微生物的生長及影響因素

1、一、微生物的生長一、微生物的生長n個(gè)體生長：細(xì)胞體積增大，重量增加。個(gè)體生長：細(xì)胞體積增大，重量增加。n個(gè)體生長個(gè)體生長個(gè)體繁殖個(gè)體繁殖群體生長群體生長n除了特定的目的以外，在微生物的研究和應(yīng)用中提到的除了特定的目的以外，在微生物的研究和應(yīng)用中提到的“生長生長”，均指群體生長。，均指群體生長。細(xì)菌的繁殖方式細(xì)菌的繁殖方式Binary fission-growth cycle二、微生物群體的生長規(guī)律二、微生物群體的生長規(guī)律n把少量純種單細(xì)胞微生物接種到恒容積的液體培養(yǎng)基中后，把少量純種單細(xì)胞微生物接種到恒容積的液體培養(yǎng)基中后，在適宜的條件下，它們的群體就會有規(guī)律的生長起來。以在適宜的條件下，它們

2、的群體就會有規(guī)律的生長起來。以細(xì)胞數(shù)目的對數(shù)值作縱坐標(biāo)，以培養(yǎng)時(shí)間作橫坐標(biāo)，就得細(xì)胞數(shù)目的對數(shù)值作縱坐標(biāo)，以培養(yǎng)時(shí)間作橫坐標(biāo)，就得到微生物的典型生長曲線。到微生物的典型生長曲線。n根據(jù)微生物的生長速率常數(shù)根據(jù)微生物的生長速率常數(shù)R不同，可分為：不同，可分為：Lag phase（延滯期、調(diào)整期、適應(yīng)期）延滯期、調(diào)整期、適應(yīng)期）Exponential phase（指數(shù)期、對數(shù)期）指數(shù)期、對數(shù)期）Stationary phase（穩(wěn)定期、平衡期）穩(wěn)定期、平衡期）Death phase（衰亡期）衰亡期）Growth cycle of populations in batch culture1、延滯期、

3、延滯期n特點(diǎn)特點(diǎn)生長速率常數(shù)生長速率常數(shù)R = 0細(xì)胞形態(tài)變大或增長細(xì)胞形態(tài)變大或增長細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)RNA尤其是尤其是rRNA含量增高，原生質(zhì)呈堿性。含量增高，原生質(zhì)呈堿性。合成代謝活躍，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶。合成代謝活躍，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶。對外界不良條件反應(yīng)敏感對外界不良條件反應(yīng)敏感n影響因素：影響因素：菌種特性菌種特性接種齡接種齡接種量接種量培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基成分（1）接種齡的影響）接種齡的影響n接種齡：種子的群體生長年齡，即它處在生長曲線的接種齡：種子的群體生長年齡，即它處在生長曲線的哪一個(gè)階段，這是一種生理年齡。哪一個(gè)階段，這是一種生理年齡。n若以對數(shù)期接種齡的種子接種，則子代培養(yǎng)物的延滯若以對數(shù)期接

4、種齡的種子接種，則子代培養(yǎng)物的延滯期就短。期就短。n若以延滯期或衰亡期的種子接種，則子代培養(yǎng)物的延若以延滯期或衰亡期的種子接種，則子代培養(yǎng)物的延滯期就長。滯期就長。n若以穩(wěn)定期的種子接種，則延滯期居中。若以穩(wěn)定期的種子接種，則延滯期居中。（2）接種量的影響）接種量的影響n一般說來，接種量大，一般說來，接種量大，則延滯期短，因此，則延滯期短，因此，在發(fā)酵工業(yè)上，為縮在發(fā)酵工業(yè)上，為縮短不利于提高發(fā)酵效短不利于提高發(fā)酵效率的延滯期，一般采率的延滯期，一般采用用10%的接種量。的接種量。（3）培養(yǎng)基成分的影響）培養(yǎng)基成分的影響n接種到營養(yǎng)豐富的天然培養(yǎng)基中的微生物，要比接種接種到營養(yǎng)豐富的天然培養(yǎng)基

