微生物學-5生長

1、微生物的生長微生物的生長及控制及控制個體生長個體生長微生物細胞的重量和體積不斷增大的過程。微生物細胞的重量和體積不斷增大的過程。個體繁殖個體繁殖微生物細胞微生物細胞產生新的生命個體，即引起生命個產生新的生命個體，即引起生命個體數(shù)量增加的生物學過程。體數(shù)量增加的生物學過程。群體生長群體生長群體中個體數(shù)目和重量的增加。可以用重量、群體中個體數(shù)目和重量的增加?？梢杂弥亓?、體積、密度或濃度來衡量。體積、密度或濃度來衡量。 群體生長群體生長 = 個體生長個體生長 + 個體繁殖個體繁殖生長與繁殖的概念生長與繁殖的概念單個細胞或一種細胞群繁殖得到的后代。v對于微生物，由于其主要進行無性f繁殖，故純培養(yǎng)即為克

2、隆。 v建立純培養(yǎng)，證實其純度無可置疑并保 持不受污染是微生物學家最重要的任 務之一。純培養(yǎng)（pure culture）：）：第一節(jié)第一節(jié) 微生物的純培養(yǎng)微生物的純培養(yǎng)用固體培養(yǎng)基分離純培養(yǎng)用固體培養(yǎng)基分離純培養(yǎng)用液體培養(yǎng)基分離純培養(yǎng)用液體培養(yǎng)基分離純培養(yǎng) 單孢子或單細胞分離法單孢子或單細胞分離法 利用選擇性培養(yǎng)基分離法利用選擇性培養(yǎng)基分離法 一、用固體培養(yǎng)基分離純培養(yǎng)（菌落分離法）一、用固體培養(yǎng)基分離純培養(yǎng)（菌落分離法）1.平板劃線分離法平板劃線分離法 用接種環(huán)以菌操作沾取少許待分離的材料，在無用接種環(huán)以菌操作沾取少許待分離的材料，在無菌平板表面進行平行劃線、扇形劃線或其他形式的連菌平板表面

3、進行平行劃線、扇形劃線或其他形式的連續(xù)劃線續(xù)劃線 ，如果劃線適宜的話，微生物能一一分散，經，如果劃線適宜的話，微生物能一一分散，經培養(yǎng)后，可在平板表面得到單菌落。培養(yǎng)后，可在平板表面得到單菌落。 分區(qū)劃線（適用于分區(qū)劃線（適用于濃度較大濃度較大的樣品）的樣品） 連續(xù)劃線（適用于連續(xù)劃線（適用于濃度較小濃度較小的樣品）的樣品）分段劃線和連續(xù)劃線2.稀釋倒平板法稀釋倒平板法 3.涂布平板法涂布平板法 簡單易行，但易造成機械損傷簡單易行，但易造成機械損傷涂布平板法涂布平板法連續(xù)稀釋連續(xù)稀釋, ,目的是使一支試管中分配不到一個微生物。目的是使一支試管中分配不到一個微生物。適合于優(yōu)勢微生物適合于優(yōu)勢微生

4、物. .二、用液體培養(yǎng)基分離純培養(yǎng)（液體稀釋法）二、用液體培養(yǎng)基分離純培養(yǎng)（液體稀釋法）三、單孢子或單細胞分離法三、單孢子或單細胞分離法 采取顯微分離法從混雜群體中直接分離單個細胞或單采取顯微分離法從混雜群體中直接分離單個細胞或單個個體進行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)個個體進行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng) 。在顯微鏡下使用單孢子分離器進行機械操作，挑取單在顯微鏡下使用單孢子分離器進行機械操作，挑取單孢子或單細胞進行培養(yǎng)。也可以采用特制的毛細管在孢子或單細胞進行培養(yǎng)。也可以采用特制的毛細管在載玻片的瓊脂涂層上選取單孢子并切割下來，然后移載玻片的瓊脂涂層上選取單孢子并切割下來，然后移到合適的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。到合適的培養(yǎng)基

5、進行培養(yǎng)。 四、選擇性培養(yǎng)基分離法四、選擇性培養(yǎng)基分離法 為了從混雜的微生物群體中分離出某種微生物，可為了從混雜的微生物群體中分離出某種微生物，可以根據(jù)該微生物的特點，包括營養(yǎng)、生理、生長條以根據(jù)該微生物的特點，包括營養(yǎng)、生理、生長條件等，采用選擇培養(yǎng)的方法進行分離。件等，采用選擇培養(yǎng)的方法進行分離。利用選擇培養(yǎng)基進行直接分離利用選擇培養(yǎng)基進行直接分離富集培養(yǎng)富集培養(yǎng)微生物純培養(yǎng)分離方法的比較微生物純培養(yǎng)分離方法的比較分離方法分離方法應用范圍應用范圍平皿劃線法平皿劃線法方法簡便，多用于分離細菌方法簡便，多用于分離細菌稀釋倒平皿法稀釋倒平皿法即可定性，又可定量，用途廣泛即可定性，又可定量，用途廣

6、泛單細胞挑取法單細胞挑取法局限于高度專業(yè)化的科學研究局限于高度專業(yè)化的科學研究利用選擇培養(yǎng)基法利用選擇培養(yǎng)基法適用于某些生理類型較特殊的微適用于某些生理類型較特殊的微生物生物第二節(jié)第二節(jié) 微生物生長的測定微生物生長的測定 評價不同的抗菌物質對微生物評價不同的抗菌物質對微生物產生抑制產生抑制(或殺死或殺死)作用的效果；作用的效果；客觀地反映微生物生長的規(guī)律；客觀地反映微生物生長的規(guī)律；評價培養(yǎng)條件、營養(yǎng)物質評價培養(yǎng)條件、營養(yǎng)物質等對微生物生長的影響；等對微生物生長的影響；微微生生物物生生長長微微生生物物生生長長測測量量方方法法計計 數(shù)數(shù) 法法重重 量量 法法生理指標法生理指標法一、計數(shù)法一、計數(shù)

