微生物的生長及其控制

微生物的生長及其控制第一頁，共七十頁，2022年，8月28日個體生長—微生物細(xì)胞個體吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進行新陳代謝，原生質(zhì)與細(xì)胞組分的增加為個體生長。群體生長—群體中個體數(shù)目的增加?？梢杂弥亓?、體積、密度或濃度來衡量。個體生長個體繁殖群體生長群體生長=個體生長+個體繁殖由于微生物的個體極小，所以常用群體生長來反映個體生長的狀況第一節(jié)微生物的生長第二頁，共七十頁，2022年，8月28日微生物的生長與繁殖是交替進行的。從生長到繁殖這個由量變到質(zhì)變的過程叫發(fā)育。微生物兩次繁殖之間的間隔時間，稱為生物的世代時間、對于細(xì)菌這樣的單細(xì)胞生物，其世代時間就是兩次細(xì)胞分裂之間的時間。每一種微生物的世代時間由它的遺傳性所決定，同時又受培養(yǎng)條件的影響。世代時間反映了微生物生長繁殖的速度，世代時間越短，表明該微生物生長繁殖的速度越快。一般情況下，原核生物的繁殖速度比真核微生物快，好氧微生物的繁殖速度比厭氧微生物快。第三頁，共七十頁，2022年，8月28日一、微生物的培養(yǎng)方法和生長曲線（一）微生物的培養(yǎng)方法1.微生物的純培養(yǎng)在自然界中生存的微生物，都是混雜的。如果希望研究和利用某一種微生物，就需要把微生物分離出來，進行只含一種微生物的培養(yǎng)。在實驗室條件下從一個單細(xì)胞繁殖而得到的后代稱為純培養(yǎng)，為了得到純培養(yǎng)，可采用顯微鏡器直接在顯微鏡下挑取單個細(xì)胞進行培養(yǎng)。通常采用稀釋涂布法、稀釋倒平板法或劃線平板法等來分離、純化微生物。若其他微生物進入純培養(yǎng)中，便稱為污染。第四頁，共七十頁，2022年，8月28日2.微生物的培養(yǎng)方法（1）好氧培養(yǎng)方法將菌種接種在固體培養(yǎng)基的表面，使之暴露在空氣中生長，可分為試管斜面、培養(yǎng)皿平板等。液體培養(yǎng)方法在實驗室中主要采用搖瓶培養(yǎng)法。將菌種接種到裝有液體培養(yǎng)基的三角瓶中，在搖床上振蕩培養(yǎng)，使空氣中的氧氣不斷溶解進入液體培養(yǎng)基中第五頁，共七十頁，2022年，8月28日（2）厭氧培養(yǎng)方法對于厭氧微生物來說，氧氣是有害的，因此要采用各種方法去氧。早期的厭氧培養(yǎng)主要采用厭氧培養(yǎng)皿，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸采用厭氧手套、厭氧罐等。第六頁，共七十頁，2022年，8月28日（二）分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)1.分批培養(yǎng)是將一定量的微生物接種在一個封閉的、盛有一定量液體培養(yǎng)基的容器內(nèi),保持一定的溫度、pH和溶解氧量，微生物在其中生長繁殖。會出現(xiàn)微生物數(shù)量由少變多，達到高峰后又由多變少，甚至死亡的變化規(guī)律。第七頁，共七十頁，2022年，8月28日單細(xì)胞微生物的典型生長曲線概念：把少量純種單細(xì)胞微生物接種到一定體積的培養(yǎng)液中后，在適宜的條件下培養(yǎng)，如果以細(xì)胞數(shù)目的對數(shù)值為縱坐標(biāo)，以培養(yǎng)時間為橫坐標(biāo)，就可以繪制出分批培養(yǎng)條件下微生物的生長曲線，是定量描述培養(yǎng)液中微生物群體生長規(guī)律的實驗曲線，稱為微生物典型生長曲線。第八頁，共七十頁，2022年，8月28日將少量單細(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)，每隔一定時間取樣，測菌細(xì)胞數(shù)目。以培養(yǎng)時間為橫坐標(biāo)，以細(xì)菌增長數(shù)目的對數(shù)為縱坐標(biāo)，繪制所得的曲線。生長曲線的制作第九頁，共七十頁，2022年，8月28日典型的生長曲線

