第七章微生物生長和環(huán)境.ppt

1、Chapter 7微生物的生長與環(huán)境條件,掌握： 1、微生物生長的測定方式 2、細(xì)菌純培養(yǎng)生長曲線各個時期的主要特點(diǎn) 3、物理、化學(xué)手段控制微生物生長的方法及原理 重點(diǎn)： 細(xì)菌純培養(yǎng)生長曲線 難點(diǎn)： 利用細(xì)菌純培養(yǎng)生長曲線的對數(shù)生長期計算代時,第一節(jié) 微生物生長的測定,第二節(jié) 細(xì)菌的群體生長繁殖,第四節(jié) 微生物生長繁殖的控制,第三節(jié) 真菌的生長,二. 細(xì)菌群體生長的測定,一. 獲得純培養(yǎng)的方法,第一節(jié) 微生物生長的測定,一、獲得純培養(yǎng)的方法,在自然界微生物總是混雜地生活，要想研究某一種微生物，必須把研究對象從混雜群體中分離出來。在實(shí)驗(yàn)條件下，從一個細(xì)胞或一種細(xì)胞群繁殖得到的后代稱為純培養(yǎng)（pu

2、re culture）,稀釋分離法 1. 稀釋平皿分離法 2. 平皿劃線分離法 單細(xì)胞挑取法 純培養(yǎng)分離中選擇性培養(yǎng)基的利用 富集培養(yǎng)的利用,獲得純培養(yǎng)的方法,1、稀釋平皿分離法,由一個或少數(shù)幾個細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上形成的肉眼可見的集落,菌落,涂布平皿法,傾注平皿法,稀釋平皿分離法,2、平皿劃線分離法,分區(qū)劃線法,連續(xù)劃線法,劃線分離,稀釋分離法 1. 稀釋平皿分離法 2. 平皿劃線分離法 單細(xì)胞挑取法 純培養(yǎng)分離中選擇性培養(yǎng)基的利用 富集培養(yǎng)的利用,獲得純培養(yǎng)的方法,選擇性培養(yǎng)基的利用,抑制大多數(shù)其它微生物的生長,使待分離的微生物生長更快,使待分離的微生物在群落中的數(shù)量上升，方便用稀釋法對其進(jìn)

3、行純化。,微生物群落中數(shù)量占少數(shù)的微生物的分離純化,沒有一種培養(yǎng)基或一種培養(yǎng)條件能夠滿足自然界中一切生物生長的要求，在一定程度上所有的培養(yǎng)基都是選擇性的,直接挑取待分離的微生物 的菌落獲得純培養(yǎng) !,根據(jù)所要分離的菌種的特性選用培養(yǎng)基： 分離真菌用馬丁培養(yǎng)基，pH偏酸；分離放線菌用高氏1號，pH中性偏堿。 根據(jù)不同菌對化學(xué)試劑的敏感性：分離放線菌，培養(yǎng)基中加10%酚，抑制細(xì)菌、真菌；從土壤中分離真菌，加孟加拉紅，抑制細(xì)菌生長。 根據(jù)分離對象的營養(yǎng)特征：分離能發(fā)酵纖維素的菌株，培養(yǎng)基以纖維素為唯一碳源。分離固氮菌，用無氮培養(yǎng)基。,二、細(xì)菌群體生長的測定,高等生物：生長：個體體積的增大 繁殖：個體

4、數(shù)量的增加。 對于絲狀微生物如放線菌、霉菌： 生長：菌絲伸長、分枝。 繁殖：產(chǎn)生孢子，孢子萌發(fā)為菌絲體。 對于細(xì)菌、酵母等單細(xì)胞微生物來說，個體增大是有限度的，測定單個細(xì)胞生長沒有大的意義。微生物生長主要是指群體數(shù)量的增加，微生物的生長通過繁殖表現(xiàn)出來。,細(xì)菌的生長和繁殖難以分開，因此，常以群體生長作為細(xì)菌生長的指標(biāo) 細(xì)菌群體生長測定一般采用細(xì)胞數(shù)量和生物量兩種方法,微生物生長是群體生長: 表現(xiàn)為細(xì)胞數(shù)量的增加和生物量的增長 !,（一）細(xì)胞數(shù)量的測定,細(xì)胞總數(shù)的測定（包括活的和已喪失活力的細(xì)菌，又名直接計數(shù)法） 1、顯微直接計數(shù)法 2、比濁法 3、染色涂片計數(shù)法,采用細(xì)菌計數(shù)板或血球計數(shù)板，在

