微生物的生長(zhǎng)和環(huán)境條件

微生物的生長(zhǎng)

與環(huán)境條件第七章一個(gè)微生物細(xì)胞合適的外界條件，吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行代謝。如果同化作用的速度超過了異化作用個(gè)體的生長(zhǎng)原生質(zhì)的總量（重量、體積、大?。┚筒粩嘣黾尤绻骷?xì)胞組分是按恰當(dāng)?shù)谋壤鲩L(zhǎng)時(shí)，則達(dá)到一定程度后就會(huì)發(fā)生繁殖，引起個(gè)體數(shù)目的增加。群體內(nèi)各個(gè)個(gè)體的進(jìn)一步生長(zhǎng)群體的生長(zhǎng)生長(zhǎng)——微生物細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行新陳代謝，當(dāng)同化作用>異化作用時(shí)，生命個(gè)體的重量和體積不斷增大的過程。繁殖——生命個(gè)體生長(zhǎng)到一定階段，通過特定方式產(chǎn)生新的生命個(gè)體，即引起生命個(gè)體數(shù)量增加的生物學(xué)過程。生長(zhǎng)與繁殖的概念個(gè)體生長(zhǎng)——微生物細(xì)胞個(gè)體吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行新陳代謝，原生質(zhì)與細(xì)胞組分的增加為個(gè)體生長(zhǎng)。群體生長(zhǎng)——群體中個(gè)體數(shù)目的增加?？梢杂弥亓?、體積、密度或濃度來衡量。（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）

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)體繁殖第一節(jié)純培養(yǎng)微生物群體的生長(zhǎng)第二節(jié)微生物個(gè)體的生長(zhǎng)和分化第三節(jié)影響微生物生長(zhǎng)的主要因素純培養(yǎng)(pureculture)——微生物學(xué)中把從一個(gè)細(xì)胞或一群相同的細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)繁殖而得到的后代,稱純培養(yǎng)。第一節(jié)測(cè)定微生物生長(zhǎng)繁殖的方法稀釋平皿法劃線法單細(xì)胞挑取法純培養(yǎng)方法稀釋平板法平皿劃線分離法獲得純培養(yǎng)的方法單細(xì)胞挑取法：從待分離材料中挑取一個(gè)細(xì)胞來培養(yǎng)，從而獲得純培養(yǎng)的過程。獲得純培養(yǎng)的方法細(xì)菌群體生長(zhǎng)的測(cè)定細(xì)胞數(shù)量的測(cè)定細(xì)胞總數(shù)測(cè)定

活細(xì)菌數(shù)量的測(cè)定細(xì)胞生物量的測(cè)定（一）細(xì)胞數(shù)量的測(cè)定細(xì)胞總數(shù)測(cè)定直接法(干重法，測(cè)體積法)間接法（比濁法，碳、氮含量法，其它生理指標(biāo)）活細(xì)菌數(shù)量的測(cè)定直接法（死、活細(xì)胞總數(shù)）血球計(jì)數(shù)板、比例計(jì)數(shù)法間接法（活菌）平板菌落計(jì)數(shù)法、液體稀釋法、膜過濾法1、顯微鏡直接計(jì)數(shù)法使用細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血球計(jì)數(shù)板在顯微鏡下直接計(jì)數(shù)。

優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，計(jì)數(shù)直觀。（一）細(xì)胞數(shù)量的測(cè)定2、比濁計(jì)數(shù)法根據(jù)細(xì)菌懸浮液的吸光度測(cè)定其數(shù)量。

優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)便，直接。（一）細(xì)胞數(shù)量的測(cè)定3、稀釋平板計(jì)數(shù)法對(duì)樣品稀釋培養(yǎng)，據(jù)形成的菌落數(shù)計(jì)數(shù)。

優(yōu)點(diǎn)：傳統(tǒng)計(jì)數(shù)方法。對(duì)設(shè)備要求不高。10-310-510-410-6（一）細(xì)胞數(shù)量的測(cè)定（二）微生物生長(zhǎng)量的測(cè)定

直接法

1、測(cè)體積法

2、稱重法間接法

1、含氮量測(cè)定法

2、DNA含量測(cè)定法

3、其他生理指標(biāo)法（1）粗放的測(cè)體積法（2）精確的稱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(gè)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。例：大腸桿菌一個(gè)細(xì)胞一般重約10–12~10–13g，100ml培養(yǎng)物若得10~90mg干重的細(xì)胞。則液體培養(yǎng)物中細(xì)胞濃度達(dá)到2×109個(gè)/ml