（Growthcurve）延滯期對數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期第十頁，共七十頁，2022年，8月28日其它名稱：停滯期、調(diào)整期、適應(yīng)期1.現(xiàn)象：活菌數(shù)目沒增加，曲線平行于橫軸。2.特點：生長速率常數(shù)=0；細(xì)胞形態(tài)變大或增長；細(xì)胞內(nèi)RNA特別是rRNA含量增高，原生質(zhì)嗜堿性增強；合成代謝活躍（核糖體、酶類、ATP合成加快），易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶；對外界不良條件敏感（如氯化鈉濃度、溫度、抗生素等化學(xué)藥物）。3.原因：適應(yīng)新的環(huán)境條件，合成新的酶，積累必要的中間產(chǎn)物。（一）延滯期（lagphase）第十一頁，共七十頁，2022年，8月28日◆菌種：繁殖速度較快菌種的延滯期一般較短；◆接種物菌齡：用對數(shù)生長期的菌種接種時，其延遲期較短，甚至檢查不到延滯期；◆接種量：一般來說，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；

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)基的成分與種子培養(yǎng)基接近。4.影響延滯期長短的因素：第十二頁，共七十頁，2022年，8月28日5.認(rèn)識延遲期的特點及形成原因?qū)嵺`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；采取措施有：①增加接種量；（群體優(yōu)勢----適應(yīng)性增強）②采用對數(shù)生長期的健壯菌種；③調(diào)整培養(yǎng)基的成分，在種子培養(yǎng)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，盡量在此期進行消毒或滅菌第十三頁，共七十頁，2022年，8月28日（二）對數(shù)期（logarithmicphase）其他名稱：指數(shù)期1.現(xiàn)象：細(xì)胞數(shù)目以幾何級數(shù)增加，其對數(shù)與時間呈直線關(guān)系。2.特點：生長速率常數(shù)最大，即代時最短細(xì)胞進行平衡生長，菌體大小、形態(tài)、生理特征等比較一致代謝最旺盛細(xì)胞對理化因素較敏感3.影響因素：菌種營養(yǎng)成分營養(yǎng)物濃度﹡培養(yǎng)溫度第十四頁，共七十頁，2022年，8月28日4.應(yīng)用意義：①由于此時期的菌種比較健壯，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)上盡量延長該期，以達到較高的菌體密度；③食品工業(yè)上盡量使有害微生物不能進入此期④是生理代謝及遺傳研究或進行染色、形態(tài)觀察等的良好材料。第十五頁，共七十頁，2022年，8月28日又稱：恒定期或最高生長期1.特點：①生長速率處于動態(tài)平衡，新生數(shù)與死亡數(shù)大致相等細(xì)胞數(shù)目達到最高值。②細(xì)胞分裂速度下降，開始積累內(nèi)含物，產(chǎn)芽孢的細(xì)菌開始產(chǎn)芽孢。③開始合成次生代謝產(chǎn)物，對于發(fā)酵生產(chǎn)來說，一般在穩(wěn)定期的后期產(chǎn)物積累達到高峰，是最佳的收獲時期。（三）穩(wěn)定期（stationaryphase）第十六頁，共七十頁，2022年，8月28日2.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。3.應(yīng)用意義：1）生產(chǎn)上應(yīng)盡量延長此期，提高產(chǎn)量，措施如下：補充營養(yǎng)物質(zhì)（補料）調(diào)pH調(diào)整溫度2）穩(wěn)定期細(xì)胞數(shù)目及產(chǎn)物積累達到最高。第十七頁，共七十頁，2022年，8月28日（四）衰亡期（declinephase）1.特點：①死亡數(shù)超過新增殖的細(xì)胞數(shù)，出現(xiàn)“負(fù)生長”。