第四章微生物的生長(zhǎng)與環(huán)境條件

第四章微生物的生長(zhǎng)與環(huán)境條件重點(diǎn):微生物生長(zhǎng)規(guī)律,微生物的生長(zhǎng)與環(huán)境的關(guān)系.難點(diǎn):微生物的生長(zhǎng)規(guī)律.第一節(jié)測(cè)定生長(zhǎng)繁殖的方法微生物生長(zhǎng)量的測(cè)定微生物數(shù)量的測(cè)定顯微鏡直接計(jì)數(shù)法稀釋平板計(jì)數(shù)法最大概率法比濁法稱重法含N量測(cè)定法DNA含量測(cè)定法ATP含量測(cè)定法代謝活性法微生物重量的測(cè)定生長(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(guò)程。繁殖——生命個(gè)體生長(zhǎng)到一定階段，通過(guò)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(guò)程。發(fā)育——從生長(zhǎng)到繁殖，是生物的構(gòu)造和機(jī)能從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從量變到質(zhì)變的發(fā)展變化過(guò)程，這一過(guò)程稱為發(fā)育。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?？梢杂弥亓俊Ⅲw積、密度或濃度來(lái)衡量。（由于微生物的個(gè)體極小，所以常用群體生長(zhǎng)來(lái)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)體繁殖一微生物數(shù)量的測(cè)定（一）總菌數(shù)的測(cè)定1血球計(jì)數(shù)板測(cè)定法(教材P95)優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單快捷缺點(diǎn)：測(cè)定經(jīng)過(guò)偏高(?)2比濁法:根據(jù)細(xì)菌懸浮液的吸光度測(cè)定其數(shù)量。注意：培養(yǎng)液的顏色不能太深(?)

優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)便，直接。顯微鏡測(cè)數(shù)法（二）活菌落的測(cè)定

（測(cè)定單細(xì)胞微生物的數(shù)量）1平板菌落計(jì)數(shù)法菌落（個(gè)）/ml=*稀釋倍數(shù)原理：一個(gè)菌體形成一個(gè)菌落2稀釋培養(yǎng)法(MPN)(教材P96)平板菌落平均數(shù)平板菌液注入量（ml）稀釋平皿測(cè)數(shù)法稀釋平板計(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。10-310-510-410-6二測(cè)定細(xì)胞物質(zhì)的重量1稱重法:用離心或過(guò)濾的方法將菌體從培養(yǎng)基中分離、冼凈，稱濕重或干重。

優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單可靠。

適用范圍：菌體濃度高，不含其他干物質(zhì)2蛋白質(zhì)測(cè)定法:根據(jù)樣品中菌體蛋白質(zhì)含量計(jì)算微生物重量的方法。

原理：（1）微生物蛋白質(zhì)含量穩(wěn)定（2）氮是蛋白質(zhì)的穩(wěn)定成分(蛋白質(zhì)量=6.25×總含N量)

優(yōu)點(diǎn)：測(cè)定準(zhǔn)確。

第二節(jié)微生物的生長(zhǎng)一微生物純培養(yǎng)的概念實(shí)驗(yàn)室條件下，由一個(gè)微生物細(xì)胞或一種細(xì)胞群繁殖得到的后代。純培養(yǎng)基本步驟：(1)分離(2)培養(yǎng)二獲得純培養(yǎng)的方法（一）稀釋分離法1.稀釋平皿分離法2.平皿劃線分離法3.單細(xì)胞挑取法（二）選擇培養(yǎng)基（三）病原微生物的分離（一）稀釋分離法1稀釋平板分離法：傾注平板法和涂布平板法。

