浙江大學(xué)食品微生物課件第3部分共四部分.ppt

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一、微生物作為酶源的優(yōu)越性,（1）微生物種類繁多，可以產(chǎn)生所有的酶類。（2）微生物易于培養(yǎng)、生長(zhǎng)周期短。（3）生產(chǎn)易管理。（4）原料成本低。（5）提高微生物產(chǎn)酶能力的途徑較多。,,美國(guó)FDA批準(zhǔn)使用的食品用酶及生產(chǎn)菌種,二、微生物酶的種類,按照催化反應(yīng)得類型分類水解酶類氧化還原酶類轉(zhuǎn)移酶類裂解酶類合成酶類異構(gòu)酶類按照微生物酶存在和作用部位分類胞外酶胞內(nèi)酶,,,,三、微生物酶食品工業(yè)中的應(yīng)用,動(dòng)、植物蛋白質(zhì)蛋白酶水解后，可分解為各級(jí)蛋白肽類，烘焙工業(yè)上應(yīng)用酶對(duì)淀粉及蛋白質(zhì)進(jìn)行改良。利用淀粉酶可增加面團(tuán)體積，改善表皮顏色和松脆結(jié)構(gòu)，改進(jìn)防腐特性。利用蛋白酶可改善面筋的特性，降低面團(tuán)粘度、能耗和成本，同時(shí)可改進(jìn)面團(tuán)的機(jī)械性能。在果蔬加工中可利用蔗糖酶、蛋白酶、磷酸酶和果膠酶、過氧化物酶、葡萄糖苷酶、多酚氧化酶及纖維素酶對(duì)果漿和果汁進(jìn)行處理，達(dá)到提高果汁產(chǎn)量、改進(jìn)風(fēng)味、易于澄清，縮短加工時(shí)間等目的。另外，酶制劑在奶制品工業(yè)、蛋白質(zhì)工業(yè)、肉類加工、海產(chǎn)品加工與保鮮等方面都有廣泛的應(yīng)用。,,第三節(jié)微生物的代謝分解代謝和合成代謝的關(guān)系,一、微生物的產(chǎn)能代謝和呼吸作用二、微生物細(xì)胞ATP的生成和利用三、微生物得合成代謝四、微生物的分解代謝,一、微生物的產(chǎn)能代謝和呼吸作用,分解代謝過程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)移的生物氧化反應(yīng)，即呼吸作用。微生物的呼吸類型有氧呼吸：受氫體是分子態(tài)的O2無氧呼吸：受氫體是無機(jī)氧化物發(fā)酵作用：受氫體是簡(jiǎn)單的有機(jī)物,有氧呼吸,以分子態(tài)的氧(O2)作為呼吸作用的氫和電子最終受體根據(jù)呼吸基質(zhì)是有機(jī)物或無機(jī)物又可分為兩種情況：(1)以有機(jī)物作為呼吸基質(zhì)如大腸桿菌、葡萄球菌葡萄糖＋6O2→6CO2＋6H2O＋38ATP＋410千卡熱量經(jīng)過(有氧)糖酵解和三羧酸循環(huán)等生化反應(yīng)最終生成CO2和H2O，在整個(gè)生化反應(yīng)過程中，1mol的葡萄糖徹底氧化產(chǎn)生688kcal自由能，其中277.4kcal主要通過氧化磷酸化(電子傳遞磷酸化以及底物水平磷酸化)，貯藏在38個(gè)ATP的磷酸高能鍵中，其中410.6kcal以熱量的形式散失掉。因此，其能量利用率為40%。真核生物徹底分解1分子葡萄糖總共只能生成36個(gè)ATP，能量利用率為：39%,有氧呼吸過程,糖酵解和檸檬酸循環(huán)產(chǎn)生的中間產(chǎn)物,三羧酸循環(huán),這種類型呼吸作用的特點(diǎn)小結(jié)如下：①在有分子態(tài)氧的條件下進(jìn)行。②氧化的終局產(chǎn)物是二氧化碳和水。③通過氧化磷酸化產(chǎn)生較多能量。1mol葡萄糖能產(chǎn)生685kcal的能量，其中原核微生物可產(chǎn)生38MATP，真核微生物產(chǎn)生36molATP，能量利用率高。,(2)以無機(jī)物作為呼吸基質(zhì)化能自養(yǎng)型的細(xì)菌以無機(jī)物如氫氣、硫化氫等作為呼吸底物，靠無機(jī)物的氧化產(chǎn)生能量依靠它們的所需無機(jī)能源的不同可分為氫細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等。,,無氧呼吸,在無氧條件下，微生物以無機(jī)氧化物中的氧作為氫和電子受體無機(jī)氧化物可以是亞硝酸化合物或CO2等。無氧呼吸的特點(diǎn)是：①不需要分子態(tài)的氧，而要的是無機(jī)氧化物中的氧，因此又稱為氧化的厭氣性呼吸。