微生物控制技術(shù)

微生物控制技術(shù)第一頁，共四十三頁，2022年，8月28日一、微生物第二頁，共四十三頁，2022年，8月28日㈠細(xì)菌

細(xì)菌是一類細(xì)胞細(xì)而短（細(xì)胞直徑約0.5μm,0.5-5μm）、結(jié)構(gòu)簡單、細(xì)胞壁堅(jiān)韌以二等分裂方式繁殖和水生性較強(qiáng)的原核微生物，分布廣泛。1、細(xì)菌的形態(tài)：細(xì)菌的形態(tài)分：

①球菌：包括雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌

②桿菌

③螺旋菌。第三頁，共四十三頁，2022年，8月28日第四頁，共四十三頁，2022年，8月28日2、細(xì)菌的結(jié)構(gòu)

細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)包括：細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、間質(zhì)、細(xì)胞漿、核糖體、核質(zhì)。3、細(xì)菌的繁殖：二分分裂繁殖是細(xì)菌最普遍、最主要的繁殖方式。在分裂前先延長菌體，染色體復(fù)制為二，然后垂直于長軸分裂，細(xì)胞赤道附近的細(xì)胞質(zhì)膜凹陷生長，直至形成橫隔膜，同時(shí)形成橫隔壁，這樣便產(chǎn)生兩個(gè)子細(xì)胞。第五頁，共四十三頁，2022年，8月28日細(xì)菌細(xì)胞分裂的電鏡超薄切片圖

第六頁，共四十三頁，2022年，8月28日4、細(xì)菌的菌落：

單個(gè)或少數(shù)細(xì)菌細(xì)胞生長繁殖后，會形成以母細(xì)胞為中心的一堆肉眼可見、有一定形態(tài)構(gòu)造的子細(xì)胞集團(tuán)，這就是菌落。細(xì)菌菌落常表現(xiàn)為濕潤、粘稠、光滑、較透明、易挑取、質(zhì)地均勻以及菌落正反面或邊緣與中央部位顏色一致等。細(xì)菌的菌落特征因種而異。可作為鑒定細(xì)菌種的依據(jù)。第七頁，共四十三頁，2022年，8月28日

志賀氏菌的菌落特征

沙門氏菌的菌落特征第八頁，共四十三頁，2022年，8月28日㈡、霉菌

霉菌是絲狀真菌的俗稱，意即“發(fā)霉的真菌”，它們往往能形成分枝繁茂的菌絲體，但又不象蘑菇那樣產(chǎn)生大型的子實(shí)體。在潮濕溫暖的地方，很多物品上長出一些肉眼可見的絨毛狀、絮狀或蛛網(wǎng)狀的菌落，那就是霉菌。1、霉菌的形態(tài)、大小和結(jié)構(gòu)霉菌的菌絲構(gòu)成霉菌營養(yǎng)體的基本單位是菌絲。菌絲是一種管狀的細(xì)絲，把它放在顯微鏡下觀察，很像一根透明膠管，它的直徑一般為3~10微米，比細(xì)菌和放線菌的細(xì)胞約粗幾倍到幾十倍。菌絲可伸長并產(chǎn)生分枝，許多分枝的菌絲相互交織在一起，就叫菌絲體。根據(jù)菌絲中是否存在隔膜，可把霉菌菌絲分成兩種類型：無隔膜菌絲：菌絲中無隔膜，整團(tuán)菌絲體就是一個(gè)單細(xì)胞，其中含有多個(gè)細(xì)胞核。這是低等真菌所具有的菌絲類型。有隔膜菌絲：菌絲中有隔膜，被隔膜隔開的一段菌絲就是一個(gè)細(xì)胞，菌絲體由很多個(gè)細(xì)胞組成，每個(gè)細(xì)胞內(nèi)有1個(gè)或多個(gè)細(xì)胞核。在隔膜上有1至多個(gè)小孔，使細(xì)胞之間的細(xì)胞質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)可以相互溝通。這是高等真菌所具有的菌絲類型第九頁，共四十三頁，2022年，8月28日霉菌的菌絲上：無隔膜菌絲；下：有隔膜菌絲

