第5章環(huán)境因子對(duì)微生物生長(zhǎng)和代謝的影響

1、 第五章第五章 環(huán)境因子對(duì)環(huán)境因子對(duì)微生物生長(zhǎng)和代謝的影響微生物生長(zhǎng)和代謝的影響環(huán)境因子對(duì)微生物的影響環(huán)境因子對(duì)微生物的影響 適宜環(huán)境適宜環(huán)境： 微生物能正常地進(jìn)行生命活動(dòng)微生物能正常地進(jìn)行生命活動(dòng) 不適宜環(huán)境不適宜環(huán)境： 微生物的正常生命活動(dòng)受到抑制或微生物的正常生命活動(dòng)受到抑制或被迫暫時(shí)改變?cè)械囊恍┨卣?。被迫暫時(shí)改變?cè)械囊恍┨卣鳌?惡劣環(huán)境惡劣環(huán)境： 微生物死亡或發(fā)生遺傳變易微生物死亡或發(fā)生遺傳變易。第一節(jié)第一節(jié) 環(huán)境因子對(duì)微生物生長(zhǎng)和生存的影響環(huán)境因子對(duì)微生物生長(zhǎng)和生存的影響一一.理化因素對(duì)生長(zhǎng)的影響理化因素對(duì)生長(zhǎng)的影響（一）溫度（一）溫度 1、溫度對(duì)微生物的影響、溫度對(duì)微生物的影響

2、 溫度通過(guò)影響膜的液晶結(jié)構(gòu)、酶和蛋白溫度通過(guò)影響膜的液晶結(jié)構(gòu)、酶和蛋白質(zhì)的合成及活性、質(zhì)的合成及活性、RNA的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)錄等的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)錄等 影響影響微生物的生命活動(dòng)。微生物的生命活動(dòng)。2、微生物的生長(zhǎng)溫度范圍、微生物的生長(zhǎng)溫度范圍 最低生長(zhǎng)溫度最低生長(zhǎng)溫度 最高生長(zhǎng)溫度最高生長(zhǎng)溫度 最適生長(zhǎng)溫度最適生長(zhǎng)溫度 致死溫度致死溫度ACBv T 3、微生物的生長(zhǎng)溫度類(lèi)型、微生物的生長(zhǎng)溫度類(lèi)型 按照最適生長(zhǎng)溫度范按照最適生長(zhǎng)溫度范圍的不同分類(lèi)圍的不同分類(lèi) 嗜冷微生物嗜冷微生物 嗜溫微生物嗜溫微生物 嗜熱微生物嗜熱微生物 微生物生長(zhǎng)的溫度類(lèi)型微生物生長(zhǎng)的溫度類(lèi)型最低最低最適最適最高最高分布的主要場(chǎng)所分布的主

3、要場(chǎng)所專(zhuān)性專(zhuān)性-125-1515-20兩極地區(qū)兩極地區(qū)低低溫溫型型兼性兼性-5-010-2025-30 海水，冷藏食品上海水，冷藏食品上 室溫室溫10-2020-3540-45 腐腐 生生 菌菌中中溫溫型型體溫體溫10-2035-4040-45 寄寄 生生 菌菌高高 溫溫 型型25-4550-6070-95溫泉溫泉 堆肥等堆肥等微生物類(lèi)型微生物類(lèi)型不同溫度下的菌例不同溫度下的菌例1、嗜冷微生物、嗜冷微生物（psychrophilespsychrophiles） 能在能在5以下生長(zhǎng)的微生物稱(chēng)為嗜冷微生物。以下生長(zhǎng)的微生物稱(chēng)為嗜冷微生物。 種類(lèi)種類(lèi) 專(zhuān)性：最適溫度專(zhuān)性：最適溫度15，最高溫度，最高

4、溫度20 兼性：最適溫度兼性：最適溫度2530，最高溫度，最高溫度35左右左右 耐冷微生物耐冷微生物 psychrotolerant 嗜冷微生物在低溫下生長(zhǎng)的原因嗜冷微生物在低溫下生長(zhǎng)的原因 細(xì)胞膜含有大量的不飽和脂肪酸，使膜在低溫細(xì)胞膜含有大量的不飽和脂肪酸，使膜在低溫下也能保持半流動(dòng)狀態(tài)；下也能保持半流動(dòng)狀態(tài)； 細(xì)胞的酶在低溫下能有效地起催化作用，而在細(xì)胞的酶在低溫下能有效地起催化作用，而在3040的情況下，這些酶很快失活。的情況下，這些酶很快失活。 2 2、嗜溫微生物、嗜溫微生物 mesophiles 最適生長(zhǎng)溫度在最適生長(zhǎng)溫度在2537微生物叫嗜溫微生物。微生物叫嗜溫微生物。 種類(lèi)：種

