微生物的生長及其控制

微生物的生長及其控制第一頁，共二十九頁，2022年，8月28日第一節(jié)微生物純培養(yǎng)的生長一、獲得微生物純培養(yǎng)的方法純培養(yǎng)的概念：微生物學(xué)中將從一個細(xì)胞得到的后代稱為純培養(yǎng)獲得微生物純培養(yǎng)的方法：稀釋倒平板法劃線法單細(xì)胞挑取法利用選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)法第二頁，共二十九頁，2022年，8月28日二、微生物的同步生長同步生長的概念：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

通過環(huán)境條件誘導(dǎo)同步生長群體獲得同步生長的方法（溫度、培養(yǎng)基成分等）

通過物理方法選擇同步生長群體

（離心方法、過濾分離、硝酸纖維素濾膜）第三頁，共二十九頁，2022年，8月28日三、測定生長繁殖的方法

測體積直接法稱干重測生長量比濁法間接法測含碳量生理指標(biāo)法測含氮量其它（P、DNA）

第四頁，共二十九頁，2022年，8月28日

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)法第五頁，共二十九頁，2022年，8月28日第二節(jié)微生物的生長規(guī)律㏒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曲線第六頁，共二十九頁，2022年，8月28日延滯期的特點(diǎn)生長速度為零細(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)酶對外界不良環(huán)境條件敏感第七頁，共二十九頁，2022年，8月28日影響延滯期長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)行消毒或滅菌第八頁，共二十九頁，2022年，8月28日指數(shù)期的特點(diǎn)生長速度常數(shù)R最大細(xì)胞進(jìn)行平衡生長酶系活躍，代謝旺盛影響指數(shù)期微生物增代時間的因素菌種營養(yǎng)成分營養(yǎng)物的濃度

發(fā)酵工業(yè)上盡量延長該期，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)入此期第九頁，共二十九頁，2022年，8月28日細(xì)菌研究中常用的三個參數(shù)繁殖代數(shù)（n）指數(shù)生長方式：1248……2n

設(shè)接種時細(xì)胞數(shù)為x1,時間為t1,到時間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以對數(shù)表示：㏒x2=㏒x1+n㏒2㏒x2-㏒x1∴n==3.322(㏒x2-㏒x1)㏒2第十頁，共二十九頁，2022年，8月28日生長速度常數(shù)（R）

n㏒x2-㏒x1

R==t2–t1t2–t1代時(G)1t2–t1G==R3.322(㏒x2-㏒x1)第十一頁，共二十九頁，2022年，8月28日穩(wěn)定期特點(diǎn)：

1生長速率常數(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)儲藏物質(zhì)，芽孢菌內(nèi)開始產(chǎn)生芽孢產(chǎn)生原因：

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)，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、氧化還原勢等）不合適第十二頁，共二十九頁，2022年，8月28日衰亡期特點(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)致菌體的死亡第十三頁，共二十九頁，2022年，8月28日主要的生長參數(shù)遲緩時間：實(shí)際達(dá)到對數(shù)生長期所需時間與理想條件下達(dá)到對數(shù)期所需時間之差。延緩生長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。比生長率：表示生長速度與生長基質(zhì)濃度之間的關(guān)系，當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)濃度很低時，比生長率與營養(yǎng)物質(zhì)濃度成正比。總生長量：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)：總生長量與消耗基質(zhì)總量之比。第十四頁，共二十九頁，2022年，8月28日第三節(jié)影響微生物生長的主要因素

溫度氧氣輻射

物理因素干燥滲透壓超聲波與微波

酸、堿與pH

重金屬及其化合物表面消毒劑有機(jī)化合物（酚類、醇類、醛類）鹵族元素及其化合物表面活性劑（新潔爾滅、杜滅芬）化學(xué)因素染料抗代謝藥物：磺胺類等化學(xué)治療劑抗生素中草藥有效成分第十五頁，共二十九頁，2022年，8月28日溫度

不同的微生物生長的溫度范圍不同，根據(jù)生長與溫度的關(guān)系，微生物的生長有三個溫度基點(diǎn)，即最適、最高、最低生長溫度，根據(jù)微生物的最適生長溫度的不同，可將微生物分為：低溫微生物、中溫微生物和高溫微生物，它們的生長溫度如下表低溫菌中溫菌高溫菌最適生長溫度10-2025-30，37-4050-55最低生長溫度-10-510-20，10-2025-45最高生長溫度25-3040-4570-80第十六頁，共二十九頁，2022年，8月28日高溫對微生物生長的影響嗜熱微生物的生長特性

