【正文】 麥芽糖及半乳糖或弱發(fā)酵或不發(fā)酸。子囊孢子禮帽形，由子囊內放出后常不散開。細胞圓形，直徑4~7μm。有的種類能形成假菌絲。能利用硫酸銨，不能利用硝酸鉀。葡萄汁酵母與釀酒酵母相似。在麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基上菌落為乳白色，平滑、有光澤、邊緣整齊。由于酵母菌體內的維生素、蛋白質含量較高，食用安全，所以啤酒酵母作為一種單細胞蛋白(SCP)可作食用、藥用和飼料用酵母。對棉子糖只能發(fā)酵1／3左右。在液體培養(yǎng)基中的生長行為有兩類，工業(yè)上把發(fā)酵度較高，不易凝集沉淀，浮于上面的酵母稱為上面酵母；把易于凝集沉淀，發(fā)酵度較低的酵母稱為下面酵母。包括啤酒酵母的一些變種，如葡萄酒酵母等菌種，一般多為供生產葡萄酒、果酒用。細胞的長寬比例為1~2左右。工業(yè)上常用的酵母菌有以下幾種： 1，啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 啤酒酵母是酵母屬中應用較廣泛的一個種。如灰色鏈霉菌所產生的殺稻菌素S，用于稻瘟病的防治；可可鏈霉菌所產生的多辣霉素，對水稻紋枯病、稻瘟病、小皮白粉病以及果木真菌均有良效． 三、酵母菌 酵母菌是單細胞真核微生物，在自然界中普遍存在，主要分布于含糖質較多的偏酸性環(huán)境中，如水果、蔬菜、花蜜和植物葉子上，以及果園土壤中。這類菌亦可產生不少抗生素，如可抑制細菌、病毒和腫瘤的多霉素等。主要分布于土壤中。有的菌種能形成分生抱子。 3，游動放線菌屬(Actinoplanes)一般不形成氣生菌絲，基內菌絲分枝，直或卷曲，多數不分隔，~，孢囊在基內菌絲體上形成，大小為5~22μ m，著生在孢囊梗上或菌絲上，孢囊梗直或有分技，在每技頂上有一至數十個孢囊。菌落致密，與培養(yǎng)基緊密結合在一起，表面凸起，多皺或光滑、疣狀，平坦者較少。菌絲體纖細，~。如其培養(yǎng)基中的NaCl以NaBr代替時，則此鏈霉菌又可產生四環(huán)素。 (2)龜裂鏈霉菌（Streptomyces rimosus） 于1950年就發(fā)現(xiàn)此茵能產生氧四環(huán)素(也稱土霉索)。此屬中不少菌種產生抗生素，這些抗生素約占各種微生物(包括放線菌)所產抗生素的50％以上。它的最大經濟價值在于能產生多種抗生素。野油菜黃單胞菌在通氣條件下，~、28~30℃時，能以淀粉作碳源發(fā)酵生產黃原膠。短桿菌屬中的黃色短桿菌(Brivibacterium flavum)和硫殖短稈菌(Brivibacterium thiogenitalis)能用于谷氨酸發(fā)酵生產。為好氧微生物。在肉汁蛋白胨培養(yǎng)基上生長良好。生物素是必需的生長因素，硫胺素或某些氨基酸有促進生長的作用。細胞排列為單個、成對或“八“個字形。菌體內著色不均勻，好氧或厭氧。成“八”字形排列或柵狀排列。也能氧化醋酸為CO2和H2O。對培養(yǎng)基要求粗放，在米曲汁培養(yǎng)基中生長良好。因為沒有芽孢，故對熱抵抗力較弱。在老培養(yǎng)物中易呈多種畸形菌體，如絲狀、梯狀、彎曲等。因其常使糖汁變粘而無法加工，故為糖廠之害菌。此菌在蔗糖液中形成特征性葡聚糖粘液。革蘭氏染色陽性，菌落小，灰白，隆起，不液化明膠。能發(fā)酵多種糖類，包括淀粉、糊精等。有淀粉粒。單生或成對，但不成鏈。由于乳酸菌能產生乳酸，所以可用于食品的保存和調整食品的風味。在麥芽汁糖化液內，繁殖特別旺盛。發(fā)酵碳水化合物，產物的85％以上為乳酸。常生長成鏈，大多不運動，能運動者為周生鞭毛。大腸桿菌的谷氨酸脫羧酶在工業(yè)上被用來進行谷氨酸定量分析。革蘭氏染色陰性。經科研獲得的枯草桿菌能產生大量的淀粉酶和蛋白曲，這些已分離到的優(yōu)良菌種在工業(yè)生產上得到了廣泛應用。