5、類(lèi)： 寄生型（體溫型）：最適寄生型（體溫型）：最適3540 腐生型（室溫型）：最適腐生型（室溫型）：最適2535。3 3、嗜熱微生物、嗜熱微生物 thermophiles 嗜熱微生物嗜熱微生物：最適生長(zhǎng)溫度：最適生長(zhǎng)溫度5060 嗜高溫微生物嗜高溫微生物：最適生長(zhǎng)溫度在：最適生長(zhǎng)溫度在80以上以上 嗜熱微生物在高溫下生長(zhǎng)的原因嗜熱微生物在高溫下生長(zhǎng)的原因 酶和其他蛋白質(zhì)中的更具有耐熱性；酶和其他蛋白質(zhì)中的更具有耐熱性； 核酸中含有較多的核酸中含有較多的GC對(duì)，對(duì)熱更加穩(wěn)定；對(duì)，對(duì)熱更加穩(wěn)定； 細(xì)胞膜中飽和脂肪酸含量高，使膜具有熱穩(wěn)定性；細(xì)胞膜中飽和脂肪酸含量高，使膜具有熱穩(wěn)定性； 細(xì)胞生長(zhǎng)速率

6、快，能迅速合成生物大分子，以彌細(xì)胞生長(zhǎng)速率快，能迅速合成生物大分子，以彌補(bǔ)由于高溫造成的破壞補(bǔ)由于高溫造成的破壞。嗜高溫微生物嗜高溫微生物 hyperthermophiles 已發(fā)現(xiàn)的嗜高溫微生物全都是已發(fā)現(xiàn)的嗜高溫微生物全都是古生細(xì)菌古生細(xì)菌，它們，它們所處的環(huán)境與普通細(xì)菌有很大區(qū)別。所處的環(huán)境與普通細(xì)菌有很大區(qū)別。 在高溫下生長(zhǎng)的原因：在高溫下生長(zhǎng)的原因： 一般認(rèn)為它們蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性與蛋白質(zhì)上存在一般認(rèn)為它們蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性與蛋白質(zhì)上存在的鹽橋數(shù)目增加（氨基酸帶上的鹽橋數(shù)目增加（氨基酸帶上Na+或其它陽(yáng)離子生或其它陽(yáng)離子生成電荷橋）及蛋白質(zhì)高度密集的疏水內(nèi)部區(qū)域有關(guān)；成電荷橋）及蛋白質(zhì)高度密

7、集的疏水內(nèi)部區(qū)域有關(guān)； 它們細(xì)胞膜中不含脂肪酸，而是由植烷（不同它們細(xì)胞膜中不含脂肪酸，而是由植烷（不同長(zhǎng)度碳?xì)浣M成的五碳重復(fù)單位化合物）組成，這和長(zhǎng)度碳?xì)浣M成的五碳重復(fù)單位化合物）組成，這和膜的熱穩(wěn)定性有關(guān)。膜的熱穩(wěn)定性有關(guān)。 4、最適發(fā)酵溫度、最適發(fā)酵溫度發(fā)酵速率和代謝產(chǎn)物積累速率最大時(shí)的溫度發(fā)酵速率和代謝產(chǎn)物積累速率最大時(shí)的溫度。5、極端溫度對(duì)微生物的影響、極端溫度對(duì)微生物的影響 極端溫度極端溫度 extreme temperature 低于最低生長(zhǎng)溫度和高于最高生長(zhǎng)溫低于最低生長(zhǎng)溫度和高于最高生長(zhǎng)溫度范圍的溫度。度范圍的溫度。 低溫：低溫： 0以上停止生長(zhǎng)以上停止生長(zhǎng) 冷凍：造成微生物

8、細(xì)胞脫水及冰晶的冷凍：造成微生物細(xì)胞脫水及冰晶的機(jī)械損傷而引起微生物死亡。機(jī)械損傷而引起微生物死亡。 高溫：菌體蛋白變性，殺死細(xì)胞高溫：菌體蛋白變性，殺死細(xì)胞 應(yīng)用：應(yīng)用：6、微生物對(duì)熱的忍受、微生物對(duì)熱的忍受微生物 溫度 時(shí)間(分)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞：細(xì) 菌 55-60 30 酵 母 50-60 10孢 子 ： 70-80 10細(xì)菌芽孢： 枯草芽孢桿菌 100 60 嗜熱脂肪芽孢桿菌 121 12 肉毒梭菌 100 360（二）水活度（二）水活度 water activity 定義定義 在相同的溫度和壓力下，體系中溶液的在相同的溫度和壓力下，體系中溶液的水蒸汽壓與純水的蒸汽壓之比：水蒸汽壓與純水的蒸汽

