武漢輕工大學食品學院
1、課堂報告依據的知識背景
1、幾個基本概念
(1)微生物生態學。微生物生態學是研究微生物與環境之間相互作用的科學，是生態學的乙個分支。所謂環境是指生物賴以生存的空間，由非生物環境和生物環境兩大部分組成。
非生物環境是除生物以外的環境，包括一系列物理、化學、生物因素所構成。如溫度、水分、光線及ph等，是生物生存的場所。生物環境是指來自研究物件以外的其他生物的作用和影響。
如營養競爭、空間競爭和互利共生等。
(2)生態系統。生態系統是指在一定區域內生活的生物與其非生物環境之間相互緊密結合而形成的系統。在這個系統中，物質、能量在生物與生物、生物與環境之間不斷迴圈流動，形成乙個能夠自己維持下去的、相對穩定的，並具有一定獨立性的統一整體。
(3)種群。在自然環境中，同種微生物的許多個體常生活在同一生境中，以群體的方式存在。在一定時間裡生活在同一生境的同乙個體細胞生長形成的生物群體，在生態學上稱之為種群。
(4)群落。在自然界中，乙個種群的細胞很少是單獨存在的，它們總是與其他種群細胞相聯絡，構成乙個在生理上相互彌補的種群複合體，稱之為群落。
（5） 微生物的微環境。 微生物的個體很小，所以它生活的環境也就十分微小，甚至肉眼看不見。因此，微生物生態學家稱之為微環境。
2、微生物在自然界中的分布
（1）土壤中的微生物
土壤具有絕大多數微生物的生活條件，土壤的礦物質提供了礦質養料；土壤中的有機物提供了良好的碳源、氮源和能源；土壤的酸鹼度接近中性，是一般微生物最適合的範圍；土壤的持水性、滲透壓、保溫性等等使土壤成為了微生物的天然培養基，因此土壤中的微生物的數量和種類最多。對微生物來說，土壤是微生物的「大本營」；對人類來說，土壤是人類最豐富的「菌種資源庫」。
（2）水體中的微生物
水體是微生物棲息的第二個天然場所。在江、河、湖、海、地下水中都有微生物的存在。習慣上把水體中的微生物分為淡水微生物和海洋微生物兩大型別。
淡水微生物的種類及在水中的分布受到水的型別、有機質的含量等因素影響。在含有石油的地下水中，有大量能分解碳氫化合物的細菌；含鐵的泉水中含有鐵細菌；含硫的泉水中含有硫磺細菌；在溫泉中則有耐熱菌的存在。
（3）空氣中的微生物
空氣本身不含微生物生長繁殖所需要的營養物質和充足的水分，而且日光對細菌等微生物生命活動有很大影響，所以空氣不是微生物生長繁殖的良好場所。然而，空氣中還是含有一定數量的微生物。這是由於土壤、人和動植物體等物體上的微生物不斷以微粒、塵埃等形式飄逸到空氣中而造成的。
凡含塵埃越多的空氣，其中所含的微生物種類和數量也就越多。塵埃的自然沉降，使得越近地面的空氣，含菌量越高。
（4） 食品環境微生物
在各種農產品上生存著大量的微生物，糧食尤為突出。按其**可分為原生性微生物區係和次生性微生物區係。原生性微生物區係是微生物與植物在長期相處的關係中形成的，它們以種子的分泌物為生，與植物的生活和代謝強度息息相關。
次生性微生物區係，指的是那些存在於土壤、空氣中，通過各種途徑侵染糧食的微生物。在糧食微生物中，尤以黴菌危害嚴重，並且能產生150多種對人和動物有害的真菌毒素。
食品是用營養豐富的動植物原料經過人工加工後的製成品，其種類繁多，主要有麵包、糕點、糖果、罐頭、飲料、蜜餞和調味品等。由於在食品的加工、包裝、運輸和貯藏等過程中，都不可能進行嚴格的無菌操作，食物可能會被各種微生物所汙染，其中包括病原菌。罐頭食品也會被一些耐熱厭氧性芽孢梭菌和芽孢桿菌所汙染，這是造成罐頭食品腐敗的主要原因。
在合適的溫、濕度條件下，汙染的微生物又會迅速繁殖。因此，食品上常常有各種微生物分布著，且儲存時間稍長，就會使食品迅速變質。
（5）釀造食品中的微生物
在傳統發酵過程中，曲、醅、醪、糟等物料都是一種混合培養物。以含高粱原料的醋醅為例，它首先被能消化或氧化高粱的微生物侵襲，在氧耗盡後，靠近高粱周圍變成厭氧環境，這時發酵性的微生物開始活躍、繁殖起來。發酵產物可擴散到仍然有氧的區域繼續被氧化，或者在厭氧條件下被厭氧微生物的厭氧性氧化所利用。
