細菌(bacteria)
一、細菌之各種性質
(1)細胞形態
細菌細胞之形態，可分為球菌(coccus)，桿菌 (bacillus)及螺旋菌(spirillum)三大類(圖1)。這些細菌中其分裂形式，細胞大小，長度等均各有不同。有些細菌，細胞的外側會形成莢膜(capsule)或黏質層(slime layer)。
圖1. 細菌之細胞形態
(2) 運動性
細菌可分為具有鞭毛之運動器官，會運動之細菌，和不具鞭毛不會運動之細菌兩大類。具有鞭毛之細菌，其鞭毛之數目和於細胞上之附著狀態，隨細菌之種類而異(圖2)。而菌落全體會移動的滑行細菌(gliding bacteria)亦存在之。
圖2. 細菌鞭毛之種類
(3)細胞之構造
細菌之細胞構造隨菌株的不同及培養條件而有差異，而各種細菌均共同存在的基本構造，如下所列。
电脑无法正常启动a. 細胞壁(cell wall)：是細胞的最表層，具有一定的形狀和一定的硬度。依菌種而異，主要是由太聚糖(peptidoglycan)，脂多糖，磷脂質，蛋白質等構成。
b. 細胞質膜(cell membrane, cytoplasmic membrane)：存在於細胞壁的內側，對於營養物質的選擇性進入細胞內具有重要的作用。是由脂質和蛋白質組成。
c. 細胞質(cytoplasm, protoplasm)：以細胞質膜圍繞，除去細胞內之核部位以外的部分。是一些粘性的半流動性物質，由酵素蛋白質和蛋白質合成有關的顆粒，RNA等所組成。
d. 核部位(nuclear region)：為具有遺傳訊息的部分，是由DNA及蛋白質所組成。酵母菌等的真核細胞中，有核膜圍繞的核(nucleus)存在，而細菌等的原核細胞中，核部位的周圍沒有膜的存在。
(4)光合成能
有些細菌會行光合作用，具有紅、紫、褐、綠色等之光合成色素，和植物的葉綠素相比，有若干化學構造上的差異。此類細菌不需要氧氣，是屬偏性嫌氣性菌，行光合作用的同時，會產生硫化氫等簡單的還原型化合物(光合成自營菌)，或將有機物(光合成異營菌)行脫
氫作用的同時，將二氧化碳還原而合成菌體成分。
(5)營養要求性
細菌可分為只有無機物即可做為營養源而可生育的細菌(自營菌， autotroph)及要求提供有機物做為營養源才可生育的細菌(異營菌，heterotroph)二大類。而自營菌中，可分成光合成細菌，即具有光合成色素，能利用太陽能的一群菌。另外為氧化無機物(H2，硫黃，硫化物， Ammonia)而獲得能量的化學合成自營菌。而除藻類之多數菌體(包括動物)均屬化學合成異營菌。
(6)氧氣要求性庆新春闹元宵绘画
細菌生育時需要氧氣的，稱為好氣性菌，生育時不需要氧氣的，稱為偏性嫌氣性菌或絕對嫌氣性菌，另外，氧氣之有無均可生育的，稱為通性嫌氣性菌。
(7)胞子形成能
細菌中可分為細胞內能形成胞子的細菌和不能形成胞子的細菌二大類。而形成胞子的細菌中，胞子的形狀和著生位置依菌種而有不同(圖3)。
圖3. 細菌之內生胞子
(8)革蘭氏染色性
利用色素(結晶紫)將細菌之細胞染色後，再用有機溶媒(酒精)脫色後，不能被脫色的為革蘭氏陽性，能被脫色的為革蘭氏陰性。主要原理是基於陽性菌和陰性菌之細胞壁之化學構造的不同，革蘭氏染色性是細菌分類上的重要基準之一。革蘭氏陽性菌中，包括大部分的球菌，胞子形成菌及放線菌等。而革蘭氏陰性菌中，包括大部分的腸內細菌(大腸桿菌，沙門氏菌)，弧菌及螺旋菌等。
(9)碳源與氮源的利用性
不同的細菌能利用各種不同的糖類當做碳源，於利用時，有些需要氧氣，有些不需要氧氣即能利用(發酵型)。而於氮源上，有些可利用硝酸鹽，或行固定空氣中氮素的各種性質。