9、壓之比： aw=p/p0 水活度的決定因素：水活度的決定因素：固體基質(zhì)：水被吸附的牢固程度固體基質(zhì)：水被吸附的牢固程度液體：溶質(zhì)的含量和溶質(zhì)的水合程度液體：溶質(zhì)的含量和溶質(zhì)的水合程度一些溶質(zhì)不同濃度的水活度一些溶質(zhì)不同濃度的水活度不同微生物生長(zhǎng)的最低不同微生物生長(zhǎng)的最低a aw w1、基質(zhì)水活度對(duì)微生物的影響、基質(zhì)水活度對(duì)微生物的影響 高水活度環(huán)境高水活度環(huán)境 低水活度環(huán)境低水活度環(huán)境2、干燥對(duì)微生物的影響、干燥對(duì)微生物的影響 干燥使代謝停止，使微生物處于休眠干燥使代謝停止，使微生物處于休眠 狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)細(xì)胞脫水，蛋白質(zhì)變性，進(jìn)狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)細(xì)胞脫水，蛋白質(zhì)變性，進(jìn) 而導(dǎo)致死亡。而導(dǎo)致死亡。 應(yīng)

10、用：應(yīng)用： 保存物品，保藏菌種保存物品，保藏菌種水對(duì)一些貯藏霉菌的影響水對(duì)一些貯藏霉菌的影響3、滲透壓對(duì)微生物的影響、滲透壓對(duì)微生物的影響 等滲溶液：等滲溶液： 微生物正常生長(zhǎng)微生物正常生長(zhǎng) 低滲溶液：低滲溶液： 細(xì)胞吸水膨脹，甚至脹破。細(xì)胞吸水膨脹，甚至脹破。 高滲溶液：高滲溶液： 細(xì)胞脫水，影響代謝活動(dòng)，引起質(zhì)壁細(xì)胞脫水，影響代謝活動(dòng)，引起質(zhì)壁分離，甚至死亡。分離，甚至死亡。耐高滲與嗜高滲微生物耐高滲與嗜高滲微生物生長(zhǎng)速度水活度1、正常微生物2、耐高滲微生物3、嗜高滲微生物（三）表面張力（三）表面張力1、表面張力：液體表面相鄰兩個(gè)部分間、表面張力：液體表面相鄰兩個(gè)部分間單位長(zhǎng)度內(nèi)的相互牽引

11、力。單位長(zhǎng)度內(nèi)的相互牽引力。 單位：?jiǎn)挝唬?N/m=1000dyn/cm 水在常溫下的表面張力為水在常溫下的表面張力為72 dyn/cm。 一般液體培養(yǎng)基的表面張力為一般液體培養(yǎng)基的表面張力為4565dyn/cm 2、表面張力對(duì)微生物的影響、表面張力對(duì)微生物的影響 低表面張力低表面張力, 微生物在液體中均勻生長(zhǎng)。微生物在液體中均勻生長(zhǎng)。 高表面張力高表面張力, 微生物在液體表面形成菌膜。微生物在液體表面形成菌膜。3、改變表面張力的方法、改變表面張力的方法 升高表面張力：添加無(wú)機(jī)鹽升高表面張力：添加無(wú)機(jī)鹽 降低表面張力：添加表面活性劑降低表面張力：添加表面活性劑（四）輻射（四）輻射 輻射是能量通

12、過(guò)空間傳播或傳遞的一種輻射是能量通過(guò)空間傳播或傳遞的一種物理現(xiàn)象。物理現(xiàn)象。 輻射的種類(lèi)：電磁輻射和微粒輻射輻射的種類(lèi)：電磁輻射和微粒輻射 電磁輻射的種類(lèi)電磁輻射的種類(lèi) 非電離輻射：非電離輻射：紅外線、可見(jiàn)光、紫外紅外線、可見(jiàn)光、紫外線等線等 電離輻射：電離輻射：x-射線、射線、-射線等。射線等。輻射光輻射光 可見(jiàn)光可見(jiàn)光 波長(zhǎng)波長(zhǎng)400-800nm的電磁輻射。的電磁輻射。 光能型微生物的能源光能型微生物的能源 長(zhǎng)時(shí)間照射有殺菌作用長(zhǎng)時(shí)間照射有殺菌作用紅外線紅外線 波長(zhǎng)大于波長(zhǎng)大于800nm的電磁輻射。的電磁輻射。 紅外線可以發(fā)熱，產(chǎn)生的高溫具有殺菌作用。紅外線可以發(fā)熱，產(chǎn)生的高溫具有殺菌作用