它能在銨鹽液體中發(fā)酵各種糖類生成酸。~。細胞側生鞭毛，能運動。菌端半圓形。一、細菌細菌是自然界中分布最廣、數量最多的一類微生物，屬單細胞原核生物，具有較典型的核分裂或二分分裂繁殖。例如，醋酸菌在生產醋時是生產菌，但會引起酒類的敗壞。微生物的生物學性狀和發(fā)酵條件決定了其相應產物的生成。其中，細菌、放線菌、酵母和霉菌等已廣泛應用于發(fā)酵工業(yè)，有的直接利用其菌體細胞，有的則利用其代謝產物或轉化機能。了解微生物的種類、形態(tài)及生理特征的目的在于認識微生物的特性，掌握其生命活動規(guī)律，使其在工業(yè)生產中充分發(fā)揮作用。工業(yè)上用的全部微生物都稱為工業(yè)微生物。工業(yè)生產上常用的微生物和經常遇到的雜菌主要是細菌、放線菌、酵母菌和霉菌。體形微小，通常在1000倍的光學顯微鏡成電子顯微鏡下才能看到。單個或呈短鏈。革蘭氏染色陽性。屬需菌菌。由于芽孢能耐高溫，所以分布較廣，常存于枯草和土壤中。例如，ASl．393枯草芽泡桿菌用于生產中性蛋白酶卻發(fā)酵生產醬油、食醋。能運動或不運動，運動者周生鞭毛。還可以利用大腸桿菌制取天冬氨酸、蘇氨酸和纈氨酸等。革蘭氏染色陽性。厭氧或兼性厭氧。菌體肥壯，產酸力特別強。在食品工業(yè)上如干酪的成熟、乳脂的酸化和腌萊、泡菜等制作無不與乳酸菌有關。芽孢卵圓，中生或次端生，使芽孢囊膨大成梭狀或鼓槌狀。革蘭氏染色陽性，可能變?yōu)殛幮?。生產上多用來生產丙酮丁醇。能同化多種糖產酸、產氣。促使形成這一特征的溫度是20~25℃。但它卻是葡聚據的生產茵。鞭毛有兩種類型，一種是周生鞭毛，另一種是端生鞭毛。根據醋酸菌發(fā)育時對溫度的要求和特性。好氣性。繁殖適宜溫度為3l℃，發(fā)酵溫度一般為36~37℃。不運動，僅少數致病菌能運動。調味品生產中，如谷氨酸生產常用的菌種有北京棒狀桿菌(Corynebacterium pekinense)。~、2．5μm。能利用葡萄糖、果糖、甘露糖、麥芽糖等產酸，但均不產氣。有時產生非水溶性色素，呈紅、橙紅、黃、褐色。多數從葡萄糖發(fā)酵產酸，不發(fā)酵乳糖。9，黃單胞菌(Xanthomonas) 細胞直桿狀；兩端鈍圓稍尖；~~。二、放線菌 放線菌因其菌落呈放射狀而得名。從微生物中發(fā)現(xiàn)的抗生素，有60％以上是放線菌產生的，因此人們在抗生素發(fā)酵土業(yè)中，非常重視對放線茵的研究與運用。 (1)灰色鏈霉菌(Streptomyces griseus) 在葡萄糖—硝酸鹽培養(yǎng)基上生長時，菌落平而薄，初為白色，逐漸變?yōu)殚蠙焐＞z白色，呈樹枝狀；孢子為灰白色，呈拄形；菌落為灰白色，其表面后期有皺褶，呈龜裂狀。 (4)紅霉素鏈霉菌(Streptomyces erythreus) 此菌生長擴展，有不同規(guī)則的邊緣，菌絲深入培養(yǎng)基內，初為白色，后變?yōu)槲ⅫS色，菌落周圍白色乳狀，氣生菌絲細，有分技。有分枝和分隔，不斷裂。菌落常為黃橙色、紅色、深褐色、黑色和藍色。孢囊孢子在孢囊內盤卷或呈直行排列，成熟后分散為不規(guī)則排列。4，諾卡氏菌屬(Norcardia)基絲較鏈霉菌纖細，~，有橫隔，一般無氣絲。有些種能產生抗生素(如利福霉素、蟻霉素等)，也可用于石油脫蠟及污水凈化中脫氰等。我國生產的創(chuàng)新霉素由濟南游動放線菌新菌(Actinoplanes tsinanensi sn. sp)產生。石油酵母較多地分布在油田周圖的土壤中。 在麥芽汁培養(yǎng)基上生長的啤酒酵母，其細胞為圓形、卵圓形或橢圓形。根據啤酒酵母細胞長與寬的比例，可把它們分為三組：第一組酵母的細胞多為圓形、卵圓形，長寬比例為1~2。第三組酵母的細胞為長圓形，長寬比例大于2。