【正文】 物質(zhì)在運輸過程中不需要代謝能，物質(zhì)本身分子結(jié)構(gòu)也不會發(fā)生變化，不能進行逆濃度運送，運送的速率隨著細胞內(nèi)外該物質(zhì)濃度差的縮小而降低，直到膜內(nèi)外的濃度差消失，從而達到動態(tài)平衡。 ㈣化能有機營養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型微生物）：碳源和能源均是有機物 H細菌：無機環(huán)境中：營自養(yǎng)（無機營養(yǎng)），利用 H氧化獲得能量同化 CO2 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 三 .營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式 大多數(shù)的微生物是屬于滲透營養(yǎng)型的微生物。 異養(yǎng)微生物：在生長時需要復(fù)雜的有機物作營養(yǎng)物質(zhì)（有機營養(yǎng)型）自養(yǎng)微生物：在生長時能以簡單的無機物質(zhì)作營養(yǎng)物質(zhì)（無機營養(yǎng)型） ,無機營養(yǎng)型： 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 二 .微生物的營養(yǎng)類型 可直接利用二氧化碳或碳酸鹽作為唯一碳源進行生長、繁殖。 ㈤無機鹽 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 一 .微生物的六大營養(yǎng)素 無機鹽是微生物生長必不可少的一類營養(yǎng)物。 ㈣生長因子 生長因子 (growth factor)是一類對微生物正常代謝必不可少且不能用簡單的碳源或氮源自己合成的有機物。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 一 .微生物的六大營養(yǎng)素 從微生物所能利用的氮源種類來看，分為 3類：①空氣中分子態(tài)的氮，只有少數(shù)具有固氮能力的微生物 (如固氮菌、根瘤菌 )能利用。 異養(yǎng)細菌雖必須利用各種有機碳源，但不少種類尤其是生長在動物的血液、組織和腸道中的致病微生物，還需要少量二氧化碳才能正常生長。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 一 .微生物的六大營養(yǎng)素 從碳源的大類來看，分為有機碳源與無機碳源兩大類。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 營養(yǎng)物 (或營養(yǎng)素， nutrient)是指具有營養(yǎng)功能的物質(zhì)。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 一 .微生物的六大營養(yǎng)素 純多糖優(yōu)于瓊脂等雜多糖和其他大分子多糖如木質(zhì)素。與碳源相似，微生物能利用的氮源種類即氮源譜也是十分廣泛的。 ㈢能源 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 一 .微生物的六大營養(yǎng)素 能源 (energy source)即是能為微生物的生命活動提供最初能量來源的營養(yǎng)物或輻射能。 ⑶生長因子過量合成的微生物。 ㈥水 除了少數(shù)微生物如藍細菌能利用水中的氫作為還原二氧化碳時的還原劑外，其他微生物都不能利用水作為營養(yǎng)物，但它在微生物的代謝中起著重要作用。 ㈡光能無機營養(yǎng)型（光能自養(yǎng)微生物） 能源 :光，碳源 :二氧化碳。 ㈠單純擴散 單純擴散 (simple diffusion)又叫被動運送(passive transport)。主動運送不僅需要特異性載體蛋白參與運送過程，而且需要提供能量(ATP等 )。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .培養(yǎng)基 ㈠培養(yǎng)基配制的原則和方法 ⑴根據(jù)微生物的營養(yǎng)需要配制培養(yǎng)基。在大多數(shù)化能異養(yǎng)菌的培養(yǎng)基中，各營養(yǎng)物質(zhì)間在量上的比例大體符合以下規(guī)律：水 碳 +能源 氮源 磷、硫 鉀、鎂 生長因子。一些特殊的微生物可大大突破上述的界限。 在設(shè)計生產(chǎn)時，應(yīng)考慮以粗代精、以簡代繁、以 “ 野 ” 代 “ 家 ”原則。 。 如培養(yǎng)各種真菌用的麩皮、米糠、木屑、纖維、稻草粉等配制成的固體培養(yǎng)基。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .培養(yǎng)基 液體培養(yǎng)基是指培養(yǎng)基呈液體狀態(tài)，它在微生物學(xué)實驗和生產(chǎn)中應(yīng)用極其廣泛。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 第二節(jié) 微生物的生長 當細胞增長到一定程度時，就以二分裂方式，形成兩個相似的子細胞，子細胞又重復(fù)上述過程，使細胞數(shù)目增加，稱為繁殖。例如將待測培養(yǎng)液放在刻度離心管中作自然沉降或進行一定時間的離心，然后觀察沉降物的體積。此法適用于細胞濃度較高的樣品，同時操作過程也較麻煩，主要用于科學(xué)研究中。某一未知濃度的菌液在透射光下用肉眼與某一比濁管進行比較，如果兩者的濁度相當，即可目測出該菌液的大致濃度。 ①比例計數(shù)法。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 一 .微生物生長量的測定方法 是一種活菌計數(shù)法。選適宜的 3個連續(xù)的 10倍稀釋液各取 5ml，接種到 3組共 15支液體培養(yǎng)基試管中， 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 一 .微生物生長量的測定方法 每管接入 lml，培養(yǎng)一定的時間后，記錄每個稀釋度出現(xiàn)生長的試管數(shù)，然后查 MPN(most probable number，最近似數(shù) )表，根據(jù)樣品的稀釋倍數(shù)可計算出其中的活菌含量。如果以培養(yǎng)時間為橫坐標，以單細胞增長數(shù)目的對數(shù)值作縱坐標，就可畫出一條生長曲線。 為了提高生產(chǎn)效率，發(fā)酵工業(yè)中常采取措施縮短延滯期，具有十分重要的意義。為了縮短培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分差異，常在種子培養(yǎng)基中加入生產(chǎn)培養(yǎng)基的某些營養(yǎng)成分，即是種子培養(yǎng)基盡量接近發(fā)酵培養(yǎng)基。 ②生長速率常數(shù) (R)。溫度是影響微生物生長速率的重要物理因素。 ⑷衰亡期 (decline phase或 death phase)。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 二 .微生物的群體生長規(guī)律 在恒濁器中的微生物，始終能以最高生長速率進行生長，并可在允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密度。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 二 .微生物的群體生長規(guī)律 連續(xù)發(fā)酵與分批發(fā)酵相比有許多優(yōu)點：①自控性，便于利用各種儀表進行自動控制；②高效，它使裝料、滅菌、出料、清洗發(fā)酵罐等工藝簡化了，縮短了生產(chǎn)時間和提高了設(shè)備的利用效率；③產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定；④節(jié)約了大量動力、人力、水和蒸汽，使水、汽、電的負荷減少。當環(huán)境條件的改變，在一定限度內(nèi)，可引起微生物形態(tài)、生理、生長、繁殖等特征的改變 。 是指微生物能進行繁殖的最低溫度界限。在此溫度下，微生物細胞易于衰老和死亡。 ⑴低溫型的微生物。因此，生產(chǎn)上常用低溫保藏食品，各種食品的保藏溫度不同，分為寒冷溫度、冷藏溫度和凍藏溫度。影響微生物對干燥抵抗力的因素較多。糖的濃度通常在 50％～ 70％，鹽的濃度為 5％～ 15％。按照微生物與氧氣的關(guān)系，可把它們分成好氧菌 (aerobe)和厭氧菌 (anaerobe)兩大類。許多酵母菌和許多細菌都是兼性厭氧菌。一般乳酸菌多數(shù)是耐氧菌，如乳鏈球菌、乳酸乳桿菌、腸膜明串珠菌和糞鏈球菌等，乳酸菌以外的耐氧菌如雷氏丁酸桿菌。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 各種物理、化學(xué)因素對微生物生長的抑制和致死的影響幾個有關(guān)的術(shù)語。食品加工廠的廠房和加工工具都要進行定期的消毒，操作人員的手也要進行消毒。 ⑷無菌 (Asepsis)。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 ㈠物理殺菌因素的代表 —— 熱對微生物的致死作用 高溫致死的機理是微生物蛋白質(zhì)和核酸不可逆的變性，或者破壞了細胞的其他成分。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 如果在加熱致死曲線中，時間降低一個對數(shù)周期 (即縮短 90％的加熱時間 )所需要升高的溫度 (℃) ，即為 Z值。