第十頁，共四十三頁，2022年，8月28日

霉菌菌絲的變態(tài)為適應(yīng)不同的環(huán)境條件和更有效地?cái)z取營養(yǎng)滿足生長發(fā)育的需要，許多霉菌的菌絲可以分化成一些特殊的形態(tài)和組織，這種特化的形態(tài)稱為菌絲變態(tài)。①、吸器：是從菌絲上產(chǎn)生的旁枝②、假根：菌絲與營養(yǎng)基質(zhì)接觸處分化出的根狀結(jié)構(gòu)，有固著和吸收養(yǎng)料的功能③、菌網(wǎng)和菌環(huán)：某些捕食性霉菌的菌絲變態(tài)成環(huán)狀或網(wǎng)狀，用于捕捉其它小生物如線蟲、草履蟲等。④、菌核：大量菌絲集聚成的緊密組織，是一種休眠體，可抵抗不良的環(huán)境條件。其外層組織堅(jiān)硬，顏色較深；內(nèi)層疏松，大多呈白色。如藥用的茯苓、麥角都是菌核。⑤、子實(shí)體：是由大量氣生菌絲體特化而成，子實(shí)體是指在里面或上面可產(chǎn)生孢子的、有一定形狀的任何構(gòu)造。第十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日2、霉菌的繁殖

霉菌有著極強(qiáng)的繁殖能力，而且繁殖方式也是多種多樣的。雖然霉菌菌絲體上任一片段在適宜條件下都能發(fā)展成新個(gè)體，但在自然界中，霉菌主要依靠產(chǎn)生形形色色的無性或有性孢子進(jìn)行繁殖。孢子有點(diǎn)像植物的種子，不過數(shù)量特別多，特別小。

霉菌的無性孢子直接由生殖菌絲的分化而形成，常見的有節(jié)孢子、厚垣孢子、孢囊孢子和分生孢子。

經(jīng)過兩性細(xì)胞結(jié)合而形成的孢子稱為有性孢子。霉菌的有性繁殖過程一般分為三個(gè)階段，即質(zhì)配、核配和減數(shù)分裂。第十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日3、霉菌的菌落由于霉菌的菌絲較粗而長，因而霉菌的菌落較大，有的霉菌的菌絲蔓延，沒有局限性，其菌落可擴(kuò)展到整個(gè)培養(yǎng)皿，有的種則有一定的局限性，直徑1~2厘米或更小。菌落質(zhì)地一般比放線菌疏松，外觀干燥，不透明，呈現(xiàn)或緊或松的蛛網(wǎng)狀、絨毛狀或棉絮狀；菌落與培養(yǎng)基的連接緊密，不易挑取；菌落正反面的顏色和邊緣與中心的顏色常不一致。

青霉的菌落第十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日㈢、病毒1、病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)病毒的形態(tài)基本可歸納為三種：桿狀、球狀和這兩種形態(tài)結(jié)合的復(fù)合型。沒有細(xì)胞構(gòu)造，病毒粒子的主要成分是核酸和蛋白質(zhì)，在宿主細(xì)胞協(xié)助下，通過核酸的復(fù)制和核酸蛋白裝配的形式進(jìn)行增殖。病毒粒子通常形成螺旋對稱、二十面體對稱和復(fù)合對稱。病毒粒子是無法用光學(xué)顯微鏡觀察的亞顯微顆粒，但當(dāng)他們大量聚集在一起并使宿主細(xì)胞發(fā)生病變時(shí)，就可以用光學(xué)顯微鏡加以觀察。例如動、植物細(xì)胞中的病毒包涵體；有的還可用肉眼看到，如噬菌體的噬菌斑等。2、繁殖方式病毒只有在宿主細(xì)胞里才能進(jìn)行繁殖，而且是通過復(fù)制的方式進(jìn)行的。概括起來可分為吸附、侵入、脫殼生物合成、裝配與釋放五個(gè)步驟。第十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日㈣、酵母菌1、酵母菌的形態(tài)、大小和結(jié)構(gòu)

酵母菌是單細(xì)胞真核微生物。酵母菌細(xì)胞的形態(tài)通常有球形、卵圓形、臘腸形、橢圓形、檸檬形或藕節(jié)形等。比細(xì)菌的單細(xì)胞個(gè)體要大得多，一般為1~5微米′5~30微米。酵母菌無鞭毛，不能游動。酵母菌具有典型的真核細(xì)胞結(jié)構(gòu),有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、液泡、線粒體等，有的還具有微體。

第十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日酵母菌的細(xì)胞形態(tài)酵母菌的細(xì)胞形態(tài)酵母菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)的顯微照片第十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日2、酵母菌的菌落大多數(shù)酵母菌的菌落特征與細(xì)菌相似，但比細(xì)菌菌落大而厚，菌落表面光滑、濕潤、粘稠，容易挑起，菌落質(zhì)地均勻，正反面和邊緣、中央部位的顏色都很均一，菌落多為乳白色，少數(shù)為紅色，個(gè)別為黑色。3、酵母菌繁殖

