粮食与食品微生物学

微生物广泛分布于自然界中，与人类生产和生活关系密切，对粮食与食品的生产、加工、保鲜等过程尤为重要。从食品安全角度来看，微生物的污染是造成粮食霉变、食品腐败变质和食物中毒的主要原因，所以掌握粮食与食品微生物学专业知识，对于保障粮食和食品安全、促进人民身体健康、发展可持续经济和维护社会稳定，具有重要的现实意义。 
本书在阐明微生物生物学五大规律（即形态学、生理学、生态学、遗传学和分类学）的基础上，对微生物引起的食品腐败变质和食源性疾病、食品的防腐保鲜做了系统介绍，同时基于我国粮食储备量大、储藏时间长和容易发生霉变等特点，侧重对粮食霉变及机理、防霉保鲜和预测预报进行论述。本教材注重理论性和实践性统一，理论阐述深入浅出，贴近行业实际需求。在编写过程中体现以“学生”为中心的教学理念，从案例出发，提高学生学习本课程的兴趣，注重知识结构的系统性，讲清概念、理顺脉络、阐明规律、突出重点和难点。同时与中国大型开放式网络课程（MOOC）在线开放省级课程结合，实现学生随时学习、师生及时互动的目标。将价值取向、综合素养等作为思想政治目标纳入教材中，有助于提升学生的思想道德修养和综合素质。 
本书可作为高等院校食品科学与工程、粮食工程和食品质量与安全等本科专业的教材，也可作为粮食和食品等行业从业人员以及食品科学与工程、农产品储藏加工等学科研究生的参考书。 
本书由南京财经大学周建新教授和武汉轻工大学伍金娥教授担任主编。编写分工如下：章，周建新；第二章，王光宇、高瑀珑；第三章，唐芳、祁智慧、周建新；第四章，伍金娥、陈曦、何毅；第五章，都立辉、国立东；第六章，汪芳、庞心怡；第七章，周建新、唐芳；第八章，赵圣明、焦凌霞、王宝石、赵岩岩；第九章，陈曦、伍金娥、何毅、闵婷；第十章，郭元新、朱圆圆。周建新和伍金娥对全部书稿进行了整理和统稿。陆玲教授、沈新春教授、潘磊庆教授、周剑忠研究员和陆利霞副教授对全书进行了细致的审阅，并提出了宝贵修改意见，在此深表谢意！ 
本书在编写过程中，得到南京财经大学食品科学与工程学院各位领导的关心和支持，还得到化学工业出版社的大力支持和具体指导。另外，本书的出版也得到南京财经大学食品科学与工程国家一流专业建设点的经费资助，并被列为江苏省高等学校重点教材。在此，表示衷心感谢！ 
本书在撰写过程中参考了国内外大量的研究成果，这固然能为本书的内容增加新鲜知识，但有些观点和结论仍需要实践验证，有些问题还需要继续研究和探讨。书中不妥之处，敬请读者批评指正。 

编者　 
2022年5月 

本书结合现代微生物学和食品科学发展趋势，对食品微生物学的内容进行了系统介绍,并突出食品微生物学的实践应用。全书共分10章，前8章系统阐述了与食品相关的微生物学的基础理论，包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、蕈菌、病毒、亚病毒的形态与构造，微生物的营养与培养，微生物的代谢，微生物的生态，微生物遗传变异与育种，微生物分类与鉴定等内容。后2章介绍了微生物微生物与食源性疾病与微生物免疫及其在粮食和食品科学的应用，包括食品卫生标准中的微生物指标、细菌性食物中毒、 真菌性食物中毒、食品介导的病毒感染、微生物免疫及其在粮食和食品科学的应用等内容。本书可作为普通高等院校粮食和食品及生物工程、发酵工程、农林、水产相关专业的教科书，也可供粮食、食品等行业的从业人员查阅参考，也可供食品加工、食品发酵、食品保藏、食品卫生、食品检验、食品安全等领域相关科研与技术人员参考。

本书结合现代微生物学和食品科学发展趋势，对食品微生物学的内容进行了系统介绍,并突出食品微生物学的实践应用。全书共分10章，前8章系统阐述了与食品相关的微生物学的基础理论，包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、蕈菌、病毒、亚病毒的形态与构造，微生物的营养与培养，微生物的代谢，微生物的生态，微生物遗传变异与育种，微生物分类与鉴定等内容。后2章介绍了微生物微生物与食源性疾病与微生物免疫及其在粮食和食品科学的应用，包括食品卫生标准中的微生物指标、细菌性食物中毒、 真菌性食物中毒、食品介导的病毒感染、微生物免疫及其在粮食和食品科学的应用等内容。本书可作为普通高等院校粮食和食品及生物工程、发酵工程、农林、水产相关专业的教科书，也可供粮食、食品等行业的从业人员查阅参考，也可供食品加工、食品发酵、食品保藏、食品卫生、食品检验、食品安全等领域相关科研与技术人员参考。