5、中的微生物，要比接種到營養(yǎng)單調(diào)的組分培養(yǎng)基中的延滯期短。到營養(yǎng)單調(diào)的組分培養(yǎng)基中的延滯期短。n在發(fā)酵生產(chǎn)中，常使發(fā)酵培養(yǎng)基的成分與種子培養(yǎng)基在發(fā)酵生產(chǎn)中，常使發(fā)酵培養(yǎng)基的成分與種子培養(yǎng)基的成分盡量接近。的成分盡量接近。2、對數(shù)生長期、對數(shù)生長期n特點(diǎn)：特點(diǎn)：R最大，增代時(shí)間（代時(shí)最大，增代時(shí)間（代時(shí)G）或倍增時(shí)間最短?；虮对鰰r(shí)間最短。細(xì)胞進(jìn)行平衡生長，菌體內(nèi)各種成分最為均勻。細(xì)胞進(jìn)行平衡生長，菌體內(nèi)各種成分最為均勻。酶系活躍，代謝旺盛。酶系活躍，代謝旺盛。n影響因素：影響因素：菌種特性菌種特性營養(yǎng)成分營養(yǎng)成分營養(yǎng)物濃度營養(yǎng)物濃度培養(yǎng)溫度培養(yǎng)溫度（1）營養(yǎng)成分的影響）營養(yǎng)成分的影響n同一種細(xì)菌，

6、在營養(yǎng)物豐富的培養(yǎng)基中生長，其代時(shí)同一種細(xì)菌，在營養(yǎng)物豐富的培養(yǎng)基中生長，其代時(shí)較短，反之則長。較短，反之則長。（2）營養(yǎng)物濃度的影響）營養(yǎng)物濃度的影響n在營養(yǎng)物濃度很低的情況在營養(yǎng)物濃度很低的情況下，營養(yǎng)物的濃度才會影下，營養(yǎng)物的濃度才會影響生長速率；隨著營養(yǎng)物響生長速率；隨著營養(yǎng)物濃度的提高，生長速率不濃度的提高，生長速率不受影響，而只影響最終的受影響，而只影響最終的菌體產(chǎn)量；進(jìn)一步提高營菌體產(chǎn)量；進(jìn)一步提高營養(yǎng)物濃度，則生長速率和養(yǎng)物濃度，則生長速率和菌體產(chǎn)量兩者均不受影響。菌體產(chǎn)量兩者均不受影響。n凡是處于較低濃度范圍內(nèi)，凡是處于較低濃度范圍內(nèi)，可影響生長速率和菌體產(chǎn)可影響生長速率和菌

7、體產(chǎn)量的營養(yǎng)物，稱為生長限量的營養(yǎng)物，稱為生長限制因子。制因子。（3）培養(yǎng)溫度的影響）培養(yǎng)溫度的影響E.coli在不同溫度下的代時(shí)在不同溫度下的代時(shí)溫度溫度 代時(shí)（分）代時(shí)（分） 溫度溫度 代時(shí)（分）代時(shí)（分） 10 860 35 22 15 120 40 17.5 20 90 45 20 25 40 47.5 77 30 29特征參數(shù)特征參數(shù)n繁殖代數(shù)繁殖代數(shù) n： x2=x12nnn = 3.322 (lgx2 lgx1)n生長速率常數(shù)生長速率常數(shù) R：單位時(shí)間內(nèi)的繁殖代數(shù)單位時(shí)間內(nèi)的繁殖代數(shù)nR = n / (t2 t1) = 3.322 (lgx2 lgx1) / (t2 t1)n代時(shí)

8、代時(shí)G：繁殖一代所需的時(shí)間繁殖一代所需的時(shí)間nG = 1/ R = (t2 t1) / 3.322 (lgx2 lgx1) 3、穩(wěn)定期、穩(wěn)定期n特點(diǎn)：特點(diǎn)：R = 0，菌體產(chǎn)量達(dá)到最高點(diǎn)（細(xì)胞繁殖數(shù)菌體產(chǎn)量達(dá)到最高點(diǎn)（細(xì)胞繁殖數(shù)=死亡數(shù)）。死亡數(shù)）。細(xì)胞開始儲存糖原、異染顆粒和脂肪等儲藏物。細(xì)胞開始儲存糖原、異染顆粒和脂肪等儲藏物。以生產(chǎn)菌體或與菌體生長相平行的代謝產(chǎn)物的最佳收獲期。以生產(chǎn)菌體或與菌體生長相平行的代謝產(chǎn)物的最佳收獲期。n穩(wěn)定期到來的原因：穩(wěn)定期到來的原因：營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的耗盡；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)；營養(yǎng)物的比例失調(diào)；有害代謝產(chǎn)物累積；有害代