②如果無機(jī)氧化物充分，基質(zhì)能徹底氧化，產(chǎn)物也較徹底產(chǎn)生二氧化碳和水。③釋放的能量較多，但低于有氧呼吸。,,無氧呼吸過程,發(fā)酵作用,電子和質(zhì)子的供體和受體都是有機(jī)化合物它是以有機(jī)物氧代分解的不徹底中間產(chǎn)物作為氫和電子的最終受體的。在發(fā)酵作用中，有時(shí)最終電子和質(zhì)子的受體就是電子供體的分解產(chǎn)物。,酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵,這種發(fā)酵作用的特點(diǎn)是：①有機(jī)物氧化不徹底生成一些氧化程度比較低的有機(jī)物。②不需要電子傳遞體系，微生物本身缺少氧化酶系。③產(chǎn)生的能量比較少，每1mol的葡萄糖只能產(chǎn)生57kcal的能量，其中有一小部分生成了2mol的ATP，它只經(jīng)過糖酵解途徑進(jìn)行底物水平的磷酸化。其能量利用率為：26%,,二、微生物細(xì)胞ATP的生成和利用,（一）ATP的生成光合磷酸化環(huán)式光合磷酸化非環(huán)式光合磷酸化氧化磷酸化（二）ATP的利用,（一）ATP的生成,1.光合磷酸化：形成ATP所需的能量是來自光能,光合磷酸化途徑和電子傳遞鏈,環(huán)式光合磷酸化,與環(huán)式電子傳遞偶聯(lián)產(chǎn)生ＡＴＰ的反應(yīng)。環(huán)式光合磷酸化是非光合放氧生物光能轉(zhuǎn)換的唯一形式，主要在基質(zhì)片層內(nèi)進(jìn)行。它在光合演化上較為原始，在高等植物中可能起著補(bǔ)充ATP不足的作用。,ＡＤＰ＋Ｐｉ→ＡＴＰ＋Ｈ２Ｏ,環(huán)式光合磷酸化特點(diǎn),③還原力（[H]）來自H2S等無機(jī)物,②產(chǎn)能與產(chǎn)還原力分別進(jìn)行,①電子傳遞途徑屬循環(huán)方式,④不產(chǎn)生氧,非環(huán)式光合磷酸化,指水中的電子經(jīng)PSⅡ與PSⅠ一直傳到NADP＋的電子傳遞途徑。傳遞過程如下按非環(huán)式電子傳遞，每傳遞4個(gè)e-，分解2個(gè)H2O，釋放1個(gè)O2，還原2個(gè)NADP+，需要吸收8個(gè)光量子，量子產(chǎn)額為1/8，同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)8個(gè)H+進(jìn)類囊體腔。,H２O→PSⅡ→PQ→Cytb６/f→PC→PSⅠ→Fd→FNR→NADP＋,非環(huán)式光合磷酸化特點(diǎn),④還原力來自H2O的光解,③同時(shí)產(chǎn)生還原力、ATP和O2,②有PSⅠ和PSⅡ2個(gè)光合系統(tǒng),①有氧條件下進(jìn)行,紫硫細(xì)菌的光能轉(zhuǎn)換,紫硫細(xì)菌光能轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)能利用長(zhǎng)光波，Bchl吸收光的峰值在870nm處以環(huán)式電子傳遞方式進(jìn)行在異養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)一般不能直接還原NAD+為NADH,綠硫細(xì)菌的光能轉(zhuǎn)化,綠硫細(xì)菌光能轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)綠硫細(xì)菌的Bchl吸收光的峰值在840nm處。綠硫細(xì)菌是以環(huán)式電子傳遞方式進(jìn)行。綠硫細(xì)菌通過Fe-S蛋白能直接還原NAD(P)+為NAD(P)H。,藍(lán)細(xì)菌的光能轉(zhuǎn)化,藍(lán)細(xì)菌光能轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)電子轉(zhuǎn)移一般不成閉合途徑。電子由外源電子供體提供PSII具有光水解放氧作用，并經(jīng)電子傳遞偶聯(lián)產(chǎn)生ATP，PSI把電子還原Fe-S經(jīng)Fd和FP使NADP+還原為NADPH。,2.氧化磷酸化在生物氧化過程中，氧化放能反應(yīng)常常有吸能的磷酸化反應(yīng)偶聯(lián)發(fā)生。偶聯(lián)反應(yīng)將氧化釋放的一部分自由能用于無機(jī)磷參加的高能磷酸鍵生成反應(yīng)。