周建新，南京财经大学，教授，教学经历：1987年开始一直从事粮食微生物学、食品微生物学、微生物学和食品微生物学检验等课程的教学、相关课程建设、食品科学与工程和粮食工程专业教学计划的制定及其他教育学研究工作。公开发表教育论文5篇。科研经历：主要从事食品天然防腐剂、食品生物技术和粮食储藏等研究工作。主持国家农业科技转化项目1项，参加2项国家科技支撑项目、1项国家“863”计划项目和5项省部级课题，在《中国粮油学报》、《食品科学》、《食品与发酵工业》等杂志上发表科研论文50余篇。

章　绪　论    001 
一、微生物与人类    001 
二、微生物的概念与特点    002 
三、微生物在生物界中的地位    004 
四、微生物的分类与命名    006 
五、微生物学发展简史    008 
六、食品微生物学研究内容及其任务    013 
七、粮食微生物学的研究任务与进展    014 

第二章　微生物形态与分类    023 
节　细菌    023 
一、细菌的基本形态与大小    024 
二、细菌的细胞结构    025 
三、细菌的繁殖与菌落    031 
四、细菌的分类    033 
第二节　真菌    034 
一、真菌的细胞结构    035 
二、真菌的营养体    037 
三、真菌的繁殖与菌落    041 
四、真菌的生活史    043 
五、真菌的分类    044 
六、产大型子实体的真菌    045 
第三节　放线菌    047 
一、放线菌的形态和构造    048 
二、放线菌的菌落特征    048 
三、放线菌的繁殖    049 
第四节　病毒    049 
一、病毒的形态与结构    050 
二、病毒的复制    050 
三、病毒的分类    051 

第三章　粮食和食品中常见与常用微生物    053 
节　粮食和食品中常见与常用细菌    053 
一、埃希氏菌属    053 
二、假单胞菌属    054 
三、黄单胞菌属    054 
四、醋酸杆菌属    054 
五、沙门氏菌属    055 
六、志贺氏菌属    055 
七、欧文氏菌属    056 
八、黄杆菌属    056 
九、葡萄球菌属    056 
十、微球菌属    057 
十一、链球菌属    057 
十二、乳酸杆菌属    057 
十三、芽孢杆菌属    058 
十四、梭状芽孢杆菌属    058 
第二节　粮食和食品中常见与常用霉菌    058 
一、根霉属    059 
二、毛霉属    060 
三、红曲属    061 
四、曲霉属    062 
五、青霉属    069 
六、镰刀菌属    074 
七、链格孢霉属    076 
第三节　粮食和食品中常见和常用酵母菌    078 
一、酵母属    078 
二、毕赤氏酵母属    079 
三、汉逊氏酵母属    079 
四、红酵母属    079 
五、假丝酵母属    080 
六、球拟酵母属    081 

第四章　微生物生理学    082 
节　微生物的营养    082 
一、微生物细胞的化学组成    082 
二、营养物质及其生理功能    083 
三、微生物的营养类型    087 
四、营养物质的吸收    089 
五、培养基的类型及其应用    091 
第二节　 微生物的代谢    095 
一、微生物的能量代谢    096 
二、工业发酵    103 
三、微生物的物质代谢    106 
第三节　微生物的生长    110 
一、生长繁殖的测定方法    111 
二、单细胞微生物群体生长规律    113 
三、霉菌群体生长规律    121 

第五章　环境因素对微生物生长的影响    123 
节　物理因素对微生物生长的影响    123 
一、温度    123 
二、基质水活度    131 
三、氧化还原电位    133 
四、辐射    135 
五、超声波    136 
第二节　化学因素对微生物生长的影响    137 
一、pH值    137 
二、氧气    141 
三、重金属盐类    143 
四、氧化剂    143 
五、有机化合物    144 
六、表面活性剂    145 
第三节　生物对微生物生长的影响    145 
一、互生    145 
二、共生    146 
三、寄生    148 
四、拮抗    149 
五、捕食    150 
六、竞争    150 

第六章　微生物遗传、变异和菌种选育    151 
节　遗传变异的物质基础    151 
一、遗传物质证明的三个经典实验    152 
二、遗传物质的存在部位和方式    154 
第二节　基因突变和诱变育种    160 
一、基因突变    160 
二、诱变育种    164 
第三节　基因重组与杂交育种    169 
一、原核微生物的基因重组与育种    170 
二、真核微生物的基因重组与育种    177 
第四节　基因工程    180 
一、基因工程基本操作    180 
二、基因工程的应用    184 
三、基因编辑技术及应用    187 
第五节　菌种的衰退、复壮和保藏    187 
一、菌种的衰退与复壮    187 
二、菌种保藏    189 