5、顯微鏡下對微生物數(shù)量進(jìn)行直接計數(shù)（計算一定容積里樣品中微生物的數(shù)量）。,1、顯微直接計數(shù)法,不能區(qū)分死菌與活菌 不適于對運(yùn)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,缺點(diǎn),2、比濁法,比濁法的原理是利用細(xì)菌細(xì)胞在溶液中數(shù)量越多，濁度越大，在光電比色計中測定時所吸收的光線越多,3、染色涂片計數(shù)法,取0.01ml的菌懸液放在1cm2 的玻片上，讓其干燥，然后固定染色，再置顯微鏡下計數(shù)每一視野中的菌數(shù)，算出視野面積，按下列公式即可求出每ml原菌液中的含菌數(shù)。 每ml原菌液中的含菌數(shù)= 視野中的平均菌數(shù)1cm2/視野面積100稀釋倍數(shù),活菌數(shù)量的測定（間接計數(shù)法） 1、稀釋平板

6、測數(shù)法 2、最大概率法（MPN法） 3、薄膜過濾計數(shù)法,1、稀釋平板測數(shù)法 以CFU(colony forming units)表示,傾注平板法,涂布平板法,操作較麻煩，對 好氧菌、熱敏感 菌效果不好！,使用較多的常規(guī) 方法，但有時涂 布不均勻！,采用培養(yǎng)平板計數(shù)法要求操作熟練 、準(zhǔn)確，否則難以得到正確的結(jié)果：,樣品充分混勻,每支移液管及涂棒只能接觸一個稀釋度的菌液,同一稀釋度三個重復(fù), 取平均值,每個平板上的菌落數(shù)目合適，便于準(zhǔn)確計數(shù),2、最大概率法,方法是：將待測菌液于液體中作十倍系列稀釋，每稀釋度做35個重復(fù)，經(jīng)培養(yǎng)后，檢查細(xì)菌的生長，以有細(xì)菌生長的最后三個稀釋度的管數(shù)作數(shù)量指標(biāo)，由數(shù)理

7、統(tǒng)計表查出近似值，再乘以數(shù)量指標(biāo)第一位的稀釋倍數(shù)，即為原菌液中的菌數(shù)。 例如：某細(xì)菌在稀釋培養(yǎng)法中生長情況如下： 稀釋度： 103，104，105，106，107，108 重復(fù)數(shù)： 5 5 5 5 5 5 有菌生長管數(shù)： 5 5 5 4 1 0 根據(jù)上述結(jié)果，數(shù)量指標(biāo)為“541”，查表得近似值為17，乘以第一位數(shù)的稀釋倍數(shù)，得出原始培養(yǎng)物的活菌數(shù)=17105個,菌數(shù)低樣品（如水）膜過濾培養(yǎng)菌落計數(shù),如何對菌數(shù)低的樣品，如水，中的細(xì)菌數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計？,用于計數(shù)空氣或水中的含菌數(shù),3、薄膜過濾計數(shù)法,測定細(xì)胞干重法 單位體積培養(yǎng)物中細(xì)胞物質(zhì)的干重 含氮量測定法 微生物細(xì)胞中蛋白質(zhì)的含量是比較穩(wěn)定的，

8、測出微生物細(xì)胞中的含N量后再換算出蛋白質(zhì)的含量，可用凱氏定N法 。 蛋白質(zhì)的含量=氮量6.25 DNA含量的測定 ATP含量的測定,（二）細(xì)胞生物量的測定,代謝活性法,根據(jù)微生物生命活動的強(qiáng)度來估算生物量。如單位體積培養(yǎng)物在單位時間內(nèi)的O2消耗、糖消耗或產(chǎn)酸產(chǎn)CO2量等，它們在一定程度上間接地反映細(xì)胞生物量。,將少量純培養(yǎng)微生物置于一定容積的培養(yǎng)基中，經(jīng)過培養(yǎng)生長，最后一次收獲。,分批培養(yǎng)（batch culture）or 封閉培養(yǎng)（closed culture）,生長：遲緩期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期,第二節(jié) 細(xì)菌的群體生長繁殖,批量培養(yǎng)是實(shí)驗(yàn)室常采用的方法，即細(xì)菌在一定體積的培養(yǎng)基中生長，經(jīng)

