂繁殖，生长速率常数为零。一般不立即开始

8、分裂繁殖，生长速率常数为零。(2)合成代谢活跃，细胞重量增加，体积增大。合成代谢活跃，细胞重量增加，体积增大。(3)DNA含含量量高高，细细胞胞内内RNA尤尤其其是是rRNA含含量量增增高高，原原生生质体嗜碱性。质体嗜碱性。(4)对外界不良条件的反应敏感。对外界不良条件的反应敏感。）原因(1)缺乏代谢所需的酶。缺乏代谢所需的酶。(2)缺乏代谢所需的中间产物。缺乏代谢所需的中间产物。）影响延滞期长短的因素主要有：菌种、接种龄、接种量、培养成份等。主要有：菌种、接种龄、接种量、培养成份等。2 对数生长期(logarithmic phase)1).特点特点(1)细胞代谢活性最强。细胞代谢活性最强。(

9、2)细胞进行平衡生长细胞进行平衡生长。(3)生长速率最大。生长速率最大。在在一一定定条条件件下下(如如营营养养成成分分、温温度度、pH和和通通气气量量等等)，每每一一种种微微生生物物的的世世代代时时间间(或或称称培培增增时时间间)是是恒恒定定的的，是是微微生物菌种的一个重要特征。生物菌种的一个重要特征。以分裂增殖时间除以分裂增殖代数以分裂增殖时间除以分裂增殖代数(n)，即可求出每增殖一即可求出每增殖一代所需的时间代所需的时间(G)。设对数期开始时的时间为设对数期开始时的时间为t1，菌数为菌数为X1，对数期结束时对数期结束时的时间为的时间为t2，菌数为菌数为X2，则则t2-t1世代时间世代时间(

10、G)=nX2=X12n,用对数表示为用对数表示为lgX2=lgX1+nlg2(lgX2-lgX1)因为因为n=而而lg20.301lg2所以所以n=3.32(lgX2-lgX1)t2-t1即世代时间即世代时间(G)=3.32(lgX2-lgX1)不同细菌其对数生长期中的代时不同，同一种细菌在不同细菌其对数生长期中的代时不同，同一种细菌在不同培养基组分和不同环境条件下，如培养温度、培不同培养基组分和不同环境条件下，如培养温度、培养基养基pH，营养料性质等，其代时也不同。但各种细菌营养料性质等，其代时也不同。但各种细菌在一定条件下，其代时是相对稳定的。化学组成和生在一定条件下，其代时是相对稳定的。

11、化学组成和生理特性等均较一致，代时稳定，代谢旺盛，生长迅速，理特性等均较一致，代时稳定，代谢旺盛，生长迅速，是研究基本代谢的良好材料，也是发酵生产的良好种是研究基本代谢的良好材料，也是发酵生产的良好种子，用处于对数生长期的菌进行接种可以缩短滞留适子，用处于对数生长期的菌进行接种可以缩短滞留适应期，以缩短发酵生产周期。应期，以缩短发酵生产周期。影响对数期微生物代时的因素很多，主要有：菌种、影响对数期微生物代时的因素很多，主要有：菌种、营养成分、营养物浓度、培养温度等。营养成分、营养物浓度、培养温度等。3.稳定期(stationary phase)又称最高生长期 1)特点特点(1)生长速率常数为零

12、。生长速率常数为零。(2)细菌数达到最高水平。细菌数达到最高水平。(3)细胞内开始积累贮藏物质。细胞内开始积累贮藏物质。(4)大多数芽孢细菌在此时形成芽孢。大多数芽孢细菌在此时形成芽孢。(5)次生代谢产物的积累逐渐增多。次生代谢产物的积累逐渐增多。2)原因(1)营养物特别是生长限制因子的耗尽。营养物特别是生长限制因子的耗尽。(2)有害代谢产物的积累。有害代谢产物的积累。(3)pH等条件的改变。等条件的改变。稳定期是以生产菌体或与菌体生长相平行的代谢产物，稳定期是以生产菌体或与菌体生长相平行的代谢产物，例如单细胞蛋白、乳酸等为目的一些发酵生产的最佳例如单细胞蛋白、乳酸等为目的一些发酵生产的最佳收

