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文檔簡介

微生物生長及其控制第一頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日微生物生長的研究方法微生物的生長規(guī)律環(huán)境因素對微生物生長的影響微生物生長的控制第二頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日第一節(jié)微生物生長的研究方法平板劃線分離法

稀釋倒平板法單孢子或單細(xì)胞分離法利用選擇性培養(yǎng)基分離法一、微生物純培養(yǎng)獲得方法第三頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日1.平板劃線分離法

用接種環(huán)無菌操作沾取少許待分離的材料,在無菌平板表面進(jìn)行連續(xù)劃線或分區(qū)劃線,如果劃線適宜的話,微生物能一一分散,經(jīng)培養(yǎng)后,可在平板表面得到單菌落。第四頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日2.稀釋倒平板法

第五頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日3.單細(xì)胞(單孢子)分離法采用顯微分離法從混雜群體中直接分離單個細(xì)胞或單個個體進(jìn)行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)的方法。該方法要在顯微鏡下進(jìn)行。毛細(xì)管法:用毛細(xì)管提取微生物個體,適合于較大微生物。顯微操作儀:用顯微針、鉤、環(huán)等挑取單個細(xì)胞或孢子以獲得純培養(yǎng)。小液滴法:將經(jīng)過適當(dāng)稀釋后的樣品制成小液滴,在顯微鏡下選取只含一個細(xì)胞的液滴來進(jìn)行純培養(yǎng)物的分離。第六頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日4.選擇性培養(yǎng)基分離法

各種微生物對不同的化學(xué)試劑、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力,利用這些特性可配制合適某種微生物而限制其它微生物生長的選擇培養(yǎng)基,用它來培養(yǎng)微生物以獲得純培養(yǎng)。第七頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日微生物純培養(yǎng)分離方法的比較分離方法應(yīng)用范圍平皿劃線法方法簡便,多用于分離細(xì)菌稀釋倒平皿法即可定性,又可定量,用途廣泛單細(xì)胞挑取法局限于高度專業(yè)化的科學(xué)研究利用選擇培養(yǎng)基法適用于分離某些生理類型較特殊的微生物第八頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日

二、微生物的培養(yǎng)方法好氧培養(yǎng)厭氧培養(yǎng)第九頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日同步生長:一個細(xì)胞群體中各個細(xì)胞都在同一時間處于同一生長狀態(tài)的生長。同步細(xì)胞:進(jìn)行同步生長的細(xì)胞。同步培養(yǎng)法:使培養(yǎng)物中所用細(xì)胞都處于同步生長的培養(yǎng)方法。三、微生物的同步培養(yǎng)第十頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日獲得同步生長的方法第十一頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日過濾法

將不同步的細(xì)胞培養(yǎng)物通過孔徑大小不同微孔濾器,從而將大小不同的細(xì)胞分開,分別將濾液中的細(xì)胞取出進(jìn)行培養(yǎng),獲得同步細(xì)胞。第十二頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日離心法

將不同步的細(xì)胞培養(yǎng)物懸浮在不被這種細(xì)菌利用的糖或葡聚糖的不同梯度溶液里,通過密度梯度離心將不同細(xì)胞分布成不同的細(xì)胞帶,每一細(xì)胞帶的細(xì)胞大致是處于同一生長期的細(xì)胞,分別將它們?nèi)〕鲞M(jìn)行培養(yǎng),就可以獲得同步細(xì)胞。第十三頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日膜洗脫法第十四頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日

原理:一些細(xì)菌細(xì)胞會緊緊粘附于硝酸纖維微孔濾膜上。步驟:菌懸液通過微孔濾膜,細(xì)胞吸附其上;反置濾膜,以新鮮培養(yǎng)液通過濾膜,洗掉浮游細(xì)胞;除去起始洗脫液后就可以得到剛剛分裂下來的新生細(xì)胞,即為同步培養(yǎng)。第十五頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日誘導(dǎo)法溫度培養(yǎng)基成分光照

采用物理、化學(xué)因子使微生物細(xì)胞生長進(jìn)行到某個階段而停下來,使先到達(dá)該階段的微生物細(xì)胞不能進(jìn)入下一生長階段,待全部群體細(xì)胞都到達(dá)該生長階段后,再除去該因子,使全部群體細(xì)胞同時進(jìn)入下一個生長階段,以達(dá)到誘導(dǎo)微生物細(xì)胞同步生長的目的。第十六頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日四、微生物的連續(xù)培養(yǎng)分批培養(yǎng):將微生物置于一定容積的定量的培養(yǎng)基中培養(yǎng),培養(yǎng)基一次性加入。不再補(bǔ)充和更換,最后一次性收獲的培養(yǎng)方式。連續(xù)培養(yǎng):在微生物培養(yǎng)的過程中,不斷地供給新鮮的營養(yǎng)物質(zhì),同時排除含菌體及代謝產(chǎn)物的發(fā)酵液,讓培養(yǎng)的微生物長時間地處于對數(shù)生長期,以利于微生物的增殖速度和代謝活性處于某種穩(wěn)定狀態(tài)。第十七頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日連續(xù)培養(yǎng)理論基礎(chǔ):由于對典型生長曲線中穩(wěn)定期到來原因的認(rèn)識,采取相應(yīng)有效措施推遲其來臨,從而發(fā)展出現(xiàn)在的連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)。第十八頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日當(dāng)微生物在單批培養(yǎng)方式下生長達(dá)到對數(shù)期后期時,一方面以一定的速度流進(jìn)新鮮培養(yǎng)基并攪拌,另一方面以溢流方式流出培養(yǎng)液,使培養(yǎng)物達(dá)到動態(tài)平衡,其中的微生物就能長期保持對數(shù)期的平衡生長狀態(tài)和穩(wěn)定的生長速率。連續(xù)培養(yǎng)原理第十九頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日按控制方式分內(nèi)控制(控制菌體密度):恒濁器外控制(控制培養(yǎng)液流速):恒化器連續(xù)培養(yǎng)器第二十頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)——恒化連續(xù)培養(yǎng)概念:維持培養(yǎng)基總體積不變,通過控制培養(yǎng)基中某一生長限制性底物濃度來調(diào)節(jié)微生物的生長速率及其細(xì)胞濃度的培養(yǎng)技術(shù)。特點:維持營養(yǎng)成分的亞適量,控制微生物生長速率。菌體生長速率恒定,菌體均一、密度穩(wěn)定,產(chǎn)量低于最高菌體產(chǎn)量。應(yīng)用范圍:實驗室科學(xué)研究。第二十一頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日恒化器Chemostat