基本過(guò)程：（1）梯度稀釋過(guò)程；（2）分離培養(yǎng)過(guò)程涂布傾注梯度稀釋過(guò)程10-110-210-310-410-510-61.稀釋平皿分離法a.傾注平皿分離法b.涂布平皿分離法4)操作要點(diǎn)：無(wú)菌操作稀釋平板分離法使用過(guò)程中的幾個(gè)問(wèn)題1)梯度稀釋度的確定：需分離微生物在樣品中的數(shù)量2)選擇菌落接種的依據(jù)：a、菌落特征；b、菌體的特征3)微生物純培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：菌落特征一致性2平皿劃線法:用接種環(huán)沾少許待分離的材料，在培養(yǎng)基表面進(jìn)行多次平行劃線，使微生物細(xì)胞分開(kāi)生長(zhǎng)以獲得微生物純培養(yǎng)的過(guò)程。2.平皿劃線分離法a.分區(qū)劃線分離法b.連續(xù)劃線分離法ab連續(xù)劃線（左圖）劃線分離后平板上顯示的菌落照片（右圖）思考：1劃線分離法的原理是什么？2每次化線后都要燒掉接種針上殘留的菌住，為什么?3.單細(xì)胞挑取法從待分離材料中挑取一個(gè)細(xì)胞來(lái)培養(yǎng)，從而獲得純培養(yǎng)的過(guò)程。接種針解剖鏡………....…（二）選擇培養(yǎng)基

在培養(yǎng)基中加入某些化學(xué)物質(zhì)或除去某些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以抑制不需要微生物生長(zhǎng)，而促進(jìn)某種微生物的生長(zhǎng)。例如：無(wú)氮培養(yǎng)基—培養(yǎng)自生固氮菌和鉀細(xì)菌根瘤菌培養(yǎng)基磷細(xì)菌培養(yǎng)基精氨酸培養(yǎng)基—分離放線菌選擇培養(yǎng)基牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基——培養(yǎng)細(xì)菌高氏(Gause)1號(hào)培養(yǎng)基——培養(yǎng)放線菌查氏(Czapek)培養(yǎng)基——培養(yǎng)霉菌馬鈴薯培養(yǎng)基(簡(jiǎn)稱PDA培養(yǎng)基）或（馬丁氏培養(yǎng)基）——培養(yǎng)真菌（三）病原微生物的分離將病原微生物接種在易感宿主上，從感染后的宿主病組織中可分離到該種微生物。三、目標(biāo)微生物純培養(yǎng)篩選的基本思路１、待分離樣品的確定２、培養(yǎng)基的選擇３、純化過(guò)程環(huán)境條件的控制（溫度、空氣、PＨ、抑制劑）四微生物群體生長(zhǎng)規(guī)律1分批培養(yǎng)（P99）（1）分批培養(yǎng)的概念采用完全封閉的容器，一次接種，靜置培養(yǎng)。（不更換培養(yǎng)基的培養(yǎng)方法）特點(diǎn)：固定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)結(jié)果：細(xì)菌在一個(gè)容積有限的環(huán)境中不可能無(wú)限制地高速生長(zhǎng)。分批培養(yǎng)中細(xì)菌的生長(zhǎng)在短期內(nèi)表現(xiàn)明顯的規(guī)律性-------細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線分批培養(yǎng)中細(xì)菌群體的生長(zhǎng)生長(zhǎng)曲線：以菌數(shù)的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo)，生長(zhǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)繪制成的曲線圖。反映一定條件下微生物的生長(zhǎng)、繁殖、衰老、死亡的動(dòng)態(tài)變化。

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)曲線的制作典型的生長(zhǎng)曲線（Growthcurve）延滯期對(duì)數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期時(shí)期的劃分：按照生長(zhǎng)速率常數(shù)（growthraceconstant）不同（2）分批培養(yǎng)中細(xì)菌群體的生長(zhǎng)1.延緩期2.對(duì)數(shù)期3.穩(wěn)定期衰亡期各時(shí)期的特點(diǎn)

根據(jù)細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖速率將生長(zhǎng)曲線分四個(gè)階段：緩慢期

對(duì)數(shù)期

穩(wěn)定期

衰亡期分析：造成細(xì)胞死亡的原因有哪些？分批培養(yǎng)有什么缺點(diǎn)？延滯期(滯留適應(yīng)期)