②細(xì)胞內(nèi)顆粒更明顯，細(xì)胞出現(xiàn)多形態(tài)、畸形或衰退形，芽孢開始釋放。衰亡期比其他各時期時間長，它的長短也與菌種和環(huán)境條件有關(guān)。2.產(chǎn)生原因：生長條件進一步惡化，細(xì)胞內(nèi)分解代謝超過合成代謝，繼而導(dǎo)致菌體的死亡（又稱自身溶解）第十八頁，共七十頁，2022年，8月28日微生物生長曲線在廢水微生物處理中的應(yīng)用P98-99第十九頁，共七十頁，2022年，8月28日分批培養(yǎng)（batchculture）：將微生物置于一定容積的定量的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)基一次性加入。不再補充和更換，最后一次性收獲。連續(xù)培養(yǎng)（continuousculture）：在微生物培養(yǎng)的過程中，不斷地供給新鮮的營養(yǎng)物質(zhì)，同時排除含菌體及代謝產(chǎn)物的發(fā)酵液，讓培養(yǎng)的微生物長時間地處于對數(shù)生長期，以利于微生物的增殖速度和代謝活性處于某種穩(wěn)定狀態(tài)。

2.連續(xù)培養(yǎng)第二十頁，共七十頁，2022年，8月28日當(dāng)微生物在單批培養(yǎng)方式下生長達到對數(shù)期后期時，一方面以一定的速度流進新鮮培養(yǎng)基并攪拌，另一方面以溢流方式流出培養(yǎng)液，使培養(yǎng)物達到動態(tài)平衡，其中的微生物就能長期保持對數(shù)期的平衡生長狀態(tài)和穩(wěn)定的生長速率。單批培養(yǎng)恒濁法恒化法單批培養(yǎng) 連續(xù)培養(yǎng) 時間連續(xù)流入新鮮培養(yǎng)液lg細(xì)胞數(shù)（個/ml）連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)原理第二十一頁，共七十頁，2022年，8月28日恒化器Chemostat或bactogen

恒化器：維持進水中的營養(yǎng)成分恒定（其中對細(xì)菌生長有限制作用的成分要保持低濃度水平），以恒定流速進水，以相同流速流出代謝產(chǎn)物，使細(xì)菌處于最高生長速率的培養(yǎng)方式第二十二頁，共七十頁，2022年，8月28日恒濁器：是一種使培養(yǎng)液中的細(xì)菌的濃度恒定，以濁度為控制指標(biāo)的培養(yǎng)方式。按試驗?zāi)康?，首先確定培養(yǎng)液的濁度保持在某一恒定值上。調(diào)節(jié)進水（含一定濃度的培養(yǎng)基）流速，使?jié)岫冗_到恒定（用自動控制的濁度計測定），當(dāng)濁度較大時，加大進水流速，以降低濁度；濁度較小時，降低流速，提高濁度。第二十三頁，共七十頁，2022年，8月28日二、測生長量干重法將一定量的菌液中的菌體通過離心或過濾分離出來,然后烘干(干燥溫度可采用105℃、100℃或80℃)、稱重。一般干重為濕重的10%—20%，而一個細(xì)菌細(xì)胞一般重約10-12—10-13g。該法適合菌濃較高的樣品。舉例：大腸桿菌一個細(xì)胞一般重約10–12－10–13g，液體培養(yǎng)物中細(xì)胞濃度達到2×109個/ml時，100ml培養(yǎng)物可得10－90mg干重的細(xì)胞。直接法第二十四頁，共七十頁，2022年，8月28日間接法比濁法：原理是在一定范圍內(nèi)，菌懸液中的細(xì)胞濃度與混濁度成正比，即與光密度成正比，菌數(shù)越多，光密度越大。因此，借助于分光光度計，在一定波長下測定菌懸液的光密度，就可反應(yīng)出菌液的濃度。特點：快速、簡便；但易受干擾。第二十五頁，共七十頁，2022年，8月28日二、計繁殖數(shù)直接法血球計數(shù)板比例計數(shù)法間接法平板菌落計數(shù)法液體稀釋法薄膜過濾計數(shù)法第二十六頁，共七十頁，2022年，8月28日3.平板菌落計數(shù)法第二十七頁，共七十頁，2022年，8月28日薄膜過濾計數(shù)法常用該法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)，可求出樣品中所含菌數(shù)。