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一、课程基本信息

课程名称：食品微生物学

英文名称：FoodMicrobiology

课程类别：专业基础课

适用对象:食品科学与工程等专业

先修课程：有机化学、无机化学、生物化学等。

二、课程简介

《食品微生物学》是食品科学与工程、食品质量与安全、生物工程等相关专业的专业基础课程，通过课堂教学和实验，学生应初步掌握细菌、真菌、病毒等主要类型微生物的形态结构、营养、生理、代谢等方面的基础知识，以及微生物学在食品工业中应用的基本原理和方法，微生物引起食品污染的途径，引起腐败变质的环境影响因素，检测和控制食品中有害微生物活动的方法。为后续课程的学习打下必要的专业基础知识。

三、课程性质与教学目的

《食品微生物学》是食品科学与工程等专业重要的专业基础课程之一。学习此课程以前，学生已经掌握了必要的数学、物理、化学与生物科学的知识，并学习了生物化学等课程。

本课程的目的在于：通过教学，使学生掌握微生物的形态结构、营养、生理、代谢、生长方式和生长规律、遗传和变异、传染和免疫、分类和鉴定以及微生物生态学等基础知识，以及在食品环境中的生长繁殖（微生物与食品原料、工艺、环境的关系）等生命活动规律，微生物在食品工业中应用的基本原理和方法，微生物引起食品微生物污染的途径，引起腐败变质的环境因素，检测和控制有害微生物活动的方法。了解微生物学的发展简史和微生物在食品科学、农业，以及工业、医学、环境保护和生命科学研究和技术发展中的重要应用；了解和掌握微生物菌种分离和培养、染色和观察、菌种选育、菌种保藏、以及有害微生物控制等基本微生物学实验技术原理和方法。为学习后续课程如食品工艺学、发酵工艺学、食品营养与卫生、发酵工程、食品检验、应用微生物学、食品酶学等课程打下必要的专业基础知识。

四、教学内容及要求

绪论

（一）目的要求：

了解本学科的概貌。通过绪论的学习，主要应掌握微生物的概念，微生物学发展史上有重要地位的几位科学家的姓名及其主要成就；微生物的五大共性及其原因；微生物的组成和分类；原核微生物和真核微生物的主要区别；了解微生物学在理论研究和各应用领域中的重要作用，微生物学的主要分支学科，及在微生物学中最为常用、最为基本的实验技术。

（二）教学内容：

1.主要内容

微生物学的发展史

微生物的应用及对基础研究的促进。

微生物学的分支学科

微生物的特性：五大共性

微生物学中的几种重要实验技术

微生物的组成和分类

2.基本概念和知识点

微生物的定义；微生物学发展史上有重要地位的几位科学家的姓名；微生物的五大共性。几种重要实验技术的名称；无菌操作；污染的概念；显微镜的种类；细菌菌体染色的原因；微生物的组成；原核微生物和真核微生物结构上的主要区别。

3.问题与应用（能力要求）

微生物学发展史上有重要地位的几位科学家的主要成就。微生物学的应用现状；微生物学的应用前景。产生微生物五大共性的原因，并从微生物体积微小这一特性来解释其他特性。无菌观念的重要性。

原核生物——细菌

（一）目的要求：

通过本章的学习应了解和掌握，原核生物的基本结构；原核生物的特殊结构与相应功能；原核生物细胞壁的结构与革兰氏染色的关系；真核细胞与原核细胞在结构上的主要差别；细菌的繁殖和分类；放线菌和蓝细菌的特点。

