【正文】 物質(zhì)在運(yùn)輸過(guò)程中不需要代謝能，物質(zhì)本身分子結(jié)構(gòu)也不會(huì)發(fā)生變化，不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)送，運(yùn)送的速率隨著細(xì)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(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。 ㈣化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型微生物）：碳源和能源均是有機(jī)物 H細(xì)菌：無(wú)機(jī)環(huán)境中：營(yíng)自養(yǎng)（無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)），利用 H氧化獲得能量同化 CO2 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 三 .營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式 大多數(shù)的微生物是屬于滲透營(yíng)養(yǎng)型的微生物。 異養(yǎng)微生物：在生長(zhǎng)時(shí)需要復(fù)雜的有機(jī)物作營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型）自養(yǎng)微生物：在生長(zhǎng)時(shí)能以簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物質(zhì)作營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型） ,無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型： 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 二 .微生物的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型 可直接利用二氧化碳或碳酸鹽作為唯一碳源進(jìn)行生長(zhǎng)、繁殖。 ㈤無(wú)機(jī)鹽 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 一 .微生物的六大營(yíng)養(yǎng)素 無(wú)機(jī)鹽是微生物生長(zhǎng)必不可少的一類(lèi)營(yíng)養(yǎng)物。 ㈣生長(zhǎng)因子 生長(zhǎng)因子 (growth factor)是一類(lèi)對(duì)微生物正常代謝必不可少且不能用簡(jiǎn)單的碳源或氮源自己合成的有機(jī)物。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 一 .微生物的六大營(yíng)養(yǎng)素 從微生物所能利用的氮源種類(lèi)來(lái)看，分為 3類(lèi)：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(xì)菌雖必須利用各種有機(jī)碳源，但不少種類(lèi)尤其是生長(zhǎng)在動(dòng)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(zhǎng)。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 一 .微生物的六大營(yíng)養(yǎng)素 從碳源的大類(lèi)來(lái)看，分為有機(jī)碳源與無(wú)機(jī)碳源兩大類(lèi)。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 營(yíng)養(yǎng)物 (或營(yíng)養(yǎng)素， nutrient)是指具有營(yíng)養(yǎng)功能的物質(zhì)。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 一 .微生物的六大營(yíng)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(lèi)即氮源譜也是十分廣泛的。 ㈢能源 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 一 .微生物的六大營(yíng)養(yǎng)素 能源 (energy source)即是能為微生物的生命活動(dòng)提供最初能量來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物或輻射能。 ⑶生長(zhǎng)因子過(guò)量合成的微生物。 ㈥水 除了少數(shù)微生物如藍(lán)細(xì)菌能利用水中的氫作為還原二氧化碳時(shí)的還原劑外，其他微生物都不能利用水作為營(yíng)養(yǎng)物，但它在微生物的代謝中起著重要作用。 ㈡光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型（光能自養(yǎng)微生物） 能源 :光，碳源 :二氧化碳。 ㈠單純擴(kuò)散 單純擴(kuò)散 (simple diffusion)又叫被動(dòng)運(yùn)送(passive transport)。主動(dòng)運(yùn)送不僅需要特異性載體蛋白參與運(yùn)送過(guò)程，而且需要提供能量(ATP等 )。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 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(yíng)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(yíng)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(zhǎng)因子。一些特殊的微生物可大大突破上述的界限。 在設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)考慮以粗代精、以簡(jiǎn)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(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 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(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)中應(yīng)用極其廣泛。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 第二節(jié) 微生物的生長(zhǎng) 當(dāng)細(xì)胞增長(zhǎng)到一定程度時(shí)，就以二分裂方式，形成兩個(gè)相似的子細(xì)胞，子細(xì)胞又重復(fù)上述過(guò)程，使細(xì)胞數(shù)目增加，稱(chēng)為繁殖。例如將待測(cè)培養(yǎng)液放在刻度離心管中作自然沉降或進(jìn)行一定時(shí)間的離心，然后觀察沉降物的體積。此法適用于細(xì)胞濃度較高的樣品，同時(shí)操作過(guò)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(jìn)行比較，如果兩者的濁度相當(dāng)，即可目測(cè)出該菌液的大致濃度。 ①比例計(jì)數(shù)法。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 一 .微生物生長(zhǎng)量的測(cè)定方法 是一種活菌計(jì)數(shù)法。選適宜的 3個(gè)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(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 一 .微生物生長(zhǎng)量的測(cè)定方法 每管接入 lml，培養(yǎng)一定的時(shí)間后，記錄每個(gè)稀釋度出現(xiàn)生長(zhǎng)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(jì)算出其中的活菌含量。如果以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，以單細(xì)胞增長(zhǎng)數(shù)目的對(duì)數(shù)值作縱坐標(biāo)，就可畫(huà)出一條生長(zhǎng)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(yíng)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(yíng)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(zhǎng)速率常數(shù) (R)。