9、謝產(chǎn)物累積；pH、氧化還原電勢等物化條件不適宜。氧化還原電勢等物化條件不適宜。4、衰亡期、衰亡期n特點(diǎn)：特點(diǎn)：個(gè)體死亡速度個(gè)體死亡速度 新生速度，群體呈現(xiàn)負(fù)生長；新生速度，群體呈現(xiàn)負(fù)生長；細(xì)胞形態(tài)多樣；細(xì)胞形態(tài)多樣；細(xì)胞產(chǎn)生自溶；細(xì)胞產(chǎn)生自溶；產(chǎn)生或釋放抗生素；產(chǎn)生或釋放抗生素；芽孢桿菌中芽孢的釋放。芽孢桿菌中芽孢的釋放。n衰亡期到來原因：衰亡期到來原因： 環(huán)境條件越來越不利，從而引起細(xì)胞內(nèi)分解代謝大大超環(huán)境條件越來越不利，從而引起細(xì)胞內(nèi)分解代謝大大超過合成代謝，導(dǎo)致菌體死亡。過合成代謝，導(dǎo)致菌體死亡。生長曲線的應(yīng)用生長曲線的應(yīng)用n縮短延滯期縮短延滯期，以縮短發(fā)酵周期以縮短發(fā)酵周期n取對數(shù)生長

10、期的種子接種取對數(shù)生長期的種子接種n延長對數(shù)生長期延長對數(shù)生長期，有利于形成大量的微生物細(xì)胞有利于形成大量的微生物細(xì)胞n采用連續(xù)培養(yǎng)采用連續(xù)培養(yǎng)n延長穩(wěn)定期，有利于代謝產(chǎn)物積累延長穩(wěn)定期，有利于代謝產(chǎn)物積累n根據(jù)細(xì)胞內(nèi)含物判斷菌齡；根據(jù)細(xì)胞內(nèi)含物判斷菌齡；n根據(jù)生長期控制培養(yǎng)條件。根據(jù)生長期控制培養(yǎng)條件。三、連續(xù)培養(yǎng)三、連續(xù)培養(yǎng)n連續(xù)培養(yǎng)：當(dāng)微生物以單批培養(yǎng)的方式培養(yǎng)到對數(shù)期連續(xù)培養(yǎng)：當(dāng)微生物以單批培養(yǎng)的方式培養(yǎng)到對數(shù)期的后期時(shí)，一方面以一定速度連續(xù)流進(jìn)新鮮培養(yǎng)基，的后期時(shí)，一方面以一定速度連續(xù)流進(jìn)新鮮培養(yǎng)基，并立即攪拌均勻；另一方面，利用溢流的方式，以同并立即攪拌均勻；另一方面，利用溢流的方

11、式，以同樣的流速不斷流出培養(yǎng)物。這樣，培養(yǎng)物就達(dá)到動態(tài)樣的流速不斷流出培養(yǎng)物。這樣，培養(yǎng)物就達(dá)到動態(tài)平衡，其中的微生物可長期保持在指數(shù)期的平衡生長平衡，其中的微生物可長期保持在指數(shù)期的平衡生長狀態(tài)和穩(wěn)定的生長速率上。狀態(tài)和穩(wěn)定的生長速率上。單批培養(yǎng)與連續(xù)培養(yǎng)的關(guān)系單批培養(yǎng)與連續(xù)培養(yǎng)的關(guān)系連續(xù)培養(yǎng)器的類型連續(xù)培養(yǎng)器的類型 內(nèi)控制（控制菌體濃度）：恒濁器內(nèi)控制（控制菌體濃度）：恒濁器 外控制（控制培養(yǎng)液流速，以控制生長速率）：恒化器外控制（控制培養(yǎng)液流速，以控制生長速率）：恒化器 單級連續(xù)培養(yǎng)器單級連續(xù)培養(yǎng)器 多級連續(xù)培養(yǎng)器多級連續(xù)培養(yǎng)器 一般連續(xù)培養(yǎng)器一般連續(xù)培養(yǎng)器 固定化細(xì)胞連續(xù)培養(yǎng)器固定化細(xì)

