第五章微生物的生長(zhǎng)及其影響因素課件

第五章微生物的生長(zhǎng)及其影響因素微生物生長(zhǎng)微生物的生長(zhǎng)規(guī)律環(huán)境因素對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響第五章微生物的生長(zhǎng)及其影響因素微生物生長(zhǎng)1第一節(jié)微生物的生長(zhǎng)個(gè)體生長(zhǎng)個(gè)體繁殖群體生長(zhǎng)群體生長(zhǎng)個(gè)體生長(zhǎng)+個(gè)體繁殖由于微生物的個(gè)體極小，所以常用群體生長(zhǎng)來反映個(gè)體生長(zhǎng)的狀況一、微生物生長(zhǎng)的概念第一節(jié)微生物的生長(zhǎng)個(gè)體生長(zhǎng)個(gè)體繁2比例計(jì)數(shù)法直接法血球計(jì)數(shù)法計(jì)繁殖數(shù)液體稀釋法間接法平板菌落計(jì)數(shù)法二、微生物生長(zhǎng)量的測(cè)定

3測(cè)體積直接法稱干重測(cè)生長(zhǎng)量比濁法間接法測(cè)含碳量生理指標(biāo)法測(cè)含氮量其它（P、DNA）

4一、微生物的個(gè)體生長(zhǎng)和同步生長(zhǎng)同步生長(zhǎng)的概念：采用一定的方法使細(xì)胞群體處于分裂步調(diào)一致的狀態(tài)，稱為同步生長(zhǎng)通過環(huán)境條件誘導(dǎo)同步生長(zhǎng)群體獲得同步生長(zhǎng)的方法（溫度、培養(yǎng)基成分等）

通過物理方法選擇同步生長(zhǎng)群體

（離心方法、過濾分離、硝酸纖維素濾膜）第二節(jié)微生物的生長(zhǎng)規(guī)律一、微生物的個(gè)體生長(zhǎng)和同步生長(zhǎng)同步生長(zhǎng)的概念：采用一定的5㏒細(xì)胞數(shù)

延滯期指數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線二、微生物生長(zhǎng)曲線二、微生物生長(zhǎng)曲線6適應(yīng)期

生長(zhǎng)速度為零細(xì)胞體積急劇增大細(xì)胞內(nèi)的RNA尤其是rRNA含量增高，細(xì)胞呈嗜堿性合成代謝活躍，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶對(duì)外界不良環(huán)境條件敏感適應(yīng)期生長(zhǎng)速度為零7影響適應(yīng)期長(zhǎng)短的因素接種齡接種量培養(yǎng)基成分

發(fā)酵工業(yè)上需盡量縮短該期，以降低生產(chǎn)成本在食品工業(yè)上，盡量在此期進(jìn)行消毒或滅菌影響適應(yīng)期長(zhǎng)短的因素接種齡8對(duì)數(shù)期生長(zhǎng)速度常數(shù)R最大細(xì)胞進(jìn)行平衡生長(zhǎng)酶系活躍，代謝旺盛影響指數(shù)期微生物增代時(shí)間的因素菌種營(yíng)養(yǎng)成分營(yíng)養(yǎng)物的濃度

發(fā)酵工業(yè)上盡量延長(zhǎng)該期，以達(dá)到較高的菌體密度食品工業(yè)上盡量使有害微生物不能進(jìn)入此期對(duì)數(shù)期9穩(wěn)定期特點(diǎn)：

1生長(zhǎng)速率常數(shù)R等于02菌體產(chǎn)量達(dá)到了最高值3合成次生代謝產(chǎn)物4細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)儲(chǔ)藏物質(zhì)，芽孢菌內(nèi)開始產(chǎn)生芽孢產(chǎn)生原因：

營(yíng)養(yǎng)物尤其是生長(zhǎng)限制因子的耗盡營(yíng)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、氧化還原勢(shì)等）不合適穩(wěn)定期特點(diǎn)：10衰亡期特點(diǎn)：

1R為負(fù)值2細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生變化，出現(xiàn)不規(guī)則的衰退形3釋放次生代謝產(chǎn)物，芽孢等4菌體開始自溶產(chǎn)生原因：