(10)代謝產物及色素之生成能
代謝產物係指能生成乳酸、醋酸及一些特徵性的產物，有些菌種亦有色素生成的能力。
二、食品上重要的關連細菌
細菌比黴菌和酵母菌均小，肉眼不易看見，而其繁殖速度卻非常快。所以將牛乳長時間的放置於室溫下會凝固，魚和肉類會生惡臭，均是細菌於其中增殖的結果所引起的現象，我們將此現象稱為食品之惡變，間接亦知是細菌存在的結果。另外，某些種的細菌，亦是各種食物中毒之病原菌。而傳統的發酵，釀造產業，或是胺基酸發酵等之近代的發酵產業，某些細菌又扮演著重要的功能和效果。於食品中，不論是造成惡變或利用上，重要的關連細菌如表1所示。
表1. 食品上重要的關連細菌
1. 食品之惡變 | |
澱粉食品 | Bacillus, Serratia |
糖及糖食品 | Bacillus, Leuconostoc |
蔬菜，水果 | Erwinia |
肉類 | Pudomonas, Alcaligenes, Clostridium |
魚，海產品 | Pudomonas, Alcaligenes (Achromobacter) |
食物中毒病原菌 | Clostridium, Staphylococcus, Salmonella, Proteus, Vibrio, Bacillus, Escherichia |
2. 食品方面之利用 | |
納豆 | Bacillus natto |
酸乳酪等之發酵乳 | Streptococcus, Lactobacillus, Leuconostoc |
乳酪(chee) | Lactobacillus, Streptococcus |
醋 | Acetobacter |
醃漬物 | Leuconostoc, Pediococcus, Lactobacillus |
胺基酸發酵 | Brevibacterium, Corynebacterium |
核酸發酵 | Brevibacterium, Bacillus |
优美的开头结尾 乳酸發酵 | Lactobacillus |
酵素生產 | |
澱粉酵素(amyla) | Bacillus |
蛋白酵素(protea) | Bacillus |
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細菌是除了濾過性病毒之外，在全部生物中最小的生物，而其細胞的大小隨種類而不同。形態大的細菌像小型的酵母和原生動物等大概相同的大小，形態小的細菌用光學顯微鏡的最大倍率才能看得到。細菌為原核細胞生物，主要是以二分裂法盼复为谢(fission)行細胞分裂而增殖的單細胞生物。
細菌的種類極多，而分類上必要的特性有些尚不甚明瞭，因此很難做到所有菌株均按照完全的體系做分類鑑定。現今，最常被利用的分類形式是屬Bergey氏之「系統性細菌學手冊」("Bergey's Manual of Systematic Bacteriology")。此書於1984年出版第一冊，主要是醫藥上和商業上重要的革蘭氏陰性細菌。1986年出版第二冊，主要是醫藥上和商業上重要的革蘭氏陽性細菌。1989年出版第三冊，為剩餘的革蘭氏陰性細菌(具不尋常特性之細菌)，主要為光合作用菌，滑行細菌，有鞘細菌等。1989年亦出版第四冊，為絲狀放線菌及相關細菌。以下將和食品上重要關連細菌的科或屬的特性做一說明：
(1) Pudomonadaceae (假單胞菌科)
此科細菌為具有運動性之桿菌，不會形成內生胞子。屬於非常好氣的細菌，對於碳水化合物以外的有機碳素源極容易分解，因有時對抗生物質亦能分解，故使用殺菌劑較無效。於