13、。紫外線紫外線 UV 波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為150390nm的電磁輻射。的電磁輻射。 最佳作用波長(zhǎng)為最佳作用波長(zhǎng)為265266nm。1.作用機(jī)理作用機(jī)理誘發(fā)誘發(fā)DNA形成形成T=T、阻礙、阻礙DNA復(fù)制而使微生物發(fā)生復(fù)制而使微生物發(fā)生變易或死亡。變易或死亡。 使空氣中的使空氣中的O2變?yōu)樽優(yōu)镺3，后者分解放出的，后者分解放出的O具有殺具有殺菌作用。菌作用。 應(yīng)用：消毒和誘變應(yīng)用：消毒和誘變紫外線照射后形成T-T二聚體2. 細(xì)胞對(duì)紫外損傷的修復(fù)作用細(xì)胞對(duì)紫外損傷的修復(fù)作用光復(fù)活作用光復(fù)活作用 細(xì)胞中的光復(fù)活細(xì)胞中的光復(fù)活酶吸收可見(jiàn)光的能酶吸收可見(jiàn)光的能量而被激活后，將量而被激活后，將T=T中的共價(jià)鍵解中的

14、共價(jià)鍵解開(kāi)，使開(kāi)，使DNA分子恢分子恢復(fù)正常狀態(tài)。復(fù)正常狀態(tài)。光復(fù)活過(guò)程暗修復(fù)作用暗修復(fù)作用 細(xì)胞中的一些細(xì)胞中的一些修復(fù)酶在無(wú)光的情修復(fù)酶在無(wú)光的情況下，也能進(jìn)行有況下，也能進(jìn)行有效的效的DNA修復(fù)作用。修復(fù)作用。 作用的酶：作用的酶：DNA內(nèi)內(nèi)切酶、切酶、DNA外切酶、外切酶、DNA聚合酶和聚合酶和DNA連接酶。連接酶。電離輻射電離輻射 x射線射線 1-10nm， 射線射線0.1-1nm 作用機(jī)理：作用機(jī)理： 引起環(huán)境中或細(xì)胞中引起環(huán)境中或細(xì)胞中水的電離而產(chǎn)水的電離而產(chǎn) 生的生的自由自由基基作用于細(xì)胞中的敏感作用于細(xì)胞中的敏感大分子，使之電離而失大分子，使之電離而失活。活。H2O H2O+

15、 +e- OH +H+H2O+ e- H2O- H +OH+ 作用于氧氣分子，產(chǎn)生的作用于氧氣分子，產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性基強(qiáng)氧化性基 團(tuán)團(tuán)，氧化細(xì)胞中的蛋白質(zhì)和酶分子的，氧化細(xì)胞中的蛋白質(zhì)和酶分子的巰基，巰基， 而使細(xì)胞受到損傷或死亡。而使細(xì)胞受到損傷或死亡。O2 + eO2-O2 + 2eO2=（五）（五）pH pH= -lgH+一些溶液一些溶液 的的pH值值1、環(huán)境、環(huán)境pH對(duì)微生物的作用對(duì)微生物的作用 改變細(xì)胞膜所帶電荷狀態(tài)，從而影響細(xì)改變細(xì)胞膜所帶電荷狀態(tài)，從而影響細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收；胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收； 影響代謝過(guò)程中酶的活性；影響代謝過(guò)程中酶的活性； 改變環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的可給性；改變環(huán)

16、境中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的可給性； 改變環(huán)境中有害物質(zhì)的毒性。改變環(huán)境中有害物質(zhì)的毒性。 2、 微生物的生長(zhǎng)微生物的生長(zhǎng)pH范圍范圍不同微生物的生長(zhǎng)不同微生物的生長(zhǎng)pH范圍范圍 微生物名稱(chēng)微生物名稱(chēng)最低最低最適最適最高最高氧化硫硫桿菌氧化硫硫桿菌0.52.03.56.0大豆根瘤菌大豆根瘤菌4.26.87.011.0枯草芽孢桿菌枯草芽孢桿菌4.56.07.58.5大腸埃希氏菌大腸埃希氏菌4.36.08.09.5金黃色葡萄球菌金黃色葡萄球菌4.27.07.59.3一般放線菌一般放線菌5.07.08.010.0一般酵母菌一般酵母菌2.54.05.88.0一般霉菌一般霉菌1.53.86.07.011.03、微生物