（二）教学内容：

第一节细菌

1.主要内容

细菌的形状和大小

细菌的基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、原核

细菌的特殊结构：荚膜、鞭毛、芽孢、细胞内含物

细菌的繁殖与菌落形态特征

细菌的分类

2.基本概念和知识点

细胞壁、细胞膜、细胞质、原核。荚膜、鞭毛、芽孢、细胞内含物。细菌的繁殖与菌落形态特征。细菌的分类命名方法。

3.问题与应用（能力要求）

革兰氏染色方法。掌握革兰氏染色的方法和原理。能区分原核生物与真核生物细胞。以经典方法对某一未知细菌进行鉴定可采用的方法。

放线菌与蓝细菌

1.主要内容

蓝细菌的概念；蓝细菌的形态和生化特点；放线菌的概念；放线菌的特点与类别。

2.基本概念和知识点

蓝细菌的形态和生化特点；放线菌的概念；放线菌的特点与类别。

3.问题与应用（能力要求）

掌握霉菌、酵母菌、细菌和放线菌在菌落形态和显微结构上的区别。

（三）实践环节

实验：细菌染色与镜检

真核微生物

（一）目的要求：

通过本章的学习，主要应掌握真菌的一般形态；真菌的繁殖方式；真菌的分类与代表种类；霉菌的概念、特点与广泛应用；酵母菌的概念、特点与广泛应用。

（二）教学内容：

真菌的一般特性

1.主要内容

形态结构

繁殖方式

真菌分类

2.基本概念和知识点

真菌的概念与结构。真菌孢子的种类。真菌的亚门。

3.问题与应用（能力要求）

应掌握真菌的一般形态。真菌的显微结构和菌落形态在真菌鉴定中的重要作用。真菌繁殖方式的多样性。

霉菌和酵母菌

1.主要内容

定义

主要特点

常见种属

2.基本概念和知识点

霉菌的概念；霉菌的菌落特点；霉菌的营养特点；酵母菌的概念；酵母菌的菌落和显微特点。

3.问题与应用（能力要求）

根据菌落或显微特点区分常见的霉菌属。酵母菌的营养价值和广泛用途。

（三）实践环节

实验：真菌、放线菌形态观察

实验：酵母菌大小测定

微生物的营养

（一）目的要求：

主要应掌握微生物营养物质的种类和微生物的营养类型；培养基的种类与配制。

（二）教学内容：

1.主要内容

微生物的六类营养要素

微生物的营养类型

培养基

2.基本概念和知识点

微生物的几大类营养要素；碳源、氮源的分类；生长因子的概念与种类。微生物的营养类型；自养、异养、光能、化能的概念。培养基的配制原则和过程；培养基的类型；固体、液体、和半固体培养基中的琼脂加量。

3.问题与应用（能力要求）

从营养要素的观点分析已知培养基的配方。为某种微生物配制良好的培养基应该考虑的因素。

（三）实践环节

实验：培养基配制和灭菌

微生物的代谢

（一）目的要求：

微生物在细胞结构、组成物质、代谢过程上与其他生物的相同与相异之处；微生物的分解产能途径；发酵作用的概念、种类与重要性；微生物的合成代谢；微生物的次生代谢产物。

（二）教学内容：

1.主要内容

能量代谢

分解代谢

合成代谢

2.基本概念和知识点

微生物的四种降解脱氢途径；ED途径的独特性；几种常见发酵作用的过程及参与微生物。二氧化碳的同化；硝酸盐的同化；分子态氮的同化。次生代谢的定义；次生代谢产物的定义；次生代谢产物的种类。常见的各类次生代谢产物举例。

3.问题与应用（能力要求）

发酵作用与产物的应用价值。几种主要元素同化的重要性。微生物次生代谢产物的重要应用价值。

微生物的生长与环境条件

（一）目的要求：

通过本章的学习，主要应掌握对微生物生长有影响的主要环境因素；这些环境因素怎样影响微生物的生长；常见化学杀菌剂和抑菌剂的作用机理与使用特点；化学治疗剂的种类、作用机理及医学上的重要性。

（二）教学内容：

微生物的培养与生长

1.主要内容

1)微生物的纯培养技术

微生物的培养方法

微生物生长的测定方法

细菌的生长曲线

细菌的连续培养

2.基本概念和知识点

纯培养的概念；单菌落的概念；获得纯培养的几种主要方法。微生物细胞总数、活细胞数、细胞生物量的测定方法；血球计数板的结构。分批培养与连续培养的概念；生长曲线的定义；生长曲线四个阶段。

3.问题与应用（能力要求）

了解从土壤等环境中分离细菌、放线菌或霉菌的纯培养的方法和步骤。能够在不同的条件下判断出最为适宜的测定方法；稀释平皿法既可用于分离纯培养，又可用于活菌计数的原因。生长曲线四个阶段的特点与应用上的价值。

影响微生物生长的主要环境因素

1.主要内容

营养条件

温度

PH值

氧气和二氧化碳

2.基本概念和知识点

微生物生长的主要环境因素；微生物的三个温度类型；加热杀菌的常用方法；各大类微生物生长的最适pH；以需氧程度对微生物的分类；辐射的类型。

3.问题与应用（能力要求）

温度、pH值、水分活度、氧化还原电位等对微生物生长影响的机制；常见微生物的适宜生长的环境条件；以加热及辐射杀菌的原理与方法。能够运用相关知识为微生物生长提供适宜的条件，或有效抑制微生物的生长。