9、歷了消長的生活周期 以少量的純培養(yǎng)細(xì)菌接種有限的液體培養(yǎng)基，并在培養(yǎng)過程中定時取樣測數(shù)，可以發(fā)現(xiàn)細(xì)菌群體的生長有一定的規(guī)律。若以時間為橫坐標(biāo)，以活菌數(shù)的對數(shù)為縱坐標(biāo)，可以繪出一條類似于S形的曲線，該曲線稱為細(xì)菌純培養(yǎng)的生長曲線,菌數(shù)的對數(shù),細(xì)菌純培養(yǎng)的生長曲線,延緩期,對數(shù)期,穩(wěn)定期,衰亡期,一個典型的生長曲線分為延緩期，對數(shù)期，穩(wěn)定期和衰亡期四個時期,在這個時期內(nèi),菌體體積增長較快,如巨大芽孢桿菌可以從3.4m增長到9.119.8m。細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)比較均勻一致，貯藏物質(zhì)消耗，DNA含量提高，產(chǎn)生各種誘導(dǎo)酶，在這個時期的后階段，菌體細(xì)胞逐步進(jìn)入生理活躍期，少量菌體開始分裂，曲線稍有上升。 滯留期

10、的長短，因菌種和培養(yǎng)條件不同而異，幾分鐘到幾小時不等。不同微生物的適應(yīng)期不同,延緩期,lag phase （滯留適應(yīng)期）,對數(shù)期,logarithmic growth phase,細(xì)菌生長旺盛，代謝活力強(qiáng)。分裂速度快，菌數(shù)以指數(shù)級數(shù)增加生長曲線表現(xiàn)為一條上升的直線，代時穩(wěn)定。細(xì)胞在形態(tài)、生理等方面較為一致，是研究微生物生理代謝和遺傳變異的好材料。在工業(yè)生產(chǎn)中也用對數(shù)期細(xì)胞作為擴(kuò)大培養(yǎng)的種子液,在對數(shù)生長期內(nèi)，細(xì)菌數(shù)目的增加是按指數(shù)級數(shù)增加的，即 20 2 1 22 23 2n 這里的指數(shù) n 為細(xì)菌分裂的次數(shù)或者增殖的代數(shù)，也就是一個細(xì)菌繁殖n代產(chǎn)生2n 個細(xì)菌 如果在對數(shù)期開始時間 t1的菌

11、數(shù)為 x1，繁殖 n 代后到對數(shù)期后期t2的菌數(shù)為 x2，則x2 = x1 2n,代時(Generation time, G)（即每增加一代所需要的時間）: G =（t2 - t1）/ n x2 = x1 2n lgx2 = lgx1 + nlg2 n =（lgx2 - lgx1）/ lg2 n = 3.3 lg (x2 / x1 ) G =t2 - t1 / 3.3 lg (x2 /x1),例如：在一細(xì)菌培養(yǎng)液中第一次測得的細(xì)菌數(shù)為 104 /ml，經(jīng)過培養(yǎng) 4 h后，又測得菌液中的細(xì)菌數(shù)為 108 /ml，求此菌的世代時間和在此時間內(nèi)繁殖的代數(shù) 根據(jù)公式：G = t2 - t1 / 3.3

12、 lg (x2 /x1) t2 - t1 = （4 - 0） 60 min = 240 min x2 = 108 x1 = 104 lg (x2 / x1 ) = lg108 lg104 = 8 - 4 = 4 G = 240 / (3.3 4) = 240/13.2 = 18 min 即在上述培養(yǎng)液中，世代時間為 18 min 代數(shù) n = (t2 - t1) / G = 240 / 18 = 13.3,穩(wěn)定生長期,特點(diǎn)：又稱恒定期或最高生長期。處于穩(wěn)定期的微生物，新增殖的細(xì)胞數(shù)與老細(xì)胞的死亡數(shù)幾乎相等，整個培養(yǎng)物中二者處于動態(tài)平衡，此時生長速度，又逐漸趨向零,(stationary pha