這種氧化放能反應(yīng)與磷酸化吸能反應(yīng)的偶聯(lián)，稱為氧化磷酸化作用。根據(jù)生物氧化方式，可將氧化磷酸化分為底物水平磷酸化及電子傳遞體系磷酸化。,線粒體中氧化磷酸化反應(yīng)的一般機(jī)理,化學(xué)滲透偶聯(lián)機(jī)制示意圖,底物水平磷酸化是在被氧化的底物上發(fā)生磷酸化作用。即底物被氧化的過程中，形成了某些高能磷酸化合物的中間產(chǎn)物，通過酶的作用可使ADP生成ATP。電子傳遞體系磷酸化是指當(dāng)電子從NADH或FADH2經(jīng)過電子傳遞體系(呼吸鏈)傳遞給氧形成水時(shí)，同時(shí)伴有ADP磷酸化為ATP的全過程。通常所說的氧化磷酸化是指電子傳遞體系磷酸化。,,（二）ATP的利用,在生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞中，ATP是一種關(guān)鍵的物質(zhì)。生物體的一切生命活動(dòng)都離不開ATP。ATP是生物體內(nèi)直接供給可利用能量的物質(zhì)，是細(xì)胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的“中轉(zhuǎn)站”。各種形式的能量轉(zhuǎn)換都是以ATP為中心環(huán)節(jié)的。生物體內(nèi)由于有各種酶作為生物催化劑，同時(shí)又有細(xì)胞中生物膜系統(tǒng)的存在，因此，ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)換成其他各種形式的能量，用于各項(xiàng)生命活動(dòng)。這些能量形式主要有：,1．機(jī)械能。例如，纖毛和鞭毛的擺動(dòng)、肌細(xì)胞的收縮、細(xì)胞分裂期間染色體的運(yùn)動(dòng)等，2．電能。3．滲透能。4．化學(xué)能。5．光能。6．熱能。,,三、微生物的合成代謝,微生物從體外吸收個(gè)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在細(xì)胞內(nèi)個(gè)中酶的催化下，通過復(fù)雜的轉(zhuǎn)化與組成，合成各種分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、脂類、多糖類、核酸等，用以構(gòu)成細(xì)胞的各個(gè)部分，為個(gè)體生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖提供物質(zhì)基礎(chǔ)，這個(gè)過程就是微生物的合成代謝。（一）碳水化合物的合成（二）脂類化合物的合成（三）氨基酸和蛋白質(zhì)的合成（四）核苷酸及核酸的合成（五）次生代謝產(chǎn)物的合成,（一）碳水化合物的合成,微生物吸收有機(jī)碳化物或由二氧化碳合成的碳水化合物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)化，以各種單糖、有機(jī)酸、醛、醇等形成各種復(fù)雜的有機(jī)碳化物。,,碳水化合物功能,,細(xì)胞壁的構(gòu)成物質(zhì),細(xì)胞內(nèi)的貯藏物質(zhì),細(xì)胞的莢膜合粘液層,（二）脂類物質(zhì)主要指利用利用有機(jī)或無機(jī)酸與醇類合成各種脂類物質(zhì)。,（三）氨基酸和蛋白質(zhì)的合成,微生物吸收的氮素營(yíng)養(yǎng)經(jīng)轉(zhuǎn)化形成氨或銨化物后與有機(jī)酸合成氨基酸。各種微生物按照自身固有的遺傳信息，在合成多肽，進(jìn)而合成各種各樣的蛋白質(zhì)。,,（四）核苷酸及核酸的合成,核苷酸：核糖、堿基（嘌呤或嘧啶）和磷酸組成核酸：核糖酸大量聚合而成的大分子化合物核糖核苷酸（RNA）遺傳信息、氨基酸的運(yùn)載工具和核糖體的組成成分脫氧核糖核苷酸(DNA)遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)、具有傳遞遺傳信息的功能,,（五）次生代謝產(chǎn)物的合成,微生物在合成代謝過程中，除合成上述復(fù)雜的細(xì)胞物質(zhì)外，還生成一些分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的物質(zhì)由于這些物質(zhì)非微生物生活所必需，我們把這些物質(zhì)稱次生代謝產(chǎn)物。