第二十八頁，共七十頁，2022年，8月28日同步生長的概念：細(xì)菌的細(xì)胞是極其微小的，但是，與一切其他細(xì)胞或個體一樣，也有一個自小到大的生長過程。在整個生長過程中，細(xì)胞內(nèi)發(fā)生階段性的十分復(fù)雜的生物化學(xué)變化和細(xì)胞學(xué)變化。可是，要研究單個細(xì)菌的這類變化，技術(shù)上是十分困難的。目前能使用的方法，一是用電子顯微鏡觀察細(xì)菌細(xì)胞的超薄切片，二是使用同步培養(yǎng)(synchronousculture)技術(shù)，即設(shè)法使群體中的所有細(xì)胞盡可能都處于同樣細(xì)胞生長和分裂周期中，然后分析此群體的各種生物化學(xué)特征，從而了解單個細(xì)胞所發(fā)生的變化。這種通過同步培養(yǎng)而使細(xì)胞群體處于分裂步調(diào)一致的狀態(tài)，就稱同步生長(synchronousgrowth)，進行同步生長分裂的細(xì)胞稱為同步細(xì)胞。三、微生物的個體生長和同步生長第二十九頁，共七十頁，2022年，8月28日同步細(xì)胞群體在任何一時刻都處在細(xì)胞周期的同一相，彼此間形態(tài)、生化特征都很一致，因而是細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)等研究的良好材料。操作方法是對細(xì)胞的大小等先作出一個標(biāo)準(zhǔn)，將大體同一時期的細(xì)胞選出并集中起來。另外，是采用從培養(yǎng)基中除去生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)源、溫度處理、或加藥劑等方法，抑制先發(fā)育的細(xì)胞的發(fā)育，待到晚發(fā)育的細(xì)胞發(fā)育以后，解除上述處理，使增殖再一齊開始。

第三十頁，共七十頁，2022年，8月28日Helmstetter-Cummings法原理：一些細(xì)菌細(xì)胞會緊緊粘附于硝酸纖維微孔濾膜上。步驟：將非同步的細(xì)菌液體培養(yǎng)物通過微孔濾膜，讓細(xì)胞吸附于其上；然后將濾膜反置，再以新鮮培養(yǎng)液濾過。這時，一些未粘牢的細(xì)胞先被沖洗掉，接著脫落到培養(yǎng)液中的都是那些新分裂形成的細(xì)胞，于是就獲得了同步生長第三十一頁，共七十頁，2022年，8月28日同步生長的細(xì)菌，在培養(yǎng)過程中會很快喪失其同步性。例如，在第一個細(xì)胞分裂周期中，起先細(xì)胞數(shù)一直未增加，到后來，數(shù)目突然增加一倍。到第二個分裂周期時，情況就沒有那么明顯了。到第三個分裂周期時，已幾乎完全喪失同步性。其中的道理非常簡單，因為在不同個體間，細(xì)胞分裂周期一般都有較大的差別。

第三十二頁，共七十頁，2022年，8月28日河海大學(xué)第二節(jié)影響微生物生長的主要因素第三十三頁，共七十頁，2022年，8月28日微生物與所處的環(huán)境之間具有復(fù)雜的相互影響和相互作用:一方面,各種各樣的環(huán)境因素對微生物的生長和繁殖有影響,另一方面,微生物生長繁殖也會影響和改變環(huán)境.研究環(huán)境因素與微生物之間的關(guān)系,可以通過控制環(huán)境條件來利用微生物有益的一面,同時防止它有害的一面。第三十四頁，共七十頁，2022年，8月28日溫度是影響微生物生長的最重要因素之一。主要表現(xiàn)在：影響酶的活性；影響細(xì)胞膜的流動性；影響物質(zhì)的溶解度。一、溫度（一）微生物生長的三個溫度基點從微生物整體來看:生長的溫度范圍一般在-10℃~100℃；極端下限為-30℃，極端上限為105~300℃但對于特定的某一種微生物：只能在一定溫度范圍內(nèi)生長，在這個范圍內(nèi)，每種微生物都有自己的生長溫度三基點，即最低、最適、最高生長溫度第三十五頁，共七十頁，2022年，8月28日處于最適生長溫度時，生長速度最快，代時最短。超過最低生長溫度時，微生物不生長。超過最高生長溫度時，微生物不生長，溫度過高，甚至?xí)劳?。