食品的表面上會極快速的增殖，會產生獨特的臭味和色素，因此時常會損壞食品的香味和顏色。能抵抗低溫，甚於有些種在冰箱中亦可繁殖。一般對高溫之耐性弱，還有在氧氣不足的條件下，幾乎不會增殖。
(2) Halobacteriaceae (鹽桿菌科)
在鹽濃度高的條件下亦能增殖良好。在鹽漬的魚類中會繁殖，並會使之變色。
(3) Alcaligenes (產鹼菌屬)
如菌名所示，此類的細菌增殖後會有鹼生成。會在牛乳中增殖，使變質成粘稠的牛乳，亦會在乳酪中增殖，表面會形成粘稠的菌落。
(4) Acetobacter (醋酸菌屬)
為具有運動性之桿菌，能將乙醇氧化成醋酸，可在水果，蔬菜上增殖。另外，亦可利用於釀造醋和酒精醋等之醋的製造上。
(5) Enterobacteriaceae (腸內細菌科)
Escherichia (埃希氏菌屬)─可生活於溫體動物的腸內，有時會有病原性。大腸桿菌(E. coli)，其存在的數量可做為食品和水污染的指標。另外，於生化學，分子生物學，分子遺傳學上，大腸桿菌為最常被用來做研究的細菌。
Proteus(變形菌屬)─在肉類，海產品及蛋上會繁殖，有些種亦會引起食物中毒。
鸟的英语怎么读Salmonella (沙門氏菌屬)─此屬中含有病原菌，這些種是依食品為媒介而成為傳染的原因。
(6) Vibrionaceae (弧菌科)
Vibrio(弧菌屬)─多存在於淡水，海水及土壤中。可於鹽漬的海產品中繁殖，有些亦是食物中毒的病原菌。
(7) Micrococcaceae (微球菌科开平方法)
Micrococcus (微球菌屬)─是谁多事种芭蕉好氣性強，中溫(25-30℃)下生長良好，許多的種類耐熱性強，可於巴斯德殺菌後的牛乳中殘存。某些的種類，於10℃下亦可生長。
Staphylococcus (葡萄球菌屬)─因大多會呈葡萄狀的增殖，故稱為葡萄球菌。有機氮素源為必要，屬通性嫌氣性菌。多數種類會由菌體中生成色素。有些種類有病原性，會成為食物中毒的病原菌。
(8) Streptococcus (鏈球菌屬)─因呈鏈狀的增殖，故稱為鏈球菌。包括病原的種─釀膿鏈球菌(S. pyogenes)，乳酪和酸乳酪製造上利用的種─乳香鏈球菌(S. lactis)，及腸道內存在的種─糞鏈球菌(S. faecalis)。
Leuconostoc(明串珠菌屬)─有些種對乳製品的香氣生成和醃漬物的製造有關。
Pediococcus(片球菌屬)─於食鹽濃度高的狀況下亦能生育，亦能在比較的低溫下生育。於醃漬物中常見。宝宝长牙
(9) Bacillus (芽胞桿菌屬)─多存在於土壤中之好氣性桿菌。即使形成胞子，而營養細胞的形狀、大小亦不會變化。
Clostridium (梭菌屬)─為絕對嫌氣性的桿菌，隨著內生胞子的形成，細胞的胞子形成部分會膨大。有些菌種為食物中毒的病原菌─肉毒桿菌 (C. botulinum)及產氣莢膜梭菌(C. perfri
ngens)。
(10) Lactobacillus (乳桿菌屬)
是代表性的乳酸菌的一種，乳酸的生產，酸乳酪及乳酪的生產上，常被利用。
(11)和放線菌有關的細菌
Corynebacterium (棒桿菌屬)─此屬中白喉棒桿菌 (C. diphtheria)為病原菌。有些菌種於麩胺酸及離胺酸等之胺基酸生產上可利用。
Brevibacterium (短桿菌屬)─大多應用於胺基酸的生產及核酸生產上。
Bifidobacterium (雙歧桿菌屬)─棲息於人類和動物的腸道內，其存在會對宿主的健康有良好的影響。為絕對嫌氣性的桿菌，而雙歧桿菌製劑及添加於乳製品等的食品中，已有商品化的產品。