次生代謝產(chǎn)物有：（1）抗生素（2）生長(zhǎng)刺激素（3）毒素（4）色素,,四、微生物的分解代謝,微生物的分解代謝，是細(xì)胞內(nèi)碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)經(jīng)過氧化分解釋放出能量的過程，是通過呼吸作用來試驗(yàn)的。（一）碳水化合物的分解（二）蛋白質(zhì)的分解代謝（三）脂肪的分解代謝,（一）碳水化合物的分解,供給細(xì)胞組成有機(jī)物質(zhì)的碳架轉(zhuǎn)變成呼吸作用的氧化分解產(chǎn)物并放出能量,多糖－雙糖－單糖－丙酮酸－有機(jī)酸、醛醇－二氧化碳和水,1.有氧條件下（1）己糖的徹底氧化己糖糖酵解，三梭酸循環(huán)CO2、H2O（2）己糖的好氣性發(fā)酵己糖糖酵解，三梭酸循環(huán)CO2、H2O、中間代謝物2.缺氧條件下發(fā)酵作用，進(jìn)行不完全的分解,,,,（二）蛋白質(zhì)的分解代謝,蛋白質(zhì)必須經(jīng)過微生物的胞外酶水解成多肽和氨基酸才能被吸收入細(xì)胞。進(jìn)入細(xì)胞后的簡(jiǎn)單含氮化物再進(jìn)行分解或合成，以供細(xì)胞質(zhì)的組成。腐化：有氧環(huán)境下分解腐?。簾o氧環(huán)境下分解,蛋白質(zhì)－蛋白月示－蛋白胨－多肽－氨基酸－有機(jī)酸、靛基質(zhì)、硫化氫、氨、氫、二氧化碳,,（三）脂肪的分解代謝,脂肪在微生物脂肪水解酶的作用下變?yōu)橹舅岷透视汀Ｖ镜姆纸獯x可釋放出大量的能量。,第六章微生物在食品環(huán)境中的生長(zhǎng),生物個(gè)體由小到大的增長(zhǎng)，即表現(xiàn)為細(xì)胞組分與結(jié)構(gòu)在量方面的增加,生長(zhǎng),,指生物個(gè)體數(shù)目的增加,繁殖,,在單細(xì)胞微生物中，生長(zhǎng)繁殖的速度很快，而且兩者始終交替進(jìn)行，個(gè)體生長(zhǎng)與繁殖的界限難以劃清，因此實(shí)際上常群體生長(zhǎng)作為衡量微生物生長(zhǎng)的指標(biāo)。,群體生長(zhǎng)的實(shí)質(zhì)是包含著個(gè)體細(xì)胞生長(zhǎng)與繁殖交替進(jìn)行的過程,第一節(jié)微生的生長(zhǎng),一、微生物純培養(yǎng)的獲得,平板劃線分離法,稀釋倒平板法,單孢子或單細(xì)胞分離法,利用選擇性培養(yǎng)基分離法,1.平板劃線分離法,用接種環(huán)以菌操作沾取少許待分離的材料，在無菌平板表面進(jìn)行平行劃線、扇形劃線或其他形式的連續(xù)劃線，如果劃線適宜的話，微生物能一一分散，經(jīng)培養(yǎng)后，可在平板表面得到單菌落。,2.稀釋倒平板法,3.單孢子或單細(xì)胞分離法,采取顯微分離法從混雜群體中直接分離單個(gè)細(xì)胞或單個(gè)個(gè)體進(jìn)行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)。,在顯微鏡下使用單孢子分離器進(jìn)行機(jī)械操作，挑取單孢子或單細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)。也可以采用特制的毛細(xì)管在載玻片的瓊脂涂層上選取單孢子并切割下來，然后移到合適的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。,4.選擇性培養(yǎng)基分離法,各種微生物對(duì)不同的化學(xué)試劑、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力，利用這些特性可配制合適某種微生物而限制其它微生物生長(zhǎng)的選擇培養(yǎng)基，用它來培養(yǎng)微生物以獲得純培養(yǎng)。,微生物純培養(yǎng)分離方法的比較,二、微生物生長(zhǎng)的測(cè)定,評(píng)價(jià)不同的抗菌物質(zhì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制(或殺死)作用的效果；,客觀地反映微生物生長(zhǎng)的規(guī)律；,評(píng)價(jià)培養(yǎng)條件、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響；,微生物生長(zhǎng),,微生物生長(zhǎng)測(cè)量方法,,,,個(gè)體計(jì)數(shù)法,重量法,生理指標(biāo)法,1.