第二十二頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日概念:通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)基流速,使培養(yǎng)液中微生物細(xì)胞密度保持恒定的連續(xù)培養(yǎng)方法。原理:通過調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入的速度和培養(yǎng)物流出的速度來維持菌濃度不變,即濁度不變。主要采用恒濁器,當(dāng)濁度高時,使新鮮培養(yǎng)基的流速加快,濁度降低,則減慢培養(yǎng)基的流速。連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)——恒濁培養(yǎng)使用范圍:用于生產(chǎn)大量菌體、生產(chǎn)與菌體生長相平行的某些代謝產(chǎn)物,如乳酸、乙醇等。第二十三頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日恒濁培養(yǎng)裝置第二十四頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日裝置控制對象培養(yǎng)基培養(yǎng)基流速生長速率產(chǎn)物應(yīng)用范圍恒濁器菌體密度(內(nèi)控制)無限制生長因子不恒定最高大量菌體或與菌體形成相平行的產(chǎn)物生產(chǎn)為主恒化器培養(yǎng)基流速(外控制)有限制生長因子恒定低于最高不同生長速率的菌體實驗室為主恒濁器與恒化器的比較第二十五頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日連續(xù)培養(yǎng)在生產(chǎn)上的應(yīng)用,相對于單批發(fā)酵而言。優(yōu)點:高效,簡化了操作——裝料、滅菌、出料、清洗發(fā)酵罐等單元操作;自控:便于利用各種儀表進(jìn)行自動控制;產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定節(jié)約大量動力、人力、水和蒸汽,且使水、汽、電的負(fù)荷均衡合理。缺點:菌種易于退化;易于遭到雜菌污染;營養(yǎng)物利用率低于單批培養(yǎng)。連續(xù)發(fā)酵的生產(chǎn)時間受以上因素限制,一般只能維持?jǐn)?shù)月~1年。第二十六頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日五、微生物生長繁殖的測定方法

微生物細(xì)胞數(shù)目檢測直接法(血球計數(shù)板、涂片計數(shù)法)間接法(活菌計數(shù)法、比濁法、薄膜過濾法)

微生物生長量和生理指標(biāo)測定直接法(稱重法)間接法(比濁法,碳、氮含量測定等)

絲狀微生物菌體生長速率測定第二十七頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日1.血球計數(shù)板法第二十八頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日原理:將1mm2×0.1mm的薄層空間劃分為400小格,從中均勻分布地選取80或100小格,計數(shù)其中的細(xì)胞數(shù)目,換算成單位體積中的細(xì)胞數(shù)。特點:快速,準(zhǔn)確;1.血球計數(shù)板法缺點:不能區(qū)分死菌與活菌;不適于對運動細(xì)菌的計數(shù);需要相對高的細(xì)菌濃度;個體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察;第二十九頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日2.涂片染色法應(yīng)用:可同時計數(shù)不同微生物的菌數(shù),適于土壤、牛奶中細(xì)菌計數(shù)。方法:用鏡臺測微尺計算出視野面積;取0.01ml菌液涂于1cm2面積上,計數(shù)后代入公式:每ml原菌液含菌數(shù)=視野中平均菌數(shù)×涂布面積/視野面積×100×稀釋倍數(shù)第三十頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日3.活菌計數(shù)法★技術(shù)要求:樣品充分混勻,操作熟練快速(15~20min完成操作),嚴(yán)格無菌操作;★注意事項:每一支吸管只能用于一個稀釋度,樣品混勻處理,傾注平板時的培養(yǎng)基溫度;★適用范圍:中溫、好氧和兼性厭氧、能在營養(yǎng)瓊脂上生長的微生物。第三十一頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日3.平板菌落計數(shù)法第三十二頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日第三十三頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日4.比濁法在一定范圍內(nèi),菌懸液中的細(xì)胞濃度與混濁度成正比,即與光密度成正比,菌數(shù)越多,光吸收值越大。因此,借助于分光光度計,在一定波長下測定菌懸液的光密度,就可反應(yīng)出菌液的濃度。第三十四頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日5.薄膜過濾計數(shù)法常用該法測定含菌量較少的空氣和水中的微生物數(shù)目。將定量的樣品通過薄膜(硝化纖維素薄膜、醋酸纖維薄膜)過濾,菌體被阻留在濾膜上,取下濾膜進(jìn)行培養(yǎng),然后計算菌落數(shù),可求出樣品中所含菌數(shù)。第三十五頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日6.濕重法將微生物培養(yǎng)液離心,收集細(xì)胞沉淀物,稱重。第三十六頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日7.干重法將一定量的菌液中的菌體通過離心或過濾分離出來,然后烘干(干燥溫度可采用105℃、100℃或80℃)、稱重。一般干重為濕重的10%—20%,而一個細(xì)菌細(xì)胞一般重約10-12—10-13g。該法適合菌濃較高的樣品。第三十七頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日8.生理指標(biāo)法測含氮量蛋白質(zhì)是細(xì)胞的主要物質(zhì),含量穩(wěn)定,而氮是蛋白質(zhì)的主要成分,通過測含氮量就可推知微生物的濃度。一般細(xì)菌含氮量為干重的12.5%,酵母菌為7.5%,霉菌為6.0%,根據(jù)一定體積培養(yǎng)液中的含氮量再乘以6.25,就可測得粗蛋白的含量。其他方法測定碳、磷、DNA、RNA等。第三十八頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日凱氏定氮原理及方法蛋白質(zhì)是含氮的有機(jī)化合物。食品與硫酸和催化劑一同加熱消化,使蛋白質(zhì)分解,分解的氨與硫酸結(jié)合生成硫酸銨。然后堿化蒸餾使氨游離,用硼酸吸收后再以硫酸或鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,根據(jù)酸的消耗量乘以換算系數(shù),即為蛋白質(zhì)含量。