12、胞連續(xù)培養(yǎng)器 實(shí)驗(yàn)室科研用：連續(xù)培養(yǎng)器實(shí)驗(yàn)室科研用：連續(xù)培養(yǎng)器 發(fā)酵生產(chǎn)用：連續(xù)發(fā)酵罐發(fā)酵生產(chǎn)用：連續(xù)發(fā)酵罐按控制方式分按控制方式分按培養(yǎng)器的級數(shù)分按培養(yǎng)器的級數(shù)分按細(xì)胞狀態(tài)分按細(xì)胞狀態(tài)分按用途分按用途分恒濁器與恒化器恒濁器與恒化器n恒濁器（恒濁器（turbidostat）：）：根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長密根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長密度，并借光電控制系統(tǒng)來控制培養(yǎng)液流速，以取得菌體密度，并借光電控制系統(tǒng)來控制培養(yǎng)液流速，以取得菌體密度高、生長速度恒定的微生物細(xì)胞的連續(xù)培養(yǎng)器。度高、生長速度恒定的微生物細(xì)胞的連續(xù)培養(yǎng)器。n恒化器（恒化器（chemostat）：）：一種設(shè)法使培養(yǎng)液流速保持不變，一種設(shè)

13、法使培養(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條件下進(jìn)行生長繁并使微生物始終在低于其最高生長速率條件下進(jìn)行生長繁殖的一種連續(xù)培養(yǎng)裝置。殖的一種連續(xù)培養(yǎng)裝置。恒化器恒化器恒濁器與恒化器的比較恒濁器與恒化器的比較裝置裝置 控制對象控制對象 培養(yǎng)基培養(yǎng)基 培養(yǎng)基流速培養(yǎng)基流速 生長速率生長速率 產(chǎn)物產(chǎn)物 應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍恒濁器恒濁器 菌體密度菌體密度 無限制無限制 不恒定不恒定 最高速率最高速率 大量菌體大量菌體 生產(chǎn)為主生產(chǎn)為主 （內(nèi)控制）（內(nèi)控制） 生長因子生長因子 或與菌體或與菌體 相平行的相平行的 代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物恒化器恒化器 培養(yǎng)基培養(yǎng)基 有限制有限制 恒定恒定 低于低于 不同

14、生長不同生長 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室 流速流速 生長因子生長因子 最高速率最高速率 速率菌體速率菌體 為主為主 （外控制）（外控制）連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)n高效高效n自控自控n產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定n節(jié)約了大量動力、人力、水和蒸汽節(jié)約了大量動力、人力、水和蒸汽n缺點(diǎn)缺點(diǎn)n菌種易于退化菌種易于退化n易遭雜菌污染易遭雜菌污染n營養(yǎng)物的利用率低營養(yǎng)物的利用率低四、影響微生物生長的主要因素四、影響微生物生長的主要因素n溫度溫度n氧氣氧氣npHn滲透壓滲透壓n水活度水活度1、溫度、溫度n基本原理基本原理n溫度通過影響蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能溫度通過影響蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子

15、的結(jié)構(gòu)與功能以及細(xì)胞膜的流動性及完整性來影響微生物的生長、繁以及細(xì)胞膜的流動性及完整性來影響微生物的生長、繁殖和新陳代謝。殖和新陳代謝。n過高的環(huán)境溫度會導(dǎo)致蛋白質(zhì)或核酸的變性失活過高的環(huán)境溫度會導(dǎo)致蛋白質(zhì)或核酸的變性失活n過低的環(huán)境溫度會抑制酶活力，降低細(xì)胞的新陳代謝活過低的環(huán)境溫度會抑制酶活力，降低細(xì)胞的新陳代謝活動。動。n應(yīng)用：高溫滅菌，低溫保藏菌種。應(yīng)用：高溫滅菌，低溫保藏菌種。Heat denaturation of proteins 最低生長溫度：一般為最低生長溫度：一般為-5-10，極端為，極端為-30 嗜冷菌：嗜冷菌：20生長溫度最適生長溫度生長溫度最適生長溫度 嗜溫菌：嗜溫菌