個(gè)體計(jì)數(shù)法,a.直接法,利用血球計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下計(jì)算一定容積里樣品中微生物的數(shù)量。,缺點(diǎn)：不能區(qū)分死菌與活菌；不適于對(duì)運(yùn)動(dòng)細(xì)菌的計(jì)數(shù)；需要相對(duì)高的細(xì)菌濃度；個(gè)體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察；,b.間接法,原理是每個(gè)活細(xì)菌在適宜的培養(yǎng)基和良好的生長(zhǎng)條件下可以通過生長(zhǎng)形成菌落。,2.重量法,通過樣品中蛋白質(zhì)、核酸含量的測(cè)定間接推算微生物群體的生物量；,測(cè)定多細(xì)胞及絲狀真菌生長(zhǎng)情況的有效方法,C.比濁法,以干重、濕重直接衡量微生物群體的生物量；,三、單細(xì)胞微生物的生長(zhǎng)曲線,細(xì)菌純培養(yǎng)生長(zhǎng)曲線圖,,（一）、微生物生長(zhǎng)曲線的意義反映微生物生長(zhǎng)繁殖和衰退的規(guī)律營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境影響的衡量指標(biāo)控制微生物生長(zhǎng)發(fā)育的依據(jù),（二）生長(zhǎng)曲線的四個(gè)主要時(shí)期,滯留適應(yīng)期(或稱延滯期)(lagphase)剛剛接種到培養(yǎng)基上的細(xì)菌，對(duì)新環(huán)境有一個(gè)短暫的調(diào)整或適應(yīng)過程。１）特點(diǎn)(1)一般不立即開始分裂繁殖，生長(zhǎng)速率常數(shù)為零。(2)合成代謝活躍，細(xì)胞重量增加，體積增大。(3)DNA含量高，細(xì)胞內(nèi)RNA尤其是rRNA含量增高，原生質(zhì)體嗜堿性。(4)對(duì)外界不良條件的反應(yīng)敏感。,２）原因(1)缺乏代謝所需的酶。(2)缺乏代謝所需的中間產(chǎn)物。３）影響延滯期長(zhǎng)短的因素主要有：菌種、接種齡、接種量、培養(yǎng)成份等。,2對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期(logarithmicphase)1).特點(diǎn)(1)細(xì)胞代謝活性最強(qiáng)。(2)細(xì)胞進(jìn)行平衡生長(zhǎng)。(3)生長(zhǎng)速率最大。在一定條件下(如營(yíng)養(yǎng)成分、溫度、pH和通氣量等)，每一種微生物的世代時(shí)間(或稱培增時(shí)間)是恒定的，是微生物菌種的一個(gè)重要特征。,以分裂增殖時(shí)間除以分裂增殖代數(shù)(n)，即可求出每增殖一代所需的時(shí)間(G)。設(shè)對(duì)數(shù)期開始時(shí)的時(shí)間為t1，菌數(shù)為X1，對(duì)數(shù)期結(jié)束時(shí)的時(shí)間為t2，菌數(shù)為X2，則t2-t1世代時(shí)間(G)=nX2=X12n,用對(duì)數(shù)表示為lgX2=lgX1+nlg2(lgX2-lgX1)因?yàn)閚=而lg2＝0.301lg2所以n=3.32(lgX2-lgX1)t2-t1即世代時(shí)間(G)=3.32(lgX2-lgX1),,,,不同細(xì)菌其對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期中的代時(shí)不同，同一種細(xì)菌在不同培養(yǎng)基組分和不同環(huán)境條件下，如培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基pH，營(yíng)養(yǎng)料性質(zhì)等，其代時(shí)也不同。但各種細(xì)菌在一定條件下，其代時(shí)是相對(duì)穩(wěn)定的。