啤酒酵母的無性繁殖為芽殖，有性繁殖能形成子囊孢子。在氮源中能利用硫酸銨，不能利用硝酸鉀。它的轉化酶可用于轉化蔗糖，制造酒心巧克力。 能產生子囊抱子，每個子囊內有孢子4個。主要的區(qū)別在于它能發(fā)酵棉子糖和蜜二糖。葡萄汁酵母常用于啤酒釀造的底層發(fā)酵，也可食用、藥用或作飼料。子囊形狀與營養(yǎng)細胞相同。也有臘腸形的，~6~20μm。該變種生長在麥芽汁瓊脂斜面上的菌落平坦，呈乳白色、無光澤，邊緣絲狀。能同化硝酸鹽，氧化烴類能力亦強，能利用煤油作碳源。多邊出芽繁殖。在適宜條件下，能將40％葡萄糖轉化成多元醇。5，假絲酵母(Candida) 細胞圓形、卵形或長形。液體培養(yǎng)的能形成浮膜。能同化硝酸鹽。因此能利用假絲酵母來處理工業(yè)和農副產品加工業(yè)的廢棄物，生產可食用的蛋白質，在綜合利用中很有價值。異形接合形成子囊孢子。 此菌分解糖的能力弱，不產生酒精。多邊芽殖，有明顯的紅色或黃色色素。如粘紅酵母粘紅變種能氧化烷烴生產脂肪，含量可達干生物量的50~60％。開始時濕潤的匍匐菌絲蔓延生長；菌落無色或灰白色，2—3天后漸趨淡黃色，5天后呈檸橙黃色，7~10天后菌落周圍的培養(yǎng)基因核黃素的擴散而呈黃綠色。最早是從染病的棉桃上分離而來。節(jié)孢子單個或連接成鏈，長筒形、方形，也有橢圓形，末端鈍圓。生長溫度33~37℃。不同化硝酸鹽。在制曲中，白地霉的污染會降低糠化力，直接影響出酒率，所以它是白酒生產中的有害菌。大多數為好氧性微生物。它對環(huán)境的適應性很強，生長極迅速。菌絲無橫隔，為單細胞真菌。裹內生有許多孢子。我國民間釀制甜酒用的小曲主要含有根霉。目前常用的菌種有米根霉、華根霉、河內根霉和甘薯根霉。大量存在于酒藥與酒曲中。此種菌淀粉液化力強，有溶膠性。 2，毛霉(Mucor)毛霉分布亦較廣，在基質表面生成灰色、白色或黃褐色的棉絮狀菌落。毛霉多見于陰濕低溫處，是制曲時常見的雜菌和可利用的菌，其中常見的有魯氏毛霉(Mucor rouxianus)，它最初是在我國小曲中分離出來的。孢子梗往往2~5支，成簇，很少單生，而且常呈輪狀或不規(guī)則的分枝。大多無色，無線狀條紋。犁頭霉對甾族化合物有較強的轉化能力，如藍色犁頭霉(Absidia coerulea)能轉化多種甾體。在足細胞上生出直立的分生孢子梗，頂端膨大成頂囊，頂囊一般呈梯形、橢圓形、半球形或球形。 曲霉在發(fā)酵工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)和糧食貯存等方面有著極重要的作用。此外，它還是重要的蛋白酶和淀粉酶的生產菌。黃曲霉能分解DNA，產生5’脫氧胞苷酸、5’脫氧腺苷酸、5’—脫氧鳥苷酸和5’—脫氧胸腺嘧啶核苷酸。為了防止污染食品，保障人民身體健康，現(xiàn)已停止使用會產生黃曲霉毒素的菌種，改用不產毒素的菌種。(3)黑曲霉（Aspergillus niger） 黑曲霉具有多種活性強大的酶系，如淀粉酶、蛋白酶、果膠酶、纖維素酶和葡萄糖氧化酶等。因此，為目前北方酒精廠及白酒廠所廣泛采用。其分生孢子梗的頂端不膨大，無頂囊。青霉的孢子耐熱性較強，菌體繁殖溫度較低，是制曲時常見的雜菌，對制曲危害較大。在工業(yè)生產上主要用其變種來生產青霉素，也能用來生產葡萄糖氧化酶、葡萄糖酸、檸檬酸和抗壞血酸等。此外還有婁地青霉，具有分解油脂和蛋白質的能力，可用于制造干酪。6，木霉(Trichoderma) 木霉的菌絲生長初期為白色。分生孢子梗為菌絲的短側枝，上有對生或互生分枝。分生孢子有球形、橢圓形、倒卵形等。若能利用這一特性，以纖維素來代替淀粉原料進行發(fā)酵生產，這對國民經濟將有十分重要的意義。細胞內多核，含有橙紅色的顆粒。有性生殖時，在長短不一的梗上產生單一的原閉囊殼(子囊果)。