16、：2045 嗜熱菌：嗜熱菌：45 最高生長溫度：一般為最高生長溫度：一般為8095v最適生長溫度：分裂代時(shí)最短或生長速率最高時(shí)的培養(yǎng)溫度。最適生長溫度：分裂代時(shí)最短或生長速率最高時(shí)的培養(yǎng)溫度。v最適生長溫度最適生長溫度發(fā)酵速度最高時(shí)的培養(yǎng)溫度發(fā)酵速度最高時(shí)的培養(yǎng)溫度代謝產(chǎn)物量最高代謝產(chǎn)物量最高時(shí)的溫度時(shí)的溫度生長量最高時(shí)溫度生長量最高時(shí)溫度微生物各生理過程的不同最適溫度微生物各生理過程的不同最適溫度 菌菌 名名 生長溫度生長溫度 發(fā)酵溫度發(fā)酵溫度 累積產(chǎn)物溫度累積產(chǎn)物溫度 嗜熱鏈球菌嗜熱鏈球菌 37 47 37 乳酸鏈球菌乳酸鏈球菌 34 40 產(chǎn)細(xì)胞：產(chǎn)細(xì)胞：2530 產(chǎn)乳酸：產(chǎn)乳酸：30

17、灰色鏈霉菌灰色鏈霉菌 37 28 北京棒桿菌北京棒桿菌 32 3335 丙酮丁醇梭菌丙酮丁醇梭菌 37 33 產(chǎn)黃青霉產(chǎn)黃青霉 30 25 20Cardinal temperaturesTemperature classes2、氧氣、氧氣n根據(jù)微生物與氧的關(guān)系，可分為：根據(jù)微生物與氧的關(guān)系，可分為： 專性好氧菌：必需在有氧條件下生長專性好氧菌：必需在有氧條件下生長 好氧菌好氧菌 兼性厭氧菌：在有氧及無氧條件下均能生長，但在有氧條件下生兼性厭氧菌：在有氧及無氧條件下均能生長，但在有氧條件下生 長得更好。長得更好。 微好氧菌：生長需要少量的氧，過量的氧常導(dǎo)致這類微生物死微好氧菌：生長需要少量的氧，

18、過量的氧常導(dǎo)致這類微生物死 亡。亡。 耐氧菌：生長不需要氧，但氧對其也無毒害。耐氧菌：生長不需要氧，但氧對其也無毒害。厭氧菌厭氧菌 （專性）厭氧菌：只能生長在無氧條件下，氧劇毒（專性）厭氧菌：只能生長在無氧條件下，氧劇毒 ，即使短期，即使短期 接觸空氣，也會抑制其生長甚至致死。接觸空氣，也會抑制其生長甚至致死。(a)專性好氧菌；專性好氧菌；(b)厭氧菌；厭氧菌；(c)兼性厭氧菌；兼性厭氧菌；(d)微好氧菌；微好氧菌；(e)耐氧菌耐氧菌厭氧菌的氧毒害機(jī)制厭氧菌的氧毒害機(jī)制nO2 + e O2 .n2 O2 . + 2H+ H2O2 + O2 NADH2 NAD SOD好氧生物及耐氧菌好氧生物及耐

19、氧菌2H2O過氧化氫酶過氧化氫酶好氧生物好氧生物過氧化物酶過氧化物酶耐氧菌耐氧菌H2O + O2 3、 pH值值n基本原理基本原理n使蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子所帶電荷發(fā)生變化，從而使蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子所帶電荷發(fā)生變化，從而影響其生物活性；影響其生物活性；n引起細(xì)胞膜電荷變化，導(dǎo)致微生物細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)能引起細(xì)胞膜電荷變化，導(dǎo)致微生物細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)能力改變；力改變；n改變環(huán)境中營養(yǎng)物質(zhì)的可給性及有害物質(zhì)的毒性。改變環(huán)境中營養(yǎng)物質(zhì)的可給性及有害物質(zhì)的毒性。npH：-lgH+，指外界環(huán)境的指外界環(huán)境的pH值。值。 嗜堿微生物嗜堿微生物 最適生長最適生長pH值偏于堿性值偏于堿性 （如多數(shù)放線菌