化學(xué)組成和生理特性等均較一致，代時(shí)穩(wěn)定，代謝旺盛，生長(zhǎng)迅速，是研究基本代謝的良好材料，也是發(fā)酵生產(chǎn)的良好種子，用處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的菌進(jìn)行接種可以縮短滯留適應(yīng)期，以縮短發(fā)酵生產(chǎn)周期。影響對(duì)數(shù)期微生物代時(shí)的因素很多，主要有：菌種、營(yíng)養(yǎng)成分、營(yíng)養(yǎng)物濃度、培養(yǎng)溫度等。,穩(wěn)定期(stationaryphase)又稱最高生長(zhǎng)期1)特點(diǎn)(1)生長(zhǎng)速率常數(shù)為零。(2)細(xì)菌數(shù)達(dá)到最高水平。(3)細(xì)胞內(nèi)開始積累貯藏物質(zhì)。(4)大多數(shù)芽孢細(xì)菌在此時(shí)形成芽孢。(5)次生代謝產(chǎn)物的積累逐漸增多。,2)原因(1)營(yíng)養(yǎng)物特別是生長(zhǎng)限制因子的耗盡。(2)有害代謝產(chǎn)物的積累。(3)pH等條件的改變。穩(wěn)定期是以生產(chǎn)菌體或與菌體生長(zhǎng)相平行的代謝產(chǎn)物，例如單細(xì)胞蛋白、乳酸等為目的一些發(fā)酵生產(chǎn)的最佳收獲期，也是對(duì)某些生長(zhǎng)因子例如維生素和氨基酸進(jìn)行生物測(cè)定的必要前提。,衰亡期(declinePhase)1)特點(diǎn)(1)群體出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。(2)菌體形態(tài)出現(xiàn)多樣。(3)次生代謝產(chǎn)物開始產(chǎn)生或者釋放。2)原因環(huán)境變得不適合于細(xì)菌的生長(zhǎng)。,四、連續(xù)培養(yǎng),連續(xù)培養(yǎng)(continouscultureofmicroorganisms)是在微生物的整個(gè)培養(yǎng)期間，通過一定的方式使微生物能以恒定的比生長(zhǎng)速率生長(zhǎng)并能持續(xù)生長(zhǎng)下去的一種培養(yǎng)方法。,連續(xù)培養(yǎng)的基本原則：微生物培養(yǎng)過程中不斷的補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和以同樣的速率移出培養(yǎng)物,連續(xù)培養(yǎng)類型,,恒濁連續(xù)培養(yǎng),恒化連續(xù)培養(yǎng),(一)恒化連續(xù)培養(yǎng),在整個(gè)培養(yǎng)過程中通過控制培養(yǎng)基中某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度基本恒定的方式，保持細(xì)菌的比生長(zhǎng)速率恒定，使生長(zhǎng)“不斷”進(jìn)行。,生長(zhǎng)速率的控制因子：一般是氨基酸、氨和銨鹽等氮源，或是葡萄糖、麥芽糖等碳源或者是無機(jī)鹽，生長(zhǎng)因子等物質(zhì),恒化器連續(xù)培養(yǎng)通常用于微生物學(xué)的研究，篩選不同的變種。,(二)恒濁連續(xù)培養(yǎng),通過連續(xù)培養(yǎng)裝置中的光電系統(tǒng)控制培養(yǎng)液中菌體濃度恒定、使細(xì)菌生長(zhǎng)連續(xù)進(jìn)行的一種培養(yǎng)方式。,用于菌體以及與菌體生長(zhǎng)平行的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的發(fā)酵工業(yè),(三)連續(xù)發(fā)酵與單批發(fā)酵相比,優(yōu)點(diǎn)：縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率；便于自動(dòng)控制；降低動(dòng)力消耗及體力勞動(dòng)強(qiáng)度；產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定；,缺點(diǎn)：雜菌污染和菌種退化,（五）同步培養(yǎng)把群體內(nèi)的細(xì)胞分裂同步化，這種培養(yǎng)叫同步培養(yǎng)法，利用同步培養(yǎng)技術(shù)使它們處于同一生長(zhǎng)階段，使所有的細(xì)胞都能同時(shí)分裂，這種生長(zhǎng)方法叫同步生長(zhǎng)。