有害微生物的控制

1.主要内容

灭菌消毒

化学治疗剂

2.基本概念和知识点

常见化学杀菌剂和抑菌剂的种类与名称；石炭酸系数。灭菌、消毒和防腐的区别；常见化学杀菌剂和抑菌剂的作用机理。常见化学杀菌剂和抑菌剂，了解其使用特点。化学治疗剂的概念；磺胺的结构；抗生素；抑菌谱。

3.问题与应用（能力要求）

控制微生物生长的方法。解释微生物抗药性产生的原因，及防止微生物产生抗药性的方法。

（三）实践环节

实验：微生物分离培养

实验：微生物数量测定

非细胞生物——病毒

（一）目的要求：

通过本章的学习，主要应掌握病毒的大小、形态和结构；病毒的主要特点；病毒分类的依据；噬菌体的特点与增殖过程；植物病毒的特点、危害性和防治。了解亚病毒的概念。

（二）教学内容：

病毒结构和特点

1.主要内容

病毒的结构

病毒的核酸

病毒的特点

2.基本概念和知识点

病毒的大小范围；病毒的三种基本形态；病毒的基本结构；壳体和壳粒；包膜；病毒的核酸类型。病毒的主要特点。病毒结构的相对简单性。

3.问题与应用（能力要求）

解释病毒一般抵抗力不强的原因；病毒对普通抗生素不敏感的原因。

病毒的增殖

1.主要内容

一步生长曲线

毒性噬菌体

温和噬菌体

病毒的分类和应用

2.基本概念和知识点

病毒分类的依据；类病毒、拟病毒、朊病毒的概念；朊病毒的致病。噬菌体的典型结构；一步生长曲线；噬菌斑；噬菌体与其它病毒寄生专一性的比较；病毒增殖的五个阶段；烈性噬菌体与温和噬菌体。

3.问题与应用（能力要求）

逆转录病毒和逆转录酶；朊病毒的独特性。温和噬菌体的溶源性；病毒的增殖过程。

病毒的分类和应用

1.主要内容

病毒的分类依据

病毒的危害和控制

2.基本概念和知识点

现代病毒分类法；病毒传播途径；抗病毒剂；疫苗。

3.问题与应用（能力要求）

熟悉病毒分类的主要依据；噬菌体的危害及控制；常见人类病毒的传播途径；抗病毒剂的种类及作用机理；疫苗的基本知识。

微生物遗传

（一）目的要求：

通过本章的学习，主要应掌握生物遗传信息的载体，即RNA和DNA的结构和功能；基因和遗传；遗传信息的传递和基因表达的简要过程；基因表达的调节；微生物的突变及其机制；细菌基因转移和重组的方式；重组DNA技术的主要内容。

（二）教学内容：

第一节微生物的变异和遗传重组

1.主要内容

突变及其机制

细菌基因的转移和重组

2.基本概念和知识点

基因、基因组、染色体的概念；质粒的概念、特点与类型；突变的概念与类型；诱变与诱变剂；常用的诱变方式；突变率与回复突变。细菌基因的转移和重组的方式，包括转化作用、转导作用、接合作用、基因转座；转导的类型。