20、）（如多數(shù)放線菌） 耐堿微生物耐堿微生物n微生物微生物 （如鏈霉菌）（如鏈霉菌） 嗜酸微生物嗜酸微生物 最適生長最適生長pH值偏于酸性值偏于酸性 （多數(shù)真菌）（多數(shù)真菌） 耐酸微生物耐酸微生物 （乳酸桿菌）（乳酸桿菌） 不同微生物的生長不同微生物的生長pH范圍范圍 微生物微生物 pH值值 最低最低 最適最適 最高最高氧化硫硫桿菌氧化硫硫桿菌 0.5 2.03.5 6.0 嗜酸乳桿菌嗜酸乳桿菌 4.04.6 5.86.6 6.8大豆根瘤菌大豆根瘤菌 4.2 6.87.0 11.0褐球固氮菌褐球固氮菌 4.5 7.47.6 9.0一種亞硝化單胞菌一種亞硝化單胞菌 7.0 7.88.6 9.4醋化醋

21、桿菌醋化醋桿菌 4.04.5 5.46.3 7.08.0金黃色葡萄球菌金黃色葡萄球菌 4.2 7.07.5 9.3泥生綠菌泥生綠菌 6.0 6.8 7.0水生棲熱菌水生棲熱菌 6.0 7.57.8 9.5黑曲霉黑曲霉 1.5 5.06.0 9.0一般放線菌一般放線菌 5.0 7.08.0 10.0一般酵母菌一般酵母菌 3.0 5.06.0 8.0幾種抗生素產(chǎn)生菌的生長與發(fā)酵的最適幾種抗生素產(chǎn)生菌的生長與發(fā)酵的最適pH抗生素產(chǎn)生菌抗生素產(chǎn)生菌 生長最適生長最適pH 合成抗生素最適合成抗生素最適pH 灰色鏈霉菌灰色鏈霉菌 6.36.9 6.77.3 紅霉素鏈霉菌紅霉素鏈霉菌 6.67.0 6.87

22、.3 產(chǎn)黃青霉產(chǎn)黃青霉 6.57.2 6.26.8 金霉素鏈霉菌金霉素鏈霉菌 6.16.6 5.96.3 龜裂鏈霉菌龜裂鏈霉菌 6.06.6 5.86.1 灰黃青霉灰黃青霉 6.47.0 6.26.5pHn微生物在生命活動過程中，會改變外界環(huán)境中的微生物在生命活動過程中，會改變外界環(huán)境中的pH值。值。 糖類糖類 發(fā)酵、氧化發(fā)酵、氧化 有機(jī)酸有機(jī)酸 有機(jī)物有機(jī)物 脂肪脂肪 水解水解 有機(jī)酸有機(jī)酸 培養(yǎng)基內(nèi)培養(yǎng)基內(nèi) 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 脫羧脫羧 胺類胺類 中性成分中性成分 (NH4)2SO4 NH4+選擇吸收選擇吸收 H2SO4 無機(jī)鹽無機(jī)鹽 NaNO3 NO3-選擇吸收選擇吸收 NaOHpH調(diào)節(jié)方法調(diào)

23、節(jié)方法 過酸時(shí)：加過酸時(shí)：加NaOH、Na2CO3等堿中和等堿中和 過堿時(shí)：加過堿時(shí)：加H2SO4、HCl等酸中和等酸中和 加適當(dāng)?shù)矗喝缒蛩?、加適當(dāng)?shù)矗喝缒蛩?、NaNO3、 過酸時(shí)過酸時(shí) NH4OH或蛋白質(zhì)等或蛋白質(zhì)等 “ 治本治本” 提高通氣量提高通氣量 過堿時(shí)過堿時(shí) 加適當(dāng)碳源：糖、乳酸、甘油等加適當(dāng)碳源：糖、乳酸、甘油等 降低通氣量降低通氣量 加磷酸緩沖液（加磷酸緩沖液（K2HPO4 KH2PO4） 加加CaCO3或或NaHCO3外外源源調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)“治標(biāo)治標(biāo)”內(nèi)源調(diào)節(jié)內(nèi)源調(diào)節(jié)4、滲透壓、滲透壓n滲透壓：由于溶質(zhì)濃度差而在細(xì)胞膜兩側(cè)造成的壓力差。滲透滲透壓：由于溶質(zhì)濃度差而在細(xì)胞膜兩側(cè)造