生長(zhǎng)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)致菌體的死亡衰亡期特點(diǎn)：11主要的生長(zhǎng)參數(shù)遲緩時(shí)間：實(shí)際達(dá)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期所需時(shí)間與理想條件下達(dá)到對(duì)數(shù)期所需時(shí)間之差。延緩生長(zhǎng)量反映了遲緩期給細(xì)胞物質(zhì)的工業(yè)化生產(chǎn)造成的損失。比生長(zhǎng)率：表示生長(zhǎng)速度與生長(zhǎng)基質(zhì)濃度之間的關(guān)系，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度很低時(shí)，比生長(zhǎng)率與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度成正比?？偵L(zhǎng)量：通過培養(yǎng)獲得的微生物總量與原來接種的微生物量之差值。產(chǎn)量常數(shù)：總生長(zhǎng)量與消耗基質(zhì)總量之比。主要的生長(zhǎng)參數(shù)遲緩時(shí)間：實(shí)際達(dá)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期所需時(shí)間與理想條件12第三節(jié)環(huán)境對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響溫度水分氧氣pH滲透壓氧化還原電位化學(xué)藥物第三節(jié)環(huán)境對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響溫度13溫度不同的微生物生長(zhǎng)的溫度范圍不同，根據(jù)生長(zhǎng)與溫度的關(guān)系，微生物的生長(zhǎng)有三個(gè)溫度基點(diǎn)，即最適、最高、最低生長(zhǎng)溫度，根據(jù)微生物的最適生長(zhǎng)溫度的不同，可將微生物分為：低溫微生物、中溫微生物和高溫微生物，它們的生長(zhǎng)溫度如下表低溫菌中溫菌高溫菌最適生長(zhǎng)溫度10-2025-30，37-4050-55最低生長(zhǎng)溫度-10-510-20，10-2025-45最高生長(zhǎng)溫度25-3040-4570-80溫度不同的微生物生長(zhǎng)的溫度范圍不同，根據(jù)生長(zhǎng)與溫度的關(guān)14高溫對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響嗜熱微生物的生長(zhǎng)特性

高溫菌在高溫下生長(zhǎng)的原因：

抗熱的酶，膜中的高飽和脂肪酸

高溫菌的生長(zhǎng)特性：生長(zhǎng)曲線的各個(gè)時(shí)期均短暫，因此常會(huì)在腐敗食品中檢測(cè)不到，這在食品檢驗(yàn)中要特別注意高溫對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響嗜熱微生物的生長(zhǎng)特性15影響微生物對(duì)熱抵抗力的因素：菌種的遺傳特性菌齡微生物的數(shù)量基質(zhì)的特性（組成、濃度、理化條件）加熱的時(shí)間與溫度

影響微生物對(duì)熱抵抗力的因素：16影響加壓蒸汽滅菌效果的因素滅菌物體的含菌量滅菌鍋內(nèi)空氣的排除程度滅菌物體的pH值滅菌對(duì)象的體積加熱與散熱的速度影響加壓蒸汽滅菌效果的因素滅菌物體的含菌量17高溫對(duì)培養(yǎng)基的影響及其防止措施高溫對(duì)培養(yǎng)基的不利影響：

形成沉淀物（有機(jī)沉淀物如多肽類，無機(jī)沉淀物如磷酸鹽）；破壞營(yíng)養(yǎng)；提高色澤（褐變?nèi)绠a(chǎn)生氨基糖等）；改變培養(yǎng)基的pH值；降低培養(yǎng)基的濃度消除有害影響的措施采用特殊的加熱滅菌法過濾除菌法加入螯合劑

高溫對(duì)培養(yǎng)基的影響及其防止措施高溫對(duì)培養(yǎng)基的不利影響：18低溫對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響低溫微生物耐低溫的原因：

胞內(nèi)酶耐低溫；細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸的含量高。低于冰點(diǎn)的溫度對(duì)微生物的影響：水分的喪失；冰晶對(duì)細(xì)胞膜的物理?yè)p傷。

速凍、緩凍與反復(fù)凍溶對(duì)微生物細(xì)胞的影響低溫對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響低溫微生物耐低溫的原因：19低溫的用途菌種保藏

液氮的溫度（-195℃）、干冰溫度（-70℃）、-20℃和4℃（常加大分子保護(hù)劑如糊精、血清白蛋白等）食品冷藏冷藏（0-4℃）與動(dòng)藏（-18℃）低溫的用途菌種保藏20水分水分約占微生物細(xì)胞組成的70-85%，環(huán)境中缺水時(shí)（干燥的環(huán)境）引起微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的變性和鹽類濃度的增高，抑制微生物的生長(zhǎng)，甚至造成微生物的死亡。干燥對(duì)微生物的作用受環(huán)境溫度、失水速度、菌齡、微生物所處基質(zhì)等條件的影響。干燥用于食品保藏的方法可分為兩類，即自然干燥（熏干、曬干、冷凍干燥）和人工干燥（常壓干燥如熱風(fēng)、噴霧、凍結(jié)、微波等；真空干燥如真空和冷凍真空干燥）水分水分約占微生物細(xì)胞組成的70-85%，環(huán)境中缺水時(shí)（干燥21氧氣根據(jù)微生物生長(zhǎng)與氧氣的關(guān)系，可將微生物分為以下幾種：