第七章　微生物在粮食发热霉变中的作用与防控    192 
节　粮食微生物区系    192 
一、粮食微生物区系的形成    192 
二、粮食储藏过程中的微生物区系变化    193 
三、主要粮食品种的微生物区系特点    194 
第二节　微生物与粮食发热霉变    197 
一、粮食发热霉变的概念与实质    197 
二、粮食霉变的过程与主要症状    198 
三、粮食发热的过程与类型    199 
第三节　霉变对粮食品质的影响    201 
一、造成粮食变色和变味    201 
二、破坏粮食的发芽能力    202 
三、降低粮食营养和加工工艺品质    203 
四、影响粮食安全品质    205 
第四节　粮食发热与霉变的防控    205 
一、粮食防霉原理与方法    206 
二、粮堆发热霉变处理方法    209 
三、粮食发热霉变的检测及预测预警    211 

第八章　微生物引起的食品腐败变质与防控    214 
节　食品的腐败变质    214 
一、微生物引起食品变质的基本条件    214 
二、食品腐败变质的过程    219 
三、食品腐败变质的鉴定    222 
第二节　各类食品的腐败变质    224 
一、肉类的腐败变质    224 
二、鱼类的腐败变质    226 
三、乳类的腐败变质    226 
四、禽蛋的腐败变质    228 
五、果蔬的腐败变质    228 
六、罐藏食品的腐败变质    229 
第三节　食品腐败变质的防控    231 
一、食品腐败变质的防控方法    231 
二、食品防腐栅栏理论与技术    236 
三、预测食品微生物学    237 

第九章　微生物与食源性疾病    242 
节　食品安全标准中的微生物限量指标    242 
一、食品安全及要求    242 
二、食品安全国家标准    242 
第二节　细菌性食物中毒    245 
一、细菌性食物中毒的原因    245 
二、细菌性食物中毒的类型    245 
三、常见的细菌性食物中毒    247 
第三节　真菌性食物中毒    258 
一、真菌性食物中毒概述    258 
二、主要产毒霉菌及其产生毒素的种类和条件    259 
三、主要的真菌毒素    260 
第四节　食品介导的病毒感染    266 
一、食品介导的病毒感染概述    266 
二、常见的食品介导的病毒感染    267 

第十章　免疫学及其在粮食和食品科学中的应用    272 
节　感染与免疫学基础    272 
一、决定感染结局的因素    273 
二、感染的可能结局    277 
第二节　宿主的非特异性免疫    277 
一、生理屏障    278 
二、体液因素    279 
三、细胞因素    280 
四、炎症    281 
第三节　宿主的特异性免疫    282 
一、特异性免疫获得方式    282 
二、免疫系统的组成    283 
三、抗原与抗体    288 
四、特异性免疫应答    292 
第四节　生物制品及其应用    295 
一、人工主动免疫类生物制品    295 
二、人工被动免疫类生物制品    298 
第五节　免疫学方法及其应用    301 
一、抗原与抗体反应的一般规律    301 
二、抗原与抗体间的主要反应    302 
三、免疫标记技术    307 
第六节　免疫学在粮食和食品科学中的应用    310 
一、抗原抗体反应与粮食和食品检测    310 
二、免疫与功能食品研发    311 

参考文献    313

本书结合现代微生物学和食品科学发展趋势，对食品微生物学的内容进行了系统介绍,并突出食品微生物学的实践应用。全书共分10章，前8章系统阐述了与食品相关的微生物学的基础理论，包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、蕈菌、病毒、亚病毒的形态与构造，微生物的营养与培养，微生物的代谢，微生物的生态，微生物遗传变异与育种，微生物分类与鉴定等内容。后2章介绍了微生物微生物与食源性疾病与微生物免疫及其在粮食和食品科学的应用，包括食品卫生标准中的微生物指标、细菌性食物中毒、 真菌性食物中毒、食品介导的病毒感染、微生物免疫及其在粮食和食品科学的应用等内容。本书可作为普通高等院校粮食和食品及生物工程、发酵工程、农林、水产相关专业的教科书，也可供粮食、食品等行业的从业人员查阅参考，也可供食品加工、食品发酵、食品保藏、食品卫生、食品检验、食品安全等领域相关科研与技术人员参考。

周建新，南京财经大学，教授，教学经历：1987年开始一直从事粮食微生物学、食品微生物学、微生物学和食品微生物学检验等课程的教学、相关课程建设、食品科学与工程和粮食工程专业教学计划的制定及其他教育学研究工作。公开发表教育论文5篇。科研经历：主要从事食品天然防腐剂、食品生物技术和粮食储藏等研究工作。主持国家农业科技转化项目1项，参加2项国家科技支撑项目、1项国家“863”计划项目和5项省部级课题，在《中国粮油学报》、《食品科学》、《食品与发酵工业》等杂志上发表科研论文50余篇。