13、se),在一定容積的培養(yǎng)基中，細(xì)菌為什么不能按對數(shù)期的高速率無限生長呢? 由于對數(shù)期細(xì)菌活躍生長引起周圍環(huán)境條件條件發(fā)生了一系列變化，某些營養(yǎng)物質(zhì)消耗，有害代謝產(chǎn)物的積累，以及諸如pH、氧化還原電位、溫度等的改變，限制了菌體細(xì)胞繼續(xù)以高速度進(jìn)行生長和分裂,穩(wěn)定期的細(xì)胞內(nèi)開始積累貯藏物，如肝糖、異染顆粒、脂肪粒等，大多數(shù)芽胞細(xì)菌也在此階段形成芽胞。如果為了獲得大量菌體，就應(yīng)在此階段收獲，因這時細(xì)胞總數(shù)量最高 也是發(fā)酵過程積累代謝產(chǎn)物的重要階段，某些放線菌抗生素的大量形成也在此時期 穩(wěn)定期的微生物，在數(shù)量上達(dá)到了最高水平，產(chǎn)物的積累也達(dá)到了高峰，此時，菌體的總產(chǎn)量與所消耗的營養(yǎng)物質(zhì)之間存在著一定關(guān)

14、系，這種關(guān)系生產(chǎn)上稱為產(chǎn)量常數(shù),細(xì)菌死亡率逐漸增加，群體中活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)了“負(fù)生長”。其中有一段時間，活菌數(shù)呈幾何級數(shù)下降，故有人稱之為“對數(shù)死亡階段” 細(xì)胞有的開始自溶，產(chǎn)生或釋放出一些產(chǎn)物，如氨基酸、轉(zhuǎn)化酶、外肽酶或抗生素等。菌體細(xì)胞也呈現(xiàn)多種形態(tài)，有時產(chǎn)生畸形，細(xì)胞大小懸殊，有的細(xì)胞內(nèi)多液泡，革蘭氏染色反應(yīng)的陽性菌變成陰性反應(yīng)等,衰亡期,(decline phase),不是所有細(xì)胞均處于完全相同的生理狀態(tài)，因此，在細(xì)菌生長的整個周期，細(xì)菌數(shù)和培養(yǎng)時間，往往是一條緩慢上升以后又逐漸下降的曲線 認(rèn)識和掌握細(xì)菌生長曲線，對發(fā)酵生產(chǎn)的指導(dǎo)意義： 計算生長速率和代時 不同生長期的細(xì)胞在結(jié)構(gòu)

15、和生理上有很大差別，了解生長曲線，就能根據(jù)需要進(jìn)取樣和收獲 不同的生長期理化因子對微生物的影響可能不同。對數(shù)生長期的細(xì)胞較為一致，因此常用于研究細(xì)胞的新陳代謝,在微生物的整個培養(yǎng)期間，通過一定的方式使微生物能以恒定的比生長速率生長并能持續(xù)生長下去的一種培養(yǎng)方法,培養(yǎng)過程中不斷的補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)和以同樣的速率移出培養(yǎng)物是實(shí)現(xiàn)微生物連續(xù)培養(yǎng)的,(Continuous culture ）,連續(xù)培養(yǎng),控制連續(xù)培養(yǎng)方法,恒濁連續(xù)培養(yǎng),不斷調(diào)節(jié)流速而使細(xì)菌培養(yǎng)液濁度保持恒定,恒化連續(xù)培養(yǎng),保持恒定的流速以保持恒定生長速度和養(yǎng)料成分,（一）恒濁連續(xù)培養(yǎng),用于菌體以及與菌體生長平行的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的發(fā)酵工業(yè),連續(xù)發(fā)