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 同樣的條件下，對數(shù)生長期的菌體抗熱力較差，而穩(wěn)定期的老齡細胞抗熱力較強，老齡的細菌芽孢較幼齡的細菌芽孢抗熱力強。 ⑸加熱的溫度和時間。 ①干熱滅菌法。通常 160℃ 處理 1～ 2h可達到滅菌的目的。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 滅菌的溫度一般在 60～ 85℃ 處理10s至 15～ 30min不等。在發(fā)酵工業(yè)中此法用作培養(yǎng)基的滅菌。罐頭工業(yè)中要根據(jù)食品的種類和殺菌的對象、罐裝量的多少等決定殺菌方式。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 高壓蒸汽滅菌法的原理是在驅(qū)出鍋內(nèi)空氣的前提下，通過加熱把鍋內(nèi)純水蒸氣的壓力升高而使蒸汽溫度相應(yīng)提高，利用高溫來達到滅菌的目的。 ⑤加熱與散熱速度。對不耐熱的液體可采用過濾除菌法達到滅菌目的。在輻射能中無線電波最長，對生物效應(yīng)最弱；紅外輻射波長在800～ 1000nm，可被光合細菌作為能源。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 紫外線的殺菌效果，因菌種及生理狀態(tài)而異。一般頻率高比頻率低殺菌效果好。但濃度大了使水產(chǎn)生異味。 ㈤化學(xué)殺菌劑或抑菌劑 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 ⑴氧化劑。由于紫外線的穿透能力差，不易透過不透明的物質(zhì)，即使一薄層玻璃也會被濾掉大部分，在食品工業(yè)中適于廠房內(nèi)空氣及物體表面消毒。紫外輻射的波長為 136～ 400nm，有殺菌作用。過濾除菌的缺點是無法去除其中的病毒。而實際工作中達到滅菌溫度的時間有快有慢，同樣滅菌完畢后降溫的時間也有快有慢， 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 這兩段時間均影響滅菌的效果和培養(yǎng)基成分發(fā)生影響，應(yīng)加注意。 ③滅菌對象的體積。 在高壓蒸汽滅菌時，長時間的高溫對培養(yǎng)基中的淀粉成分有促進糊化和水解作用等少數(shù)有利影響外，還會對培養(yǎng)基產(chǎn)生一些不利的影響，如破壞營養(yǎng)成分，形成沉淀等。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 ④高壓蒸汽滅菌法 (normal autoclaving)。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 如牛乳、醬腌菜類、果汁、啤酒、果酒和蜂蜜等。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 ②濕熱滅菌 (moist heat sterilization)。 其特點是滅菌快速、徹底。在一定高溫范圍內(nèi)，溫度越高殺死所需時間越短。 菌數(shù)愈多，抗熱力愈強。 在一定的基質(zhì)中，其溫度為 ℃ ，加熱殺死一定數(shù)量微生物所需要的時間 (min)，即為 F值。在食品工業(yè)中微生物耐熱性常用以下幾個數(shù)值表示： ⑴熱 (力 )致死時間 (Thermal Death Time TDT)。例如，發(fā)酵工業(yè)中菌種制備的無菌操作技術(shù)、食品加工中的無菌罐裝技術(shù)等。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 ⑶滅菌 (Sterilization)。 (Antisepsis)是一種抑菌措施。 厭氧菌的特征是分子氧存在對它們有毒，即使是短期接觸空氣，也會抑制其生長甚至死亡；在空氣或含 10％二氧化的空氣中，它們在固體或半固體培養(yǎng)基的表面上不能生長，只能在深層無氧或低氧化還原電勢的環(huán)境下才能生長。只能在較低的氧分壓(1000～ 3000pa，正常大氣壓為 2023pa)下才能正常生長的微生物。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 三 .影響微生物生長的因素 ⑴專性好氧菌 (strict aerobe)。在發(fā)酵工業(yè)中，及時地調(diào)整發(fā)酵液的 pH，有利于積累代謝產(chǎn)物，是生產(chǎn)中一項重要措施，方法如下： 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 三