1、篩選法又稱淘析法，主要有過濾法、區(qū)帶密度梯度離心法和膜洗脫法等。（1）、過濾法是將微生物細(xì)胞用濾器過濾、讓處于細(xì)胞周期較早階段的小細(xì)胞通過，收集這些細(xì)胞。轉(zhuǎn)入新鮮培養(yǎng)基中，即能獲得同步細(xì)胞。,（2）區(qū)帶密度梯度離心法是將隨機(jī)生長(zhǎng)的細(xì)胞懸浮置于蔗糖梯度溶液表面，然后離心，不同生長(zhǎng)周期的細(xì)胞由于體積和質(zhì)量大小不同，沉降系數(shù)不同，同一生長(zhǎng)周期的細(xì)胞就聚集在離心液的一個(gè)區(qū)帶上，小細(xì)胞在上，大細(xì)胞在下。這方法可便于收集處于較早周期的小細(xì)胞，本法已成功地應(yīng)用于芽殖和裂殖酵母、大腸桿菌等細(xì)胞的同步培養(yǎng)。（3）膜洗脫法本法是根據(jù)某些濾膜可以吸附與該膜相反的電荷的細(xì)胞而設(shè)計(jì)的，可獲得比上述兩法數(shù)量更大，同步性更高的細(xì)胞。,2、誘導(dǎo)法誘導(dǎo)法是利用一些生理學(xué)手段強(qiáng)制微生物達(dá)到同步生長(zhǎng)的目的。（1）化學(xué)誘導(dǎo)利用停止或限制供給微生物細(xì)胞分裂所必需的某種養(yǎng)料，使所有的細(xì)胞都進(jìn)入臨分裂狀態(tài)(但不分裂)，然后在某一時(shí)刻恢復(fù)供給細(xì)胞分裂所必需的養(yǎng)分，就能誘導(dǎo)出同步細(xì)胞群體。（2）物理誘導(dǎo)是利用某些物理因子，使處于即將分裂的細(xì)胞的代謝活動(dòng)受到抑制，從而使細(xì)胞在分裂階段前停止，以求得以后分裂的同步。例如溫度，就是基于細(xì)胞周期不同，相對(duì)地對(duì)溫度，就是感性也不同。其它物理因子如脈沖(對(duì)光合微生物)、Ｘ射線等也能誘導(dǎo)同步生長(zhǎng)。,五、影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素,主要分為物理因素、化學(xué)因素和生物因素生物因素：互生（mutualism）拮抗(antagonism)共生(symbiosis)寄生(parasitism)獵食(predation),下一節(jié),所謂互生，是指兩種可以單獨(dú)生活的生物，當(dāng)它們生活在一起時(shí)，通過各自的代謝活動(dòng)而有利于對(duì)方，或偏利于一方的一種生活方式。因此，這是一種“可分可合，合比分好”的相互關(guān)系。例如，當(dāng)好氧性自生固氮菌與纖維分解細(xì)菌生活在一起時(shí)，后者因分解纖維素而產(chǎn)生的有機(jī)酸可供前者用于固氮，而前者所固定的有機(jī)氮化物則可滿足后者對(duì)氮素養(yǎng)料的需要,拮抗：微生物之間對(duì)營(yíng)養(yǎng)、氧氣的爭(zhēng)奪，或是一種微生物在其生命活動(dòng)過程中能產(chǎn)生一種對(duì)他種微生物呈現(xiàn)有害作用的代謝產(chǎn)物，或者改變其他環(huán)境條件，從而抑制其他種微生物的生長(zhǎng)發(fā)育甚至毒害或者殺死他種微生物的關(guān)系。例如，在生物防治過程中利用酵母與水果致病菌之間的拮抗作用來保鮮水果,共生又叫互利共生,是兩種生物彼此互相依賴，彼此獲益地生存在一起一類種間關(guān)系,葉狀地衣,殼狀地衣,絲狀地衣,枝狀地衣,例如，蛭弧菌寄生與大腸桿菌或者其他G-菌體內(nèi)。寄生是一種生物從另一種的體液、組織或已消化物質(zhì)獲取營(yíng)養(yǎng)并造成對(duì)宿主危害，更嚴(yán)格說，寄生物從較大的宿主組織中攝取營(yíng)養(yǎng)物，是一種弱者依附于強(qiáng)者的情況。獵食某些原生動(dòng)物和真菌能獵取細(xì)菌及孢子為食物的現(xiàn)象稱為獵食。,第二節(jié)食品的營(yíng)養(yǎng)組成與微生物的生長(zhǎng),一、食品原料的營(yíng)養(yǎng)成分蛋白質(zhì)脂肪碳水化合物無機(jī)鹽類維生素不同的食品所含的營(yíng)養(yǎng)成分是有差別的。