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)細(xì)胞內(nèi)RNA尤其是rRNA含量增高，原生質(zhì)呈堿性。合成代謝活躍，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶。對(duì)外界不良條件反應(yīng)敏感影響因素菌種特性、接種齡、接種量、培養(yǎng)基成分思考:研究滯留適應(yīng)期長(zhǎng)短的意義◆菌種：

繁殖速度較快的菌種的延遲期一般較短；◆接種物菌齡：

用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的菌種接種時(shí)，其延遲期較短，甚至檢查不到延遲期；◆接種量：一般來(lái)說(shuō)，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）；◆培養(yǎng)基成分：

在營(yíng)養(yǎng)成分豐富的天然培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的延滯期比在合成培養(yǎng)基上生長(zhǎng)時(shí)短；

接種后培養(yǎng)基成分有較大變化時(shí)，會(huì)使延滯期加長(zhǎng)，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?！镉绊懷舆t期長(zhǎng)短的因素認(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)法盡量縮短延遲期采取的縮短lagphase的措施有：①增加接種量；（群體優(yōu)勢(shì)----適應(yīng)性增強(qiáng)）②采用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的健壯菌種；③調(diào)整培養(yǎng)基的成分，在種子基中加入發(fā)酵培養(yǎng)基的某些成分。④選用繁殖快的菌種◆在食品工業(yè)上，盡量在此期進(jìn)行消毒或滅菌對(duì)數(shù)期(指數(shù)生長(zhǎng)期)

特點(diǎn)R最大，增代時(shí)間（代時(shí)G）或倍增時(shí)間最短。細(xì)胞進(jìn)行平衡生長(zhǎng)，菌體內(nèi)各種成分最為均勻。酶系活躍，代謝旺盛。影響因素菌種特性、營(yíng)養(yǎng)成分、營(yíng)養(yǎng)物濃度、培養(yǎng)溫度應(yīng)用意義①由于此時(shí)期的菌種比較健壯，增殖噬菌體的最適菌齡；生產(chǎn)上用作接種的最佳菌齡；②發(fā)酵工業(yè)上盡量延長(zhǎng)該期，以達(dá)到較高的菌體密度③食品工業(yè)上盡量使有害微生物不能進(jìn)入此期④是生理代謝及遺傳研究或進(jìn)行染色、形態(tài)觀察等的良好材料。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3712.5Enterobacteraerogenes（產(chǎn)氣腸細(xì)菌）肉湯或牛奶3716~18E.aerogenes組合3729~44B.Cereus（蠟狀芽孢桿菌）肉湯3018B.thermophilus（嗜熱芽孢桿菌）肉湯5518.3Lactobacillusacidophilus（嗜酸乳桿菌）牛奶3766~87Streptococcuslactis（乳酸鏈球菌）牛奶3726S.lactis乳糖肉湯3748Salmonellatyphi（傷寒沙門氏菌）肉湯3723.5Azotobacterchroococcum（褐球固氮菌）葡萄糖25344~46Mycobacteriumtuberculosis（結(jié)核分枝桿菌）組合37792~93Nitrobacteragilis（活躍硝化桿菌）組合271200穩(wěn)定期(最高生長(zhǎng)量期)

特點(diǎn)R=0，菌體產(chǎn)量達(dá)到最高點(diǎn)。細(xì)胞開(kāi)始儲(chǔ)存糖原、異染顆粒和脂肪等儲(chǔ)藏物。以生產(chǎn)菌體或與菌體生長(zhǎng)相平行的代謝產(chǎn)物的最佳收獲期。穩(wěn)定期到來(lái)的原因營(yíng)養(yǎng)物尤其是生長(zhǎng)限制因子的耗盡；營(yíng)養(yǎng)物的比例失調(diào)；有害代謝產(chǎn)物累積；pH、氧化還原電勢(shì)等物化條件不適宜。思考:細(xì)菌數(shù)量增加率為0的原因?

