3微生物生长及其影响因素

关于食品微生物微生物生长及其影响因素思维导图，包含微生物的营养与生长、影响微生物生长的因素、食品因素等。

微生物生长及其影响因素

• 影响微生物生长的因素
  • 内在因素
    • 营养成分
    • PH和缓冲能力
    • 氧化还原电势
    • 水分活度
    • 渗透压
    • 抗微生物成分
    • 抗微生物结构
  • 环境因素
    • 相对湿度
    • 温度
    • 气体
  • 固有因素
    • 生长速率
    • 共生
    • 拮抗
    • 共栖
  • 加工因素
    • 切片
    • 包装
    • 清洗
    • 辐射
    • 巴氏杀菌
• 微生物的营养与生长
  • 微生物营养：微生物从环境中吸收适当的营养物质，并加以利用的过程
  • 微生物的六大营养素
    • 微生物细胞的化学组成
      • 水分和干物质
      • 干物质有蛋白质，核酸，碳水化合物，酯类和矿物质等
      • 细胞由碳氢氧，氮，磷，硫，钾，钙，镁铁等化学元素组成
    • 微生物的营养要素
      • 微生物分解营养物质的选择性
        • 细菌，霉菌显著分解蛋白质
          • 变形杆菌，沙门柏干酪青霉
        • 酵母，霉菌显著分解碳水化合物
          • 啤酒酵母，黑曲霉，黄曲霉
        • 少数细菌以及霉菌分解脂肪
          • 荧光假单胞菌，曲霉属，白地霉
    • 培养基
      • 培养基是人工配置的，适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质
      • 配置原则：m的营养需求，营养协调，最适的理化条件，经济
      • 培养基类型
        • 按成分来源
          • 天然培养基：动植物或微生物或其提取物制成，成分不明确，麸皮培养基，麦芽汁，酵母粉
          • 组成培养基以及化合培养基：化学成分和含量明确
          • 半组合培养基：有天然材料和化学试剂组成的培养基，马铃薯蔗糖培养基，葡萄糖肉汁培养基
        • 根据物理状态
          • 固体培养基：凝固剂
          • 半固体培养基：低含量凝固剂，小于0.5%琼脂，用于细菌动力学观察，噬菌体滴度
          • 液体培养基：数量多
          • 脱水培养基： 预制干燥培养基
        • 按功能分类
          • 选择性培养基：根据某种M特殊的营养要求或对某些特殊化学，物理因素的抗性而设计的，能选择性区分M的培养基，混合菌群中的某种M变成优势种群
          • 鉴别培养基：加有能与目的的菌的酶或代谢产物发生显色反应的指示剂，辨别颜色就能区分鉴定不同M
  • 微生物的生长
    • 生长与繁殖
      • 生长：细胞吸收营养，仅原生质总量增加
      • 繁殖：增长到一定程度，通过某种方式，使细胞数目增加
      • 微生物个体生长
        • 称干重
        • 计数法
        • 间接法
          • 平板菌落计数法，比浊法
    • 微生物的群体生长规律
      • 生长曲线：描述液体培养基中微生物群体生长规律的实验曲线，数量随时间的变化
      • 根据生长速率常数
        • 延滞期
          • 生长速率为零，体积增大，合成代谢旺盛，对不良环境敏感
          • 生产指导：在发酵工业中缩短此期以降低成本延长稳定期；在食品工业中在此期进行消毒或灭菌
        • 对数期
          • 生长速率最大，代时短，细胞群体的形态与生理特征最一致，环境抵抗力强
          • 影响因素有菌种，营养成分，培养温度
        • 稳定期
          • 细胞数量稳定，芽孢形成，次级代谢产物积累
          • 形成原因有营养消耗，有害代谢产物，积累环境条件不适
          • 生产指导：生产菌体或代谢产物的最佳时期，延长稳定其获得目标产物
          • 连续培养（ 开放培养）分批培养（密闭培养）
        • 衰亡期
          • 数量负增长
  • 影响微生物生长的因素
    • 温度，微生物生存的最重要因素之一
      • 最低生长温度：能生长繁殖的最低温度界限
      • 最适生长T：代时最短或生长速率最高时的培养T