7、法1 直接法直接法（全數(shù)法）（全數(shù)法）1）血球板法）血球板法優(yōu)點：快捷、簡便優(yōu)點：快捷、簡便缺點：缺點：不能區(qū)分死菌與活菌；不能區(qū)分死菌與活菌；不適于對運動細菌的計數(shù)；不適于對運動細菌的計數(shù)；用于單細胞微生物用于單細胞微生物血球計數(shù)板法血球計數(shù)板法原理：將原理：將1cm20.1mm的薄層空間劃分為的薄層空間劃分為400小格，小格，從中均勻分布地選取從中均勻分布地選取80或或100小格，計數(shù)其中的細胞小格，計數(shù)其中的細胞數(shù)目，換算成單位體積中的細胞數(shù)。數(shù)目，換算成單位體積中的細胞數(shù)。血球計數(shù)板法血球計數(shù)板法2）比濁法）比濁法在一定范圍內，菌懸液中的細胞濃度與混濁度成正比。在一定范圍內，菌懸液中的

8、細胞濃度與混濁度成正比。特點：快速、簡便；但易受干擾。特點：快速、簡便；但易受干擾。2 間接法（活菌計數(shù)法）間接法（活菌計數(shù)法）1）2）薄膜過濾計數(shù)法薄膜過濾計數(shù)法測定含菌量較少的空氣和水中的微生物數(shù)目。測定含菌量較少的空氣和水中的微生物數(shù)目。將定量的樣品通過薄膜（硝化纖維素薄將定量的樣品通過薄膜（硝化纖維素薄膜、醋酸纖維薄膜）過濾，菌體被阻留在濾膜膜、醋酸纖維薄膜）過濾，菌體被阻留在濾膜上，取下濾膜進行培養(yǎng)，然后計算菌落數(shù)，可上，取下濾膜進行培養(yǎng)，然后計算菌落數(shù)，可求出樣品中所含菌數(shù)。求出樣品中所含菌數(shù)。二、重量法二、重量法總氮測定法總氮測定法測定多細胞及絲狀真菌生長情況的有效方法測定多細胞

9、及絲狀真菌生長情況的有效方法直接法直接法干重干重濕重濕重間接法間接法DNA含量測定法含量測定法三、生理指標測定法三、生理指標測定法樣品中微生物數(shù)量多或生長旺盛，這些指標愈明顯，樣品中微生物數(shù)量多或生長旺盛，這些指標愈明顯，因此可以借助特定的儀器如瓦勃氏呼吸儀、微量量因此可以借助特定的儀器如瓦勃氏呼吸儀、微量量熱計等設備來測定相應的指標。熱計等設備來測定相應的指標。常用于對微生物的快速鑒定與檢測常用于對微生物的快速鑒定與檢測微生物的生理指標，如呼吸強度，耗氧量、酶活性、微生物的生理指標，如呼吸強度，耗氧量、酶活性、生物熱等與其群體的規(guī)模成正相關。生物熱等與其群體的規(guī)模成正相關。第三節(jié)第三節(jié) 微生

10、物的生長規(guī)律微生物的生長規(guī)律 一、細菌群體生長規(guī)律一、細菌群體生長規(guī)律 （典型生長曲線）兩個定義生長曲線生長曲線分批培養(yǎng)分批培養(yǎng)分批培養(yǎng)：分批培養(yǎng)：指微生物在一定容積的培養(yǎng)基中，在特定培養(yǎng)條指微生物在一定容積的培養(yǎng)基中，在特定培養(yǎng)條 件下只完成一個生長循環(huán)（最后一次收獲）的培件下只完成一個生長循環(huán)（最后一次收獲）的培 養(yǎng)方法。（養(yǎng)方法。（封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)） 連續(xù)培養(yǎng)：連續(xù)培養(yǎng)：指微生物在整個生長時間，以一定的方法（恒濁、指微生物在整個生長時間，以一定的方法（恒濁、 恒化）使微生物持續(xù)的以較恒定的生長速率生長恒化）使微生物持續(xù)的以較恒定的生長速率生長 的培養(yǎng)方法。（的培養(yǎng)方法。（開放系統(tǒng)開放系統(tǒng)

11、）生長曲線： 將少量單細胞的純培養(yǎng)，接種到一恒定容積的液體培養(yǎng)基中，在適宜條件下培養(yǎng)，定時取樣，測菌量。以培養(yǎng)時間為橫坐標，以細菌增長數(shù)目的對數(shù)為縱坐標，繪制所得的曲線。細菌純培養(yǎng)群體生長測定根據(jù)微生物生長速率常數(shù)（每小時的分裂代數(shù)）的不同，可分為遲緩期，對數(shù)期，穩(wěn)定期和衰亡期。生長曲線可分：生長曲線可分：延遲期延遲期對數(shù)期對數(shù)期 衰亡期衰亡期 穩(wěn)定期穩(wěn)定期 其它名稱：停滯期、調整期其它名稱：停滯期、調整期現(xiàn)象：現(xiàn)象：曲線平行于橫軸曲線平行于橫軸特點：特點：生長速率常數(shù)生長速率常數(shù)= 0形態(tài)變大形態(tài)變大合成代謝活躍合成代謝活躍 （核糖體、酶類、（核糖體、酶類、ATP合成加快）合成加快）對不良條

12、件敏感對不良條件敏感 （如氯化鈉、溫度、抗生素等）（如氯化鈉、溫度、抗生素等）原因：適應環(huán)境，調整代謝原因：適應環(huán)境，調整代謝1 延遲期延遲期菌種菌種 ： 繁殖速度較快的菌種的延遲期一般較短繁殖速度較快的菌種的延遲期一般較短接種物菌齡接種物菌齡 ： 用對數(shù)生長期的菌種接種時，其延用對數(shù)生長期的菌種接種時，其延遲期較短，甚至檢查不到延遲期；遲期較短，甚至檢查不到延遲期；接種量：一般來說，接種量：一般來說， 接種量增大可縮短甚至消除接種量增大可縮短甚至消除延遲期（延遲期（發(fā)酵工業(yè)上一般采用發(fā)酵工業(yè)上一般采用1/10的接種量）；的接種量）；培養(yǎng)基成分：培養(yǎng)基成分： 在營養(yǎng)成分豐富的天然培養(yǎng)基上生長的