第三十九頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日

第四十頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日9.培養(yǎng)基或培養(yǎng)料中菌體生長速率測定法測定一定時間內(nèi)在固體培養(yǎng)基表面的菌落直徑的增加值。測定一定時間內(nèi)在固體培養(yǎng)料中菌絲體向前延伸的距離。第四十一頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日10.單個菌絲頂端生長速率測定法光學(xué)顯微鏡目鏡測微尺第四十二頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日顯微鏡測微尺的使用

目鏡測微尺是一塊圓形玻片,在玻片中央把5mm長度刻成50等分,或把10mm長度刻成100等分。測量時,將其放在接目鏡中的隔板上(此處正好與物鏡放大的中間像重疊)來測量經(jīng)顯微鏡放大后的細(xì)胞物象。由于不同目鏡、物鏡組合的放大倍數(shù)不相同,目鏡測微尺每格實際表示的長度也不一樣,因此目鏡測微尺測量微生物大小時須先用置于鏡臺上的鏡臺測微尺校正,以求出在一定放大倍數(shù)下,目鏡測微尺每小格所代表的相對長度。第四十三頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日

鏡臺測微尺是中央部分刻有精確等分線的載玻片,一般將lmm等分為100格,每格長l0μm(即0.0lmm),是專門用來校正目鏡測微尺的。第四十四頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日

校正時,將鏡臺測微尺放在載物臺上.由于鏡臺測微尺與細(xì)胞標(biāo)本是處于同一位置,都要經(jīng)過物鏡和目鏡的兩次放大成象進(jìn)入視野,即鏡臺測微尺隨著顯微鏡總放大倍數(shù)的放大而放大,因此從鏡臺測微尺上得到的讀數(shù)就是細(xì)胞的真實大小,所以用鏡臺測微尺的已知長度在一定放大倍數(shù)下校正目鏡測微尺,即可求出目鏡測微尺每格所代表的長度,然后移去鏡臺測微尺,換上待測標(biāo)本片,用校正好的目鏡測微尺在同樣放大倍數(shù)下測量微生物大小。第四十五頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日

目鏡測微尺的校正:

把鏡臺測微尺置于載物臺上,刻度朝上。先用低倍鏡觀察,對準(zhǔn)焦距,視野中看清鏡臺測微尺的刻度后,轉(zhuǎn)動目鏡,使目鏡測微尺與鏡臺測微尺的刻度平行,移動推動器,使兩尺重疊,再使兩尺的“0”刻度完全重合,定位后,仔細(xì)尋找兩尺第二個完全重合的刻度,計數(shù)兩重合刻度之間目鏡測微尺的格數(shù)和鏡臺測微尺的格數(shù)。因為鏡臺測微尺的刻度每格長l0μm,所以由下列公式可以算出目鏡測微尺每格所代表的長度。

第四十六頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日

目鏡測微尺小格刻度=

10μm×鏡臺測微尺格數(shù)/目鏡測微尺格數(shù)

例如目鏡測微尺5小格正好與鏡臺測微尺10小格重疊,已知鏡臺測微尺每小格為l0μm,則目鏡測微尺上每小格長度為=5×10μm/10=5μm

第四十七頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日第二節(jié)微生物的生長規(guī)律第四十八頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日一、微生物的群體生長☆無分支單細(xì)胞微生物主要包括細(xì)菌和酵母菌。其群體生長是以群體中細(xì)胞數(shù)量的增加來表示的?!钣梢粋€細(xì)胞分裂成為兩個細(xì)胞的時間間隔稱為世代,一個世代所需的時間就是代時(Generationtime,G),代時也就是群體細(xì)胞數(shù)目擴(kuò)大一倍所需時間,有時也稱為倍增時間。(一)無分支單細(xì)胞微生物的群體生長1.無分支單細(xì)胞微生物的群體生長特征第四十九頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日☆右圖表示的是一個細(xì)胞經(jīng)過若干代分裂后的情況。可見,每經(jīng)過一個代時,細(xì)胞數(shù)目就增加一倍,呈指數(shù)增加,因而被稱為指數(shù)生長,這就是單細(xì)胞群體生長的特征。第五十頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日★指數(shù)生長可以用下式表示:

b=B×2nB為起始細(xì)胞數(shù)目b

為指數(shù)生長某個時刻t時的細(xì)胞數(shù)目,n為世代數(shù)第五十一頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日★代時能夠反應(yīng)細(xì)菌的生長速率,代時短,生長速率快,代時長,生長速率慢。在很多微生物學(xué)研究中常常要了解微生物的代時。代時研究意義及特點第五十二頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日★代時在不同種微生物中的變化很大,多數(shù)微生物的代時為1~3h,然而有些快速生長的微生物的代時還不到10min,而另一些微生物的代時卻可長達(dá)幾小時或幾天;另外,同一種微生物,在不同的生長條件下其代時的長短也不同;但是,在一定條件下,每一種微生物的代時是恒定的,因此它是微生物菌種的一個重要特征。第五十三頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日一些細(xì)菌的代時菌名 培養(yǎng)基 培養(yǎng)溫度 代時E.coli(大腸桿菌) 肉湯 37℃ 17minE.coli 牛奶 37 12.5 Enterobacteraerogenes(產(chǎn)氣腸細(xì)菌) 肉湯或牛奶37 16~18 E.aerogenes 組合 37 29~44B. Cereus(蠟狀芽孢桿菌) 肉湯 30 18B.thermophilus(嗜熱芽孢桿菌) 肉湯 55 18.3Lactobacillusacidophilus(嗜酸乳桿菌) 牛奶 37 66~87Streptococcuslactis(乳酸鏈球菌) 牛奶 37 26S.lactis 乳糖肉湯 37 48Salmonellatyphi(傷寒沙門氏菌) 肉湯 37 23.5Nitrobacteragilis(活躍硝化桿菌) 組合 27 1200第五十四頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日不同溫度下的代時溫度對微生物的代時有明顯影響:

E.Coli在不同溫度下的代時溫度(℃) 代時(分) 溫度(℃) 代時(分)10 860 35 2215 120 37 1720 90 40 17.525 40 45 2030 29 47.5 77第五十五頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日2.無分支單細(xì)胞微生物的群體生長曲線☆以細(xì)菌為例介紹無分支單細(xì)胞微生物群體生長規(guī)律,其結(jié)論也基本適用于酵母菌?!钌L曲線代表了細(xì)菌在新的環(huán)境中從開始生長、分裂直至死亡的整個動態(tài)變化過程?!蠲糠N細(xì)菌都有各自的典型生長曲線,但它們的生長過程卻有著共同的規(guī)律性。一般可以將生長曲線劃分為四個時期。第五十六頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日2.無分支單細(xì)胞微生物的群體生長曲線第五十七頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日將少量單細(xì)胞的純培養(yǎng),接種到一恒定容積的新鮮液體培養(yǎng)基中,在適宜條件下培養(yǎng),每隔一定時間取樣,測菌細(xì)胞數(shù)目。以培養(yǎng)時間為橫坐標(biāo),以細(xì)菌增長數(shù)目的對數(shù)為縱坐標(biāo),繪制所得的曲線。生長曲線的制作第五十八頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日又稱:停滯期、調(diào)整期、適應(yīng)期、遲緩期1.現(xiàn)象:活菌數(shù)沒增加,曲線平行于橫軸。2.特點:生長速率常數(shù)=0;細(xì)胞形態(tài)變大或增長;合成代謝活躍(核糖體、酶類、ATP合成加快)。3.原因:適應(yīng)新的環(huán)境條件,合成新的酶,積累必要的中間產(chǎn)物①延滯期(lagphase)第五十九頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日◆菌種:繁殖速度較快的菌種的延滯期一般較短;◆接種物菌齡:用對數(shù)生長期的菌種接種時,其延滯期較短,甚至檢查不到延遲期;◆接種量:一般來說,接種量增大可縮短甚至消除延滯期;◆培養(yǎng)基成分:

在營養(yǎng)成分豐富的天然培養(yǎng)基上生長的延滯期比在合成培養(yǎng)基上生長時短;

接種后培養(yǎng)基成分有較大變化時,會使延滯期加長,所以發(fā)酵工業(yè)上盡量使發(fā)酵培養(yǎng)基的成分與種子培養(yǎng)基接近?!镉绊懷訙陂L短的因素第六十頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日認(rèn)識延滯期的特點及形成原因?qū)嵺`的指導(dǎo)意義◆在發(fā)酵工業(yè)上需設(shè)法盡量縮短延遲期;采取的縮短措施:①增加接種量;(群體優(yōu)勢----適應(yīng)性增強(qiáng))②采用對數(shù)生長期的健壯菌種;③調(diào)整培養(yǎng)基的成分,使接種前后培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件一致;④選用繁殖快的菌種?!粼谑称饭I(yè)上,盡量在此期進(jìn)行消毒或滅菌第六十一頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日②對數(shù)期(logarithmicphase)又稱:指數(shù)期現(xiàn)象:細(xì)胞數(shù)目以幾何級數(shù)增加,其對數(shù)與時間呈直線關(guān)系。

特點:生長速率常數(shù)最大,即代時最短;代謝最旺盛第六十二頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日②對數(shù)期(logarithmicphase)影響因素:菌種營養(yǎng)成分營養(yǎng)物濃度培養(yǎng)溫度第六十三頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日應(yīng)用意義:①由于此時期的菌種比較健壯,生產(chǎn)上用作接種的最佳菌齡;②發(fā)酵工業(yè)上盡量延長該期,以達(dá)到較高的菌體密度;③食品工業(yè)上盡量使有害微生物不能進(jìn)入此期;④是生理代謝及遺傳研究或進(jìn)行染色、形態(tài)觀察等的良好材料。第六十四頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日③穩(wěn)定期(stationaryphase)又稱:恒定期或最高生長期特點:①新增殖的細(xì)胞數(shù)與老細(xì)胞的死亡數(shù)幾乎相等,微生物的生長速率處于動態(tài)平衡,培養(yǎng)物中的總菌數(shù)達(dá)到最高值。②細(xì)胞分裂速度下降,開始積累內(nèi)含物,產(chǎn)芽孢的細(xì)菌開始產(chǎn)芽孢。③此時期的微生物開始合成次生代謝產(chǎn)物,對于發(fā)酵生產(chǎn)來說,一般在穩(wěn)定期的后期產(chǎn)物積累達(dá)到高峰,是最佳的收獲時期。第六十五頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日③穩(wěn)定期(stationaryphase)產(chǎn)生原因:

營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的耗盡;營養(yǎng)物的比例失調(diào),如碳氮比不合適;有害代謝廢物的積累(酸、醇、毒素等);物化條件(pH、氧濃度)不合適。第六十六頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日應(yīng)用意義:1)發(fā)酵生產(chǎn)形成的重要時期(抗生素、氨基酸等),生產(chǎn)上應(yīng)盡量延長此期,提高產(chǎn)量,措施如下:補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)(補(bǔ)料)調(diào)pH