專性好氧菌：在正常大氣壓下（0.2巴）進(jìn)行好氧呼吸產(chǎn)能好氧菌微好氧菌：只能在0.01-0.03巴大氣壓下生活耐氧菌：只能以發(fā)酵產(chǎn)能，但分子氧無毒害（專性）厭氧菌：只能生長(zhǎng)在無氧或基本無氧條件下，氧劇毒兼性厭氧菌：以呼吸為主，兼營(yíng)發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能過氧化物歧化酶、過氧化氫酶、細(xì)胞色素氧化酶的分布情況氧氣根據(jù)微生物生長(zhǎng)與氧氣的關(guān)系，可將微生物分為以下幾種：22

pH值根據(jù)微生物生長(zhǎng)的最適pH值，將微生物分為：嗜堿微生物：硝化細(xì)菌、尿素分解菌、多數(shù)放線菌耐堿微生物：許多鏈霉菌中性微生物：絕大多數(shù)細(xì)菌，一部分真菌嗜酸微生物：硫桿菌屬耐酸微生物：乳酸桿菌、醋酸桿菌不同的微生物最適生長(zhǎng)的pH值不同，同一種微生物在不同的生理階段對(duì)pH值的要求也不同，在發(fā)酵工業(yè)中，控制pH值尤其重要，如黑曲霉在pH2-2.5主要產(chǎn)檸檬酸，pH2.5-6.5以菌體生長(zhǎng)為主，pH7時(shí)以合成草酸為主各類微生物生長(zhǎng)的最適pH值：細(xì)菌為6.5-7.5，放線菌為7.5-8.0，霉菌和酵母菌為4-6

pH值根據(jù)微生物生長(zhǎng)的最適pH值，將微生物分為：23滲透壓微生物生長(zhǎng)與滲透壓的關(guān)系（高滲透壓、低滲透壓對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響）根據(jù)微生物對(duì)高滲透壓耐性的不同，將其分為以下三類：高度嗜鹽細(xì)菌（20-30%食鹽溶液中生長(zhǎng)）嗜鹽細(xì)菌中等嗜鹽細(xì)菌（5-18%的食鹽溶液中生長(zhǎng)）低等嗜鹽細(xì)菌（2-5%的食鹽溶液中生長(zhǎng)）耐鹽細(xì)菌（可在10%以下的食鹽溶液中生長(zhǎng)）耐糖細(xì)菌（可在60%以下的含糖高滲溶液中生長(zhǎng)）*普通微生物一般在0.85-0.90的食鹽溶液中生長(zhǎng)滲透壓微生物生長(zhǎng)與滲透壓的關(guān)系（高滲透壓、低滲透壓對(duì)微生物生24氧化還原電位一般需氧微生物Eh值在+0.1以上就可以生長(zhǎng)，以0.3—0.4為合適，厭氧微生物只能在+0.1以下生長(zhǎng)，兼性厭氧微生物對(duì)Eh值的要求相對(duì)較為廣泛。氧化還原電位一般需氧微生物Eh值在+0.1以上就可以生長(zhǎng)，以25化學(xué)藥物1.重金屬鹽類：銅、汞鹽。2.氧化劑：次氯酸鈣等。3.有機(jī)化合物：酚、醇、醛等。4.表面活性劑：新潔而滅5.鹵族元素及其化合物：碘、氯化物。6.染料：結(jié)晶紫。7.毒性物質(zhì)：KCN、CO等?；瘜W(xué)藥物26第五章微生物的生長(zhǎng)及其影響因素微生物生長(zhǎng)微生物的生長(zhǎng)規(guī)律環(huán)境因素對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響第五章微生物的生長(zhǎng)及其影響因素微生物生長(zhǎng)27第一節(jié)微生物的生長(zhǎng)個(gè)體生長(zhǎng)個(gè)體繁殖群體生長(zhǎng)群體生長(zhǎng)個(gè)體生長(zhǎng)+個(gè)體繁殖由于微生物的個(gè)體極小，所以常用群體生長(zhǎng)來反映個(gè)體生長(zhǎng)的狀況一、微生物生長(zhǎng)的概念第一節(jié)微生物的生長(zhǎng)個(gè)體生長(zhǎng)個(gè)體繁28比例計(jì)數(shù)法直接法血球計(jì)數(shù)法計(jì)繁殖數(shù)液體稀釋法間接法平板菌落計(jì)數(shù)法二、微生物生長(zhǎng)量的測(cè)定

