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食品微生物学(全套课件)华中农业大学

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目录

食品微生物学概述

食品中的微生物种类及其特性

食品微生物的营养与代谢

食品微生物的生长与繁殖

食品微生物与食品安全

食品微生物的利用与开发

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食品微生物学概述

食品微生物学是研究食品中微生物的种类、数量、生理生化特性、与食品相互作用关系以及食品安全控制等方面的一门科学。

定义

食品微生物学对于保障食品安全、提高食品质量、推动食品工业发展具有重要意义。它有助于了解食品中微生物的污染来源、生长繁殖条件、代谢产物以及致病性等，为食品的加工、保藏和质量控制提供科学依据。

重要性

早期阶段

早在古代，人们就已经开始利用微生物制作发酵食品，如面包、酒、醋等。然而，当时人们对微生物的认识非常有限。

奠基阶段

19世纪中叶，巴斯德等科学家通过一系列实验揭示了微生物在发酵过程中的作用，奠定了食品微生物学的基础。

发展阶段

20世纪以来，随着科学技术的不断进步，食品微生物学的研究领域不断扩展，研究手段日益丰富，取得了许多重要成果。

食品微生物学的研究对象包括各类食品中的微生物，如细菌、真菌、病毒等，以及它们与食品之间的相互关系。

研究对象

食品微生物学的主要任务是揭示食品中微生物的种类、数量、分布规律及其对食品质量的影响；研究食品中微生物的生长繁殖条件、代谢过程和产物；探索食品中微生物的控制方法和食品安全保障措施。同时，食品微生物学还承担着培养专业人才、推动学科发展等任务。

研究任务

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食品中的微生物种类及其特性

如乳酸菌、葡萄球菌等，主要存在于乳制品、发酵食品等。

革兰氏阳性菌

革兰氏阴性菌

芽孢杆菌

如大肠杆菌、沙门氏菌等，常引起食品中毒和食源性疾病。

如枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等，常见于土壤和食品中，具有强抗逆性。

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如酿酒酵母、面包酵母等，用于发酵食品和酿造工业。

酵母菌

如曲霉、青霉等，可引起食品霉变和产生毒素。

霉菌

食品中的病毒主要为肠道病毒，如轮状病毒、诺如病毒等，通过污染的食品和水源传播。

主要存在于土壤和水中，某些种类可产生抗生素。

寄生于节肢动物体内，通过昆虫叮咬传播疾病。

可引起人类和动物的呼吸道和泌尿生殖道感染。

如梅毒螺旋体、钩端螺旋体等，可引起人类和动物的严重疾病。

放线菌

立克次氏体

支原体和衣原体

螺旋体

03

食品微生物的营养与代谢

碳源

氮源

无机盐

生长因子

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食品微生物通过摄取含碳有机物如葡萄糖、果糖等作为能源和碳骨架。

微生物需摄取蛋白质、氨基酸、尿素等含氮物质用于合成细胞物质。

如磷、硫、钾、钠、镁等，是构成细胞成分和维持细胞内外渗透压平衡的重要元素。

某些微生物需要特定的生长因子如维生素、嘌呤、嘧啶等才能正常生长。

将葡萄糖等单糖分子通过一系列酶促反应分解为丙酮酸，进而生成ATP和还原力。

糖酵解途径

丙酮酸等中间代谢产物在线粒体内经过一系列氧化脱羧反应生成CO2、ATP和还原力。

三羧酸循环

在线粒体内膜上，通过电子传递链将NADH和FADH2的氧化与ADP的磷酸化偶联起来，生成ATP。

氧化磷酸化

有机酸

酒精

气体

抗生素和毒素

如乳酸、乙酸、柠檬酸等，是食品微生物发酵过程中的重要产物，对食品的风味和保质期有重要影响。

如CO2、H2等，是某些微生物代谢活动的副产物，对食品的质地和口感有一定影响。

某些微生物如酵母菌在缺氧条件下可将糖分解为酒精和CO2，是酒类产品的重要来源。

部分食品微生物在代谢过程中会产生抗生素或毒素，对人体健康可能构成威胁。

04

食品微生物的生长与繁殖

微生物接入新鲜培养基后，对新环境有一个短暂的适应过程。

延迟期

对数期

稳定期

衰亡期

微生物经过延迟期后，以最大的速率生长和分裂。

由于营养物质消耗、代谢产物积累和pH变化等因素，微生物生长速率逐渐下降，死亡速率增加。

微生物死亡率大于生长率，活菌数明显减少。

通过二分裂、出芽生殖等方式进行繁殖，速度快，但后代遗传物质与亲代完全相同。

通过接合、转化等方式进行繁殖，后代具有遗传多样性，但繁殖速度较慢。

有性繁殖

无性繁殖

水分活度

水分活度是影响微生物生长的重要因素之一，水分活度越低，微生物生长越慢。

温度

不同微生物对温度的适应性不同，过高或过低的温度都会影响微生物的生长和繁殖。

酸碱度

不同微生物对酸碱度的适应性不同，过酸或过碱的环境都会抑制微生物的生长。

氧气

不同微生物对氧气的需求不同，有些微生物需要氧气才能生长，有些则不需要氧气或在厌氧条件下生长更好。

营养物质

微生物生长需要碳源、氮源、无机盐等营养物质，缺乏必要的营养物质会限制微生物的生长。

05

食品微生物与食品安全

由微生物引起的食品腐败变质，导致食品的营养价值降低，甚至产生有害物质。

食品腐败

通过食物传播的疾病，如沙门氏菌、金黄