調(diào)整溫度2)穩(wěn)定期細(xì)胞數(shù)目及產(chǎn)物積累達(dá)到最高。第六十七頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日④衰亡期(declinephase)特點:①細(xì)胞死亡數(shù)增加,死亡數(shù)大大超過新增殖的細(xì)胞數(shù),群體中的活菌數(shù)目急劇下降,出現(xiàn)“負(fù)生長”。②細(xì)胞內(nèi)顆粒更明顯,細(xì)胞出現(xiàn)多形態(tài)、畸形或衰退形,芽孢開始釋放。③因菌體本身產(chǎn)生的酶及代謝產(chǎn)物的作用,使菌體死亡、自溶等,發(fā)生自溶的菌生長曲線表現(xiàn)為向下跌落的趨勢。衰亡期比其他各時期時間長,它的長短也與菌種和環(huán)境條件有關(guān)。第六十八頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日④衰亡期(declinephase)產(chǎn)生原因:生長條件的進(jìn)一步惡化,使細(xì)胞內(nèi)的分解代謝大大超過合成代謝,繼而導(dǎo)致菌體的死亡第六十九頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日3.微生物生長與代謝產(chǎn)物形成的關(guān)系初級代謝是給予生物能量和生成中間產(chǎn)物的過程,初級代謝產(chǎn)物的形成往往與微生物細(xì)胞的形成過程同步,微生物生長的穩(wěn)定期是這些產(chǎn)物的最佳收獲時機(jī);次級代謝產(chǎn)物與微生物的生存、生長和繁殖無關(guān)。次級代謝產(chǎn)物的形成往往與微生物細(xì)胞的形成過程不同步。在分批培養(yǎng)中,它們的形成高峰往往在微生物生長穩(wěn)定期的后期或衰亡期。第七十頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日(二)絲狀微生物的群體生長絲狀微生物的純培養(yǎng)采用孢子接種,在液體培養(yǎng)基中震蕩培養(yǎng)或深層通氣加攪拌培養(yǎng),菌絲體通過斷裂繁殖不形成產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)??梢杂镁z干重作為衡量生長的指標(biāo),即以時間為橫坐標(biāo),以菌絲干重為縱坐標(biāo),繪制生長曲線。1.生長停滯期2.迅速生長期3.衰退期第七十一頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日1.生長停滯期:造成生長停滯的原因一是孢子萌發(fā)前真正的停滯狀態(tài),另一種是生長已經(jīng)開始,但還無法測定。2.迅速生長期:菌絲體干重迅速增加,其立方根與時間呈直線關(guān)系,菌絲干重不以幾何級數(shù)增加,沒有對數(shù)生長期。生長主要表現(xiàn)在菌絲尖端的伸長和出現(xiàn)分支、斷裂等,此時期的菌體呼吸強(qiáng)度達(dá)到高峰,有的開始積累代謝產(chǎn)物。3.衰退期:菌絲體干重下降,到一定時期不再變化。大多數(shù)次級代謝產(chǎn)物在此期合成,大多數(shù)細(xì)胞都出現(xiàn)大的空泡。有些菌絲體還會發(fā)生自溶菌絲體,這與菌種和培養(yǎng)條件有關(guān)。4.絲狀微生物的群體生長第七十二頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日

微生物與所處的環(huán)境之間具有復(fù)雜的相互影響和相互作用:一方面,各種各樣的環(huán)境因素對微生物的生長和繁殖有影響,另一方面,微生物生長繁殖也會影響和改變環(huán)境.研究環(huán)境因素與微生物之間的關(guān)系,可以通過控制環(huán)境條件來利用微生物有益的一面,同時防止它有害的一面.第三節(jié)環(huán)境因素對微生物的影響第七十三頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日影響微生物生長的外界因素很多,除了前面講過的營養(yǎng)因素之外,還有許多物理化學(xué)條件。本節(jié)主要內(nèi)容:一、溫度對微生物生長的影響二、氧氣對微生物生長的影響三、pH值對微生物生長的影響第七十四頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日溫度是影響微生物生長的最重要因素之一。溫度對微生物的影響具體表現(xiàn)在:影響酶活性,溫度變化影響酶促反應(yīng)速率,最終影響細(xì)胞合成。影響細(xì)胞膜的流動性,溫度高,流動性大,有利于物質(zhì)的運輸,溫度低,流動性降低,不利于物質(zhì)運輸,因此,溫度變化影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與代謝產(chǎn)物的分泌。影響物質(zhì)的溶解度,對生長有影響。一、溫度對微生物生長的影響第七十五頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日每種微生物都有自己的生長溫度三基點:

最低、最適、最高生長溫度處于最適生長溫度時,生長速度最快,代時最短。超過最低生長溫度時,微生物不生長,溫度過低,甚至?xí)劳?。超過最高生長溫度時,微生物不生長,溫度過高,甚至?xí)劳?。(一)微生物生長的三個溫度基點第七十六頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日1.高溫對微生物的影響高溫下蛋白質(zhì)、核酸或其他成分不可逆變性,膜受熱出現(xiàn)小孔,破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。高溫與低溫對微生物的影響第七十七頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日當(dāng)環(huán)境溫度低于微生物的最適生長溫度時,微生物的生長繁殖能力降低,當(dāng)微生物的原生質(zhì)結(jié)構(gòu)并未破壞時,不會很快造成死亡并能在較長時間內(nèi)保持活力,當(dāng)溫度提高時,可以恢復(fù)正常的生命活動。低溫保藏菌種就是利用這個原理。一些細(xì)菌、酵母菌和霉菌的瓊脂斜面菌種通常可以長時間地保藏在4℃的冰箱中。當(dāng)溫度過低,造成微生物細(xì)胞凍結(jié)時,有的微生物會死亡,有些則并不死亡。2.低溫對微生物的影響第七十八頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日造成死亡的原因:凍結(jié)時細(xì)胞水分變成冰晶,冰晶對細(xì)胞膜產(chǎn)生機(jī)械損傷,膜內(nèi)物質(zhì)外漏。第七十九頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日(二)微生物生長溫度類型嗜冷微生物嗜溫微生物嗜熱微生物第八十頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日第八十一頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日嗜冷微生物:最適生長溫度在15℃或以下,主要分布在地球的兩極、冷泉、深海、冷凍場所及冷藏食品中。例:假單孢菌中的某些嗜冷菌在低溫下生長,常引起冷藏食品的腐敗。第八十二頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日嗜冷微生物在低溫下生長的機(jī)理據(jù)推測有兩種原因:①它們體內(nèi)的酶能在低溫下有效地催化,在高溫下酶活喪失;②細(xì)胞膜中的不飽和脂肪酸含量高,低溫下也能保持半流動狀態(tài),可以進(jìn)行物質(zhì)的傳遞。第八十三頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日

嗜溫微生物:最適生長溫度為25℃~40℃,大多數(shù)微生物屬于此類。室溫型主要為腐生或植物寄生,在植物或土壤中。體溫型主要為寄生,在人和動物體內(nèi)。第八十四頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日嗜熱微生物:最適生長溫度為50℃~60℃,主要分布在溫泉、堆肥和土壤中。高溫下能生長的原因:酶或蛋白有較強(qiáng)的抗熱性;細(xì)胞膜中飽和脂肪酸含量高,較高溫度下能很好地發(fā)揮功能。第八十五頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日◆影響膜表面電荷的性質(zhì)及膜的通透性,進(jìn)而影響對物質(zhì)的吸收能力;◆改變酶活性、酶促反應(yīng)的速率及代謝途徑;◆環(huán)境pH值還影響培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的離子化程度,從而影響營養(yǎng)物質(zhì)吸收。二、環(huán)境pH值對微生物生長的影響第八十六頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日微生物的生長pH值范圍極廣,從pH<2~>8都有微生物能生長。但是絕大多數(shù)種類都生活在pH5.0~9.0之間。微生物生長的pH值三基點:最低、最適和最高pH值。(一)微生物生長的PH三基點第八十七頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日不同的微生物最適生長的pH值不同,根據(jù)微生物生長的最適pH值,將微生物分為:嗜酸性微生物:<5.4硫桿菌屬等嗜中性微生物:5.4~8.5大多數(shù)微生物