酵母菌有多種繁殖方式，有人把只進(jìn)行無性繁殖的酵母菌稱作"假酵母"，而把具有有性繁殖的酵母菌稱作"真酵母"。1、酵母菌的無性繁殖

芽殖：酵母菌最常見的無性繁殖方式是芽殖。芽殖發(fā)生在細(xì)胞壁的預(yù)定點(diǎn)上，此點(diǎn)被稱為芽痕，每個(gè)酵母細(xì)胞有一至多個(gè)芽痕。第十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日成熟的酵母細(xì)胞長出芽體，母細(xì)胞的細(xì)胞核分裂成兩個(gè)子核，一個(gè)隨母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入芽體內(nèi)，當(dāng)芽體接近母細(xì)胞大小時(shí)，自母細(xì)胞脫落成為新個(gè)體，如此繼續(xù)出芽。如果酵母菌生長旺盛，在芽體尚未自母細(xì)胞脫落前，即可在芽體上又長出新的芽體，最后形成假菌絲狀。酵母菌的芽殖過程1．泡；2．小管；3．核；4．液泡酵母菌假菌絲的形成圖中1、2、3、4·······是出芽的順序第十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日裂殖：是少數(shù)酵母菌進(jìn)行的無性繁殖方式，類似于細(xì)菌的裂殖。其過程是細(xì)胞延長，核分裂為二，細(xì)胞中央出現(xiàn)隔膜，將細(xì)胞橫分為兩個(gè)具有單核的子細(xì)胞。左圖為酵母菌子囊孢子的形成過程1、2、3、4：兩個(gè)細(xì)胞結(jié)合；5：接合子；6、7、8、9：核分裂；10、11：核形成孢子第十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日二、常用消毒劑第二十頁，共四十三頁，2022年，8月28日一、氯化物1、液態(tài)氯、次氯酸鹽、無機(jī)氯胺、有機(jī)氯胺、二氧化氯都可作為殺菌劑，但它們的抗菌活性有所不同。將氯氣慢慢通入水中可形成具有抗菌作用的次氯酸鹽（HOCl）。液態(tài)氯是次氯酸鈉溶液（NaOCl），作為殺菌劑次氯酸的效力是等濃度次氯酸鹽離子的80倍。但是氯作為抗菌劑的活性還沒有得到充分的確定。次氯酸是氯化物中活力最強(qiáng)的，它通過對在碳水化合物代謝中起重要作用的酶分子中的巰氫基團(tuán)進(jìn)行氯氧化作用，以抑制葡萄糖氧化反應(yīng)的發(fā)生，從而殺死微生物細(xì)胞。因?yàn)槿┛s酶在新陳代謝中的重要性質(zhì)，所以認(rèn)為它是主要的被作用部位。

第二十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日2、二氧化氯的氧化能力是氯的2.5倍。這種化合物在pH6.5時(shí)不如氯有效，但在pH8.5時(shí)ClO2效果最佳。這種特性表明ClO2很少受堿性條件和有機(jī)物存在影響，因此在污水處理方面，二氧化氯是一種有效的殺菌劑。下述反應(yīng)方程式說明了二氧化氯的形成過程：