13、延滯在營養(yǎng)成分豐富的天然培養(yǎng)基上生長的延滯期比在合成培養(yǎng)基上生長時短；期比在合成培養(yǎng)基上生長時短；接種后培養(yǎng)基成分有較大變化時，會使延滯接種后培養(yǎng)基成分有較大變化時，會使延滯期加長，所以發(fā)酵工業(yè)上盡量使發(fā)酵培養(yǎng)基的成分與期加長，所以發(fā)酵工業(yè)上盡量使發(fā)酵培養(yǎng)基的成分與種子培養(yǎng)基接近。種子培養(yǎng)基接近。影響延遲期長短的因素：影響延遲期長短的因素：對實踐的指導意義：對實踐的指導意義：在發(fā)酵工業(yè)上需盡量縮短延遲期；在發(fā)酵工業(yè)上需盡量縮短延遲期；增加接種量；增加接種量； （群體優(yōu)勢（群體優(yōu)勢-適應性增強）適應性增強） 采用對數(shù)期的菌種；采用對數(shù)期的菌種；調整培養(yǎng)基調整培養(yǎng)基在食品工業(yè)上，盡量在此期進行消毒

14、或滅菌在食品工業(yè)上，盡量在此期進行消毒或滅菌2 2 對數(shù)期對數(shù)期其他名稱：指數(shù)期其他名稱：指數(shù)期現(xiàn)象：現(xiàn)象：細胞數(shù)目以幾何級數(shù)增加，其對數(shù)與時間呈直線關系。細胞數(shù)目以幾何級數(shù)增加，其對數(shù)與時間呈直線關系。特點：特點：生長速率常數(shù)最大，即代時最短生長速率常數(shù)最大，即代時最短細胞進行細胞進行平衡生長平衡生長 （菌體大小、形態(tài)、生理特征等比較一致）菌體大小、形態(tài)、生理特征等比較一致）代謝最旺盛代謝最旺盛對理化因素較敏感對理化因素較敏感影響因素：影響因素：菌種；營養(yǎng)成分；營養(yǎng)物濃度培養(yǎng)溫度菌種；營養(yǎng)成分；營養(yǎng)物濃度培養(yǎng)溫度應用意義應用意義：生產上用作接種的最佳菌齡；生產上用作接種的最佳菌齡；發(fā)酵工業(yè)上

15、盡量延長該期，以達到較高的菌體密度發(fā)酵工業(yè)上盡量延長該期，以達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入此期食品工業(yè)上盡量使有害微生物不能進入此期是生理是生理研究或進行染色、形態(tài)觀察等研究或進行染色、形態(tài)觀察等的良好材料的良好材料3 穩(wěn)定期穩(wěn)定期又稱：恒定期或最高生長期又稱：恒定期或最高生長期特點：特點：生長速率處于動態(tài)平衡。生長速率處于動態(tài)平衡。分裂速度下降，開始積累內含物，產芽孢的細菌開始產芽孢。分裂速度下降，開始積累內含物，產芽孢的細菌開始產芽孢。開始開始合成次生代謝產物合成次生代謝產物。產生原因：產生原因： 營養(yǎng)物耗盡營養(yǎng)物耗盡 營養(yǎng)物比例失調營養(yǎng)物比例失調 代謝廢物的積累代謝

16、廢物的積累 （酸、醇、毒素等）（酸、醇、毒素等） 物化條件不合適物化條件不合適 （pH、氧化還原勢等）氧化還原勢等）應用意義：應用意義：發(fā)酵生產形成的重要時期（抗生素、氨基酸等），生產上應盡發(fā)酵生產形成的重要時期（抗生素、氨基酸等），生產上應盡量延長此期，提高產量，措施如下：量延長此期，提高產量，措施如下： 補充營養(yǎng)物質（補料）補充營養(yǎng)物質（補料） 調調pH pH 調整溫度調整溫度 4 衰亡期衰亡期特點：特點：出現(xiàn)出現(xiàn)“負生長負生長”。細胞內顆粒更明顯，細胞出現(xiàn)畸形或衰退形，芽孢釋放。細胞內顆粒更明顯，細胞出現(xiàn)畸形或衰退形，芽孢釋放。產生原因：產生原因：生長條件的進一步惡化，使細胞內的分解代謝

17、大生長條件的進一步惡化，使細胞內的分解代謝大大超過合成代謝，繼而導致菌體的死亡大超過合成代謝，繼而導致菌體的死亡二、同步培養(yǎng)二、同步培養(yǎng) 1.概念概念同步培養(yǎng)同步培養(yǎng)(synchronous culture)：是一種培養(yǎng)方法，是一種培養(yǎng)方法，它能使群體中不同步的細胞轉變成能同時進行生長它能使群體中不同步的細胞轉變成能同時進行生長或分裂的群體細胞。或分裂的群體細胞。 同步生長：以同步培養(yǎng)方法使群體細胞能處于同一同步生長：以同步培養(yǎng)方法使群體細胞能處于同一生長階段，并同時進行分裂的生長方式生長階段，并同時進行分裂的生長方式同步培養(yǎng)物常被用來研究在單個細胞上難以研究的同步培養(yǎng)物常被用來研究在單個細胞

18、上難以研究的生理與遺傳特性和作為工業(yè)發(fā)酵的種子，它是一種生理與遺傳特性和作為工業(yè)發(fā)酵的種子，它是一種理想的材料。理想的材料。同步培養(yǎng)方法同步培養(yǎng)方法 機械方法環(huán)境條件控制技術離心方法離心方法過濾分離法過濾分離法硝酸纖維素濾膜法硝酸纖維素濾膜法溫度溫度培養(yǎng)基成份控制培養(yǎng)基成份控制光照和黑暗交替培養(yǎng)光照和黑暗交替培養(yǎng)硝硝酸酸纖纖維維素素濾濾膜膜法法離離心心法法三、連續(xù)培養(yǎng)三、連續(xù)培養(yǎng) 連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)(continous culture of microorganisms)是在微生物是在微生物的整個培養(yǎng)期間，通過一定的方式使微生物能以恒定的比的整個培養(yǎng)期間，通過一定的方式使微生物能以恒定的比生長速