16、酵與單批發(fā)酵相比的優(yōu)點(diǎn),縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率 便于自動控制 降低動力消耗及體力勞動強(qiáng)度 產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定,缺點(diǎn)：雜菌污染和菌種退化,不斷調(diào)節(jié)流速而使細(xì)菌培養(yǎng)物濁度保持恒定的連續(xù)培養(yǎng)叫恒濁連續(xù)培養(yǎng) 由光電裝置檢測培養(yǎng)容器中的濁度，根據(jù)濁度變化控制新鮮培養(yǎng)液流入和舊培養(yǎng)物流出速度，使容器內(nèi)菌液濃度恒定 工業(yè)發(fā)酵中用此法可獲得大量菌體及代謝產(chǎn)物,恒濁連續(xù)培養(yǎng),（二）恒化連續(xù)培養(yǎng),使培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長速率下進(jìn)行生長繁殖。,恒化培養(yǎng) 控制恒定流速，使由于細(xì)菌生長而耗去的營養(yǎng)物及時得到補(bǔ)充，又叫恒組成連續(xù)培養(yǎng)。這樣，細(xì)菌的生長速率將取決于限制性因子的濃度。,多用于科研

17、,遺傳學(xué)：突變株分離 生理學(xué)：不同條件下的代謝變化 生態(tài)學(xué)：模擬自然營養(yǎng)條件建立實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?同步培養(yǎng),在分批培養(yǎng)中，各個細(xì)胞的生理狀態(tài)、代謝活動并不完全一樣。如果以群體測定結(jié)果的平均值來代表單個細(xì)胞的生長或生理特性是不符合客觀實(shí)際的，然而利用單個細(xì)胞進(jìn)行研究又是很困難的。為了解決這一問題，就必須設(shè)法使群體處于同一發(fā)育階段，使群體和個體行為變得一致，因而發(fā)展了單細(xì)胞的同步培養(yǎng)技術(shù),同步培養(yǎng)法 synchronous culture 能使培養(yǎng)的微生物處于比較一致的生長發(fā)育階段上的培養(yǎng)方法,微生物的子細(xì)胞與成熟細(xì)胞，通過機(jī)械法就可使它們在一定程度上分開來。然后用同樣大小的細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)便可獲得同步培養(yǎng),

18、機(jī)械法,過濾分離法 離心沉降分離法 硝酸纖維薄膜法,(請結(jié)合教材自學(xué)),溫度調(diào)整法： 將微生物的培養(yǎng)溫度控制在亞適溫度條件下一段時間，使細(xì)胞的生長在分裂前不久的階段稍微受到抑制，然后將培養(yǎng)溫度提高或降低到最適生長溫度，大多數(shù)細(xì)胞就會進(jìn)行同步分裂 營養(yǎng)條件調(diào)整法： 即控制營養(yǎng)物的濃度或培養(yǎng)基的組成以達(dá)到同步生長。例如限制碳源或其他營養(yǎng)物，使細(xì)胞只能一次分裂而不能繼續(xù)生長，從而獲得了剛分裂的細(xì)胞群體，然后再轉(zhuǎn)入適宜的培養(yǎng)基中，它們則進(jìn)入同步生長,誘導(dǎo)法,利用代謝抑制劑阻礙DNA合成相當(dāng)一段時間，然后再解除其抑制，也可達(dá)到同步化的目的。 試驗(yàn)證明：氨甲蝶呤、5-氟脫氧尿苷、羥基尿素、胸腺苷、脫氧腺苷

19、和脫氧鳥苷等，對細(xì)胞DNA合成的同步化均有作用。,解除抑制法,同步生長的時間，因菌種和條件而變化，由于同步群體的個體差異，同步生長不能無限地維持，往往會逐漸破壞，最多能維持 23 個世代，又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機(jī)生長，即非同步化。,第三節(jié) 真菌的生長,一、菌絲的生長繁殖,菌絲的生長是頂端生長，菌絲各個部分都有極性之分，即位于前端的為幼齡菌絲，位于后面的為老齡菌絲。 菌絲生長與營養(yǎng)有關(guān)，營養(yǎng)豐富則分支點(diǎn)與菌絲生長頂端的距離短，即分支多而頻繁；營養(yǎng)貧乏分支點(diǎn)同菌絲生長頂端距離長，即分支少。菌絲在固體培養(yǎng)基或在液體培養(yǎng)中靜止培養(yǎng)時形成菌落，在液體培養(yǎng)中振蕩培養(yǎng)時則形成菌絲球。,二、孢子生長繁殖,無性孢子繁殖