13、获期，也是对某些生长因子例如维生素和氨基酸进收获期，也是对某些生长因子例如维生素和氨基酸进行生物测定的必要前提行生物测定的必要前提。4.衰亡期衰亡期(declinePhase)1)特点特点(1)群体出现负增长。群体出现负增长。(2)菌体形态出现多样。菌体形态出现多样。(3)次生代谢产物开始产生或者释放。次生代谢产物开始产生或者释放。2)原因原因环境变得不适合于细菌的生长。环境变得不适合于细菌的生长。四、连续培养四、连续培养 连续培养连续培养(continouscultureofmicroorganisms)是在微生物是在微生物的整个培养期间，通过一定的方式使微生物能以恒定的比的整个培养期间，通

14、过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续生长下去的一种培养方法。生长速率生长并能持续生长下去的一种培养方法。连续培养的基本原则：微生物培养过程中不断的补充营养连续培养的基本原则：微生物培养过程中不断的补充营养物质和以同样的速率移出培养物物质和以同样的速率移出培养物连续培养类型连续培养类型恒浊连续培养恒浊连续培养恒化连续培养恒化连续培养(一一)恒化连续培养恒化连续培养在整个培养过程中通过控制培养基中某种营养物质在整个培养过程中通过控制培养基中某种营养物质的浓度基本恒定的方式，保持细菌的比生长速率恒的浓度基本恒定的方式，保持细菌的比生长速率恒定，使生长定，使生长“不断不断”进行。进行。

15、生长速率的控制因子：一般是氨基酸、氨和铵盐等生长速率的控制因子：一般是氨基酸、氨和铵盐等氮源，或是葡萄糖、麦芽糖等碳源或者是无机盐，氮源，或是葡萄糖、麦芽糖等碳源或者是无机盐，生长因子等物质生长因子等物质恒化器连续培养通常用于微生物学的研究，筛选不恒化器连续培养通常用于微生物学的研究，筛选不同的变种。同的变种。(二二)恒浊连续培养恒浊连续培养通过连通过连续培养续培养装置中装置中的光电的光电系统控系统控制培养制培养液中菌液中菌体浓度体浓度恒定、恒定、使细菌使细菌生长连生长连续进行续进行的一种的一种培养方培养方式。式。用于菌体以及与菌体生长平行的代谢产物生产的发酵工业(三三)连续发酵与单批发酵相比

16、连续发酵与单批发酵相比优点：优点：缩短发酵周期，提高设备利用率；缩短发酵周期，提高设备利用率；便于自动控制；便于自动控制；降低动力消耗及体力劳动强度；降低动力消耗及体力劳动强度；产品质量较稳定；产品质量较稳定；缺点：缺点：杂菌污染和菌种退化杂菌污染和菌种退化（五）同步培养把群体内的细胞分裂同步化，这种培（五）同步培养把群体内的细胞分裂同步化，这种培养叫同步培养法，利用同步培养技术使它们处于同养叫同步培养法，利用同步培养技术使它们处于同一生长阶段，使所有的细胞都能同时分裂，这种生一生长阶段，使所有的细胞都能同时分裂，这种生长方法叫同步生长。长方法叫同步生长。1、筛选法又称淘析法，主要有过滤法、区带密度梯、筛选法又称淘析法，主要有过滤法、区带密度梯度离心法和膜洗脱法等。度离心法和膜洗脱法等。（1）、过滤法）、过滤法是将微生物细胞用滤器过滤、让处于是将微生物细胞用滤器过滤、让处于细胞周期较早阶段的小细胞通过，收集这些细胞。细胞周期较早阶段的小细胞通过，收集这些细胞。转入新鲜培养基中，即能获得同步细胞。转入新鲜培养基中，即能获得同步细胞。（2）区带密度梯度离心法是将随机生长的细胞悬）区带密度梯