嗜堿性微生物:7.0~11.5硝化細(xì)菌、尿素分解菌等(二)微生物pH類型第八十八頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日微生物 生長最適pH 合成抗生素最適pH灰色鏈霉菌 6.3~6.9 6.7~7.3紅霉素鏈霉菌 6.6~7.0 6.8~7.3產(chǎn)黃青霉 6.5~7.2 6.2~6.8金霉素鏈霉菌 6.1~6.6 5.9~6.3龜裂鏈霉菌 6.0~6.6 5.8~6.1灰黃青霉 6.4~7.0 6.2~6.5生長的最適pH值與發(fā)酵的最適pH值第八十九頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日同一種微生物在不同的生長階段和不同生理生化過程中,對環(huán)境pH值要求不同。例如:丙酮丁醇梭菌在pH值=5.5-7.0時,以菌體生長為主在pH值=4.3-5.3時,進(jìn)行丙酮丁醇發(fā)酵第九十頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日同一種微生物由于環(huán)境pH值不同,可能積累不同的代謝產(chǎn)物。例如:黑曲霉pH值=2-3時,產(chǎn)物以檸檬酸為主,只產(chǎn)少量草酸。pH值在7左右時,產(chǎn)物以草酸為主,只產(chǎn)少量檸檬酸。第九十一頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日(三)微生物細(xì)胞內(nèi)的pH值雖然微生物生活的環(huán)境pH值范圍較寬,但是其細(xì)胞內(nèi)的pH值卻相當(dāng)穩(wěn)定,一般都接近中性。這種維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定中性pH值的特性能夠保持細(xì)胞內(nèi)各種生物活性分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和細(xì)胞內(nèi)酶所需要的最適pH值。微生物胞內(nèi)酶的最適pH值一般為中性,胞外酶的最適pH值接近環(huán)境pH值。第九十二頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日微生物對氧的需要和耐受力在不同的類群中變化很大,根據(jù)微生物與氧的關(guān)系,可把它們分為幾種類群:

專性好氧菌好氧菌微好氧菌兼性好氧菌耐氧菌厭氧菌嚴(yán)格厭氧菌三、氧氣對微生物生長的影響第九十三頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日氧濃度對不同微生物生長的影響第九十四頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日專性好氧菌必須在有分子氧的條件下才能生長,有完整的呼吸鏈,以分子氧作為最終氫受體,細(xì)胞含有超氧化物歧化酶和過氧化氫酶。通常生長在培養(yǎng)基表面附近。微好氧菌只能較低的氧分壓下才能正常生長,通過呼吸鏈并以氧為最終氫受體而產(chǎn)能。通常生長在培養(yǎng)基表面之下的某一區(qū)域。第九十五頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日在有氧或無氧條件下均能生長,但有氧情況下生長得更好,在有氧時靠有氧呼吸產(chǎn)能,無氧時借助發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能;細(xì)胞含有超氧化物歧化酶。在整個培養(yǎng)基中都有分布。兼性好氧菌第九十六頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日耐氧菌可在分子氧存在下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌。生活不需要氧,分子氧也對它無毒害。依靠發(fā)酵獲得能量。細(xì)胞內(nèi)存在超氧化物歧化酶和過氧化物酶,但缺乏過氧化氫酶。專性厭氧菌分子氧對它有毒害,短期接觸空氣,也會抑制其生長甚至致死;在固體培養(yǎng)基表面上不能生長,只有在其深層的無氧或低氧化還原電勢的環(huán)境下才能生長;生命活動所需能量通過發(fā)酵、無氧呼吸提供;細(xì)胞內(nèi)缺乏SOD,大多數(shù)還缺乏過氧化氫酶。第九十七頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日嚴(yán)格厭氧微生物并不是被氣態(tài)的氧所殺死,而是由于不能解除某些氧代謝產(chǎn)物的毒性而死亡。在氧還原為水的過程中,可形成某些有毒的中間產(chǎn)物,例如,過氧化氫(H2O2)、超氧陰離子(O2-

)等。它們可破壞膜和重要生物大分子,對微生物造成毒害或致死。嚴(yán)格厭氧菌的氧毒害機(jī)制—SOD學(xué)說第九十八頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日好氧微生物具有降解這些產(chǎn)物的酶,如過氧化氫酶、過氧化物酶、超氧化物歧化酶等,嚴(yán)格厭氧菌缺乏SOD,故易被生物體內(nèi)極易產(chǎn)生的超氧陰離子自由基毒害致死。嚴(yán)格厭氧菌的氧毒害機(jī)制—SOD學(xué)說第九十九頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日

H2O+O22O2·+2H+ O2+H2O2

2H2OO2+e O2·(·O2)超氧陰離子在細(xì)胞內(nèi)可由酶促或非酶促形成。超氧物陰離子歧化酶是在生物進(jìn)化中發(fā)展出來的一種自我保護(hù)方式。生物體中超氧陰離子的形成與去除12SOD好氧生物和耐氧細(xì)菌過氧化氫酶好氧生物過氧化物酶NADH2 NAD耐氧菌第一百頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日在培養(yǎng)不同類型的微生物時,要采用相應(yīng)的措施保證不同微生物的生長。培養(yǎng)好氧微生物:需震蕩或通氣,保證充足的氧氣;培養(yǎng)專性厭氧微生物:需排除環(huán)境中的氧氣;培養(yǎng)兼性厭氧或耐氧微生物:可深層靜止培養(yǎng)。第一百零一頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日第四節(jié)微生物生長的控制第一百零二頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日1.高溫滅菌法