。1直接法測(cè)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(cè)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(cè)得粗蛋白的含量:

N×6.25=Pr其他方法含碳、磷、DNA、RNA、耗氧量、消耗底物量、產(chǎn)CO2、產(chǎn)酸、產(chǎn)熱、粘度等，都可用于生長(zhǎng)量的測(cè)定。2、間接法第二節(jié)微生物的生長(zhǎng)規(guī)律一、單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線二、微生物的同步生長(zhǎng)三、微生物的連續(xù)培養(yǎng)

一、單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線

【分批培養(yǎng)】將一定量的微生物接種在一個(gè)封閉的、盛有一定量液體培養(yǎng)基的容器內(nèi)，保持一定的溫度、pH和溶解氧量，微生物在其中生長(zhǎng)繁殖；結(jié)果會(huì)出現(xiàn)微生物數(shù)量由少變多，達(dá)到高峰后又由多變少，甚至死亡的變化規(guī)律。

【生長(zhǎng)曲線】

：定量描述液體培養(yǎng)基中微生物群體生長(zhǎng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)曲線。

一、單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線

單細(xì)胞微生物主要包括細(xì)菌和酵母菌，其群體生長(zhǎng)是以群體中細(xì)胞數(shù)量的增加來表示的。

由一個(gè)細(xì)胞分裂成為兩個(gè)細(xì)胞的時(shí)間間隔稱為世代，一個(gè)世代所需的時(shí)間就是代時(shí)（Ｇenerationtime,G），代時(shí)也就是群體細(xì)胞數(shù)目擴(kuò)大一倍所需時(shí)間，有時(shí)也稱為倍增時(shí)間。生長(zhǎng)速率常數(shù)：每小時(shí)分裂次數(shù)，用R表示。

右圖表示的是一個(gè)細(xì)胞經(jīng)過若干代分裂后的情況。如圖可見，每經(jīng)過一個(gè)代時(shí)，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(zhǎng)，這就是單細(xì)胞群體生長(zhǎng)的特征。即：X2=X1?2n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(shí)間取樣，測(cè)菌細(xì)胞數(shù)目。以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，以細(xì)菌增長(zhǎng)數(shù)目的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)，繪制所得的曲線。生長(zhǎng)曲線的制作接種 適溫培養(yǎng)定時(shí)取樣測(cè)定生長(zhǎng)量☆以細(xì)菌為例介紹無分支單細(xì)胞微生物群體生長(zhǎng)規(guī)律，其結(jié)論也基本適用于酵母菌?！钌L(zhǎng)曲線代表了單細(xì)胞微生物在新的環(huán)境中從開始生長(zhǎng)、分裂直至死亡的整個(gè)動(dòng)態(tài)變化過程?！蠲糠N單細(xì)胞微生物都有各自的典型生長(zhǎng)曲線，但它們的生長(zhǎng)過程卻有著共同的規(guī)律性。一般可以將生長(zhǎng)曲線劃分為四個(gè)時(shí)期?？偩鷶?shù)活菌數(shù)培養(yǎng)時(shí)間/h

Ⅱ.對(duì)數(shù)期Ⅲ.穩(wěn)定期Ⅳ.衰亡期Ⅰ.延滯期細(xì)菌數(shù)目（個(gè)/ml）對(duì)數(shù)ⅡⅢⅣⅠ根據(jù)微生物的生長(zhǎng)速率常數(shù)的不同，可將生長(zhǎng)曲線大致分為四個(gè)時(shí)期：又稱：停滯期、調(diào)整期、適應(yīng)期1.現(xiàn)象：活菌數(shù)沒增加，曲線平行于橫軸。2.特點(diǎn)：生長(zhǎng)速率常數(shù)R=0細(xì)胞形態(tài)變大或增長(zhǎng)合成代謝活躍（核糖體、酶類、ATP合成加快），易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶對(duì)外界不良條件敏感，（如氯化鈉濃度、溫度、抗生素等化學(xué)藥物）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（一）延緩期（lagphase）認(rèn)識(shí)延遲期的特點(diǎn)及形成原因?qū)?shí)踐的指導(dǎo)意義：在發(fā)酵工業(yè)上需設(shè)法盡量縮短延遲期，措施有：①接種齡：采用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的健壯菌種；②增加接種量；一般來說，接種量增大可縮短甚至消除延遲期（發(fā)酵工業(yè)上一般采用1/10的接種量）；