溫度是影響微生物生長(zhǎng)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(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 二 .微生物的群體生長(zhǎng)規(guī)律 在恒濁器中的微生物，始終能以最高生長(zhǎng)速率進(jìn)行生長(zhǎng)，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(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 二 .微生物的群體生長(zhǎng)規(guī)律 連續(xù)發(fā)酵與分批發(fā)酵相比有許多優(yōu)點(diǎn)：①自控性，便于利用各種儀表進(jìn)行自動(dòng)控制；②高效，它使裝料、滅菌、出料、清洗發(fā)酵罐等工藝簡(jiǎn)化了，縮短了生產(chǎn)時(shí)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(dòng)力、人力、水和蒸汽，使水、汽、電的負(fù)荷減少。當(dāng)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(zhǎng)、繁殖等特征的改變 。 是指微生物能進(jìn)行繁殖的最低溫度界限。在此溫度下，微生物細(xì)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(duì)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(lèi)。許多酵母菌和許多細(xì)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(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 四 .有害微生物的控制 各種物理、化學(xué)因素對(duì)微生物生長(zhǎng)的抑制和致死的影響幾個(gè)有關(guān)的術(shù)語(yǔ)。食品加工廠的廠房和加工工具都要進(jìn)行定期的消毒，操作人員的手也要進(jìn)行消毒。 ⑷無(wú)菌 (Asepsis)。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 四 .有害微生物的控制 ㈠物理殺菌因素的代表 —— 熱對(duì)微生物的致死作用 高溫致死的機(jī)理是微生物蛋白質(zhì)和核酸不可逆的變性，或者破壞了細(xì)胞的其他成分。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 四 .有害微生物的控制 如果在加熱致死曲線中，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 (℃) ，即為 Z值。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 四 .有害微生物的控制 同樣的條件下，對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的菌體抗熱力較差，而穩(wěn)定期的老齡細(xì)胞抗熱力較強(qiáng)，老齡的細(xì)菌芽孢較幼齡的細(xì)菌芽孢抗熱力強(qiáng)。 ⑸加熱的溫度和時(shí)間。 ①干熱滅菌法。通常 160℃ 處理 1～ 2h可達(dá)到滅菌的目的。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 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(lèi)和殺菌的對(duì)象、罐裝量的多少等決定殺菌方式。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 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(guò)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(lái)達(dá)到滅菌的目的。 ⑤加熱與散熱速度。對(duì)不耐熱的液體可采用過(guò)濾除菌法達(dá)到滅菌目的。在輻射能中無(wú)線電波最長(zhǎng)，對(duì)生物效應(yīng)最弱；紅外輻射波長(zhǎng)在800～ 1000nm，可被光合細(xì)菌作為能源。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 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(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 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(guò)不透明的物質(zhì)，即使一薄層玻璃也會(huì)被濾掉大部分，在食品工業(yè)中適于廠房?jī)?nèi)空氣及物體表面消毒。紫外輻射的波長(zhǎng)為 136～ 400nm，有殺菌作用。過(guò)濾除菌的缺點(diǎn)是無(wú)法去除其中的病毒。而實(shí)際工作中達(dá)到滅菌溫度的時(shí)間有快有慢，同樣滅菌完畢后降溫的時(shí)間也有快有慢， 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 四 .有害微生物的控制 這兩段時(shí)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(duì)象的體積。 在高壓蒸汽滅菌時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間的高溫對(duì)培養(yǎng)基中的淀粉成分有促進(jìn)糊化和水解作用等少數(shù)有利影響外，還會(huì)對(duì)培養(yǎng)基產(chǎn)生一些不利的影響，如破壞營(yíng)養(yǎng)成分，形成沉淀等。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 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(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 四 .有害微生物的控制 如牛乳、醬腌菜類(lèi)、果汁、啤酒、果酒和蜂蜜等。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 四 .有害微生物的控制 ②濕熱滅菌 (moist heat sterilization)。 其特點(diǎn)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(shí)間越短。 菌數(shù)愈多，抗熱力愈強(qiáng)。 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(shí)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(gè)數(shù)值表示： ⑴熱 (力 )致死時(shí)間 (Thermal Death Time TDT)。例如，發(fā)酵工業(yè)中菌種制備的無(wú)菌操作技術(shù)、食品加工中的無(wú)菌罐裝技術(shù)等。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 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(duì)它們有毒，即使是短期接觸空氣，也會(huì)抑制其生長(zhǎng)甚至死亡；在空氣或含 10％二氧化的空氣中，它們?cè)诠腆w或半固體培養(yǎng)基的表面上不能生長(zhǎng)，只能在深層無(wú)氧或低氧化還原電勢(shì)的環(huán)境下才能生長(zhǎng)。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(zhǎng)的微生物。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 三 .影響微生物生長(zhǎng)的因素 ⑴專(zhuān)性好氧菌 (strict aerobe)。在發(fā)酵工業(yè)中，及時(shí)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(xiàng)重要措施，方法如下： 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 三