應(yīng)用意義：1）發(fā)酵生產(chǎn)形成的重要時(shí)期（抗生素、氨基酸等），生產(chǎn)上應(yīng)盡量延長(zhǎng)此期，提高產(chǎn)量，措施如下：補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（補(bǔ)料）調(diào)pH調(diào)整溫度2）穩(wěn)定期細(xì)胞數(shù)目及產(chǎn)物積累達(dá)到最高。衰亡期特點(diǎn)個(gè)體死亡速度>新生速度，群體呈現(xiàn)負(fù)生長(zhǎng)；細(xì)胞形態(tài)多樣；細(xì)胞產(chǎn)生自溶；產(chǎn)生或釋放抗生素；芽孢桿菌中芽孢的釋放。衰亡期到來(lái)的原因環(huán)境條件越來(lái)越不利，從而引起細(xì)胞內(nèi)分解代謝大大超過(guò)合成代謝，導(dǎo)致菌體死亡。什么時(shí)期菌體代謝產(chǎn)物最多什么時(shí)期細(xì)菌細(xì)胞代謝活性最強(qiáng)什么時(shí)候細(xì)菌細(xì)胞總數(shù)最多什么時(shí)期細(xì)菌細(xì)胞生長(zhǎng)速度最快什么時(shí)期世代時(shí)間短而穩(wěn)定對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期最高生長(zhǎng)量最高生長(zhǎng)量對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期小結(jié)lg細(xì)胞數(shù)或產(chǎn)物濃度時(shí)間細(xì)胞產(chǎn)物I型 II型微生物生長(zhǎng)與代謝產(chǎn)物形成的關(guān)系微生物發(fā)酵形成產(chǎn)物的過(guò)程與微生物細(xì)胞生長(zhǎng)的過(guò)程并不總是一致的。一般認(rèn)為：初級(jí)代謝是給予生物能量和生成中間產(chǎn)物的過(guò)程，初級(jí)代謝產(chǎn)物的形成往往與微生物細(xì)胞的形成過(guò)程同步，微生物生長(zhǎng)的穩(wěn)定期是這些產(chǎn)物的最佳收獲時(shí)機(jī)；次級(jí)代謝產(chǎn)物與微生物的生存、生長(zhǎng)和繁殖無(wú)關(guān)。次級(jí)代謝產(chǎn)物的形成往往與微生物細(xì)胞的形成過(guò)程不同步。在分批培養(yǎng)中，它們的形成高峰往往在微生物生長(zhǎng)穩(wěn)定期的后期或衰亡期。2細(xì)菌群體的生長(zhǎng)中的連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)概念：當(dāng)一定培養(yǎng)器內(nèi)的微生物生長(zhǎng)到對(duì)數(shù)期(指數(shù)期)后期時(shí)，以一定的速度連續(xù)流進(jìn)新鮮的培養(yǎng)基，有以同樣的流速不斷流出培養(yǎng)物，使培養(yǎng)物達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，其中的微生物長(zhǎng)期保持在對(duì)數(shù)期和穩(wěn)定的生長(zhǎng)速率上。裝置：連續(xù)培養(yǎng)器

恒濁器：保持細(xì)菌培養(yǎng)液濁度恒化器：保持細(xì)菌培養(yǎng)液營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)

高效、自控節(jié)約了大量動(dòng)力、人力、水和蒸汽產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定缺點(diǎn)菌種易于退化易遭雜菌污染營(yíng)養(yǎng)物的利用率低分批培養(yǎng)與連續(xù)培養(yǎng)特征的比較相同點(diǎn)：群體培養(yǎng)特征不同點(diǎn)：分批培養(yǎng)：經(jīng)歷四個(gè)時(shí)期連續(xù)培養(yǎng)：理論上,對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期