③調(diào)整培養(yǎng)基的成分，應(yīng)適當(dāng)豐富，且發(fā)酵培養(yǎng)基成分盡量與種子培養(yǎng)基的成分接近。

（二）對(duì)數(shù)期（logarithmicphase）在生長(zhǎng)曲線中，緊接著延滯期的一段細(xì)胞數(shù)目以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)的時(shí)期。其對(duì)數(shù)與時(shí)間呈直線關(guān)系。

1、對(duì)數(shù)期的特點(diǎn)：

生長(zhǎng)速率常數(shù)R最大，即代時(shí)最短;

細(xì)胞進(jìn)行平衡生長(zhǎng)，菌體大小、形態(tài)、生理特征等比較一致;

酶系活躍，代謝最旺盛;

細(xì)胞對(duì)理化因素較敏感。2、對(duì)數(shù)期中的的三個(gè)重要參數(shù)繁殖代數(shù)（n）

指數(shù)生長(zhǎng)方式：1、2、4、8……2n

設(shè)接種時(shí)細(xì)胞數(shù)為x1,時(shí)間為t1,到時(shí)間t2后，繁殖n代，細(xì)胞數(shù)為x2，它們之間的相互關(guān)系為：

x2=x1·2n以對(duì)數(shù)表示：㏒x2=㏒x1+n㏒2∴n==3.322(㏒x2-㏒x1)

㏒x2-㏒x1㏒2x2x1t2t1培養(yǎng)時(shí)間Lg

細(xì)胞數(shù)/mlt2-t13.322(lgx2-lgx1)生長(zhǎng)速率常數(shù)R=t2-t13.322(lgx2-lgx1)代時(shí)G=

繁殖代數(shù)n=3.322(lgx2-lgx1)影響對(duì)數(shù)期微生物代時(shí)長(zhǎng)短的因素菌種營(yíng)養(yǎng)成分營(yíng)養(yǎng)物濃度培養(yǎng)溫度生長(zhǎng)限制因子:凡處于較低濃度范圍內(nèi)可影響生長(zhǎng)速率和菌體產(chǎn)量的某營(yíng)養(yǎng)物。一些細(xì)菌的代時(shí)菌名 培養(yǎng)基 培養(yǎng)溫度 代時(shí)E.coli（大腸桿菌） 肉湯 37℃ 17minE.coli 牛奶 37 12.5 Enterobacter

aerogenes（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 48Azotobacter

chroococcum（褐球固氮菌） 葡萄糖 25 344~46 Mycobacteriumtuberculosis（結(jié)核分枝桿菌）組合 37 792~93 Nitrobacter

agilis（活躍硝化桿菌） 組合 27 1200應(yīng)用意義：對(duì)數(shù)期的微生物具有整個(gè)群體的生理特性一致、細(xì)胞各成分平衡增長(zhǎng)和生長(zhǎng)速率恒定等優(yōu)點(diǎn)，是：（1）用作代謝、生理等研究的良好材料；（2）是增殖噬菌體的最適宿主；（3）是發(fā)酵工業(yè)中用種子的最佳材料。（4）進(jìn)行染色、形態(tài)觀察等的良好材料。（三）穩(wěn)定期（stationaryphase，恒定期、最高生長(zhǎng)期）1．特點(diǎn)：（1）R=0，即處于新繁殖的細(xì)胞數(shù)與衰亡的細(xì)胞數(shù)相等，或正生長(zhǎng)與負(fù)生長(zhǎng)相等的動(dòng)態(tài)平衡之中。培養(yǎng)物中的細(xì)胞數(shù)目達(dá)到最高值。（2）菌體產(chǎn)量達(dá)到了最高點(diǎn)；（3）菌體產(chǎn)量與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗間呈現(xiàn)出有規(guī)律的比例關(guān)系（4）細(xì)胞內(nèi)開始積聚糖原、異染顆粒和脂肪等內(nèi)含物；（5）芽孢桿菌一般在這時(shí)開始形成芽孢；（6）通過復(fù)雜的次生代謝途徑合成抗生素等對(duì)人類有用的各種次生代謝物（穩(wěn)定期產(chǎn)物）。2．穩(wěn)定期到來的原因（1）營(yíng)養(yǎng)物尤其是生長(zhǎng)限制因子耗盡；（2）營(yíng)養(yǎng)物的比例失調(diào)；（3）酸、醇、毒素等有害代謝產(chǎn)物的累積；（4）pH、氧化還原勢(shì)等物理化學(xué)條件越來越不適宜；等等.（四）衰亡期（declinephase）1、特點(diǎn)：（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(zhǎng)”（