19、率生長并能持續(xù)生長下去的一種培養(yǎng)方法。生長速率生長并能持續(xù)生長下去的一種培養(yǎng)方法。 連續(xù)培養(yǎng)的基本原則：微生物培養(yǎng)過程中不斷的補充營養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)的基本原則：微生物培養(yǎng)過程中不斷的補充營養(yǎng)物質和以同樣的速率移出培養(yǎng)物物質和以同樣的速率移出培養(yǎng)物連續(xù)培養(yǎng)類型連續(xù)培養(yǎng)類型恒濁連續(xù)培養(yǎng)恒濁連續(xù)培養(yǎng)恒化連續(xù)培養(yǎng)恒化連續(xù)培養(yǎng)無菌培養(yǎng)基儲備器無菌培養(yǎng)基儲備器控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)培養(yǎng)裝置培養(yǎng)裝置收集器收集器通氣、攪拌裝置通氣、攪拌裝置(一一)恒化連續(xù)培養(yǎng)恒化連續(xù)培養(yǎng)在整個培養(yǎng)過程中通過控制培養(yǎng)基中某種營養(yǎng)物質在整個培養(yǎng)過程中通過控制培養(yǎng)基中某種營養(yǎng)物質的濃度基本恒定（低）的方式，保持細菌的比生長的濃度基本恒定（低）

20、的方式，保持細菌的比生長速率恒定，使生長速率恒定，使生長“不斷不斷”進行。進行。 生長速率的控制因子：一般是氨基酸、氨和銨鹽等生長速率的控制因子：一般是氨基酸、氨和銨鹽等氮源，或是葡萄糖、麥芽糖等碳源或者是無機鹽，氮源，或是葡萄糖、麥芽糖等碳源或者是無機鹽，生長因子等物質生長因子等物質 恒化器連續(xù)培養(yǎng)通常用于微生物學的恒化器連續(xù)培養(yǎng)通常用于微生物學的研究工作研究工作，如，如篩選不同的變種、模擬自然條件等。篩選不同的變種、模擬自然條件等。 ：凡是處于較低濃度范圍內，可影響生長速：凡是處于較低濃度范圍內，可影響生長速率和菌體產量的營養(yǎng)物就稱生長限制因子率和菌體產量的營養(yǎng)物就稱生長限制因子(二二)恒

21、濁連續(xù)培養(yǎng)恒濁連續(xù)培養(yǎng)通過連續(xù)培養(yǎng)裝置中的光電系統(tǒng)控制培養(yǎng)液中菌體濃度恒定、通過連續(xù)培養(yǎng)裝置中的光電系統(tǒng)控制培養(yǎng)液中菌體濃度恒定、使細菌生長連續(xù)進行的一種培養(yǎng)方式。使細菌生長連續(xù)進行的一種培養(yǎng)方式。 用于菌體以及與菌體生長平行的代謝產物生產的發(fā)酵工業(yè)(三三)連續(xù)發(fā)酵與單批發(fā)酵相比連續(xù)發(fā)酵與單批發(fā)酵相比優(yōu)點：優(yōu)點：縮短發(fā)酵周期，提高設備利用率；縮短發(fā)酵周期，提高設備利用率； 便于自動控制；便于自動控制； 降低動力消耗及體力勞動強度；降低動力消耗及體力勞動強度； 產品質量較穩(wěn)定；產品質量較穩(wěn)定；缺點：缺點：雜菌污染和菌種退化雜菌污染和菌種退化第四節(jié)第四節(jié) 環(huán)境因素對微生物的影響環(huán)境因素對微生物的影

22、響 影響因素：影響因素：氧 溫 度 PH 值影響表現(xiàn)：影響表現(xiàn)：影響酶活性影響酶活性影響細胞膜的流動性影響細胞膜的流動性影響物質的溶解度影響物質的溶解度一、溫度一、溫度（一）微生物生長的三個溫度基點（一）微生物生長的三個溫度基點最低生長溫度：微生物生長的最低溫度下限；最高生長溫度：微生物生長的最高溫度； 最適生長溫度：微生物生長最快時的溫度 1）最適溫度不等于積累代謝產物的最佳溫度； 2）同類型發(fā)酵使用菌種不同，最適溫度不同； 3）同一微生物不同生理活動的最適溫度不同。 根據(jù)微生物的最適生長溫度的不同，可將微生物劃為根據(jù)微生物的最適生長溫度的不同，可將微生物劃為三個類型三個類型：（二）微生物生

23、長溫度類型（二）微生物生長溫度類型v低溫型微生物（嗜冷微生物）低溫型微生物（嗜冷微生物）v中溫型微生物（嗜溫微生物）中溫型微生物（嗜溫微生物）v高溫型微生物（嗜熱微生物）高溫型微生物（嗜熱微生物） 微生物類型微生物類型 生長溫度生長溫度 最低最低 最適最適 最高最高 嗜冷微生物嗜冷微生物 0以下以下 15 20 兼性嗜冷微生物兼性嗜冷微生物 0 20-30 35； 嗜溫微生物嗜溫微生物 15-20 20-45 45以上以上 嗜熱微生物嗜熱微生物 45 55-65 80 超嗜熱或嗜高溫微生物超嗜熱或嗜高溫微生物 65 80-90 100以上以上應用 低溫：速凍加保護劑，用于菌種保藏 干熱法 高溫

24、用于消毒滅菌 濕熱法理化因素的影響溫度微生物對氧的需要和耐受力在不同的類群微生物對氧的需要和耐受力在不同的類群中變化很大，根據(jù)微生物與氧的關系中變化很大，根據(jù)微生物與氧的關系, ,可可把它們分為幾種類群把它們分為幾種類群: : 專性好氧菌專性好氧菌: : 好氧菌好氧菌 微好氧菌：微好氧菌： 兼性厭氧菌兼性厭氧菌 耐氧厭氧菌：耐氧厭氧菌： 厭氧菌厭氧菌 ( (專性專性) )厭氧菌：厭氧菌：二、氧氣二、氧氣氧濃度對不同微生物生長的影響氧濃度對不同微生物生長的影響在氧還原為水的過程中，可形成某些有毒的中間產物，在氧還原為水的過程中，可形成某些有毒的中間產物，例如，過氧化氫（例如，過氧化氫（H2O2）