17、的類(lèi)型（、微生物的類(lèi)型（按最適生長(zhǎng)按最適生長(zhǎng)pH范圍來(lái)分）范圍來(lái)分） 嗜酸微生物嗜酸微生物 acidophile 專(zhuān)性嗜酸菌：專(zhuān)性嗜酸菌： 最適最適pH6；pH7時(shí)生長(zhǎng)極差或死亡。時(shí)生長(zhǎng)極差或死亡。 兼性嗜酸菌：在低兼性嗜酸菌：在低pH下生長(zhǎng)，在中性下生長(zhǎng)，在中性pH也長(zhǎng)。也長(zhǎng)。 嗜堿微生物嗜堿微生物 alkalinophile： 專(zhuān)性嗜堿菌：最適專(zhuān)性嗜堿菌：最適pH811，pH 7時(shí)生長(zhǎng)極慢或不生長(zhǎng)時(shí)生長(zhǎng)極慢或不生長(zhǎng) 嗜中性微生物嗜中性微生物 neutrophile： 能在能在pH49范圍內(nèi)生長(zhǎng)，最適生長(zhǎng)在范圍內(nèi)生長(zhǎng)，最適生長(zhǎng)在pH68，大多數(shù)微，大多數(shù)微生物屬于這一類(lèi)。生物屬于這一類(lèi)。4、

18、微生物的代謝對(duì)環(huán)境、微生物的代謝對(duì)環(huán)境pH影響影響5、環(huán)境、環(huán)境pH的控制的控制直接加酸或堿進(jìn)行調(diào)節(jié)；直接加酸或堿進(jìn)行調(diào)節(jié)； 加入酸性或堿性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)和補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)加入酸性或堿性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)和補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng) 加入緩沖性物質(zhì)加入緩沖性物質(zhì)6、微生物細(xì)胞內(nèi)的、微生物細(xì)胞內(nèi)的pH 細(xì)胞內(nèi)部的細(xì)胞內(nèi)部的pH值一般都接近中性值一般都接近中性胞內(nèi)酶的最適胞內(nèi)酶的最適pH多接近中性多接近中性細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞內(nèi)的DNA、ATP等對(duì)低等對(duì)低pH敏感敏感RNA和磷脂類(lèi)等對(duì)高和磷脂類(lèi)等對(duì)高pH敏感。敏感。 細(xì)胞膜上酶及胞外酶最適細(xì)胞膜上酶及胞外酶最適pH多接近微生多接近微生物最適生長(zhǎng)物最適生長(zhǎng)pH 7 7、微生物最適生

19、長(zhǎng)和最適發(fā)酵、微生物最適生長(zhǎng)和最適發(fā)酵pHpH(六六) 氧化還原電位氧化還原電位 Eh Eh 值的測(cè)定方法值的測(cè)定方法：用一個(gè)鉑電極與一個(gè)標(biāo)：用一個(gè)鉑電極與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電極同時(shí)插入體系中，從敏感的伏特計(jì)上準(zhǔn)電極同時(shí)插入體系中，從敏感的伏特計(jì)上讀出電位差值。讀出電位差值。1、影響、影響 Eh的主要因素的主要因素： 氧分壓、環(huán)境的氧分壓、環(huán)境的pH值值2、標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位、標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位 Eh： pH=7時(shí)測(cè)得的時(shí)測(cè)得的Eh值值 Eh值的變化范圍：值的變化范圍：+0.82v -0.42v3、Eh的改變方法的改變方法 降低降低Eh 除氧及向培養(yǎng)基中添加還原性物質(zhì)：除氧及向培養(yǎng)基中添加還原性物質(zhì)：H2S

20、、抗壞血酸、含巰基化合物（半胱氨酸、抗壞血酸、含巰基化合物（半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇等）谷胱甘肽、二硫蘇糖醇等） 升高升高Eh 通空氣或氧及向培養(yǎng)基中添加氧化性物通空氣或氧及向培養(yǎng)基中添加氧化性物質(zhì)：質(zhì)：Fe(OH)3等等 4、微生物與氧的關(guān)系、微生物與氧的關(guān)系好氧微生物好氧微生物aerobes 專(zhuān)性好氧菌專(zhuān)性好氧菌 兼性厭氧菌兼性厭氧菌 微好氧菌微好氧菌 厭氧微生物厭氧微生物 anaerobes 耐氧厭氧菌耐氧厭氧菌 專(zhuān)性厭氧菌專(zhuān)性厭氧菌（1）專(zhuān)性好氧菌）專(zhuān)性好氧菌 strict aerobes 必須在高濃度分子氧必須在高濃度分子氧(0.2巴）的條件下才能巴）的條件下才能生長(zhǎng)的微生物生