R＜0）

；（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；（3）有些菌體因蛋白水解酶活力的增強(qiáng)而發(fā)生菌體自溶；（4）有的微生物合成或釋放對(duì)人類有益的抗生素等次生代謝（5）芽孢桿菌在此期釋放芽孢；等等。2、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。由于微生物細(xì)胞極其微小，研究其個(gè)體生長(zhǎng)存在著技術(shù)上的困難（用電子顯微鏡和同步培養(yǎng)技術(shù)）。同步生長(zhǎng)（synchronousgrowth）：一個(gè)細(xì)胞群體中各個(gè)細(xì)胞都在同一時(shí)間進(jìn)行分裂的狀態(tài)，稱為同步生長(zhǎng)。同步細(xì)胞：進(jìn)行同步分裂的細(xì)胞稱為同步細(xì)胞。同步細(xì)胞群體在任何一時(shí)刻都處在細(xì)胞周期的同一相，彼此間形態(tài)、生化特征都很一致，因而是細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)等研究的良好材料。二、微生物的同步生長(zhǎng)獲得同步生長(zhǎng)的方法：獲得同步生長(zhǎng)的方法主要有兩類：環(huán)境條件誘導(dǎo)法：抗生素、變換溫度、光線、培養(yǎng)基等。造成與正常細(xì)胞周期不同的周期變化。機(jī)械篩選法：選擇性過濾、梯度離心或膜洗脫法。物理方法，隨機(jī)選擇，不影響細(xì)胞代謝。硝酸纖維素膜法原理：一些細(xì)菌細(xì)胞會(huì)緊緊粘附于具不同電荷的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)。

★這種細(xì)胞在培養(yǎng)過程中，一般經(jīng)2–3個(gè)分裂周期就會(huì)喪失其同步性。

三、微生物的連續(xù)培養(yǎng)（continuousculture）連續(xù)培養(yǎng)（continuousculture）：在微生物培養(yǎng)的過程中，不斷地供給新鮮的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)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(zhǎng)時(shí)間地處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)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)。連續(xù)培養(yǎng)理論基礎(chǔ)：由于對(duì)典型生長(zhǎng)曲線中穩(wěn)定期到來原因的認(rèn)識(shí)，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)。概念：根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長(zhǎng)密度，借光電控制系統(tǒng)來控制培養(yǎng)液流速，以取得菌體高密度、生長(zhǎng)速度恒定的微生物細(xì)胞。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液濃度不變,即濁度不變。當(dāng)濁度高時(shí)，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。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(zhǎng)相平行的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸、乙醇等。第三節(jié)環(huán)境條件對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響影響微生物生長(zhǎng)的外界因素很多，除了營(yíng)養(yǎng)因素之外，還有許多物理化學(xué)因素，如：O2、溫度、pH值、水活度、滲透壓、Eh、輻射、UV、電離輻射、超聲波、化學(xué)藥劑等