5NaClO2+4HCl→4ClO2+5NaCl+2H2ONaOCl+HCl→NaCl+HOClHOCl+2NaClO2→ClO2+2NaCl+H2O第二十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日3、二氧化氯的抗菌范圍比較廣，包括細(xì)菌、病毒以及芽孢形成體。作為一種化學(xué)氧化劑，其殘余活性能顯著抑制微生物的二次污染。一般說來，在較寬的pH范圍內(nèi)，它通常都具有活性。因此，特別適用于食品加工設(shè)備的清洗和消毒，而且這種化合物比其它氯化物殺菌劑的腐蝕性小。因?yàn)樗枋褂玫臐舛容^低，產(chǎn)生不愉快氣體的氯化有機(jī)物的量也較低。4、通常將濃度為5%的穩(wěn)定二氧化氯（pH8.5～9）稱為Anthiumdioxcide。游離二氧化氯是溶液中的潛在殺菌劑，盡管Anthiumdioxcide確實(shí)具有抗菌性能，但不及游離二氧化氯有效。穩(wěn)定二氧化氯在pH8.5時(shí)能溫和抑菌，但有效殺菌成分是游離二氧化氯。Anthiumdioxcide是氧和氯以二氧化氯形式在水中結(jié)合而成的復(fù)合物，它比其它氯殺菌劑具有更長的后效。第二十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日4、當(dāng)氯化合物用在溶液中或表面上時(shí)，氯與細(xì)胞反應(yīng)，這些殺菌劑都能殺滅微生物和芽孢。營養(yǎng)細(xì)胞比梭菌芽孢易受破壞，而梭菌芽孢又比芽孢桿菌芽孢更易被殺死。濃度低于50ppm的氯對利斯特單胞菌缺乏抗菌活性，當(dāng)濃度高于50ppm時(shí)，便能有效破壞這種病原體。當(dāng)提高游離氯含量，降低pH值并升高溫度時(shí)，大多數(shù)氯化合物的致死效果都會得到提高。但在高溫下，氯在水中的溶解度降低、腐蝕性升高，而且高濃度氯或低pH的溶液將會腐蝕金屬。5、氯化合物在以下幾方面優(yōu)于其它殺菌劑：·對細(xì)菌、真菌、病毒有效?！な且活惸芸焖僮饔玫幕衔?，可以在50ppm濃度下30秒內(nèi)通過Chambers實(shí)驗(yàn)。第二十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日·最廉價(jià)的殺菌劑（如果使用廉價(jià)的氯化合物）。·如果使用濃度低于或等于200ppm，那么設(shè)備可不必清洗?！つ芤砸后w或顆粒形式存在?！げ皇苡菜}的影響（除了由于pH造成的少許變化外）?！じ邼舛嚷饶苘浕瘔|圈，并從設(shè)備的橡膠部分帶走碳?！o毒性?！け嚷雀g性小。6、它們也具有一些缺點(diǎn)：·不穩(wěn)定，加熱或受有機(jī)物污染時(shí)流失非常快。第二十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日·溶液pH升高時(shí)效力降低。·對不銹鋼或其它金屬的腐蝕性非常大?！け仨毢褪称芳庸ぴO(shè)備接觸，特別是對許多類型的盤子，短時(shí)間接觸能防止腐蝕?！Υ鏁r(shí)見光或溫度超過60℃會變質(zhì)?！ぴ诘蚿H溶液中將生成有毒性和腐蝕性的氯氣?！獾囊簯B(tài)形式可能發(fā)生爆炸。第二十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日二、季胺化合物