20、 孢子腫脹（外源腫脹，不需營養(yǎng)；內(nèi)源腫脹，需要營養(yǎng)） 萌發(fā)管形成 菌絲生長,有性孢子繁殖 第一階段是質(zhì)配（plasmogamy） 第二階段為核配（karyogamy） 第三階段是減數(shù)分裂（meiosis）,三、真菌在培養(yǎng)基中的生長,以菌絲重量為考察指標(biāo) 具有與細(xì)菌相似的生長曲線，可劃分為延滯期、迅速生長期和衰退期三個時期,絲狀真菌在固體培養(yǎng)基上的生長 常以菌絲長度、菌落直徑或面積來表示 真菌在液體培養(yǎng)基中的生長,第四節(jié)環(huán)境對微生物生長的影響,微生物的生活條件是環(huán)境因素的綜合，只有各種因素配合適當(dāng)時，微生物才能旺盛的生長發(fā)育，影響微生物生長的因子有：,溫度 水分和滲透壓 pH值 氧氣和Eh值 光

21、線、射線、超聲波 化學(xué)藥劑,一、 溫度對微生物生長的影響,不同的微生物以及同一種微生物在生長發(fā)育的不同階段，對溫度的要求不一樣。,根據(jù)微生物所適應(yīng)的最適生長溫度通常把微生物分為高溫型、中溫型和低溫型,又稱嗜冷微生物，可分為專性嗜冷和兼性嗜冷 分布：冰凍的水域和土壤中, 5左右的海洋, 或分布在只有12的海洋深處, 冷泉。冷藏食物的腐敗往往由這類微生物引起 機(jī)理：細(xì)胞內(nèi)的酶在低溫下仍能有效地發(fā)揮作用；細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸含量較高，細(xì)胞膜在低溫下仍保持半流動狀態(tài)，從而能進(jìn)行活躍的物質(zhì)代謝,低溫型微生物 psychrophiles,室溫性微生物和體溫性微生物 室溫性微生物適于2030生長, 體溫性微

22、生物多為人及溫血動物的病原菌，它們生長的極限范圍在1045 中溫型微生物不能在低于10的條件下生長：與蛋白質(zhì)的合成和反饋抑制有關(guān)。低于10時蛋白質(zhì)的合成過程不能啟動；10以下的低溫，使很多酶對反饋抑制變得異常敏感。,中溫型微生物 mesophiles,它們適于在4550以上的溫度中生長, 分布于溫泉中的細(xì)菌，有的可在近于100的高溫中生長 這些耐高溫的微生物，經(jīng)常給罐頭工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)帶來麻煩,高溫型微生物 themophiles,高溫型微生物能在高溫下生存和生長，是由于菌體內(nèi)的酶和蛋白質(zhì)比起中溫型微生物蛋白質(zhì)對熱更穩(wěn)定；同時核糖體和其他成分對高溫也具較大的抗性；細(xì)胞膜中飽和脂肪酸含量高，可以形

23、成更強(qiáng)的疏水鍵，從而使膜在高溫下能保持其穩(wěn)定性并具正常的功能。,同一種微生物在生長發(fā)育的不同階段，對溫度的要求不一樣。如：,青霉素產(chǎn)生菌菌體的最適生長溫度為30度，而產(chǎn)生青霉素的最適溫度為23度 黑曲霉菌體的最適生長溫度為37度，而產(chǎn)酶的最適溫度為28度 食用菌菌絲的生長溫度為25度，子實(shí)體分化溫度則多在18度左右 灰色鏈霉菌的菌體最適生長溫度為37度，而產(chǎn)生鏈霉素的最適生長溫度為28度,不同的微生物對高溫的敏感性不同： 多數(shù)細(xì)菌，酵母，霉菌的營養(yǎng)細(xì)胞和病毒：5065 10分 鐘可致死 放線菌，霉菌的孢子比較耐熱 7680 10分鐘致死 細(xì)菌的芽孢有抗熱性，致死溫度和時間視菌而定： 炭疽芽孢桿