。一、溫度二、水分和滲透壓三、pH值四、氧和氧化還原電位五、輻射六、化學(xué)殺菌劑和抑菌劑第三節(jié)環(huán)境條件對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響溫度是影響微生物生長(zhǎng)繁殖的最重要因素之一。溫度對(duì)微生物的影響具體表現(xiàn)在直接影響細(xì)胞內(nèi)的各種生化反應(yīng)：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(dòng)性，溫度高，流動(dòng)性大，有利于物質(zhì)的運(yùn)輸，溫度低，流動(dòng)性降低，不利于物質(zhì)運(yùn)輸，因此，溫度變化影響營(yíng)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(duì)生長(zhǎng)有影響。一、溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響從微生物整體來看:生長(zhǎng)的溫度范圍一般在-10℃~100℃極端下限為-30℃，極端上限為105~300℃但對(duì)于特定的某一種微生物：只能在一定溫度范圍內(nèi)生長(zhǎng)（寬溫微生物、窄溫微生物）。在這個(gè)范圍內(nèi)，每種微生物都有自己的生長(zhǎng)溫度三基點(diǎn)，即最低、最適、最高生長(zhǎng)溫度。最適生長(zhǎng)溫度：某菌分裂代時(shí)最短或生長(zhǎng)速率最高時(shí)的培養(yǎng)溫度。處于最適生長(zhǎng)溫度時(shí)，生長(zhǎng)速度最快，代時(shí)最短。超過最低生長(zhǎng)溫度時(shí)，微生物不生長(zhǎng)，溫度過低，甚至?xí)劳?。超過最高生長(zhǎng)溫度時(shí)，微生物不生長(zhǎng)，溫度過高，甚至?xí)劳?。（一）微生物生長(zhǎng)溫度的三基點(diǎn)根據(jù)微生物的最適生長(zhǎng)溫度的不同，可將微生物劃為三個(gè)類型：（二）微生物生長(zhǎng)溫度類型低溫型微生物（嗜冷微生物）：＜20℃

（一般為15℃

）。

中溫型微生物（嗜溫微生物）：20～45℃

，室溫菌約25℃

，體溫菌約37℃

。高溫型微生物（嗜熱微生物）：＞45℃

，一般50～60℃

。

低溫型微生物：最適生長(zhǎng)溫度在5~20℃,主要分布在地球的兩極、冷泉、深海、冷凍場(chǎng)所及冷藏食品中。中溫型微生物：最適生長(zhǎng)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(dòng)物體內(nèi)。高溫型微生物：最適生長(zhǎng)溫度為45℃~60℃,主要分布在溫泉、堆肥和土壤中。1、高溫對(duì)微生物的影響高溫下蛋白質(zhì)不可逆變性，膜受熱出現(xiàn)小孔，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)（溶菌）。微生物對(duì)熱的耐受力與以下因素有關(guān):（1）微生物種類及發(fā)育階段嗜熱菌比其它類型的菌體抗熱有芽孢的細(xì)菌比無芽孢的菌抗熱微生物的繁殖結(jié)構(gòu)比營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)抗熱性強(qiáng)老齡菌比幼齡菌抗熱（三）高溫與低溫對(duì)微生物的影響（2）微生物對(duì)熱的耐受力還受環(huán)境條件的影響與培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分有關(guān)——培養(yǎng)基中蛋白質(zhì)含量高時(shí)比較耐熱.與pH有關(guān)——pH適宜時(shí)不易死亡，pH不適宜時(shí)，容易死亡.與水分有關(guān)——含水量大時(shí)容易死亡，含水量小時(shí)不容易死亡.與含菌量有關(guān)——含菌量高，抗熱性增強(qiáng)，含菌量低，抗熱性差。與熱處理時(shí)間有關(guān)——熱處理時(shí)間長(zhǎng)，微生物易死亡。

當(dāng)環(huán)境溫度低于微生物的最適生長(zhǎng)溫度時(shí)，微生物的生長(zhǎng)繁殖停止，當(dāng)微生物的原生質(zhì)結(jié)構(gòu)并未破壞時(shí)，不會(huì)很快造成死亡并能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持活力，當(dāng)溫度提高時(shí)，可以恢復(fù)正常的生命活動(dòng)。低溫保藏菌種就是利用這個(gè)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(zhǎng)時(shí)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(shí)，有的微生物會(huì)死亡，有些則并不死亡。2、低溫對(duì)微生物的影響造成死亡的原因：①凍結(jié)時(shí)細(xì)胞水分變成冰晶，冰晶對(duì)細(xì)胞膜產(chǎn)生機(jī)械損傷，膜內(nèi)物質(zhì)外漏。②凍結(jié)過程造成細(xì)胞脫水。凍結(jié)速度對(duì)冰晶形成有很大影響，緩慢凍結(jié)，形成的冰晶大，對(duì)細(xì)胞損傷大；快速凍結(jié)，形成的冰晶小、分布均勻，對(duì)細(xì)胞的損傷小，因此，利用快速凍結(jié)可以對(duì)一些菌種進(jìn)行凍結(jié)保藏，一般情況下在菌懸液中再加一些甘油、糖、牛奶、保護(hù)劑等可對(duì)菌種進(jìn)行長(zhǎng)期保藏。二、水分對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響細(xì)菌最適水的活度值：0.93-0.99