29測(cè)體積直接法稱干重測(cè)生長(zhǎng)量比濁法間接法測(cè)含碳量生理指標(biāo)法測(cè)含氮量其它（P、DNA）

30一、微生物的個(gè)體生長(zhǎng)和同步生長(zhǎng)同步生長(zhǎng)的概念：采用一定的方法使細(xì)胞群體處于分裂步調(diào)一致的狀態(tài)，稱為同步生長(zhǎng)通過環(huán)境條件誘導(dǎo)同步生長(zhǎng)群體獲得同步生長(zhǎng)的方法（溫度、培養(yǎng)基成分等）

通過物理方法選擇同步生長(zhǎng)群體

（離心方法、過濾分離、硝酸纖維素濾膜）第二節(jié)微生物的生長(zhǎng)規(guī)律一、微生物的個(gè)體生長(zhǎng)和同步生長(zhǎng)同步生長(zhǎng)的概念：采用一定的31㏒細(xì)胞數(shù)

延滯期指數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線二、微生物生長(zhǎng)曲線二、微生物生長(zhǎng)曲線32適應(yīng)期

生長(zhǎng)速度為零細(xì)胞體積急劇增大細(xì)胞內(nèi)的RNA尤其是rRNA含量增高，細(xì)胞呈嗜堿性合成代謝活躍，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶對(duì)外界不良環(huán)境條件敏感適應(yīng)期生長(zhǎng)速度為零33影響適應(yīng)期長(zhǎng)短的因素接種齡接種量培養(yǎng)基成分

發(fā)酵工業(yè)上需盡量縮短該期，以降低生產(chǎn)成本在食品工業(yè)上，盡量在此期進(jìn)行消毒或滅菌影響適應(yīng)期長(zhǎng)短的因素接種齡34對(duì)數(shù)期生長(zhǎng)速度常數(shù)R最大細(xì)胞進(jìn)行平衡生長(zhǎng)酶系活躍，代謝旺盛影響指數(shù)期微生物增代時(shí)間的因素菌種營(yíng)養(yǎng)成分營(yíng)養(yǎng)物的濃度

發(fā)酵工業(yè)上盡量延長(zhǎng)該期，以達(dá)到較高的菌體密度食品工業(yè)上盡量使有害微生物不能進(jìn)入此期對(duì)數(shù)期35穩(wěn)定期特點(diǎn)：

1生長(zhǎng)速率常數(shù)R等于02菌體產(chǎn)量達(dá)到了最高值3合成次生代謝產(chǎn)物4細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)儲(chǔ)藏物質(zhì)，芽孢菌內(nèi)開始產(chǎn)生芽孢產(chǎn)生原因：

營(yíng)養(yǎng)物尤其是生長(zhǎng)限制因子的耗盡營(yíng)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、氧化還原勢(shì)等）不合適穩(wěn)定期特點(diǎn)：36衰亡期特點(diǎn)：

1R為負(fù)值2細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生變化，出現(xiàn)不規(guī)則的衰退形3釋放次生代謝產(chǎn)物，芽孢等4菌體開始自溶產(chǎn)生原因：

生長(zhǎng)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)致菌體的死亡衰亡期特點(diǎn)：37主要的生長(zhǎng)參數(shù)遲緩時(shí)間：實(shí)際達(dá)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期所需時(shí)間與理想條件下達(dá)到對(duì)數(shù)期所需時(shí)間之差。延緩生長(zhǎng)量反映了遲緩期給細(xì)胞物質(zhì)的工業(yè)化生產(chǎn)造成的損失。比生長(zhǎng)率：表示生長(zhǎng)速度與生長(zhǎng)基質(zhì)濃度之間的關(guān)系，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度很低時(shí)，比生長(zhǎng)率與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度成正比。總生長(zhǎng)量：通過培養(yǎng)獲得的微生物總量與原來接種的微生物量之差值。產(chǎn)量常數(shù)：總生長(zhǎng)量與消耗基質(zhì)總量之比。主要的生長(zhǎng)參數(shù)遲緩時(shí)間：實(shí)際達(dá)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期所需時(shí)間與理想條件38第三節(jié)環(huán)境對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響溫度水分氧氣pH滲透壓氧化還原電位化學(xué)藥物第三節(jié)環(huán)境對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響溫度39溫度不同的微生物生長(zhǎng)的溫度范圍不同，根據(jù)生長(zhǎng)與溫度的關(guān)系，微生物的生長(zhǎng)有三個(gè)溫度基點(diǎn)，即最適、最高、最低生長(zhǎng)溫度，根據(jù)微生物的最適生長(zhǎng)溫度的不同，可將微生物分為：低溫微生物、中溫微生物和高溫微生物，它們的生長(zhǎng)溫度如下表低溫菌中溫菌高溫菌最適生長(zhǎng)溫度10-2025-30，37-4050-55最低生長(zhǎng)溫度-10-510-20，10-2025-45最高生長(zhǎng)溫度25-3040-4570-80溫度不同的微生物生長(zhǎng)的溫度范圍不同，根據(jù)生長(zhǎng)與溫度的關(guān)40高溫對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響嗜熱微生物的生長(zhǎng)特性