21、長(zhǎng)的微生物 Eh+0.1v 可生長(zhǎng)，最適在可生長(zhǎng)，最適在+0.3+0.4v 霉菌、大部分放線菌及部分細(xì)菌霉菌、大部分放線菌及部分細(xì)菌 有完整的呼吸鏈，分子氧作為最終電子受體，有完整的呼吸鏈，分子氧作為最終電子受體，氧參與合成固醇及不飽和脂肪酸；氧參與合成固醇及不飽和脂肪酸； 細(xì)胞含有超氧化物歧化酶和過(guò)氧化氫酶細(xì)胞含有超氧化物歧化酶和過(guò)氧化氫酶超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶: superoxide dismutase SOD過(guò)氧化氫酶過(guò)氧化氫酶: catalase(2) 兼性厭氧菌：兼性厭氧菌：facultative anaerobes 以在有氧的條件下生長(zhǎng)為主，也可兼在厭氧以在有氧的條件下生長(zhǎng)為

22、主，也可兼在厭氧條件下生長(zhǎng)的微生物條件下生長(zhǎng)的微生物 Eh+0.1v 通過(guò)好氧呼吸獲取能量通過(guò)好氧呼吸獲取能量 Eh+0.1v 通過(guò)發(fā)酵或無(wú)氧呼吸獲取能量通過(guò)發(fā)酵或無(wú)氧呼吸獲取能量 酵母和部分細(xì)菌酵母和部分細(xì)菌 細(xì)胞含有細(xì)胞含有SOD和過(guò)氧化氫酶和過(guò)氧化氫酶 （3）微好）微好(嗜嗜)氧菌氧菌microaerophilic bacteria 只能在較低的氧分壓（只能在較低的氧分壓（0.010.03巴）下才巴）下才能正常生長(zhǎng)；也通過(guò)有氧呼吸獲取能量。能正常生長(zhǎng)；也通過(guò)有氧呼吸獲取能量。 如：霍亂弧菌、氫單胞菌屬等如：霍亂弧菌、氫單胞菌屬等（4）耐氧厭氧菌：）耐氧厭氧菌： aerotolerant

23、anaerobe 可在分子氧存在條件下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌?？稍诜肿友醮嬖跅l件下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌。 生長(zhǎng)不需要氧，但分子氧對(duì)他們也無(wú)害生長(zhǎng)不需要氧，但分子氧對(duì)他們也無(wú)害 僅依靠發(fā)酵或底物水平磷酸化獲得能量?jī)H依靠發(fā)酵或底物水平磷酸化獲得能量 細(xì)胞內(nèi)有細(xì)胞內(nèi)有SOD和過(guò)氧化物酶，但無(wú)過(guò)氧化氫酶。和過(guò)氧化物酶，但無(wú)過(guò)氧化氫酶。 如：乳鏈球菌、乳酸乳桿菌、膜明串珠菌如：乳鏈球菌、乳酸乳桿菌、膜明串珠菌（5）厭氧菌：）厭氧菌：anaerobe 只能在無(wú)氧或低只能在無(wú)氧或低Eh(Eh+0.1V)值時(shí)值時(shí), 才能生長(zhǎng)。才能生長(zhǎng)。 分子氧對(duì)細(xì)胞有毒分子氧對(duì)細(xì)胞有毒 通過(guò)發(fā)酵或無(wú)氧呼吸等獲取能量通過(guò)發(fā)酵或無(wú)

24、氧呼吸等獲取能量 細(xì)胞內(nèi)缺乏細(xì)胞內(nèi)缺乏SOD、細(xì)胞色素氧化酶、大多數(shù)還、細(xì)胞色素氧化酶、大多數(shù)還缺乏過(guò)氧化氫酶缺乏過(guò)氧化氫酶 梭狀芽孢桿菌屬、雙歧桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬、雙歧桿菌屬、 產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)甲烷菌 微生物與氧的關(guān)系微生物與氧的關(guān)系 類(lèi)型最適生長(zhǎng)的O2體積分?jǐn)?shù)代謝類(lèi)型好 氧專(zhuān)性好氧菌等于或大于20%有氧呼吸兼性厭氧菌有氧或無(wú)氧有氧呼吸；無(wú)氧呼吸、發(fā)酵微好氧菌210%有氧呼吸厭氧耐氧厭氧菌不需要氧，但有O2存在無(wú)害發(fā)酵專(zhuān)性厭氧菌不需要氧，有氧時(shí)死亡發(fā)酵、無(wú)氧呼吸厭氧菌的氧毒害機(jī)制：厭氧菌的氧毒害機(jī)制：2O2 +2H+SOD(一切好氧微生一切好氧微生物及耐氧菌物及耐氧菌)H2O2 +O2H2O+

