第九章微生物的生态

第九章微生物的生态内容摘要：

butyricum（丁酸梭菌）、 Lactobacillus brevis（短乳杆菌）、 Leuostoc（明串珠菌）等。  低酸或中酸食品罐头 ： pH5的食品称低酸食品，如多数肉类、海产品、牛奶、玉米和豌豆等； pH为 ~5的食品则称中酸食品，如肉菜混合物、汤料和沙司等。 需要用较高的灭菌温度，特别是肉类罐头。 变质时，可检出 Bacillus stearothermophilus（嗜热脂肪芽孢杆菌）和 B. coagulans（凝结芽孢杆菌）等“平酸菌”，还可分离到 Clostridium thermosaccharolyticum（嗜热解糖梭菌）等成算产气菌以及分解蛋白质的 C. sporogenes（生孢梭菌）、 C. histolyticum（溶组织梭菌）和 C. botulinun （肉毒梭菌）等厌氧梭状芽孢杆菌。 除平酸菌外在生长过程中都会产生大量的CO2和 H2，从而引起罐头膨胀（“胖听”）。 其中的 C. botulinum还会产生对人畜有剧毒的细菌外毒素 ——肉毒毒素。 农产品上的微生物 —— 粮食和饲料上的微生物  主要菌种：以青霉属、曲霉属、镰孢霉属（ Fusarium）等的一些种为主。  真菌毒素：目前已知的五万多种真菌中，至少有两百多个种能产生一百多种真菌毒素，其中有 14种致癌，两种是剧毒致癌剂，其一为黄曲霉毒素（ aflatoxin），另一种是由某些镰孢菌产生的单端孢烯族毒素 T2。 凡是被霉菌严重污染的粮食一般都含有多种真菌毒素，因此，“ 防癌必先防霉 ”。 一份“黄变米”试样中70%米粒污染有产毒真菌，并都含有真菌毒素；北京空气中飘浮的真菌中。  主要真菌毒素：黄曲霉毒素、赭曲霉素、杂色曲霉素、岛青霉素、黄天精、环氯素、展青霉素、桔青霉素、皱褶青霉素、黄绿青霉素、青霉酸、圆弧青霉素、偶氮酸、单端孢烯族毒素、二氢雪腐镰刀菌烯酮和 T2毒素等。 二、菌种资源的开发  工业发酵产物的性质： 菌体物质 生产分解酶类 生产主流代谢产物、次生代谢产物或生物合成产物  菌种筛选的一般原则和基本步骤： 采集菌样：了解目标菌分布情况、首选样品是土壤 富集培养：利用选择性培养基的原理，向所采土样中加入某些特殊营养物，并创造一些有利于待分离对象生长的条件，使样品中少量的能分解利用该营养物的微生物大量繁殖，以提高其在群体中的比例，使之便于分离。 纯种分离：见第八章第五节“菌种的衰退、复壮与保藏”。 性能测定：见第八章第五节“菌种的衰退、复壮与保藏”。 采取土壤样品要考虑的几个问题  土质肥，微生物含量高，特别肥沃的土壤中细菌多，放线菌少；在植物残体枯枝落叶下的土壤中较多含有拮抗性真菌。  离地面 5~20cm处的土壤通气良好、不受阳光直射，喊菌量最高。  采土季节以春秋两季最好。  采土方法：选择适当地点、铲除表土、取土样数十克，盛入事先准备的无菌防水纸袋中，其上记录采土时间、地点、植被情况等。  多点采土、混合分离，可以代表每一地块上的微生物分布平均情况 土样的富集培养  含有目的菌较多的土样不需要富集培养  如果原有样品中目的菌含量低，可以人为地添加相应的基质，培养使之以较其它微生物更快的速度生长繁殖，从而提高它们在样品中的比例，便于分离。  富集培养的一般方法：采用有利于目的菌种而不利于无关微生物的营养和培养条件，以达到使目的菌种在群体中比例上升的目的。  一些有特定物质产生能力的菌种，不容易富集，只有通过大量艰苦的工作筛选取得。 