25、、）、超氧陰離子（超氧陰離子（ O2 ）等。超氧等。超氧陰離子為活性氧，兼有分子和離子的性質，反應力極強，陰離子為活性氧，兼有分子和離子的性質，反應力極強，極不穩(wěn)定，可破壞膜和重要生物大分子，極不穩(wěn)定，可破壞膜和重要生物大分子，對微生物造成毒對微生物造成毒害或致死。害或致死。好氧微生物具有降解這些產物的酶，如過氧化氫酶、過好氧微生物具有降解這些產物的酶，如過氧化氫酶、過氧化物酶、超氧化物歧化酶等。氧化物酶、超氧化物歧化酶等。而嚴格厭氧菌缺乏而嚴格厭氧菌缺乏SOD，故易被生物體內極易產生的超故易被生物體內極易產生的超氧陰離子自由基毒害致死。氧陰離子自由基毒害致死。厭氧菌的氧毒害機制厭氧菌的氧毒害

26、機制 SOD學說：學說：各類菌所含對氧解毒酶各類菌所含對氧解毒酶專性好氧菌專性好氧菌 SOD，過氧化氫酶過氧化氫酶 兼性厭氧菌兼性厭氧菌 SOD， 過氧化氫酶過氧化氫酶 專性厭氧菌專性厭氧菌 二種酶均無二種酶均無 微好氧菌微好氧菌 少量少量SOD 耐氧菌耐氧菌 SOD， 過氧化物酶過氧化物酶影響膜表面電荷的性質及膜的通透性影響膜表面電荷的性質及膜的通透性改變酶活、酶促反應的速率及代謝途徑改變酶活、酶促反應的速率及代謝途徑如：酵母菌在如：酵母菌在pH4.5-5pH4.5-5產乙醇，在產乙醇，在 pH6.5pH6.5以上產甘以上產甘油、酸。油、酸。影響培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質的影響培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質的離子化

27、程度離子化程度三、三、pHpH（一）影響表現(xiàn)：（一）影響表現(xiàn)：微生物生長的微生物生長的pH值三基點：值三基點：各種微生物都有其生長的最低、最適和最高各種微生物都有其生長的最低、最適和最高pH值。值。低低于于最低、或最低、或超過超過最高生長最高生長pHpH值時，微生物生長受抑制或值時，微生物生長受抑制或導致死亡。導致死亡。（二（二) ) 不同微生物對不同微生物對pHpH要求不同要求不同微生物微生物最低最低PH最適最適PH最高最高PH細菌細菌3-56.5-7.58-10酵母菌酵母菌2-34.5-5.57-8霉菌霉菌1-34.5-5.57-8（三）微生物的生命活動對環(huán)境三）微生物的生命活動對環(huán)境pH

28、pH值的影響值的影響微生物在生長過程中也會使外界環(huán)境的微生物在生長過程中也會使外界環(huán)境的pHpH值發(fā)生改變：值發(fā)生改變：由于有機物分解：由于有機物分解：分解糖類、脂肪等，分解糖類、脂肪等，產生酸性物質，使培養(yǎng)液產生酸性物質，使培養(yǎng)液pHpH值下降；值下降；分解分解蛋白質、尿素等，產生堿性物質，使培養(yǎng)液蛋白質、尿素等，產生堿性物質，使培養(yǎng)液pHpH值上升值上升由于無機鹽選擇性吸收：由于無機鹽選擇性吸收：銨鹽吸收（銨鹽吸收（(NH4)2SO4 H2SO4），）， pHpH硝酸鹽吸收硝酸鹽吸收(NaNO3 NaOH)， pHpH培養(yǎng)過程中調節(jié)培養(yǎng)過程中調節(jié)pHpH值的措施值的措施過酸時：過酸時：加入

29、堿或適量氮源，提高通氣量。加入堿或適量氮源，提高通氣量。過堿時：過堿時：加入酸或適量碳源，降低通氣量。加入酸或適量碳源，降低通氣量。NH4+被被吸收吸收NO3+被被吸收吸收配制培養(yǎng)基時調整配制培養(yǎng)基時調整pHpH值的措施：值的措施：第五節(jié)第五節(jié) 微生物生長繁殖的控制微生物生長繁殖的控制 一一 基本概念基本概念防腐防腐(antisepsis)：在某些化學物質或物理因子作用下，能防止在某些化學物質或物理因子作用下，能防止或抑制微生物生長的一種措施或抑制微生物生長的一種措施 消毒消毒(disinfection)：利用某種方法殺死或滅活物質或物體中所利用某種方法殺死或滅活物質或物體中所有病原微生物的一

30、種措施有病原微生物的一種措施滅菌滅菌(sterilization)：指利用某種方法殺死物體中包括芽孢在內指利用某種方法殺死物體中包括芽孢在內的所有微生物的一種措施的所有微生物的一種措施化療化療(chemotherapy)：利用具有選擇毒性的化學物質如磺胺、利用具有選擇毒性的化學物質如磺胺、抗生素等對生物體內部被微生物感染的組織成病受細胞進行治抗生素等對生物體內部被微生物感染的組織成病受細胞進行治療，以殺死組織內的病原微生物或病變細胞，但對機體本身無療，以殺死組織內的病原微生物或病變細胞，但對機體本身無毒害作用的治療措施。毒害作用的治療措施。 消毒（部分殺滅）殺菌溶菌滅菌（徹底殺滅）殺滅防腐（抑

31、制霉腐微生物）化療（抑制宿主體內病原菌）抑制除菌控制有害菌的措施二二 控制微生物的物理因素控制微生物的物理因素 溫度溫度輻射作用輻射作用過濾過濾滲透壓滲透壓干燥干燥超聲波超聲波火焰灼燒法烘箱熱空氣滅菌法干熱滅菌法巴氏消毒法煮沸消毒法間歇滅菌法高壓蒸汽滅菌法濕熱滅菌（消毒）法高溫滅菌（消毒）法（一）溫度（一）溫度干熱滅菌法（干熱滅菌法（dry heat sterilizationdry heat sterilization）焚燒法（焚燒法（incinerationincineration）：）：是將被滅菌物品在火焰中是將被滅菌物品在火焰中燃燒，使所有的生物質碳化。簡單、徹底，但對被滅菌燃燒，使所