24、成的壓力差。滲透壓的大小與溶液中分子或離子的質(zhì)點(diǎn)數(shù)有關(guān)。等重的物質(zhì)，其壓的大小與溶液中分子或離子的質(zhì)點(diǎn)數(shù)有關(guān)。等重的物質(zhì)，其分子或離子越小，則質(zhì)點(diǎn)數(shù)越多，滲透壓越大。分子或離子越小，則質(zhì)點(diǎn)數(shù)越多，滲透壓越大。 低滲溶液：外界濃度低滲溶液：外界濃度細(xì)胞內(nèi)濃度，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離。細(xì)胞內(nèi)濃度，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離。絕大多數(shù)微生物在絕大多數(shù)微生物在0.5%3%的鹽濃度范圍內(nèi)可正常生長，的鹽濃度范圍內(nèi)可正常生長，10%15%的鹽濃度能抑制大部分微生物的生長。的鹽濃度能抑制大部分微生物的生長。5、水活度、水活度awn水活度水活度aw：表示在天然環(huán)境中，微生物可實(shí)際利用的表示在天然環(huán)境中，微生物可實(shí)

25、際利用的自由水或游離水的含量。自由水或游離水的含量。 自由水：微生物可利用。自由水：微生物可利用。 細(xì)胞內(nèi)水分狀態(tài)細(xì)胞內(nèi)水分狀態(tài) 結(jié)合水：微生物不能利用。結(jié)合水：微生物不能利用。 aw定量：在相同溫度和壓力下，某溶液的蒸汽壓定量：在相同溫度和壓力下，某溶液的蒸汽壓P與與純水蒸汽壓純水蒸汽壓P0之比，也等于溶液的百分相對濕度。之比，也等于溶液的百分相對濕度。 aw = P/ P0 = ERH/100純水：純水： aw = 1，無水：無水： aw = 0， 0 aw1各種微生物生長繁殖的各種微生物生長繁殖的aw值范圍：值范圍：0.9980.6微生物生長的最低微生物生長的最低awn細(xì)菌細(xì)菌 一般：一

26、般：0.900.98 嗜鹽菌：嗜鹽菌：0.75n酵母菌酵母菌 一般；一般；0.870.91 高滲酵母：高滲酵母：0.610.65n霉菌霉菌 一般：一般：0.800.87 耐旱菌：耐旱菌：0.650.75若干事物的若干事物的awn新鮮水果：新鮮水果：0.970.99n鮮肉（家畜）：鮮肉（家畜）：0.97n面包：面包：0.86n蔗糖飽和液：蔗糖飽和液：0.76n大米、面粉（含水量大米、面粉（含水量14%）：）：0.65n奶粉：奶粉：0.26、化學(xué)因素對微生物的影響、化學(xué)因素對微生物的影響n常用的化學(xué)消毒劑主要有重金屬及其鹽類、有機(jī)溶劑（酚、醇、醛等）、常用的化學(xué)消毒劑主要有重金屬及其鹽類、有機(jī)溶劑