高溫菌在高溫下生長(zhǎng)的原因：

抗熱的酶，膜中的高飽和脂肪酸

高溫菌的生長(zhǎng)特性：生長(zhǎng)曲線的各個(gè)時(shí)期均短暫，因此常會(huì)在腐敗食品中檢測(cè)不到，這在食品檢驗(yàn)中要特別注意高溫對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響嗜熱微生物的生長(zhǎng)特性41影響微生物對(duì)熱抵抗力的因素：菌種的遺傳特性菌齡微生物的數(shù)量基質(zhì)的特性（組成、濃度、理化條件）加熱的時(shí)間與溫度

影響微生物對(duì)熱抵抗力的因素：42影響加壓蒸汽滅菌效果的因素滅菌物體的含菌量滅菌鍋內(nèi)空氣的排除程度滅菌物體的pH值滅菌對(duì)象的體積加熱與散熱的速度影響加壓蒸汽滅菌效果的因素滅菌物體的含菌量43高溫對(duì)培養(yǎng)基的影響及其防止措施高溫對(duì)培養(yǎng)基的不利影響：

形成沉淀物（有機(jī)沉淀物如多肽類，無機(jī)沉淀物如磷酸鹽）；破壞營(yíng)養(yǎng)；提高色澤（褐變?nèi)绠a(chǎn)生氨基糖等）；改變培養(yǎng)基的pH值；降低培養(yǎng)基的濃度消除有害影響的措施采用特殊的加熱滅菌法過濾除菌法加入螯合劑

高溫對(duì)培養(yǎng)基的影響及其防止措施高溫對(duì)培養(yǎng)基的不利影響：44低溫對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響低溫微生物耐低溫的原因：

胞內(nèi)酶耐低溫；細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸的含量高。低于冰點(diǎn)的溫度對(duì)微生物的影響：水分的喪失；冰晶對(duì)細(xì)胞膜的物理?yè)p傷。

速凍、緩凍與反復(fù)凍溶對(duì)微生物細(xì)胞的影響低溫對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響低溫微生物耐低溫的原因：45低溫的用途菌種保藏

液氮的溫度（-195℃）、干冰溫度（-70℃）、-20℃和4℃（常加大分子保護(hù)劑如糊精、血清白蛋白等）食品冷藏冷藏（0-4℃）與動(dòng)藏（-18℃）低溫的用途菌種保藏46水分水分約占微生物細(xì)胞組成的70-85%，環(huán)境中缺水時(shí)（干燥的環(huán)境）引起微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的變性和鹽類濃度的增高，抑制微生物的生長(zhǎng)，甚至造成微生物的死亡。干燥對(duì)微生物的作用受環(huán)境溫度、失水速度、菌齡、微生物所處基質(zhì)等條件的影響。干燥用于食品保藏的方法可分為兩類，即自然干燥（熏干、曬干、冷凍干燥）和人工干燥（常壓干燥如熱風(fēng)、噴霧、凍結(jié)、微波等；真空干燥如真空和冷凍真空干燥）水分水分約占微生物細(xì)胞組成的70-85%，環(huán)境中缺水時(shí)（干燥47氧氣根據(jù)微生物生長(zhǎng)與氧氣的關(guān)系，可將微生物分為以下幾種：

專性好氧菌：在正常大氣壓下（0.2巴）進(jìn)行好氧呼吸產(chǎn)能好氧菌微好氧菌：只能在0.01-0.03巴大氣壓下生活耐氧菌：只能以發(fā)酵產(chǎn)能，但分子氧無毒害（專性）厭氧菌：只能生長(zhǎng)在無氧或基本無氧條件下，氧劇毒兼性厭氧菌：以呼吸為主，兼營(yíng)發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能過氧化物歧化酶