32、有的生物質碳化。簡單、徹底，但對被滅菌物品的破壞極大。適用于無經濟價值的物品滅菌，及不物品的破壞極大。適用于無經濟價值的物品滅菌，及不怕燒的實驗器具，如接種環(huán)、鑷子、試管或三角瓶口的怕燒的實驗器具，如接種環(huán)、鑷子、試管或三角瓶口的滅菌等。滅菌等。干燥熱空氣滅菌法干燥熱空氣滅菌法(hot-air oven)(hot-air oven)：將物品放入烘箱將物品放入烘箱內，然后升溫至內，然后升溫至150150170 170 ，維持，維持1 12 2小時。適用小時。適用于玻璃、陶瓷和金屬物品的滅菌，不適合液體樣品，及于玻璃、陶瓷和金屬物品的滅菌，不適合液體樣品，及棉花、紙張、纖維和橡膠類物質的滅菌。棉花

33、、紙張、纖維和橡膠類物質的滅菌。特點：由于空氣傳熱穿透力差，菌體在脫水狀態(tài)下不易特點：由于空氣傳熱穿透力差，菌體在脫水狀態(tài)下不易殺死，所以溫度高、時間長。殺死，所以溫度高、時間長。 濕熱法濕熱法(moist heat sterilization)(moist heat sterilization) ：特點：溫度低、時間短、滅菌效果高特點：溫度低、時間短、滅菌效果高原因：原因： 1) 菌體內含水量越高，則凝固溫度越低；菌體內含水量越高，則凝固溫度越低； 2) 蒸汽冷凝會放出潛熱；蒸汽冷凝會放出潛熱； 3) 飽和水蒸汽穿透力強；飽和水蒸汽穿透力強； 4) 濕熱易破壞細胞內蛋白質大分子的穩(wěn)定濕熱易破

34、壞細胞內蛋白質大分子的穩(wěn)定 性，主要破壞氫鍵結構。性，主要破壞氫鍵結構。高壓蒸汽滅菌法高壓蒸汽滅菌法利用水的沸點隨水蒸氣壓力的增加而上升，以達到利用水的沸點隨水蒸氣壓力的增加而上升，以達到100 100 以上高溫滅菌的方法。以上高溫滅菌的方法。 方法：方法：121121（1kg/cm1kg/cm2 2或或1515磅磅/ /英寸英寸2 2）維持）維持1515-20min-20min。 112112（0 0.5.5kg/cmkg/cm2 2或或8 8磅磅/ /英寸英寸2 2）2020- -3 30min0min。 11115 5（0.750.75kg/cmkg/cm2 2或或1111磅磅/ /英寸

35、英寸2 2）2020- -3 30min0min。應根據(jù)滅菌物品的性質或成分選擇滅菌溫度應根據(jù)滅菌物品的性質或成分選擇滅菌溫度例如：例如：生理鹽水、營養(yǎng)瓊脂等培養(yǎng)基用生理鹽水、營養(yǎng)瓊脂等培養(yǎng)基用121 121 。 含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培養(yǎng)基用含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培養(yǎng)基用112 112 。適用：適用：耐高溫物品，玻璃儀器、含水或不含水的物品。耐高溫物品，玻璃儀器、含水或不含水的物品。 高高 壓壓 蒸蒸 汽汽 滅滅 菌菌 鍋鍋注意事項：注意事項：排凈冷空氣；排凈冷空氣； 滅菌終了，緩慢降壓；滅菌終了，緩慢降壓； 滅菌結束，趁熱取出物品。滅菌結束，趁熱取出物品。高溫對培養(yǎng)基的影響及其防止措施

36、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：高溫對培養(yǎng)基的不利影響：會產生混濁或形成不溶性沉淀會產生混濁或形成不溶性沉淀營養(yǎng)成分被破壞（營養(yǎng)成分被破壞（ POPO4 4-3-3存在，葡萄糖生成酮糖，存在，葡萄糖生成酮糖，菌不利用菌不利用）；）；色澤加深（褐變如產生氨基糖等）；色澤加深（褐變如產生氨基糖等）；改變培養(yǎng)基的改變培養(yǎng)基的pH值值（通常下降（通常下降0.20.2） ；形成有害物質，抑制微生物生長；形成有害物質，抑制微生物生長；消除有害影響的措施消除有害影響的措施 采用特殊的加熱滅菌法采用特殊的加熱滅菌法 過濾除菌法過濾除菌法 加入螯合劑加入螯合劑煮沸消毒法煮沸消毒法將水加熱至

37、將水加熱至100100，煮沸，煮沸15min15min30min30min，可殺死所有營養(yǎng)細胞可殺死所有營養(yǎng)細胞和部分芽孢，達到消毒物的目的。和部分芽孢，達到消毒物的目的。巴斯德消毒法（巴斯德消毒法（PasteurizationPasteurization）：）：用較低的溫度來殺死其中的病源微生物，這樣既保用較低的溫度來殺死其中的病源微生物，這樣既保持食品的營養(yǎng)風味，又進行了消毒持食品的營養(yǎng)風味，又進行了消毒該法一般是將待消毒的液體食品置于該法一般是將待消毒的液體食品置于6262處理處理3030minmin，然后迅然后迅速冷卻。即可達到消毒目的。速冷卻。即可達到消毒目的。低溫長時法低溫長時法(

38、Low temperature long time,LTLT)(Low temperature long time,LTLT)；62.930min62.930min處理牛奶處理牛奶高溫瞬時法（高溫瞬時法（Hightemperatureshorttime,HTST):Hightemperatureshorttime,HTST):71.615s71.615s處理牛奶處理牛奶超高溫巴斯德滅菌法超高溫巴斯德滅菌法( (UltrapasteurizationUltrapasteurization):):讓液體食品停讓液體食品停留在留在140140左右左右3-4s3-4s，急劇冷卻至急劇冷卻至7575，經