3同步生長(zhǎng)：細(xì)胞群體處于分裂步調(diào)一致的狀態(tài)。

獲得同步生長(zhǎng)的方法環(huán)境條件誘導(dǎo)法改變環(huán)境條件，用控制溫度、光線、培養(yǎng)基成分、或者用能夠影響細(xì)胞周期中主要功能的代謝抑制劑等條件，誘導(dǎo)同步生長(zhǎng)。機(jī)械篩選法：選擇性過(guò)濾法、密度梯度離心法或膜洗脫法等。原理：在非同步生長(zhǎng)的微生物中，微生物處于不同的生長(zhǎng)階段，體積、大小和重量不一，可用不同孔徑的濾膜過(guò)濾或密度梯度離心，選出同一生長(zhǎng)階段的微生物。同步生長(zhǎng)曲線——階躍性曲線同步培養(yǎng)生長(zhǎng)曲線特點(diǎn)群體生長(zhǎng)是一次性跳躍過(guò)程維持的代數(shù)1-2代（？）五微生物生長(zhǎng)繁殖的控制第三節(jié)微生物生長(zhǎng)的環(huán)境條件微生物生長(zhǎng)最適環(huán)境條件的選擇應(yīng)根據(jù)菌種特性、生產(chǎn)工藝要求而定營(yíng)養(yǎng)物，包括氧廣義上也是環(huán)境條件，但通常是指：溫度、酸堿度、滲透壓、氧化還原電位、表面張力、CO2含量等對(duì)斜面來(lái)說(shuō)，還有濕度問(wèn)題，濕度影響孢子的形成極端環(huán)境條件對(duì)微生物的影響死亡環(huán)境條件一定范圍的變化，影響形態(tài)生理生長(zhǎng)繁殖溫度O2氧化還原電位水分輻射化學(xué)藥物pH影響微生物生長(zhǎng)的主要環(huán)境因子了解微生物生長(zhǎng)和環(huán)境因素的關(guān)系，有助于提出加快生長(zhǎng)的措施，保證菌種的質(zhì)量，增加發(fā)酵產(chǎn)物的合成，還可以提供破壞雜菌生長(zhǎng)的措施，減少雜菌的危害防腐它是—種抑菌作用。利用某些理化因子，使物體內(nèi)外的微生物暫時(shí)處于不生長(zhǎng)、不繁殖但又未死亡的狀態(tài)。這是一種防止食品腐敗和其他物質(zhì)霉變的技術(shù)措施。如低溫、干燥、鹽漬、糖漬等。消毒是指殺死或消除所有病原微生物的措施，可達(dá)到防止傳染病傳播的目的。例如將物體煮沸(100℃)10min或60℃～70℃加熱處理30min，就可殺死病原菌的營(yíng)養(yǎng)體，但不能殺死所有的芽孢。常用于牛奶、食品及某些物體的表面消毒。利用具有消毒作用的化學(xué)藥劑(又稱消毒劑)，也可進(jìn)行器皿、用具、皮膚、體膜或體腔內(nèi)的消毒處理。滅菌是指用物理或化學(xué)因子，使存在于物體的所有活的微生物，永久性地喪失其生活力，包括最耐熱的細(xì)菌芽孢。這是一種徹底的殺菌措施。一.溫度的影響和選擇濕熱滅菌：121OC30min干熱滅菌：160~170OC1~2h為什么？微生物生長(zhǎng)是一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，溫度升高能加快化學(xué)反應(yīng)，影響微生物生長(zhǎng)速率溫度每增加10C，生長(zhǎng)速率近似增加一倍微生物的最低、最適和最高生長(zhǎng)溫度低溫對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響，與菌種特性、菌齡和受冷方式有關(guān)菌齡：不同時(shí)期，受冷方式：緩慢致冷或突然致冷

熱蒸汽的穿透力較熱空氣強(qiáng)，且蛋白質(zhì)含水量越高，越易于凝固微生物的生長(zhǎng)溫度類型低溫型中溫型高溫型溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響高溫：蛋白質(zhì)變性酶失活核糖體解體