根?jù)微生物的最適生長溫度的不同，可將微生物劃為：低溫型微生物（嗜冷微生物）中溫型微生物（嗜溫微生物）高溫型微生物（嗜熱微生物）(二)微生物生長溫度類型第三十六頁，共七十頁，2022年，8月28日第三十七頁，共七十頁，2022年，8月28日◆影響膜表面電荷的性質(zhì)及膜的通透性，進而影響對物質(zhì)的吸收能力。二、pH（一）環(huán)境pH值對微生物生長的影響◆改變酶活、酶促反應(yīng)的速率及代謝途徑：如：酵母菌在pH4.5-5產(chǎn)乙醇，在pH6.5以上產(chǎn)甘油、酸。◆環(huán)境pH值還影響培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的離子化程度，從而影響營養(yǎng)物質(zhì)吸收，或有毒物質(zhì)的毒性。第三十八頁，共七十頁，2022年，8月28日（二)不同微生物對pH要求不同微生物的生長pH值范圍極廣，從pH<2->8都有微生物能生長。但絕大多數(shù)種類都生活在pH5.0-9.0之間。根據(jù)微生物生長的最適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、醋酸桿菌第三十九頁，共七十頁，2022年，8月28日同一種微生物在其不同的生長階段和不同的生理生化過程中，對pH值的要求也不同。在發(fā)酵工業(yè)中，控制pH值尤其重要。舉例：Aspergillusniger（黑曲霉）在pH2~2.5范圍時有利于合成檸檬酸，當(dāng)在pH2.5~6.5范圍內(nèi)時以菌體生長為主，而在pH7.0時，則以合成草酸為主.（三)生長的最適pH值與發(fā)酵的最適pH值第四十頁，共七十頁，2022年，8月28日（四）微生物細(xì)胞內(nèi)的pH值雖然微生物生活的環(huán)境pH值范圍較寬，但是其細(xì)胞內(nèi)的pH值卻相當(dāng)穩(wěn)定，一般都接近中性。這種維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定中性pH值的特性能夠保持細(xì)胞內(nèi)各種生物活性分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和細(xì)胞內(nèi)酶所需要的最適pH值。微生物胞內(nèi)酶的最適pH值一般為中性，胞外酶的最適pH值接近環(huán)境pH值。第四十一頁，共七十頁，2022年，8月28日（五）微生物的生命活動對環(huán)境pH值的影響★微生物在生長過程中也會使外界環(huán)境的pH值發(fā)生改變，原因：由于有機物分解：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值上升由于無機鹽選擇性吸收：銨鹽吸收（(NH4)2SO4H2SO4，pH↓硝酸鹽吸收NaNO3NaOH，pH↑NH4+被吸收NO3+被吸收第四十二頁，共七十頁，2022年，8月28日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(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：三、氧氣第四十三頁，共七十頁，2022年，8月28日嚴(yán)格厭氧微生物并不是被氣態(tài)的氧所殺死，而是由于不能解除某些氧代謝產(chǎn)物的毒性而死亡。在氧還原為水的過程中，可形成某些有毒的中間產(chǎn)物，例如，過氧化氫（H2O2）、超氧陰離子（O2·

）等。超氧陰離子為活性氧，兼有分子和離子的性質(zhì)，反應(yīng)力極強，極不穩(wěn)定，可破壞膜和重要生物大分子，對微生物造成毒害或致死。好氧微生物具有降解這些產(chǎn)物的酶，如過氧化氫酶、過氧化物酶、超氧化物歧化酶（SOD）等，而嚴(yán)格厭氧菌缺乏SOD，故易被生物體內(nèi)極易產(chǎn)生的超氧陰離子自由基毒害致死。厭氧菌的氧毒害機制—SOD學(xué)說第四十四頁，共七十頁，2022年，8月28日各類菌所含對氧解毒酶專性好氧菌SOD，過氧化氫酶兼性厭氧菌SOD，過氧化氫酶專性厭氧菌二種酶均無微好氧菌少量SOD耐氧菌SOD，過氧化物酶第四十五頁，共七十頁，2022年，8月28日 H2O+O22O2·+2H+ O2+H2O2 2H2OO2+e O2·(·O2)超氧陰離子在細(xì)胞內(nèi)可由酶促或非酶促形成。