,二微生物分解營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的選擇性,第三節(jié)影響微生物生長(zhǎng)的主要因素,溫度氧氣物理因素干燥滲透壓超聲波與微波,,酸、堿與pH重金屬及其化合物表面消毒劑有機(jī)化合物（酚類、醇類、醛類）鹵族元素及其化合物表面活性劑（新潔爾滅、杜滅芬）化學(xué)因素染料抗代謝藥物：磺胺類等化學(xué)治療劑抗生素中草藥有效成分,,,,一、溫度,最低生長(zhǎng)溫度:指微生物能進(jìn)行繁殖的最低溫度界限。最適生長(zhǎng)溫度：指使微生物迅速生長(zhǎng)的溫度。最高生長(zhǎng)溫度：指微生物生長(zhǎng)繁殖的最高溫度界限。致死溫度:致死微生物的最低溫度界限。致死時(shí)間:在一定溫度下殺死微生物所需要的最短時(shí)間。,根據(jù)微生物的最適生長(zhǎng)溫度的不同，可將微生物分為：低溫微生物、中溫微生物和高溫微生物，它們的生長(zhǎng)溫度如下表：,各類微生物生長(zhǎng)的溫度范圍,各種細(xì)菌的芽孢在濕熱中的致死溫度和致死時(shí)間,1、高溫對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響,高溫菌耐高溫機(jī)理酶對(duì)熱穩(wěn)定。核酸G+C%較高,Tm值較大。細(xì)胞膜長(zhǎng)鏈脂肪酸含量高,主要是一些分支的長(zhǎng)鏈飽和脂肪酸(17,18和19碳原子)。保護(hù)因子,如金屬離子(Mg2+,Ca2+等)和一些低分子物質(zhì)如多胺等。高溫菌的生長(zhǎng)特性：生長(zhǎng)曲線的各個(gè)時(shí)期均短暫，因此常會(huì)在腐敗食品中檢測(cè)不到，這在食品檢驗(yàn)中要特別注意。,高溫菌及其生長(zhǎng)最高溫度,,微生物耐熱性大小的幾種表示方法：熱力致死時(shí)間：在特定的溫度及其它條件下殺死一定數(shù)量的微生物所需要的時(shí)間。F值：在一定的基質(zhì)中，溫度為121.1℃，加熱殺死一定數(shù)量微生物所需的時(shí)間。D值：利用一定溫度進(jìn)行加熱，活菌數(shù)減少一個(gè)對(duì)數(shù)周期（即90%活菌被殺死）所需的時(shí)間。Z值：在加熱致死曲線中，時(shí)間降低一個(gè)對(duì)數(shù)周期（即縮短90%的加熱時(shí)間）所需要升高的溫度。,影響微生物對(duì)熱抵抗力的因素：菌種的遺傳特性菌齡微生物的數(shù)量基質(zhì)的特性（組成、濃度、理化條件）加熱的時(shí)間與溫度,2、低溫對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響,低溫微生物耐低溫的原因：胞內(nèi)酶耐低溫；細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸的含量高。低于冰點(diǎn)的溫度對(duì)微生物的影響：水分的喪失；冰晶對(duì)細(xì)胞膜的物理?yè)p傷。速凍、緩凍與反復(fù)凍溶對(duì)微生物細(xì)胞的影響,低溫的用途,菌種保藏液氮的溫度（-195℃）、干冰溫度（-70℃）、-20℃和4℃（常加大分子保護(hù)劑如糊精、血清白蛋白等）食品冷藏冷藏（0-4℃）與動(dòng)藏（-18℃）,二、水分,水是微生物細(xì)胞的重要成分，占生活細(xì)胞的90％以上，它參與細(xì)胞內(nèi)的各種生理活動(dòng)，因此說沒有水就沒有生命。降低物質(zhì)的含水量直至干燥，就可以抑制微生物生長(zhǎng)，防止食品、衣物等物質(zhì)的腐敗與霉變。因此干燥是保存各種物質(zhì)的重要手段之一。,（一）水活性值（activityofwater）水分活度(aw)是溶液中水的逸度（fugacity）與純水逸度之比，稱為水分活度，可近似的表示為溶液中水蒸氣氣壓與純水中氣壓之：aw=P/P0=ERH/100P為溶液后食品中的水蒸氣分壓P0為純水的蒸氣壓ERH是平衡相對(duì)濕度即物料既不吸濕也不散濕時(shí)的大氣相對(duì)濕度。,(二)不同類群微生物的生長(zhǎng)和水活性,食品水分活性與微生物生長(zhǎng)活動(dòng),微生物生長(zhǎng)所需要的aw值的可變性,影響因素：溫度有氧和無氧環(huán)境pH有害物質(zhì)存在,