24、菌 105 510分鐘致死 枯草芽孢桿菌 100 617分鐘致死 肉毒梭菌 120121 10分鐘致死,高溫對微生物生長的影響,同一個菌的不同菌齡其抗熱性也不相同，一般幼齡菌比老齡菌對溫度敏感,微生物的致死溫度：在一定時間內(nèi)（如10分鐘）殺死微生物所需要的最低溫度稱為微生物的致死溫度 微生物的致死時間：在一定溫度下，殺死微生物所需要的時間；溫度越高，致死時間越短,高溫能殺死微生物，因此在微生物方法中常采用加熱培養(yǎng)器皿和培養(yǎng)基方法殺菌,干熱滅菌 焚燒滅菌法 此法滅菌徹底，迅速簡便，但使用范圍有限。常用于接種工具、污染物品以及實(shí)驗(yàn)動物尸體等廢棄物的處理 干熱滅菌法 主要在干燥箱中利用熱空氣進(jìn)行滅菌

25、。通常160170 處理 2 h 便可達(dá)到滅菌的目的。只適用于玻璃器皿、金屬用具等耐熱物品的滅菌。優(yōu)點(diǎn)是可保持物品干燥,高溫殺菌,煮沸消毒法 在水中煮沸15 min以上，可殺死細(xì)菌的所有營養(yǎng)細(xì)胞和部分芽孢。這種方法適用于注射器、解剖用具等的消毒,濕熱滅菌,實(shí)驗(yàn)室及生產(chǎn)中常用的滅菌方法。加壓則可提供高于100的蒸汽。加之蒸汽熱穿透力強(qiáng)，可迅速引起蛋白質(zhì)凝固變性。在濕熱滅菌法中效果最佳、應(yīng)用較廣。一般培養(yǎng)基、各種緩沖溶液、玻璃器皿等，常采用121處理1530 min即可達(dá)到滅菌的目的,高壓蒸汽滅菌法 ,常壓下100處理15-30 min，以殺死其中的營養(yǎng)細(xì)胞。冷卻后，置于一定溫度(28-37)保溫

26、過夜，使其中可能殘存的芽孢萌發(fā)營養(yǎng)細(xì)胞，再以同樣方法加熱處理。反復(fù)三次，可殺滅所有芽孢和營養(yǎng)細(xì)胞，以達(dá)到滅菌的目的 缺點(diǎn)是比較費(fèi)時，一般只用于不耐熱的藥品、營養(yǎng)物、特殊培養(yǎng)基等的滅菌。在缺乏高壓蒸汽滅菌設(shè)備時亦可用于一般物品滅菌,間歇滅菌法,用較低的溫度處理牛奶、酒類等飲料，以殺死其中的病原菌如結(jié)核桿菌、傷寒桿菌等，但又不損害營養(yǎng)與風(fēng)味。 如用6263則處理 30 min，若以71，只需15 min。處理后的物品應(yīng)迅速冷卻至10左右即可飲用 這種方法只能殺死大多數(shù)腐生菌的營養(yǎng)體而對芽孢無損害。此法是基于結(jié)核桿菌的致死溫度6215 min而規(guī)定的,巴斯德消毒法,抑制(Inhibition)：生長

27、停止，但不死亡 防腐(Antisepsis) 化療(Chemotherapy) 死亡(Death)：生長能力不可逆喪失 消毒(Disinfection) 滅菌(Sterilization),殺菌相關(guān)的幾個概念,防腐antisepsis 一種抑菌作用，利用某些理化因子，使物體內(nèi)外的微生物暫時處于不生長繁殖但又未死亡的狀態(tài)。這是一種防止食品腐敗和其他物質(zhì)霉變的技術(shù)措施。如低溫、干燥、鹽腌、糖漬等等。,消毒disinfection 是指殺死或消除所有病原微生物的措施，可達(dá)到防止傳染病傳播的目的。 例如將物體煮沸10 min，就可殺死病原菌的營養(yǎng)體，但絕非殺死所有的芽孢，常用于牛奶、食品以及某些物體表