高溫菌在高溫下生長的原因：

抗熱的酶，膜中的高飽和脂肪酸

高溫菌的生長特性：生長曲線的各個時期均短暫，因此常會在腐敗食品中檢測不到，這在食品檢驗(yàn)中要特別注意第十七頁，共二十九頁，2022年，8月28日微生物耐熱性大小的幾種表示方法：

熱力致死時間：在特定的溫度及其它條件下，殺死一定數(shù)量的微生物所需要的時間

F值：在一定的基質(zhì)中，溫度為121.1℃，加熱殺死一定數(shù)量微生物所需的時間

D值：利用一定溫度進(jìn)行加熱，活菌數(shù)減少一個對數(shù)周期（即90%活菌被殺死）所需的時間

Z值：在加熱致死曲線中，時間降低一個對數(shù)周期（即縮短90%的加熱時間）所需要升高的溫度第十八頁，共二十九頁，2022年，8月28日影響微生物對熱抵抗力的因素：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）加熱的時間與溫度

第十九頁，共二十九頁，2022年，8月28日滅菌與消毒的概念：

滅菌是指采用強(qiáng)烈的理化因素使任何物體內(nèi)外部的一切微生物永遠(yuǎn)喪失其生長繁殖能力的措施；消毒是一種采用較溫和的理化因素，僅殺死物體中病原微生物的措施加熱滅菌和加熱消毒的方法：

干熱滅菌法

火焰滅菌法干燥加熱空氣滅菌法高溫滅菌巴氏消毒法(2)

常壓下煮沸消毒法濕熱滅菌法間歇滅菌法常規(guī)加壓滅菌法加壓下(高壓蒸汽滅菌法)

連續(xù)加壓滅菌法第二十頁，共二十九頁，2022年，8月28日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值滅菌對象的體積加熱與散熱的速度第二十一頁，共二十九頁，2022年，8月28日高溫對培養(yǎng)基的影響及其防止措施高溫對培養(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

第二十二頁，共二十九頁，2022年，8月28日低溫對微生物生長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)的溫度對微生物的影響：水分的喪失；冰晶對細(xì)胞膜的物理損傷。

速凍、緩凍與反復(fù)凍溶對微生物細(xì)胞的影響第二十三頁，共二十九頁，2022年，8月28日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℃）與動藏（-18℃）第二十四頁，共二十九頁，2022年，8月28日氧氣根據(jù)微生物生長與氧氣的關(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)能好氧菌兼性厭氧菌：以呼吸為主，兼營發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能微好氧菌：只能在巴大氣壓下生活

厭氧菌耐氧菌：只能以發(fā)酵產(chǎn)能，但分子氧無毒害（專性）厭氧菌：只能生長在無氧或基本無氧條件下，氧劇毒過氧化物歧化酶、過氧化氫酶、細(xì)胞色素氧化酶的分布情況第二十五頁，共二十九頁，2022年，8月28日氧氣影響微生物生長的機(jī)制厭氧菌氧毒害的機(jī)制：

由于厭氧菌細(xì)胞內(nèi)缺乏SOD，無法消除02.-，后者反應(yīng)力很強(qiáng)，性質(zhì)極不穩(wěn)定，在細(xì)胞內(nèi)可破壞各種重要的生物大分子和膜，也可形成其他活性氧化物，對生物非常有害好氧與耐氧菌驅(qū)除02.-機(jī)制：

H2O2(好氧菌)H2O+1/202

SOD202.-+2H+H2O2+02

好氧及耐氧菌過氧化物酶（耐氧菌）2H2O第二十六頁，共二十九頁，2022年，8月28日輻射

不同波長的射線對微生物的作用不同，可見光部分（400-800納米）往往能被某些光合微生物所利用，而波長較短的紫外線（13.6-400納米）、X-射線（納米）、r-射線（納米）均可抑制甚至殺死微生物。尤其是r-射線因作用距離較遠(yuǎn)、穿透力較強(qiáng)而用于食品的殺菌保藏。物理殺菌：