某些细菌的富集条件 富集对象 接种菌样 添加营养物 (g) 特殊培养条件 好氧氨基酸氧化菌 土壤 – 好氧 ， 好氧性芽孢杆菌 土壤，巴氏消毒 – 好氧 ， 氨基酸发酵性梭菌 土壤，巴氏消毒 – 厌氧 ， 耐碱解尿素芽孢菌 土壤，巴氏消毒 尿素 50 好氧 ， 厌氧八叠球菌 土壤 葡萄糖 20 厌氧 ， pH2~3 乳酸菌 植物体或牛奶 葡萄糖 20 厌氧 ， 肠道细菌 土壤或污水 葡萄糖 20， CaCO320 好氧或厌氧， 丙酸菌 干酪 乳酸钠 20 厌氧 ， 醋酸菌 果实或生啤酒 乙醇 40 好氧 ， 注：培养基成分为酵母膏 10g， KH2PO4或 K2HPO4 ， MgSO47H2O ， 加水1000ml。 一般培养在 30℃ 下。 第二节 微生物与生物环境 之间的相互关系  微生物与任何一种生物之间的关系：  双方获益：共生、互利共栖、协同共栖、互养共栖（ ++）  单方获益，对方受害：寄生、捕食、拮抗（ + – ），（ – +）  单方获益，对方无害：偏利共栖、卫星状共栖、互生（代谢共栖）（ +0）  互不相扰：无关共栖（ 00）  一方受害，对方无益无损：偏害共栖（ 0 – ）  双方受损：竞争共栖（ – –）  共栖：两种生物同时栖生于一个环境中，双方的生命活动互相作用而形成各种利害关系。 共栖伙伴彼此离开，各自都有独立生活能力。 一 、 互生 定义：两种可以单独生活的生物，当它们生活在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的生活方式。 微生物间的互生关系 ： 好氧性自生固氮菌与纤维分解菌 氧化乙酸脱硫单胞菌与一种绿硫细菌，卫星状共栖，脱氢与光合 拉曼毛霉与一种红酵母，都是 VB1需求者，都是只能合成硫胺素分子的一半结构；二者共栖时，互相吸收对方分泌物而可以不需要 VB1，此为代谢共栖。 人体的肠道正常菌群 ： 排阻、抑制外来致病菌 提供若干种维生素：如 VB B B B1 VK、烟酸、泛酸、生物素、叶酸等 产生若干种酶类 一定程度的固氮作用 产气体和粪臭素 混菌培养与生产实践 天然混菌培养 ——纯种混菌培养（人为的自觉的混合培养或混合发酵技术 ——生态工程） 混合发酵举例  Arthrobacter simplex（简单节杆菌）和 Streptomyces roseochromogenes（玫瑰产色链霉菌）混合培养进行甾体转化  Propionibacterium shermanii（谢氏丙酸杆菌）和 Bacillus mesentericus（马铃薯芽孢杆菌）或 E. coli的混合培养可生产颉氨酸  Corynebacterium glutamicum（谷氨酸棒杆菌）和 E. coli的混合培养可生产组氨酸  Cellulomonas flavigena（产黄纤维单胞菌）和 Pseudomonas putida（恶臭假单胞菌）的混合培养可分解 97~98%的预处理稻草粉，以生产单细胞蛋白  Trichoderma viride（绿色木霉） Aspergillus oryzae（米曲霉）  将 Aspergillus niger（黑曲霉）和 Zymomonas mobilis（运动发酵单胞菌）包埋在海藻酸钠小球中，可以直接将淀粉浆转化为乙醇 混菌发酵分为同时合作进行与序列发酵两种，是根据时间上的先后与否划分的。 二 、 共生 定义：两种生物共居在一起，相互协作分工，相依为命，以至达到难分难解、合二为一的一种关系。 微生物间的共生关系 ： 地衣 产氢产乙酸菌株（ S菌株）与产甲烷细菌（ MOH菌株） 微生物与植物间的共生关系 ： 根瘤菌与豆科植物 放线菌、藻状菌、。