39、勻質化后冷卻至，經勻質化后冷卻至2020。間歇滅菌法：間歇滅菌法： 將待滅菌物品在將待滅菌物品在8080-100-100蒸煮蒸煮15-60min15-60min，冷冷卻后擱置室溫（卻后擱置室溫（28-3728-37）下過夜，并重復以上）下過夜，并重復以上過程三遍以上。過程三遍以上。其蒸煮過程可殺死微生物的營養(yǎng)體，但不能殺其蒸煮過程可殺死微生物的營養(yǎng)體，但不能殺死芽胞，室溫過夜促使殘留的芽孢萌發(fā)成營養(yǎng)死芽胞，室溫過夜促使殘留的芽孢萌發(fā)成營養(yǎng)體，再經蒸煮過程可殺死新的營養(yǎng)體；循環(huán)三體，再經蒸煮過程可殺死新的營養(yǎng)體；循環(huán)三次以上可保證徹底滅菌的目的。次以上可保證徹底滅菌的目的。適用于不耐高溫的物品滅

40、菌，如不適于高壓滅適用于不耐高溫的物品滅菌，如不適于高壓滅菌的特殊培養(yǎng)基、藥品的滅菌。菌的特殊培養(yǎng)基、藥品的滅菌。 缺點是麻煩、缺點是麻煩、費時。費時。低溫低溫低溫是通過降低酶反應速度使微生物生低溫是通過降低酶反應速度使微生物生長受到抑制。長受到抑制。冷藏法：冷藏法：55，微生物斜面菌種放置冷藏箱中可保，微生物斜面菌種放置冷藏箱中可保存數(shù)周至數(shù)月而不衰竭死亡；食品保鮮存數(shù)周至數(shù)月而不衰竭死亡；食品保鮮冷凍法：食品工業(yè)中采用冷凍法：食品工業(yè)中采用-10-10左右的冷凍溫度較左右的冷凍溫度較長時間地保藏食品；冷凍法也可用作菌種保藏，但長時間地保藏食品；冷凍法也可用作菌種保藏，但所需溫度更低，如所需

41、溫度更低，如-80-80低溫冰箱、或低溫冰箱、或-78-78干冰、干冰、或或-80-80液氮中冷凍保存。液氮中冷凍保存。2 2、低溫抑菌、低溫抑菌（二）輻射作用（二）輻射作用 (radiation Sterilization)輻射滅菌是利用電磁輻射產生的電磁波殺死大多數(shù)輻射滅菌是利用電磁輻射產生的電磁波殺死大多數(shù)物質上的微生物的一種有效力法。物質上的微生物的一種有效力法。 電磁波電磁波:微波微波:通過熱產生殺死微生物的作用；通過熱產生殺死微生物的作用；紫外線紫外線(UV):使使DNA分子中相鄰的嘧啶形成嘧啶二聚分子中相鄰的嘧啶形成嘧啶二聚體，抑制體，抑制DNA復制與轉錄等功能，殺死微生物；復制

42、與轉錄等功能，殺死微生物；X射線和射線和y射線射線:使其他物質氧化或產生自由基使其他物質氧化或產生自由基(OH、H)破壞和改變生物大分子的結構，以抑制或殺死微破壞和改變生物大分子的結構，以抑制或殺死微生物。生物。 3過濾作用過濾作用 不不耐耐熱熱的的液液體體培培養(yǎng)養(yǎng)基基的的滅滅菌菌采用濾孔比細菌還小的篩子或濾膜作成各種過濾器，當空采用濾孔比細菌還小的篩子或濾膜作成各種過濾器，當空氣或液體流經篩子或濾膜時，微生物不能通過濾孔而被阻氣或液體流經篩子或濾膜時，微生物不能通過濾孔而被阻留在一側，從而達到滅菌的目的。但不能除去病毒。留在一側，從而達到滅菌的目的。但不能除去病毒。實驗室中常用的濾器：實驗室

43、中常用的濾器：濾膜過濾器、蔡氏過濾器、玻璃過濾器、磁土過濾器等。濾膜過濾器、蔡氏過濾器、玻璃過濾器、磁土過濾器等。過濾介質：醋酸纖維素膜、硝酸纖維素膜、聚丙烯膜；過濾介質：醋酸纖維素膜、硝酸纖維素膜、聚丙烯膜； 以及石棉板、燒結陶瓷、燒結玻璃等。以及石棉板、燒結陶瓷、燒結玻璃等。濾器孔徑：濾器孔徑：常用常用0 0.22 .22 m 、0.45 m 。應用：應用：對于含酶、血清、維生素和氨基酸等熱敏物質除菌對于含酶、血清、維生素和氨基酸等熱敏物質除菌。 細胞內溶質濃度與胞外溶液的溶質濃度相等時，為等細胞內溶質濃度與胞外溶液的溶質濃度相等時，為等滲溶液滲溶液,溶液的溶質濃度高于胞內溶質濃度為高滲溶

44、液溶液的溶質濃度高于胞內溶質濃度為高滲溶液,溶溶液的溶質濃度低于胞內溶質濃度為低滲溶液液的溶質濃度低于胞內溶質濃度為低滲溶液. 在等滲溶液中在等滲溶液中,微生物的活動保持正常微生物的活動保持正常,細胞外形不變細胞外形不變 在高滲溶液中在高滲溶液中,細胞易失水細胞易失水,脫水后發(fā)生質壁分離脫水后發(fā)生質壁分離,生長生長受抑制或死亡受抑制或死亡.(鹽漬和糖漬保藏食品鹽漬和糖漬保藏食品) 在低滲溶液中在低滲溶液中,細胞吸水膨脹細胞吸水膨脹,甚至導致細胞破裂死亡甚至導致細胞破裂死亡.4. 滲透壓滲透壓滲透壓和干燥都涉及到水分含量和水活度，它們滲透壓和干燥都涉及到水分含量和水活度，它們對微生物的生長都有很