27、（酚、醇、醛等）、鹵族元素及其化合物、染料和表面活性劑等。鹵族元素及其化合物、染料和表面活性劑等。n重金屬離子：可與菌體蛋白質(zhì)結(jié)合而使之變性或與某些酶蛋白的巰基重金屬離子：可與菌體蛋白質(zhì)結(jié)合而使之變性或與某些酶蛋白的巰基相結(jié)合而使酶失活；重金屬鹽是蛋白質(zhì)沉淀劑，還可與代謝產(chǎn)物發(fā)生相結(jié)合而使酶失活；重金屬鹽是蛋白質(zhì)沉淀劑，還可與代謝產(chǎn)物發(fā)生鰲合作用而使之變?yōu)闊o效化合物。鰲合作用而使之變?yōu)闊o效化合物。n有機(jī)溶劑：可使蛋白質(zhì)及核酸變性，也可破壞細(xì)胞膜透性使內(nèi)含物外有機(jī)溶劑：可使蛋白質(zhì)及核酸變性，也可破壞細(xì)胞膜透性使內(nèi)含物外溢。溢。n碘：可與蛋白質(zhì)酪氨酸殘基不可逆結(jié)合而使蛋白質(zhì)失活。碘：可與蛋白質(zhì)酪氨

28、酸殘基不可逆結(jié)合而使蛋白質(zhì)失活。n氯氣：與水反應(yīng)產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑具有殺菌作用。氯氣：與水反應(yīng)產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑具有殺菌作用。n染料：在低濃度條件下可抑制細(xì)菌生長，革蘭氏陽性菌普遍比革蘭氏染料：在低濃度條件下可抑制細(xì)菌生長，革蘭氏陽性菌普遍比革蘭氏陰性菌對染料更加敏感。陰性菌對染料更加敏感。n表面活性劑：能降低溶液表面張力，改變微生物細(xì)胞膜透性，使蛋白表面活性劑：能降低溶液表面張力，改變微生物細(xì)胞膜透性，使蛋白質(zhì)變性。質(zhì)變性。五、微生物培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展五、微生物培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展n從少量培養(yǎng)發(fā)展到大規(guī)模培養(yǎng)從少量培養(yǎng)發(fā)展到大規(guī)模培養(yǎng)n從淺層培養(yǎng)發(fā)展到厚層（固體）或深層（液體）培養(yǎng)從淺層培養(yǎng)發(fā)展到厚層（固體）

29、或深層（液體）培養(yǎng)n從以固體培養(yǎng)技術(shù)為主發(fā)展到以液體培養(yǎng)技術(shù)為主從以固體培養(yǎng)技術(shù)為主發(fā)展到以液體培養(yǎng)技術(shù)為主n從靜止式液體培養(yǎng)發(fā)展到通氣攪拌式的液體培養(yǎng)從靜止式液體培養(yǎng)發(fā)展到通氣攪拌式的液體培養(yǎng)n從單批培養(yǎng)發(fā)展到連續(xù)培養(yǎng)以至多級連續(xù)培養(yǎng)從單批培養(yǎng)發(fā)展到連續(xù)培養(yǎng)以至多級連續(xù)培養(yǎng)n從利用分散的微生物細(xì)胞發(fā)展到利用固定化的細(xì)胞集團(tuán)從利用分散的微生物細(xì)胞發(fā)展到利用固定化的細(xì)胞集團(tuán)n從單純利用微生物細(xì)胞到大量培養(yǎng)、利用高等動植物細(xì)胞從單純利用微生物細(xì)胞到大量培養(yǎng)、利用高等動植物細(xì)胞n從單菌發(fā)酵發(fā)展到混菌發(fā)酵從單菌發(fā)酵發(fā)展到混菌發(fā)酵n從利用野生菌種發(fā)展到利用變異株以及從利用野生菌種發(fā)展到利用變異株以及“工程菌工程菌”等等等等1、微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)、微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)n固體培養(yǎng)固體培養(yǎng)n好氧菌的培養(yǎng)：主要有試管斜面、培養(yǎng)皿平板及較大型好氧菌的培養(yǎng)：主要有試管斜面、培養(yǎng)皿平板及較大型的茄子瓶等的平板培養(yǎng)方法。的茄子瓶等的平板培養(yǎng)方法。n厭氧菌的培養(yǎng)厭氧菌的培養(yǎng)n高層瓊脂柱：用加有還原劑的固體或半固體培養(yǎng)基高層瓊脂柱：用加有還原劑的固體或半固體培養(yǎng)基裝入試管中，以培養(yǎng)相應(yīng)的厭氧菌。在這種培養(yǎng)基裝入試管中，以培養(yǎng)相應(yīng)的厭氧菌。在這種培養(yǎng)基中，越是深層，其氧化還原勢越低，因而越有