致死時(shí)間、致死溫度低溫：酶活性下降、新陳代謝緩慢微生物的三種基本溫度最低生長(zhǎng)溫度最高生長(zhǎng)溫度最適生長(zhǎng)溫度嗜冷菌、中溫菌、嗜熱菌的典型生長(zhǎng)與溫度關(guān)系E.coli的比生長(zhǎng)速率與溫度關(guān)系A(chǔ)rrhenius曲線低溫造成死亡的原因：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(guò)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。高溫引起的死亡與菌種特性、菌齡、有無(wú)芽孢等有關(guān)系幼齡菌（延滯期）對(duì)溫度敏感，對(duì)數(shù)期相對(duì)不敏感，如E.coli在延滯期53C，25min只有1%存活，而同樣條件對(duì)數(shù)期的細(xì)菌則不受影響真菌的孢子和細(xì)菌的芽孢比較耐熱高溫時(shí)微生物的比死亡速率比生長(zhǎng)速率大得多，死亡速率比生長(zhǎng)速率對(duì)溫度變化更為敏感二濕度水分對(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)應(yīng)用：干燥法保存物品食品的冷凍干燥三.酸堿度的影響和選擇1.微生物的生長(zhǎng)和生物合成的最適pH微生物生長(zhǎng)的pH范圍和產(chǎn)物形成有關(guān)系，如黑曲霉合成檸檬酸的最適pH為3.5~4.0，產(chǎn)黃青霉合成弱酸性青霉素的最適pH為6.5~6.8，灰色鏈霉菌產(chǎn)生堿性的鏈霉素，合成的最適pH為6.8~7.3影響孢子萌發(fā)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

一些微生物生長(zhǎng)的pH值范圍微生物的生長(zhǎng)pH值范圍極廣，從pH<2~>8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(guò)最高生長(zhǎng)pH值時(shí)，微生物生長(zhǎng)受抑制或?qū)е滤劳觥２煌奈⑸镒钸m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

2.機(jī)理

影響培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的解離和中間代謝產(chǎn)物的解離，從而影響微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收、利用和代謝產(chǎn)物的分泌影響酶分子和底物分子的離子帶電狀況，影響兩者的結(jié)合，影響酶的活力，有時(shí)引起酶的變性影響酶的合成，使代謝和細(xì)胞膜透性發(fā)生改變3微生物的生命活動(dòng)對(duì)環(huán)境pH值的影響★微生物在生長(zhǎng)過(guò)程中也會(huì)使外界環(huán)境的pH值發(fā)生改變，原因：由于有機(jī)物分解：分解糖類、脂肪等，產(chǎn)生酸性物質(zhì)，使培養(yǎng)液pH值下降；分解蛋白質(zhì)、尿素等，產(chǎn)生堿性物質(zhì)，使培養(yǎng)液pH值上升