28、面的消毒。利用消毒劑（disinfectant），也可進(jìn)行皮膚、體膜或體內(nèi)的處理。,化學(xué)治療chemotherapy 是指利用某些具有選擇毒性的化學(xué)藥物(如磺胺)或抗生素，對生物體的深部感染進(jìn)行治療，可以有效地消除宿主體內(nèi)的病原體，但對宿主卻沒有或基本上沒有損害。,滅菌sterilization 是指用物理或化學(xué)因子，殺滅物體中的所有活微生物，包括最耐熱的細(xì)菌芽孢。這是一種徹底的殺菌措施。通過滅菌的物品不再存在任何有生命的有機(jī)體。,二、氫離子濃度（pH值）,幾乎所有的微生物在pH4.09.0之間都可以生長，但不同的微生物都有其最適的生長pH值范圍 細(xì)菌、藻類、原生動物最適pH6.57.5，但p

29、H4.010.0也可以生長，特殊的硫化菌在pH1.02.0下生長，硝化菌在pH11生長 放線菌最適pH7.58.0，pH5.010也可生長 霉菌、酵母最適pH5.06.0，pH1.510都可生長,黑曲霉在pH 23的環(huán)境中發(fā)酵蔗糖以產(chǎn)檸檬酸為主，產(chǎn)草酸極少。在pH近中性時發(fā)酵蔗糖產(chǎn)生大量的草酸，檸檬酸產(chǎn)量很低 酵母菌在pH4.55.0生長進(jìn)行乙醇發(fā)酵，不產(chǎn)甘油和醋酸，在pH8時生長發(fā)酵產(chǎn)物除乙醇外，還有甘油和醋酸。 在生產(chǎn)實(shí)踐中還可利用pH值防止雜菌生長。 如生產(chǎn)面包時加丙酸鈣作防腐劑，抑制細(xì)菌生長,微生物生長繁殖的最適pH與其合成某種代謝產(chǎn)物的pH通常是不一樣的。,例如：丙酮丁醇梭菌生長繁殖

30、最適pH是5.57.0 丙酮丁醇梭菌合成丙酮丁醇的最適pH是4.35.3,微生物在不同的pH下積累的代謝產(chǎn)物不一樣，如：,三、水份和滲透壓,水是微生物生活的必要條件，微生物生長所需要的水份用水活度來表示，即在一定的溫度和壓力條件下，溶液中的蒸汽壓與純水蒸汽壓之比,aw = P solution / P water,微生物生長的最低aw值： 細(xì)菌aw 酵母 霉菌 耐鹽細(xì)菌和耐旱真菌 大部分的細(xì)菌，藻類和一些真菌，如毛霉，根霉，擔(dān)子菌類為0.90.99 嗜鹽細(xì)菌、曲霉 為0.76 地衣和絲狀真菌及一些酵母種類為0.60,微生物生長的aw值在0.660.99之間,水份與干燥,結(jié)核分枝桿菌特別耐干燥，

31、100 20 min仍能生存；鏈球菌用干燥法保存幾年而不喪失致病性。休眠孢子抗干燥能力也很強(qiáng)，在干燥條件下可長期不死，這一特性已用于菌種保藏 生產(chǎn)或科研中常用真空干燥法來保藏細(xì)菌、病毒及立克次氏體達(dá)數(shù)年之久 在日常生活中常用烘干、曬干和熏干等方法來保存食物,滲透壓,一般微生物生長所適應(yīng)的溶液滲透壓在36大氣壓之間 微生物在等滲溶液中生長時，維持細(xì)胞形態(tài)不變（0.850.9%NaCl溶液） 微生物在高滲溶液中生長時，會出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象，嚴(yán)重時會引起細(xì)胞死亡；日常生活中常用高滲溶液（1015的鹽濃度和5070%的糖濃度）來保藏食品 微生物在低滲溶液中生長時，細(xì)胞會吸水膨脹，至破裂死亡,四、氧氣和氧化還原電位,根據(jù)微生物與氧的關(guān)系，將微生物分成以下種類：,專性好氧微生物 Strict aerobes 專性厭氧微生物 Strict anaerobes 兼性好氧微生物 facultative aerobes 微需氧微生物 microaerophilic bacteria 耐氧微生物 aerotolerant anaerobes,好氧微生物要求Eh值在0.1伏以上，以0.30.4為宜 兼性好氧微生物Eh值在0.1伏以上好氧性呼吸，Eh值在0.1伏以下