高溫可引起蛋白質(zhì)、核酸等活性大分子氧化或變性失活而導(dǎo)致微生物死亡。

一、常用物理方法(一)溫度第一百零三頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日★干熱滅菌法火焰灼燒法:將被滅菌物品在火焰中灼燒,使所有的生物質(zhì)碳化。簡單、徹底,但對被滅菌物品的破壞性強(qiáng)。適用于接種環(huán)、鑷子、試管或三角瓶口的滅菌等。第一百零四頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日★干熱滅菌法干燥熱空氣滅菌法:將物品放入烘箱內(nèi),然后升溫至150℃-170℃,維持1-2小時。適用于玻璃、陶瓷和金屬物品的滅菌,不適合液體樣品,以及棉花、紙張、纖維和橡膠類物質(zhì)的滅菌。特點:由于空氣傳熱穿透力差,菌體在脫水狀態(tài)下不易殺死,所以溫度高、時間長。

第一百零五頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日★濕熱法:特點:溫度低、時間短、滅菌效果高原因:

1)菌體內(nèi)含水量越高,則凝固溫度越低;

2)蒸汽冷凝會放出潛熱;

3)飽和水蒸汽穿透力強(qiáng);

4)熱蒸汽易破壞細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)大分子的穩(wěn)定

性,主要破壞氫鍵結(jié)構(gòu)。第一百零六頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日高壓蒸汽滅菌法利用水的沸點隨水蒸氣壓力的增加而上升,以達(dá)到100℃以上高溫滅菌的方法。方法:121℃維持15-20min。適用:耐高溫物品,玻璃儀器、含水或不含水的物品。第一百零七頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日高壓蒸汽滅菌鍋注意事項:排凈冷空氣;滅菌終了,緩慢降壓;滅菌結(jié)束,趁熱取出物品。第一百零八頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日煮沸消毒法將水加熱至100℃,煮沸15min以上,可殺死物品上存在的細(xì)菌和真菌的營養(yǎng)細(xì)胞,但不能殺死全部細(xì)菌芽孢和真菌孢子。第一百零九頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日巴斯德消毒法

低溫維持法:62.9℃/30min高溫瞬時法:71.6℃/15s超高溫瞬時法:134℃/1-2s第一百一十頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日間歇滅菌法

將待滅菌物品在80-100℃蒸煮15-60min,冷卻后擱置恒溫箱(28-37℃)過夜,重復(fù)以上過程三遍以上。蒸煮過程可殺死微生物的營養(yǎng)體,但不能殺死芽孢,室溫過夜促使殘留的芽孢萌發(fā)成營養(yǎng)體,再經(jīng)蒸煮過程可殺死新的營養(yǎng)體;循環(huán)三次以上可保證徹底滅菌的目的。適用于不耐高溫的物品滅菌,如不適于高壓滅菌的特殊培養(yǎng)基、藥品的滅菌。第一百一十一頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日低溫——低溫是通過降低酶反應(yīng)速度使微生物生長受到抑制。冷藏法:4℃,微生物斜面菌種放置冷藏箱中可保存數(shù)周至數(shù)月而不衰竭死亡;食品保鮮2.低溫抑菌第一百一十二頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日低溫——低溫是通過降低酶反應(yīng)速度使微生物生長受到抑制。冷凍法:食品工業(yè)中采用-10℃左右的冷凍溫度較長時間地保藏食品;冷凍法也可用作菌種保藏,但所需溫度更低,如-80℃低溫冰箱、或-78℃干冰、-80℃液氮中冷凍保存。2.低溫抑菌第一百一十三頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日(二)輻射輻射:能量通過空間傳遞的一種物理現(xiàn)象。與微生物有關(guān)的輻射:電磁輻射:可見光、紫外光電離輻射:χ、γ射線第一百一十四頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日電磁輻射1.可見光波長在400—800nm的電磁輻射為可見光。大部分微生物不需要光,少數(shù)菌需要光作為能源。一般來講,可見光對大多數(shù)化能微生物沒有影響,但是,太強(qiáng)或連續(xù)長時間照射也會導(dǎo)致微生物死亡。第一百一十五頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日2.紫外線(UV)波長在100-400nm的電磁輻射為紫外線。紫外線殺菌或誘變原理紫外線作用于DNA,使其產(chǎn)生胸腺嘧啶二聚體,引起DNA結(jié)構(gòu)變形,阻礙正常的堿基配對,從而造成微生物變異或死亡。紫外線會使空氣中的分子氧變成臭氧,臭氧具殺菌作用。其中波長在260-280nm處的紫外線殺菌力最強(qiáng)。

因為核酸(DNA、RNA)的吸收峰為260nm,蛋白質(zhì)的吸收峰為280nm。第一百一十六頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日光復(fù)活現(xiàn)象:經(jīng)紫外線照射的微生物,在可見光下,光可以激活DNA修復(fù)酶,該酶能修復(fù)DNA上的損傷,使微生物的突變率或死亡率下降。第一百一十七頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日微生物對紫外線的抵抗力與以下因素有關(guān):照射時間:照射時間長,死亡率高。照射強(qiáng)度:照射強(qiáng)度大,死亡率高。微生物種類及生長階段:革蘭氏陽性菌比陰性菌抗性強(qiáng);多倍體比單倍體抗性強(qiáng);孢子和芽孢比營養(yǎng)細(xì)胞抗性強(qiáng);干燥細(xì)胞比濕潤細(xì)胞抗性強(qiáng)。應(yīng)用:由于穿透力差,只適用于物體表面以及空氣、水的消毒殺菌,也用于誘變育種。第一百一十八頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日電離輻射

電離輻射是一切能引起物質(zhì)電離的輻射總稱,其種類很多,高速帶電粒子有α粒子、β粒子、質(zhì)子,不帶電粒子有中子以及X射線、γ射線。

α射線是一種帶電粒子流,由于帶電,它所到之處很容易引起電離。α射線有很強(qiáng)的電離本領(lǐng),但由于其質(zhì)量較大,穿透能力差,在空氣中的射程只有幾厘米,只要一張紙或健康的皮膚就能擋住。β射線也是一種高速帶電粒子,其電離本領(lǐng)比α射線小得多,但穿透本領(lǐng)比α射線大,很容易被鋁箔、有機(jī)玻璃等材料吸收。