由于無(wú)機(jī)鹽選擇性吸收：銨鹽吸收（(NH4)2SO4H2SO4），pH↓硝酸鹽吸收(NaNO3NaOH)，pH↑★培養(yǎng)過(guò)程中調(diào)節(jié)pH值的措施過(guò)酸時(shí)：加入堿或適量氮源，提高通氣量。過(guò)堿時(shí)：加入酸或適量碳源，降低通氣量。NH4+被吸收NO3+被吸收★配制培養(yǎng)基時(shí)調(diào)整pH值的措施：四空氣微生物對(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：氧濃度對(duì)不同微生物生長(zhǎng)的影響專性好氧菌（strictaerobe）必須在有分子氧的條件下才能生長(zhǎng)，有完整的呼吸鏈，以分子氧作為最終氫受體，細(xì)胞含有超氧物歧化酶（SOD，superoxidedismutase）和過(guò)氧化氫酶。在有氧或無(wú)氧條件下均能生長(zhǎng)，但有氧情況下生長(zhǎng)得更好，在有氧時(shí)靠呼吸產(chǎn)能，無(wú)氧時(shí)接發(fā)酵或無(wú)氧呼吸產(chǎn)能；細(xì)胞含有SOD和過(guò)氧化氫酶。微好氧菌（microaerophilicbacteria）只能較低的氧分壓下才能正常生長(zhǎng)，通過(guò)呼吸鏈并以氧為最終氫受體而產(chǎn)能，兼性好氧菌（facultativeaerobe）耐氧菌（aerotolerantanaerobe）可在分子氧存在下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌。生活不需要氧，分子氧也對(duì)它無(wú)毒害。不具有呼吸鏈，依靠專性發(fā)酵獲得能量。細(xì)胞內(nèi)存在SOD和過(guò)氧化物酶，但缺乏過(guò)氧化氫酶。厭氧菌（anaerobe）分子氧對(duì)它有毒害，短期接觸空氣，也會(huì)抑制其生長(zhǎng)甚至致死；在空氣或含有10%CO2的空氣中，在固體培養(yǎng)基表面上不能生長(zhǎng)，只有在其深層的無(wú)氧或低氧化還原電勢(shì)的環(huán)境下才能生長(zhǎng)；生命活動(dòng)所需能量通過(guò)發(fā)酵、無(wú)氧呼吸、循環(huán)光合磷酸化或甲烷發(fā)酵提供；細(xì)胞內(nèi)缺乏SOD和細(xì)胞色素氧化酶，大多數(shù)還缺乏過(guò)氧化氫酶。在培養(yǎng)不同類型的微生物時(shí)，要采用相應(yīng)的措施保證不同微生物的生長(zhǎng)。培養(yǎng)好氧微生物：需震蕩或通氣，保證充足的氧氣。培養(yǎng)專性厭氧微生物：需排除環(huán)境中的氧氣，同時(shí)在培養(yǎng)基中添加還原劑，降低培養(yǎng)基中的氧化還原電位勢(shì)。培養(yǎng)兼性厭氧或耐氧微生物：可深層靜止培養(yǎng)。五光與射線1、可見(jiàn)光與日光波長(zhǎng)在400—800nm的電磁輻射為可見(jiàn)光。大部分微生物不需要光，少數(shù)菌需要光作為能源。對(duì)微生物的作用：（1）能源（2）刺激擔(dān)子菌子實(shí)體形成（3）光氧化作用。光氧化作用：有氧條件下，光線被細(xì)胞內(nèi)色素吸收，使酶或其它敏感成分失活引起的微生物死亡。輻射：是能量通過(guò)空間傳遞的一種物理現(xiàn)象。與微生物有關(guān)的輻射：電磁輻射：可見(jiàn)光、紫外光電離輻射：χ、γ、β射線。實(shí)際應(yīng)用：糧食、果蔬、畜禽產(chǎn)品、飲料以及衛(wèi)生材料殺菌處理2、紫外線（ＵＶ）波長(zhǎng)在100—400nm的電磁輻射為紫外線。紫外線殺菌或誘變?cè)恚鹤贤饩€作用于DNA，使其產(chǎn)生胸腺嘧啶二聚體，引起DNA結(jié)構(gòu)變形，阻礙正常的堿基配對(duì)，從而造成微生物變異或死亡。紫外線會(huì)使空氣中的分子氧變成臭氧，臭氧釋放的原子氧有殺菌作用。其中波長(zhǎng)在260—280nm處的紫外線殺菌力最強(qiáng)。主要因?yàn)楹怂幔―NA、RNA）的吸收峰為260nm，蛋白質(zhì)的吸收峰為280nm。光復(fù)活現(xiàn)象：經(jīng)紫外線照射的微生物，在可見(jiàn)光下，光可以激活DNA修復(fù)酶，該酶能修復(fù)DNA上的損傷，使微生物的突變率或死亡率下降。（有什么意義？）微生物對(duì)紫外線的抵抗力與以下因素有關(guān)：照射時(shí)間：照射時(shí)間長(zhǎng)，死亡率高。照射強(qiáng)度：照射強(qiáng)度大，死亡率高。微生物種類及生長(zhǎng)階段：革蘭氏陽(yáng)性菌比陰性菌抗性強(qiáng)；多倍體比單倍體抗性強(qiáng)；孢子和芽孢比營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞抗性強(qiáng)；干燥細(xì)胞比濕潤(rùn)細(xì)胞抗性強(qiáng)。