3.问题与应用（能力要求）

变异对于微生物的意义；诱变在微生物育种中的使用。细菌基因的转移和重组对于细菌适应和进化的重要性。

第二节重组DNA技术简介

1.主要内容

目的基因的克隆

克隆子的筛选

DNA的人工合成和扩增

2.基本概念和知识点

重组DNA技术的概念；基因工程的概念；克隆的含义；目的基因的克隆的程序；基因克隆的几种常用载体；克隆子的受体细胞的种类；PCR的概念与基本步骤；基因的定位诱变。

3.问题与应用（能力要求）

克隆子的筛选策略；体外重组DNA技术的基本过程；体外重组DNA技术与微生物育种；微生物与基因工程的关系。

微生物生态与食品酿造

（一）目的要求：

通过本章的学习，主要应掌握细菌、酵母、霉菌在食品中的应用，相应的食品种类与微生物；了解主要发酵食品的基本生产过程。

（二）教学内容：

微生物生态学的基本概念及食品中的微生物生态系

1.主要内容

微生物生态学的基本概念

食品中的微生物生态系

人体中的微生物

2.基本概念和知识点

生态系统；微生物生态学；微生物的微环境；极端微生物；人体正常菌群。

3.问题与应用（能力要求）

了解微生物生态学的基本概念，人体各部分的主要微生物类型；掌握食品作为特殊的微生物生态系的特点。

细菌、酵母菌、霉菌在食品发酵中的应用

1.主要内容

细菌在食品发酵中的应用

酵母菌在食品发酵中的应用

霉菌在食品发酵中的应用

2.基本概念和知识点

在食品发酵中应用的细菌、酵母菌、霉菌的主要种属；主要发酵食品的基本工艺流程。

3.问题与应用（能力要求）

了解主要发酵食品的基本生产过程；掌握主要发酵食品的基本生产原理及微生物在其中所起的作用。

食品腐败变质与控制

（一）目的要求：

通过本章的学习，主要应掌握引起食品腐败变质的主要内外因素及不同类型微生物适宜的生长环境；了解牛奶、畜禽肉类、鱼类等食品的主要腐败变质过程及特点。掌握食品腐败变质的主要控制方法的原理、特点。

（二）教学内容：

引起食品腐败变质的主要因素

1.主要内容

引起食品腐败变质的主要微生物类型

影响食品腐败变质的主要环境因素

2.基本概念和知识点

食品腐败变质；引起食品腐败变质的主要微生物类型；引起食品腐败变质的主要环境因素。

3.问题与应用（能力要求）

了解引起食品腐败变质的主要微生物类型；掌握引起食品腐败变质的食品内外因素。

食品的主要腐败变质过程及机理

1.主要内容

牛奶、畜禽肉类、鱼类等食品的主要腐败变质过程及特点。

主要食品类型腐败的微生物学过程。

2.基本概念和知识点

食品腐败的鉴评方法；食品中蛋白质、脂肪、碳水化合物的腐败。

3.问题与应用（能力要求）

了解食品中蛋白质、脂肪、碳水化合物的腐败变质过程及参与的微生物；了解主要类型的微生物的腐败变质过程。

第三节食品腐败变质的控制技术

1.主要内容

腐败微生物的防治

食品保藏技术

2.基本概念和知识点

食品的低温保藏；食品的气调保藏；食品的加热杀菌保藏；食品的非加热保藏；食品的干燥脱水保藏；食品的化学保藏；食品综合防腐保鲜。

3.问题与应用（能力要求）

掌握食品腐败变质的主要控制技术的原理和基本方法。

食物中微生物导致的感染和中毒及其控制

（一）目的要求：

通过本章的学习，主要应掌握食物中毒与食物感染的基本概念与特点；了解常见食源性病原微生物的致病特点。掌握食品中基本的微生物学卫生指标的检测原理与方法。

（二）教学内容：

食物中毒与食物感染及预防

主要内容

食物中毒与食物感染

食物中毒与食物感染的预防

常见食源性病原微生物

2.基本概念和知识点

食物中毒；食物感染；常见食源性致病细菌、真菌、病毒微生物。

3.问题与应用（能力要求）

理解食物中毒与食物感染的区别；熟悉常见食源性致病细菌、真菌、病毒等微生物。

食品中基本的微生物学卫生指标及检测方法

1.主要内容

食品中细菌总菌落数及大肠菌群最近似数的测定

食品中主要病原微生物的检测方法

2.基本概念和知识点

食品中细菌总菌落数；大肠菌群最近似数；病原菌检测。

3.问题与应用（能力要求）

理解食品细菌总菌落数及大肠菌群最近似数的卫生学意义；掌握食品细菌总菌落数及大肠菌群最近似数的检测方法；了解食品中主要病原微生物的检测方法；了解食品微生物检测的新技术、新进展。

（三）实践环节

实验：食品中细菌总菌落数的测定

实验：大肠菌群最近似数的测定

五、推荐教材和教学参考资源

指定参考教材：

1.江汉湖主编，《食品微生物学》（第二版），北京，中国农业出版社，2005

其他参考教材：

何国庆,贾英明主编,《食品微生物学》（第二版），中国农业大学出版社，2009

周德庆编著，《微生物学教程》（第二版），北京，高等教育出版社，2002

JamesM.Jay等，《现代食品微生物学》(第7版)中国轻工业出版社2008

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