其中有一小部分被徹底氧化成co2和h2o，而另一大部分作為中間產物（比如乙醇、乳酸等）繼續積累或參加轉化。而當環境隨著工藝過程的改變（如翻醅、倒缸），可能又有好氧過程的出現，好氧性微生物的數量又可繼續增加，氧氣被消耗後再變為厭氧環境，隨著溫度、水分、ph值、氧化還原值（rh2）、滲透壓、營養條件的不斷變化，微生物區係及活力也在不斷變化，直至釀造過程結束。
（6）人體的正常微生物區係
在人類的**、粘膜以及一切與外界環境相通的腔道，如口腔、鼻咽腔、消化道和泌尿生殖道中經常有大量的微生物存在著。生活在健康動物各部位，數量大、種類較穩定且一般是有益無害的微生物，稱為正常菌群。在一般情況下，正常菌群與人體保持著乙個平衡狀態，在菌群內部的各種微生物間，也相互制約，從而維持相對的穩定。
正常菌群的種類與數量，在不同個體間有一定的差異。所謂正常菌群，實際上是相對的、可變的和有條件的。當機體防禦機能減弱時，例如**大面積燒傷、粘膜受損、機體著涼或過度疲勞時，一部分正常菌群會成為病原微生物。
另一些正常菌群由於其生長部位的改變，也可引起疾病。還有一些正常菌群由於某些外界因素的影響，使其中各種微生物間的相互制約關係破壞，也能引起疾病。這種情況在長期服用抗生素後尤為突出。
（7）根際微生物和附生微生物
根際微生物。植物根系經常向周圍的土壤分泌各種外滲物質（醣類、氨基酸和維生素等），故在根際存在著大量的微生物。根際微生物在根際的大量繁殖，會強烈地影響植物的生長發育。
主要為改善了植物的營養條件、分泌植物生長刺激物質、分泌抗生素類物質、根際微生物有時也會對植物產生有害的影響。
附生微生物。一般指生活在植物體表面，主要借其外滲物質或分泌物質為營養的微生物。
3、微生物在自然界物質迴圈中的作用
。微生物在自然界中廣泛分布，同時由於微生物種類繁多，不同種類微生物的細胞內具有不同的酶體系，在進行生命活動時，各種微生物能利用周圍環境中的不同有機質為養料進行物質代謝，最後分解成無機化合物。由於微生物的生命活動，使自然界數量有限的植物營養元素成分能夠周而復始地迴圈利用，在自然界的碳素、氮素以及各種礦質元素的迴圈中微生物起著重要的作用。微生物主導著自然界有機物質的無機質化或分解作用。
4、微生物與生物環境間的相互關係
生物間的相互關係是既多樣又複雜的。如果對甲、乙兩種生物間的種種關係作一分析，我們可以看到有以下九種型別：
①既利甲又利乙（++）。例如共生、互利共棲、互養共棲（和協同共棲等。
②利甲而損乙（+-）。例如寄生、捕食和拮抗等。
③利甲而不損乙（+0）。例如偏利共棲、衛星狀共棲和互生等。
④不損甲而利乙（0+）。例同③。
⑤既不損甲也不損乙，既不利甲也不利乙（00），例如無關共棲。
⑥不利甲而損乙（0-）。例如偏害共棲。
⑦損甲而不利乙（-0）例同⑥。
⑧損甲而利乙（-+）。例同②。
⑨既損甲又損乙（--）。例如競爭共棲。
微生物間或微生物與它種生物間最常見有五種相互關係。
（1）互生。所謂互生，是指兩種可以單獨生活的生物，當它們生活在一起時，通過各自的代謝活動而有利於對方，或偏利於一方的一種生活方式。因此，這是一種「可分可合，合比分好」的相互關係。
（2）共生。所謂共生，是指兩種生物共居在一起，相互分工協作、相依為命，甚至達到難分難解、合二為一的一種相互關係。
（3）寄生。所謂寄生，一般指一種小型生物生活在另一種較大型生物的體內或體表，從中取得營養和進行生長繁殖，同時使後者蒙受損害甚至被殺死的現象。前者稱為寄生物（parasite），後者稱作宿主或寄主（host）。
寄生又可分為細胞內寄生和細胞外寄生或專性寄生和兼性寄生等數種。