1、季胺化合物常用于地板、墻壁、家具和設(shè)備的消毒。它們具有很好的穿透力，所以可用于多孔表面。季胺化合物是天然濕潤劑，具有內(nèi)部去垢特性，被認(rèn)為是合成表面活性劑。經(jīng)常作為陽離子去垢劑使用，其去垢能力較弱，但殺菌能力出色。季胺化合物既能有效殺死李斯特單胞菌又能有效抑制霉菌生長。2、季胺化合物中的四個(gè)有機(jī)基團(tuán)連接在一個(gè)氮原子上，形成正離子（陽離子）。在這些季胺化合物中，有機(jī)基團(tuán)是陽離子，而氯化物通常是陰離子。目前，還沒有被充分了解季胺的殺菌機(jī)制，但有可能是季胺化合物作為表面活性劑包圍并覆蓋住細(xì)胞的外膜，引起細(xì)胞壁破碎，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)部有機(jī)質(zhì)和酶抑制劑的泄露。第二十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日3、季胺化合物的抗菌作用不同于氯，當(dāng)其用于表面處理時(shí)，會形成一層抑菌劑膜，雖然這個(gè)膜是抑菌的，但是能選擇性破壞各種微生物。季胺化合物雖不能殺死細(xì)菌芽孢，但卻能抑制其生長。雖然有機(jī)物的存在會影響到殺菌效果，但季胺化合物比氯更加穩(wěn)定。季胺化合物對不銹鋼和聚碳酸酯表面的滅菌效果優(yōu)于拋光聚碳酸酯或無機(jī)鹽樹脂的表面。4、季胺化合物包括烷基二甲基芐基氯化銨和烷基二甲基乙基芐基氯化胺，這兩種化合物在硬度為500～1000ppm且不添加螯合劑的水中有效。第二十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日5、季胺化合物的稀釋液對皮膚都沒有腐蝕性和刺激性，而且無味無臭。季胺化合物溶液的濃度很容易檢測，毒性低，可以被中和，在使用陰離子去垢劑時(shí)會失效。6、季胺具有表面活性，能產(chǎn)生泡沫，也能吸附在垂直或徑向表面上，這些表面提供了季胺產(chǎn)生泡沫的基質(zhì)。當(dāng)季胺化合物與一種特殊去垢劑配制時(shí)，可作為清潔—?dú)⒕鷦┦褂?。這種清潔—?dú)⒕鷦┻m用于浴室、洗手間、衣帽間和其它非食品接觸表面，但不適用于食品工廠環(huán)境，因?yàn)樗鼈冞_(dá)不到徹底清潔所需要的去垢能力、pH或堿性強(qiáng)度。由于這種清潔—?dú)⒕鷦┬枰逑矗员砻娌粫埩艨咕钚浴＜景坊衔锊荒芘c其它清潔成分混合以提高清潔和殺菌功能，因?yàn)榧景窌苣承┤ス赋煞郑珀庪x子潤濕劑或其它成分的影響而鈍化。但是，如果與合適的去垢劑配制，隨著堿性的提高，季胺化合物的滅菌活性也將隨之提高。第二十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日7、季胺化合物的主要優(yōu)點(diǎn)：·無色無臭?！づc有機(jī)物反應(yīng)穩(wěn)定?！た菇饘俑g。·對溫度的波動穩(wěn)定?！ζつw無刺激性?！じ遬H下有效?！ひ种泼咕L。·無毒?！?yōu)良的表面活性。第三十頁，共四十三頁，2022年，8月28日8、季胺化合物的主要缺點(diǎn)：·作用效力的局限性（對大多數(shù)革蘭氏陰性菌無效，沙門氏菌和大腸桿菌除外）?！づc陰性合成去垢劑不匹配。·在食品操作和加工設(shè)備上成膜第三十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日三、酸殺菌劑酸殺菌劑的特點(diǎn)：1、酸殺菌劑在毒理方面安全，而且具有生物活性，因此，常用于漂洗和殺菌過程中。有機(jī)酸如乙酸、過氧乙酸、乳酸、丙酸以及甲酸使用最廣泛。2、酸可以中和清潔劑殘留下來的堿，防止形成堿性沉積物并起殺菌作用。3、由于細(xì)菌表面帶有正電荷，負(fù)電荷表面活性劑可以與帶正電荷的細(xì)菌反應(yīng)，致使其細(xì)胞壁被穿透，細(xì)胞組織的功能性遭到破壞。因此，酸殺菌劑是通過穿透并破裂細(xì)胞膜，離解分子，然后酸化細(xì)胞內(nèi)容物，最后達(dá)到破壞微生物的目的。4、酸對芽孢和病原微生物的處理取決于劑量。這些第三十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日化合物對不銹鋼表面或那些接觸時(shí)間可以延長的地方非常有效，并且它們對嗜冷微生物也具有高殺菌活性。在食品工廠中，將殺菌和最后的清洗結(jié)合起來操作是比較理想的5、在pH較高的環(huán)境中對耐熱微生物的殺菌效率較差，高濃度時(shí)其作用不及輻射有效，會使食品（如肉）表面發(fā)生輕微變色并產(chǎn)生臭味。酸殺菌劑的價(jià)格-效能還沒有得到充分評估，對乙酸的研究表明，其在降低沙門氏菌屬污染方面缺乏效力。6、酸殺菌劑作用快，能有效抵抗酵母和病毒污染，酸殺菌劑的最適范圍是pH＜3。在pH3.4～4.0以上時(shí)，殺菌效果不及一些化學(xué)殺菌劑。7、在存在堿性殘留物或陽離子表面活性劑，酸性第三十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日殺菌劑將徹底失效。因此，在使用酸性殺菌劑之前，需要清洗表面以除去所有的清洗劑。8、羧酸殺菌劑是一種廣譜殺菌劑。它們在稀釋狀態(tài)、在含有機(jī)物的環(huán)境中、在高溫下都十分穩(wěn)定。這些殺菌劑不會腐蝕不銹鋼，保存期長，廉價(jià)，而且可作為殺菌劑和酸性清洗劑使用。9、陽離子表面活性劑對其有負(fù)面影響，因此要徹底清洗以除去這些表面活性劑。這類殺菌劑會腐蝕非不銹鋼金屬、塑料和某些橡膠。10、陰性酸殺菌劑還可以作為設(shè)備的清洗劑，能促使設(shè)備無銹、光澤、閃亮。第三十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日過氧乙酸對酵母和霉菌均有效，用量在125~250ppm。1、殺菌劑的優(yōu)點(diǎn)：·對熱和有機(jī)物穩(wěn)定，性質(zhì)溫和，只要加熱過程中不超過100℃就不會降低使用效果?！さ团菪浴m用于CIP設(shè)備?！o選擇性，能殺滅各種細(xì)胞。·可用于大多數(shù)食品處理表面（低毒性——遇水、氧氣和乙酸則分解）·具有快速、廣譜殺菌效果（可殺滅細(xì)菌、酵母和霉菌）·適用pH的范圍廣第三十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日·對生物膜有效·殺菌與