45、大的影響。對微生物的生長都有很大的影響。干燥對微生物的影響干燥對微生物的影響干燥抑制微生物生長或造成其死亡的原因：干燥抑制微生物生長或造成其死亡的原因：干燥能引起微生物細胞內蛋白質的變性和鹽類等干燥能引起微生物細胞內蛋白質的變性和鹽類等物質濃度提高，從而抑制生長或造成微生物死亡物質濃度提高，從而抑制生長或造成微生物死亡5. 干燥干燥三、控制微生物的化學物質三、控制微生物的化學物質 1抗微生物劑抗微生物劑 抗微生物劑抗微生物劑(antimicrobial agcnt)是一類能夠殺死是一類能夠殺死微生物或抑制微生物生長的化學物質微生物或抑制微生物生長的化學物質 根據(jù)它們抗微生物的特性可分為：根據(jù)它

46、們抗微生物的特性可分為： 抑菌劑抑菌劑 殺菌劑殺菌劑 溶菌劑溶菌劑 用機理是這類物質結合到核糖體上抑用機理是這類物質結合到核糖體上抑制蛋白質合成，導致生長停止，由于制蛋白質合成，導致生長停止，由于它們同核糖體結合不緊，它們在濃度它們同核糖體結合不緊，它們在濃度降低時又會游離出來，核糖體合成蛋降低時又會游離出來，核糖體合成蛋白質的能力恢復，使生長恢復白質的能力恢復，使生長恢復 它們是緊緊地結合到細胞的作用靶上，它們是緊緊地結合到細胞的作用靶上，即使在濃度降低時也不能游離出來，即使在濃度降低時也不能游離出來，因此生長不能恢復因此生長不能恢復 能抑制細胞壁合成或損傷細胞質膜能抑制細胞壁合成或損傷細胞

47、質膜 抗微生物劑通常又將它們分為抗微生物劑通常又將它們分為消毒劑：消毒劑：可殺死微生物，通常用于非生物材料的滅菌或消毒?？蓺⑺牢⑸?，通常用于非生物材料的滅菌或消毒。防腐劑：防腐劑：能殺死微生物或抑制其生長，但對人及動物的體表組能殺死微生物或抑制其生長，但對人及動物的體表組 織無毒性或毒性低，可作為外用抗微生物藥物?？棢o毒性或毒性低，可作為外用抗微生物藥物。HgCl2、CuSO4、碘液、氯氣、乙烯氧化物、甲醛劑、臭氧碘液、氯氣、乙烯氧化物、甲醛劑、臭氧 有機汞、有機汞、0.1%-1硝酸銀、碘液、硝酸銀、碘液、70%乙醇、乙醇、3過氧化氫過氧化氫 類型 名稱及使用方法 作用原理 應用范圍 醇類

48、70%75%乙醇脫水、蛋白質變性皮膚、器皿 醛類 0.5%10%甲醛2%戊二醛（pH=8） 蛋白質變性房間、物品消毒（不適合食品廠） 酚類 3%5%石炭酸 2%來蘇兒3%5%來蘇兒破壞細胞膜、蛋白質變性地面、器具皮膚地面、器具氧化劑 0.1%高錳酸鉀3%過氧化氫0.2%0.5%過氧乙酸氧化蛋白質活性基團，酶失活皮膚、水果、蔬菜皮膚、物品表面水果、蔬菜、塑料等常用的消毒防腐劑及其應用常用的消毒防腐劑及其應用常用的消毒防腐劑及其應用常用的消毒防腐劑及其應用類型 名稱及使用方法 作用原理 應用范圍重金屬鹽類0.05%0.1%升汞2%紅汞0.1%1%硝酸銀0.1%0.5%硫酸銅蛋白質變性、酶失活變性、

49、沉淀蛋白蛋白質變性、酶失活非金屬器皿皮膚、粘膜、傷口皮膚、新生兒眼睛防治植物病害表面活性劑0.05%0.1% 新潔爾滅0.05%0.1% 杜滅芬蛋白變性、破壞細胞膜皮膚、粘膜、器械皮膚、金屬、棉織品、塑料常用的消毒防腐劑及其應用常用的消毒防腐劑及其應用類型 名稱及使用方法 作用原理 應用范圍鹵素及其化合物0.20.5mg/L氯氣10%20%漂白粉0.5%1%漂白粉2.5%碘酒破壞細胞膜、蛋白質飲水、游泳池水地面水、空氣等皮膚 染料2%4%龍膽紫與蛋白質的羧基結合皮膚、傷口 酸類 0.1%苯甲酸 0.1%山梨酸食品防腐食品防腐各種抗微生物化學制劑殺菌能力的比較標準：各種抗微生物化學制劑殺菌能力的

50、比較標準：石炭酸系數(shù)：石炭酸系數(shù)： 指在一定時間內被試藥劑能殺死全部供試菌指在一定時間內被試藥劑能殺死全部供試菌的最高稀釋度和達到同效的石炭酸的最高稀釋度的的最高稀釋度和達到同效的石炭酸的最高稀釋度的比率。一般規(guī)定處理時間為比率。一般規(guī)定處理時間為10分鐘，而供試菌定為分鐘，而供試菌定為Salmonella typhi（傷寒沙門氏菌）。傷寒沙門氏菌）。 在臨床上最早使用的消毒劑在臨床上最早使用的消毒劑-石炭酸石炭酸概念概念：化學治療化學治療劑是指那些劑是指那些能夠特異性地作用于能夠特異性地作用于某些微生物并某些微生物并具有選擇毒性具有選擇毒性的化學藥劑，它們與的化學藥劑，它們與非特異的化學藥劑相比對人體幾乎沒有什么毒性非特異的化學藥劑相比對人體幾乎沒有什么毒性或毒性很小，可用作治療微生物引起的疾病。或毒性很小，可用作治療微生物引起的疾病。既適用于涂抹肌體表面，也始于通過口服或注射既適用于涂抹肌體表面，也始于通過口服或注射吸收到體內。吸收到體內。 種類：種類： 抗代謝藥物抗代謝藥物人工合成的人工合成的 抗生素抗生素微生物所產生的微生物所產生的化學治療化學治療劑劑2抗代謝物抗代謝物 (Antimetabolite)有些化合物在結構上與生物體所必需的代謝物很相似，有