應(yīng)用：由于穿透力差，只適用于物體表面以及空氣、水的消毒殺菌，也用于誘變育種。六.滲透壓的影響和選擇滲透壓會(huì)引起細(xì)胞對(duì)水及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收微生物細(xì)胞膜兩邊的滲透壓基本相等時(shí)，菌體生長(zhǎng)良好，細(xì)胞保持正常狀態(tài)處于高滲溶液時(shí)，細(xì)胞失水，有時(shí)出現(xiàn)細(xì)胞變形處于低滲溶液時(shí)，細(xì)胞吸水耐鹽菌可耐受較高濃度的鹽嗜鹽菌必須生活在高濃度鹽的環(huán)境中細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)濃度與胞外溶液的溶質(zhì)濃度相等時(shí)，為等滲溶液,溶液的溶質(zhì)濃度高于胞內(nèi)溶質(zhì)濃度為高滲溶液,溶液的溶質(zhì)濃度低于胞內(nèi)溶質(zhì)濃度為低滲溶液.在等滲溶液中,微生物的活動(dòng)保持正常,細(xì)胞外形不變?cè)诟邼B溶液中,細(xì)胞易失水,脫水后發(fā)生質(zhì)壁分離,生長(zhǎng)受抑制或死亡.(鹽漬和糖漬保藏食品)在低滲溶液中,細(xì)胞吸水膨脹,甚至導(dǎo)致細(xì)胞破裂死亡.滲透壓與溶質(zhì)的種類及濃度有關(guān):

溶質(zhì)濃度高,滲透壓大.不同種類的溶質(zhì)形成的滲透壓大小不同,小分子溶液比大分子溶液滲透壓大；離子溶液比分子溶液滲透壓大；相同含量的鹽、糖、蛋白質(zhì)所形成的溶液滲透壓為鹽>糖>蛋白質(zhì)。對(duì)于一般微生物來(lái)說(shuō)，在含鹽5%~30%或含糖30%~80%的高滲條件下可抑制或殺死某些微生物。但各種微生物承受滲透壓的能力不同，有些能在高滲條件下生長(zhǎng)，稱其為耐高滲微生物。細(xì)菌中的嗜鹽菌：能在15%~30%的鹽溶液中生長(zhǎng)，主要分布在鹽湖、死海、海水和鹽場(chǎng)及腌漬菜中。又分為：低嗜鹽菌：能在2%~5%鹽溶液中生長(zhǎng)中嗜鹽菌：5%~20%極端嗜鹽菌：20%~30%高糖環(huán)境下生長(zhǎng)的微生物：

花蜜酵母菌和某些霉菌能在60%~80%的糖溶液中生長(zhǎng)產(chǎn)甘油的耐高滲酵母能在20%~40%的糖蜜中生長(zhǎng)七最佳培養(yǎng)條件的確定和控制優(yōu)良的種子是獲得理想發(fā)酵水平的前提最佳的菌種保藏條件、最佳的營(yíng)養(yǎng)條件、環(huán)境條件是獲得最佳種子的保證1.營(yíng)養(yǎng)條件

以比生長(zhǎng)速率最大和活細(xì)胞數(shù)量最多為標(biāo)準(zhǔn)，確定最佳營(yíng)養(yǎng)條件，配制種子培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)物消耗與比生長(zhǎng)速率的關(guān)系未發(fā)酵糖越多，比生長(zhǎng)速率越小，糖的消耗和比生長(zhǎng)速率有對(duì)應(yīng)的關(guān)系根據(jù)Monod模型，營(yíng)養(yǎng)物濃度，特別是限制性營(yíng)養(yǎng)物濃度，應(yīng)控制在其“