酵母菌最適水的活度值：0.88-0.91

霉菌最適水的活度值：

0.80

應(yīng)用：干燥法保存物品食品的冷凍干燥水的活度小于0.60-0.70時(shí)休眠、部分出現(xiàn)細(xì)胞脫水、蛋白質(zhì)變性(多數(shù)微生物)◆影響膜表面電荷的性質(zhì)及膜的通透性，進(jìn)而影響對(duì)物質(zhì)的吸收能力?！舾淖兠富?、酶促反應(yīng)的速率及代謝途徑：如：酵母菌在pH4.5～5產(chǎn)乙醇，在pH6.5以上產(chǎn)甘油、酸?！舡h(huán)境pH值還影響培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的離子化程度，從而影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收，或有毒物質(zhì)的毒性。三、pH值對(duì)微生物生長(zhǎng)影響（一）環(huán)境pH值對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響微生物的生長(zhǎng)pH值范圍極廣，從pH<2~>10都有微生物能生長(zhǎng)。但是絕大多數(shù)種類都生活在pH5.0~9.0之間。微生物生長(zhǎng)的pH值三基點(diǎn)：各種微生物都有其生長(zhǎng)的最低、最適和最高pH值。低于最低、或超過最高生長(zhǎng)pH值時(shí)，微生物生長(zhǎng)受抑制或?qū)е滤劳觥＃ǘ?不同微生物對(duì)pH要求不同不同的微生物最適生長(zhǎng)的pH值不同。

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

微生物名稱

pH值 最低最適最高Thiobacillus

thiooxidans

氧化硫硫桿菌

0.5 2.0~3.5 6.0Lactobacillusacidophilus嗜酸乳桿菌

4.0~4.65.8~6.6 6.8Rhizobium

japonicum

大豆根瘤菌

4.2 6.8~7.0 11.0Azotobacter

chroococcum

圓褐固氮

4.5 7.4~7.6 9.0Nitrosomonassp.硝化單胞菌

7.0 7.8~8.6 9.4Acetobacter

aceti

醋化醋桿菌

4.0~4.55.4~6.3 7.0~8.0Staphylococcusaureus

金黃葡球菌

4.27.0~7.5 9.3Chlorobium

limicola

泥生綠菌

6.0 6.8 7.0Thurmus

aquaticus

水生棲熱菌

6.07.5~7.8 9.5Aspergillus

niger

黑曲霉

1.55.0~6.0 9.0一般放線菌 5.0 7.0~8.0 10.0一般酵母菌 3.05.0~6.08.0不同微生物的生長(zhǎng)pH值范圍微生物種類最低pH最適pH最高pH大腸桿菌枯草芽孢桿菌金黃色葡萄球菌黑曲霉一般放線菌一般酵母菌

1.55.03.06.0—8.06.0—7.57.0—7.55.0—6.07.0—8.05.0—6.09.0108.0

一些常見微生物生長(zhǎng)的pH值范圍同一種微生物在不同的生長(zhǎng)階段和不同生理生化過程中，對(duì)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(shí)，以菌體生長(zhǎng)為主在pH值=4.3—5.3時(shí)，進(jìn)行丙酮丁醇發(fā)酵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(shí)，產(chǎn)物以檸檬酸為主，只產(chǎn)少量草酸。pH值在7左右時(shí)，產(chǎn)物以草酸為主，只產(chǎn)少量檸檬酸。

幾種抗生素產(chǎn)生菌的生長(zhǎng)與發(fā)酵的最適pH

微生物 生長(zhǎng)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（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。氧對(duì)微生物的生命活動(dòng)有著極其重要的影響，微生物對(duì)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

兼性厭氧菌

耐氧厭氧菌

厭氧菌

(專性)厭氧菌四、氧氣對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響五類與氧關(guān)系不同的微生物在半固體瓊脂柱中的生長(zhǎng)狀態(tài)（模式圖）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。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，而嚴(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。厭氧菌的氧毒害機(jī)制——SOD學(xué)說：各類菌所含對(duì)氧解毒酶專性好氧菌SOD，過氧化氫酶兼性厭氧菌SOD，過氧化氫酶專性厭氧菌二種酶均無微好氧菌