      • 最高生长T：生长繁殖的最高温度界限
      • 根据微生物的最适生长温度，可将微生物分成
        • 嗜冷微生物
        • 嗜温微生物
        • 嗜热微生物
    • 氧气
      • 好氧菌
        • 专性好氧菌：必需分子氧，完整呼吸链，以氧为氢受体供能，SOD和过氧化氢酶，霉菌和一些细菌
        • 兼性厌氧菌：有氧无氧均可生长，有氧时生长更好，无氧时发酵或无氧呼吸产能，SOD和过氧化氢酶，酵母和一些细菌
        • 微好氧菌：较低的氧分压，呼吸链以氧为氢受体供能，SOD和过氧化氢酶，细菌
      • 厌氧菌
        • 耐氧菌：生长不需要，但氧对他无害，进行厌氧呼吸，SOD和过氧化氢酶，多数乳酸菌
        • 专性厌氧菌：分子氧有毒，种类较少，梭状芽孢杆菌
    • 其他因素
      • ph,渗透压，干燥，湿度，辐照
• 食品因素
  • ph值
    • 微生物生长的PH范围
      • 最高最适最低
      • 最适：酶活性好，营养物质输送，大多数为6.6～7.5
      • 食物PH值与微生物生长
        • 非酸性食品大于4.5，动物性食品和多数蔬菜，细菌
        • 酸性食品，水果和少数蔬菜及制品，一些罐藏食品，酵母，霉菌和耐酸细菌
        • 真菌比细菌更容易腐败水果
      • 食品对PH的缓冲能力
        • 对变化的耐受
          • 蛋白质具有缓冲能力，肉类对酸的耐受性比较好
          • 蔬菜缺少这种缓冲能力
      • 微生物对PH的适应性
        • Salmonella enteritidis,三种途径
          • PH大于6稳态响应
          • ph大于5.5酸耐受反应，至少18种蛋白，环境ph低至4.0，细胞ph可达5.0
          • ph3-5酸休克蛋白
      • 微生物生长引起食品ph的改变
        • 食品加工的需要
          • 酸乳，泡菜，乳酸菌，ph下降，保藏，风味
          • 食醋，醋酸杆菌产酸
        • 食品组成
          • 糖和蛋白质同在，先利用糖，ph下降；糖不足，利用蛋白质，ph上升。
          • 细菌先生长，ph下降，自身受抑；酵母或霉菌生长，ph上升，细菌又生长
  • 含水量，生物必需
    • 水分子可维持微生物的正常生命活动。干燥会导致细胞失水而造成代谢停止以致死亡
    • 生长需要水
      • 载体吸收营养，排泄。 游离水
      • 结合水：以物理方式吸附在大分子物质上，不能作为溶剂参与反应，微生物不能利用
    • 空气的Rh相对湿度,食品的Aw
    • 水分活度与生长活动
      • 新鲜0.98-1.00适于多种微生物生长繁殖，细菌大于酵母大于霉菌
      • 小于0.85,酵母，霉菌生长
      • 小于0.7，保存时间长
      • 水分活度受Rh影响
        • 失水吸潮
    • 低水分活度对微生物的影响
      • 影响对不良因素的抵抗力
        • 0.2～0.4芽孢对热抵抗力最强
      • 延长细菌生长的延滞期
      • 抑制微生物生长
  • 氧化还原电位Eh
    • 氧化还原反应中，电子从一种物质转移到另一种物质，在两者之间产生了电位差叫～
    • 环境的Eh
      • 因为微生物生长需要能量，物质释放电子产生，所以微生物的生长与环境的Eh相关
    • 影响因素
      • 氧气存在Eh较高，需氧菌
      • 还原性物质低Eh，厌氧菌
      • ph高而Eh低
    • 食物的Eh
      • 植物在300至400mV,好氧菌和霉菌
      • 微生物的生长改变Eh
  • 营养成分对微生物生长的影响
    • 微生物生长需要，水，能源，氮源，碳源，生长因子，无机盐
    • 霉菌，小于，革兰氏阴性菌，小于，酵母菌，小于，革兰氏阳性菌
  • 食品的渗透压
    • 低渗溶液会膨胀破裂，效果差
    • 高盛溶液会使微生物脱水死亡，效果良好
    • 耐高渗微生物
      • 霉菌中青霉属，灰绿曲霉，芽枝霉
      • 酵母中蜂蜜酵母，鲁氏酵母，异常汉逊氏酵母
      • 耐糖细菌中，肠膜明串珠菌
      • 嗜盐细菌，副溶血性弧菌
      • 盐杆菌属能耐20%到30%的盐