25、1/2O22H2O-過(guò)氧化氫酶過(guò)氧化氫酶(一切好氧微生物一切好氧微生物)過(guò)氧化物酶過(guò)氧化物酶(耐氧菌耐氧菌)NADH2 NAD第二節(jié)第二節(jié) 微生物營(yíng)生環(huán)境條件的優(yōu)化微生物營(yíng)生環(huán)境條件的優(yōu)化 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其濃度營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其濃度 環(huán)境條件環(huán)境條件pH值值溫度溫度溶解氧溶解氧離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度二氧化碳分壓二氧化碳分壓第三節(jié)第三節(jié) 污染微生物的控制污染微生物的控制一、滅菌與消毒一、滅菌與消毒 滅菌滅菌 sterilization 采用強(qiáng)烈的理化因素使物體內(nèi)外部的一切采用強(qiáng)烈的理化因素使物體內(nèi)外部的一切微生物永遠(yuǎn)喪失其生長(zhǎng)繁殖能力的措施。微生物永遠(yuǎn)喪失其生長(zhǎng)繁殖能力的措施。 消毒消毒 disinfectio

26、n 采用較溫和的理化因素，僅殺死物體表面采用較溫和的理化因素，僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對(duì)人體或動(dòng)、植物有害的病原或內(nèi)部一部分對(duì)人體或動(dòng)、植物有害的病原菌，而對(duì)被消毒的對(duì)象基本無(wú)害的措施菌，而對(duì)被消毒的對(duì)象基本無(wú)害的措施。（一）滅菌和消毒方法（一）滅菌和消毒方法1、高溫滅菌和消毒方法、高溫滅菌和消毒方法（1）干熱滅菌法）干熱滅菌法 dry heat sterilization 灼燒滅菌法灼燒滅菌法 適用：適用：接種工具，接種工具， 污染物品，污染物品， 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物尸體等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物尸體等。干熱滅菌法干熱滅菌法 適用：玻璃、陶瓷器皿，適用：玻璃、陶瓷器皿，金屬用具等耐高溫的物金屬用具等耐高溫的物品。品

27、。處理：處理：150170 12小時(shí)小時(shí)電熱恒溫干燥箱（2）濕熱滅菌法）濕熱滅菌法 moist heat sterilization 同樣溫度和相同作用時(shí)間下，濕熱滅菌比同樣溫度和相同作用時(shí)間下，濕熱滅菌比干熱滅菌效果好的原因干熱滅菌效果好的原因 熱蒸汽穿透力強(qiáng)；熱蒸汽穿透力強(qiáng)； 細(xì)胞物質(zhì)在含水量高時(shí)容易變性凝固；細(xì)胞物質(zhì)在含水量高時(shí)容易變性凝固； 蒸汽凝固時(shí)釋放的大量蒸汽潛熱可迅速蒸汽凝固時(shí)釋放的大量蒸汽潛熱可迅速提高滅菌物品的溫度。提高滅菌物品的溫度。 A. 常壓法常壓法巴氏消毒法巴氏消毒法 pasteurization 是一種專(zhuān)用于牛奶、啤酒、果酒或醬油等不宜進(jìn)是一種專(zhuān)用于牛奶、啤酒、果

28、酒或醬油等不宜進(jìn)行高溫滅菌的液態(tài)風(fēng)味食品或調(diào)料的低溫消毒方行高溫滅菌的液態(tài)風(fēng)味食品或調(diào)料的低溫消毒方法。法。 低溫維持法低溫維持法low temperature holding method，LTH，牛奶：，牛奶：63，30分分 高溫瞬時(shí)法高溫瞬時(shí)法 high temperature shot time，HTST，牛奶：牛奶：72，15秒秒 巴氏消毒單位：在巴氏消毒單位：在60經(jīng)歷經(jīng)歷1分鐘所引起的消毒分鐘所引起的消毒效應(yīng)稱(chēng)一個(gè)巴氏消毒單位。效應(yīng)稱(chēng)一個(gè)巴氏消毒單位。Pu=Z1.393(t-60)煮沸消毒法煮沸消毒法：在在100下煮沸數(shù)分鐘的方法，常用于下煮沸數(shù)分鐘的方法，常用于飲用水的消毒飲用