第一百一十九頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日χ、γ射線,波長短,能量高,有較強(qiáng)的殺傷力。作用原理:可引起水和其他物質(zhì)的電離,形成離子和自由基,使核酸、蛋白質(zhì)或酶發(fā)生變化,造成細(xì)胞損傷或死亡。特點:穿透力強(qiáng),非專一性,作用于一切細(xì)胞成分,對所有生物均有殺傷作用。應(yīng)用:用于殺菌或菌種誘變。第一百二十頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日水活度:在相同的溫度、壓力下,體系中溶液的水的蒸汽壓與純水的蒸汽壓之比,即Aω=p/p0.微生物生長的水活度范圍:Aω=0.63~0.99

各種微生物生長的最低水活度值

微生物最低Aω值

微生物最低Aω值一般細(xì)菌一般酵母菌一般霉菌0.900.880.80

嗜鹽細(xì)菌干生性霉菌耐滲透壓酵母0.750.650.63(三)水分第一百二十一頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日滲透壓和干燥都涉及到水分含量和水活度,它們對微生物的生長都有很大的影響。1.干燥對微生物的影響細(xì)胞失水造成代謝停止而抑制微生物生長,有時也可引起某些微生物細(xì)胞的死亡。第一百二十二頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日微生物對干燥的抵抗力與以下因素有關(guān):溫度:在相同的干燥環(huán)境下,溫度高,微生物易死亡,而在低溫下不易死亡(例如冷凍干燥保藏菌種)干燥速度:干燥速度快,微生物不易死亡,反之,易死亡基質(zhì):在不同基質(zhì)中對干燥的抵抗力不同,含有糖、淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)時,不易死亡。微生物種類及生長時期:產(chǎn)莢膜菌比不產(chǎn)莢膜菌抗性強(qiáng);小型、厚壁細(xì)胞的微生物比長型、薄壁細(xì)胞的微生物抗性強(qiáng);細(xì)菌的芽孢、真菌的孢子比營養(yǎng)細(xì)胞抗干燥性很強(qiáng);老齡菌比幼齡菌抗性強(qiáng)。第一百二十三頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日2.滲透壓對微生物的影響胞外溶液的溶質(zhì)濃度與胞內(nèi)溶質(zhì)濃度相等時,為等滲溶液;溶液的溶質(zhì)濃度高于胞內(nèi)溶質(zhì)濃度為高滲溶液;溶液的溶質(zhì)濃度低于胞內(nèi)溶質(zhì)濃度為低滲溶液。第一百二十四頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日等滲溶液中,微生物的活動保持正常,細(xì)胞外形不變;高滲溶液中,細(xì)胞易失水,脫水后發(fā)生質(zhì)壁分離,生長受抑制或死亡(鹽漬和糖漬保藏食品);低滲溶液中,細(xì)胞吸水膨脹,甚至導(dǎo)致細(xì)胞破裂死亡。第一百二十五頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日大多數(shù)微生物,在含鹽5%~30%或含糖30%~80%的高滲條件下生長受抑制或死亡。

耐高滲微生物第一百二十六頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日細(xì)菌中的嗜鹽菌低嗜鹽菌:2%~5%中嗜鹽菌:5%~20%極端嗜鹽菌:20%~30%高糖環(huán)境下生長的微生物

花蜜酵母菌和某些霉菌能在60%~80%的糖溶液中生長產(chǎn)甘油的耐高滲酵母能在20%~40%的糖蜜中生長第一百二十七頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日采用濾孔比細(xì)菌還小的篩子或濾膜作成各種過濾器,當(dāng)空氣或液體流經(jīng)篩子或濾膜時,微生物不能通過濾孔而被阻留在一側(cè),從而達(dá)到除菌的目的。過濾介質(zhì):醋酸纖維素膜、硝酸纖維素膜、聚丙烯膜以及石棉板等。應(yīng)用:對于含酶、血清、維生素和氨基酸等熱敏物質(zhì)除菌。(四)過濾除菌法第一百二十八頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日第一百二十九頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日二、常用的化學(xué)方法消毒劑:可以抑制或殺滅微生物,但對人體也可能產(chǎn)生有害作用的化學(xué)試劑?!饕糜谝种苹驓缥矬w表面、器械、排泄物和環(huán)境中的微生物。防腐劑:可以抑制或阻止微生物生長,但對人體或動物體的毒性較低的化學(xué)藥劑?!糜诩◇w表面,如皮膚、粘膜、傷口等處防止感染,也有的用于食品、飲料藥品的防腐作用。(一)消毒劑和防腐劑第一百三十頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日二、常用的化學(xué)方法☆消毒防腐劑的作用機(jī)理①使微生物蛋白質(zhì)凝固變性。②破壞菌體的酶系統(tǒng),影響菌體代謝。③降低微生物表面張力,增加細(xì)胞膜的通透性,使細(xì)胞發(fā)生破裂或溶解。第一百三十一頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日

類型

名稱及使用方法

作用原理

應(yīng)用范圍

醇類70%—75%乙醇脫水、蛋白質(zhì)變性皮膚、器皿

醛類0.5%—10%甲醛2%戊二醛(pH=8)蛋白質(zhì)變性房間、物品消毒(不適合食品廠)

酚類0.5%—5%石碳酸2%—5%來蘇兒破壞細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)變性皮膚、地面、器具地面、器具氧化劑0.1%高錳酸鉀3%過氧化氫0.2%—0.5%過氧乙酸氧化蛋白質(zhì)活性基團(tuán)、酶失活皮膚、水果、蔬菜皮膚、物品表面水果、蔬菜、塑料等常用的消毒防腐劑及其應(yīng)用

第一百三十二頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日來蘇兒(甲酚皂溶液)

由甲酚500ml、植物油300g及氫氧化鈉43g配成。能殺滅多種細(xì)菌,包括綠膿桿菌及結(jié)核桿菌,但對芽孢作用較弱。用于消毒家具及地面,一般用2%~5%溶液。器械消毒用2%~3%溶液浸泡15~30分鐘。第一百三十三頁,共一百四十五頁,2022年,8月28日常用的消毒防腐劑及其應(yīng)用類型

名稱及使用方法

作用原理

應(yīng)用范圍重金屬鹽類0.05%—0.1%

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