（4）拮抗。所謂拮抗，係指由某種生物所產生的某種代謝產物可抑制他種生物的生長發育甚至殺死它們的一種相互關係。在一般情況下，拮抗多指微生物間的「化學戰術」，但有時因某微生物的生長而引起的其他條件改變（如缺氧，ph改變等）抑制他種生物的現象也稱拮抗。
（5）捕食。捕食一般指一種較大型的生物直接捕捉、吞食另一種小型生物以滿足其營養需要的相互關係。在微生物間的捕食關係主要是原生動物吞食細菌和藻類的現象。
2、撰寫課堂報告的目的
1、了解微生物生態學（環境微生物、微生物相互作用、生態系統）的相關知識；
2、了解白酒釀造工藝與方法；
3、明晰白酒釀造過程中不同微生物之間的相互作用；
4、嘗試用微生物生態學的思維去分析釀造食品中微生物作用。
3、撰寫課堂報告的思路
通過對微生物生態學相關知識的學習，以白酒釀造過程中微生物的相互作用為科學問題，了解白酒釀造的工藝與方法，明晰白酒釀造過程中微生物的相互作用，對傳統的釀造食品中微生物的作用進行初步的了解。
4、課堂報告的正文
1、白酒的釀造工藝簡介
（1）原料粉碎。原料粉碎的目的在於便於蒸煮，使澱粉充分被利用。根據原料特性，粉碎的細度要求也不同,薯乾、玉公尺等原料,通過20孔篩者佔60%以上。
（2）配料。將新料、酒糟、輔料及水配合在一起，為糖化和發酵打基礎.配料要根據甑桶、窖子的大小、原料的澱粉量、氣溫、生產工藝及發酵時間等具體情況而定,配料得當與否的具體表現,要看入池的澱粉濃度、醅料的酸度和疏鬆程度是否適當,一般以澱粉濃度14-16%、酸度0.
6-0.8、潤料水分48-50%為宜。
（3）蒸煮糊化。利用蒸煮使澱粉糊化。有利於澱粉酶的作用,同時還可以殺死雜菌。
蒸煮的溫度和時間視原料種類、破碎程度等而定.一般常壓蒸料20-30分鐘.蒸煮的要求為外觀蒸透,熟而不粘,內無生心即可。
將原料和發酵後的香醅混合,蒸酒和蒸料同時進行,稱為"混蒸混燒",前期以蒸酒為主,甑內溫度要求85~90℃,蒸酒後,應保持一段糊化時間。若蒸酒與蒸料分開進行,稱之為"清蒸清燒".
（4）冷卻。蒸熟的原料，用揚渣或晾渣的方法,使料迅速冷卻,使之達到微生物適宜生長的溫度,若氣溫在5-10℃時,品溫應降至30-32℃,若氣溫在10-15℃時,品溫應降至25-28℃,夏季要降至品溫不再下降為止.揚渣或晾渣同時還可起到揮發雜味、吸收氧氣等作用。
（5）拌醅。固態發酵麩曲白酒，是採用邊糖化邊發酵的雙邊發酵工藝，揚渣之後,同時加入曲子和酒母。酒麴的用量視其糖化力的高低而定,一般為釀酒主料的8-10%,酒母用量一般為總投料量的4-6%(即取4-6%的主料作培養酒母用)。
為了利於酶促反應的正常進行,在拌醅時應加水(工廠稱加漿),控制入池時醅的水分含量為58-62%。
微生物菌肥的作用
近年來，隨著化肥施用量的增加，出現了土壤結構破壞 有機質含量下降等現象，並在部分地區出現了諸如江河湖泊的富營養化 農產品質量下降等一系列較為嚴重的生態環境問題。因此，環保無汙染的微生物菌肥越來越受人歡迎。微生物菌肥可有效利用大氣中的氮素或土壤中的養分資源，可降低生產成本，提高作物產量 改善作物品質，...
《微生物在生物圈中的作用》說課稿
一 教材分析 教材內容 地位 微生物在生物圈中的作用 是北師大版八年級生物上冊第18章 生物圈中的微生物 中第1小節的內容，本節內容包括3個方面 1 微生物的特點 2 微生物的種類 3 微生物的生活。在初中生物學階段，本節內容是學生了解微生物的第一課，在課程標準中雖沒有獨立的體現，卻與今後授課的內容...
《第四章微生物在生物圈中的作用》習題
一 選擇題 1 種植大豆 花生等豆科植物時，不需要施加氮肥的原因是a 植物根中有根瘤菌b 植物的根可以製造氮肥c 空氣中有氮氣d 土壤中有較多的氮肥 2 下列選項中，對自然界的物質迴圈起重要作用的是a 寄生菌類b 光合細菌c 腐生菌類d 有芙膜的細菌3 人們常常通過種植豆科植物來提高土壤肥力，因為豆...