29、水的消毒間歇滅菌法間歇滅菌法fractional sterilization：適用于不耐熱培：適用于不耐熱培養(yǎng)基的滅菌養(yǎng)基的滅菌 設(shè)備：蒸籠，高壓滅菌鍋設(shè)備：蒸籠，高壓滅菌鍋 原理：常壓蒸汽（原理：常壓蒸汽（100）處理殺死營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞，殘留的芽）處理殺死營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞，殘留的芽孢等耐熱的孢子體經(jīng)過(guò)夜培養(yǎng)即可萌發(fā)，再加熱處理殺孢等耐熱的孢子體經(jīng)過(guò)夜培養(yǎng)即可萌發(fā)，再加熱處理殺死之，如此反復(fù)處理三次，可達(dá)到無(wú)菌狀態(tài)。死之，如此反復(fù)處理三次，可達(dá)到無(wú)菌狀態(tài)。 對(duì)象：含有不耐高溫的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基或無(wú)高壓蒸汽對(duì)象：含有不耐高溫的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基或無(wú)高壓蒸汽滅菌鍋時(shí)處理一般培養(yǎng)基。滅菌鍋時(shí)處理一般培養(yǎng)基。 方法：

30、方法：80100蒸煮蒸煮1560分鐘分鐘37培養(yǎng)過(guò)夜，連續(xù)重培養(yǎng)過(guò)夜，連續(xù)重復(fù)三天復(fù)三天 控制：芽孢桿菌芽孢制劑控制：芽孢桿菌芽孢制劑 注意：不含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的物品不宜適用此法。注意：不含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的物品不宜適用此法。 B. 加壓法加壓法 高 壓 蒸 汽 滅 菌 法高 壓 蒸 汽 滅 菌 法 （ 常 規(guī) 加 壓 蒸 汽 滅 菌 法 ）（ 常 規(guī) 加 壓 蒸 汽 滅 菌 法 ）autoclaving ：是一種利用高溫進(jìn)行濕熱滅菌的方法。：是一種利用高溫進(jìn)行濕熱滅菌的方法。 設(shè)備：高壓蒸汽滅菌鍋設(shè)備：高壓蒸汽滅菌鍋 原理：在加壓條件下，原理：在加壓條件下， 水的沸點(diǎn)超過(guò)水的沸點(diǎn)超過(guò)100，由此，由此可提

31、供高于可提供高于100的水蒸氣。的水蒸氣。 對(duì)象：耐高溫物品，一般培養(yǎng)基，生理鹽水，緩沖對(duì)象：耐高溫物品，一般培養(yǎng)基，生理鹽水，緩沖溶液，玻璃、陶瓷器皿等溶液，玻璃、陶瓷器皿等 控制：嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢制劑，熱變色紙帶控制：嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢制劑，熱變色紙帶連續(xù)加壓蒸汽滅菌法連續(xù)加壓蒸汽滅菌法continuous autoclaving 適用于大型發(fā)酵廠的大批培養(yǎng)基滅菌適用于大型發(fā)酵廠的大批培養(yǎng)基滅菌 135140下維持下維持515秒秒 手提式高壓蒸汽滅菌器手提式高壓蒸汽滅菌器高壓蒸汽滅菌器高壓蒸汽滅菌器 2、 過(guò)濾除菌法：過(guò)濾除菌法： 用具：過(guò)濾器，如硝化纖維素濾膜用具：過(guò)濾器，如硝化纖

32、維素濾膜 原理：將微生物過(guò)濾去除原理：將微生物過(guò)濾去除 對(duì)象：空氣，熱敏物質(zhì)，蛋白質(zhì)，酶，血清，纖維對(duì)象：空氣，熱敏物質(zhì)，蛋白質(zhì)，酶，血清，纖維素，氨基酸等素，氨基酸等 注意：病毒等小于注意：病毒等小于0.2m mm的非細(xì)胞微生物無(wú)法去除的非細(xì)胞微生物無(wú)法去除膜濾裝置膜濾裝置3、輻射滅菌（放射線滅菌法）、輻射滅菌（放射線滅菌法） 原理：原理：微波、紫外線、微波、紫外線、g g-射線、射線、X-射線的殺菌作用。射線的殺菌作用。g g-射線的穿透力非常強(qiáng)，可對(duì)密封包裝后的物射線的穿透力非常強(qiáng)，可對(duì)密封包裝后的物品進(jìn)行滅菌。品進(jìn)行滅菌。 對(duì)象：不耐熱或受熱易變質(zhì)、變味的物品。對(duì)象：不耐熱或受熱易變質(zhì)、變味的物品。 （二）常用的化學(xué)消毒劑（二）常用的化學(xué)消毒劑 消毒劑消毒劑：能殺死微生物的化學(xué)制劑能殺死微生物的化學(xué)制劑