紫紅曲霉在麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基上生長良好。 紫紅曲霉喜酸性環(huán)境，~5，但即使在pH 。此外用它制成的紅曲又可以作中藥，有消食活血、健脾胃的功、能。孢子梗常叢集成類菌核狀成類分生抱梗座結構?？梢娚L和繁殖是兩個不同的概念。當增長到一定程度時，母細胞開始分裂，形成兩個基本相同的子細胞，由于細胞分裂導致菌體數目的增加，這就是繁殖。生長又有個體生長和群體生長之分。無性或有性孢子萌發(fā)并通過菌絲斷裂而使群體數目和質量的增加過程稱為群體生長。（2）細菌的生長曲線 研究細菌群體生長的傳統(tǒng)方法是分批培養(yǎng)法。它代表細菌從開始生長到死亡的整個動態(tài)過程。 加速生長期：細菌開始增殖，倍增速率(世代時間的倒數即單位時間內的分裂次數)隨時間不斷增大(a—b)。 加速死亡期：死亡速率超過生長速率，并越來越大，活菌數目迅速減少(ef)。絲狀真菌的生長，首先是孢子萌發(fā)，產生一個短的芽管。所以分枝現(xiàn)象也是真菌生長過程中不可缺少的環(huán)節(jié)。 （1）生長延滯期 造成生長延滯的原因有兩種：一是孢子萌發(fā)前的真正的延滯期，另一種是生長已開始但卻無法測量。真菌的生長常表現(xiàn)為菌絲尖端的生長和菌絲的分枝，因此受到鄰近細胞競爭營養(yǎng)物質的影響。一般是在一短期內失重很快，以后不再變化。在高濃度培養(yǎng)基中，可能是因為有毒代謝產物的積累而阻礙生長，如在高濃度碳水化合物的培養(yǎng)基中可積累有機酸；在含有機氮高的培養(yǎng)基中可積累氨。二、微生物的生長動力學1，對數生長期的生長動力學 微生物細胞經過延滯期進入對救生長期。 在對數生長期，細菌進行二分裂，由時間t。 在對數生長期中，細胞以恒定的速度增長，或者說某瞬間細胞的增加速率與該瞬間的細胞數之比為一常數，由此細胞數目的變化為： N表示細胞數目； x表示細胞濃度(或質量)：μ為比例常數，稱為比生長速率常數(1／h)。2，微生物生長與基質濃度的關系 微生物的生長需要多種營養(yǎng)成分，為了了解各種成分對生長的影響，研究工作中往往采取除一種成分(如碳源)限量外其余營養(yǎng)成分均過量供成的辦法，這種限量的成分便成為生長限制因子，人們稱這一成分為生長限制性基質，或簡稱限制性基質。Ks愈小表示親和力愈大。因此，人類在認識和分析環(huán)境于微生物種種關系的基礎上，根據不同微生物的特性，提供各種適宜的環(huán)境條件使之旺盛地生長發(fā)育，發(fā)揮其對人類有益的作用；在農業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等方面，則利用不同的環(huán)境因素去改造、限制甚至消滅有害微生物，使人體免受其害。因此，溫度對微生物生長具有及其重要的作用。 在生長溫度范圍之外，高溫和低溫條件對微生物生長影響是不相同的。依其種類和生長時間以及有或無芽孢、孢子等有所不同。一旦環(huán)境中溫度適合又可繼續(xù)生長發(fā)育。干燥的生長環(huán)境將會使菌體大量失水而引起菌體內代謝活動停止甚至死亡。因此在發(fā)酵生產中常以孢子或芽孢制備成砂土管菌種得以長期保藏。常用的生理鹽水(0．9％NaCl溶液)即為等滲液的一種。四、pH值環(huán)境中酸堿度即pH值對微生物生長發(fā)育影響很大。因此，在培養(yǎng)基中加入適量的緩沖物質，如磷酸鹽、硝酸鹽類，自行調節(jié)環(huán)境中的酸堿度，以免因培養(yǎng)基中pH值發(fā)生過份的變化而影響微生物的正常生長發(fā)育。一般為十0．1伏以上，最適的氧化還原電位值為十0．3~0．4伏。這主要是進行有氧呼吸活動中需氧化酶系參予，而這類酶活性的發(fā)揮就需要較高的氧化還原電位；而進行厭氣呼吸活動的主要