超氧物陰離子歧化酶是在生物進化中發(fā)展出來的一種自我保護方式。兼性厭氧菌E.coli在發(fā)生SOD缺失突變后，就會變成一種“嚴(yán)格厭氧菌”。生物體中超氧陰離子的形成與去除12SOD好氧生物和耐氧細(xì)菌過氧化氫酶好氧生物過氧化物酶NADH2 NAD耐氧菌第四十六頁，共七十頁，2022年，8月28日四、輻射可見光部分（400-800nm）常被微生物利用.但波長較短的紫外線（13.6-400nm）、X-射線（0.06-13.6nm）、r-射線（0.01-0.14nm）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)、穿透力較強而用于食品的殺菌保藏。輻照是一類新的殺菌技術(shù)，可克服熱殺菌的不足，在低溫或常溫下達到殺菌的目的。第四十七頁，共七十頁，2022年，8月28日1.輻射的正面效應(yīng)可見光和紅外輻射是光合型微生物的能量來源。其中，不產(chǎn)氧的光合細(xì)菌能利用紅外輻射進行光合作用，藍(lán)細(xì)菌和藻類則利用可見光作為光合作用的能源。2.紫外輻射對微生物的影響：致死作用和致突變作用第四十八頁，共七十頁，2022年，8月28日光復(fù)活現(xiàn)象：經(jīng)過紫外輻射照射后的菌體或孢子懸液，若立即置于藍(lán)色可見光下，有一部分受損傷的細(xì)胞可以恢復(fù)活力，這種現(xiàn)象稱為光復(fù)活現(xiàn)象。不同種類的微生物對紫外輻射的抵抗力是不同的：芽孢>革蘭氏陰性菌>革蘭氏陽性菌第四十九頁，共七十頁，2022年，8月28日紫外輻射的應(yīng)用：空氣消毒、表面消毒（紫外輻射的穿透力很差，不能通過不透明物）誘變育種第五十頁，共七十頁，2022年，8月28日五、干燥（濕度）水分約占微生物細(xì)胞組成的70-85%，環(huán)境中缺水時（干燥的環(huán)境）引起微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的變性和鹽類濃度的增高，抑制微生物的生長，甚至造成微生物的死亡。干燥用于食品保藏的方法可分為兩類，即自然干燥（熏干、曬干、冷凍干燥）和人工干燥（常壓干燥如熱風(fēng)、噴霧、凍結(jié)、微波等；真空干燥如真空和冷凍真空干燥）第五十一頁，共七十頁，2022年，8月28日六、滲透壓微生物生長與滲透壓的關(guān)系（高滲透壓、低滲透壓對微生物生長的影響）根據(jù)微生物對高滲透壓耐性的不同，將其分為以下三類高度嗜鹽細(xì)菌（20-30%食鹽溶液中生長）嗜鹽細(xì)菌中等嗜鹽細(xì)菌（5-18%的食鹽溶液中生長）低嗜鹽細(xì)菌（2-5%的食鹽溶液中生長）耐鹽細(xì)菌（可在10%以下的食鹽溶液中生長）耐糖細(xì)菌（可在60%以下的含糖高滲溶液中生長）*普通微生物一般在0.85-0.9%的食鹽溶液中生長第五十二頁，共七十頁，2022年，8月28日低溫：利用4℃以下的各種低溫以保藏食物、藥品、菌種等。缺氧：在密閉容器中加入除氧劑，如鐵粉。真空保藏也是比較常用的方法。干燥：采用曬干或紅外線干燥保藏糧食、食品等，或在密封條件下用吸濕劑也可達到防霉作用。高滲：通過鹽漬或糖漬達到高滲。高酸度：如泡菜、酸菜等。防腐劑：苯甲酸、山梨酸、脫氫醋酸等抑制微生物生長的環(huán)境第五十三頁，共七十頁，2022年，8月28日七、微生物的控制措施滅菌（sterilization）：采用強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，稱為滅菌。消毒（disinfection）：采用較溫和的理化因素，僅殺死物體表面或內(nèi)部的一部分對人體有害的病原菌，而對被處理物體基本無害的措施，稱為消毒。顯然滅菌的要求高于消毒，更加嚴(yán)格防腐（antisepsis）：利用理化因素完全抑制霉腐微生物的生長繁殖，從而達到防止物品發(fā)生霉腐的措施，稱為防腐?；煟╟hemotheraphy）：即化學(xué)治療。利用具有高度選擇毒力的化學(xué)物質(zhì)抑制宿主體內(nèi)病原微生物的生長繁殖，以達到治療該傳染病的一種措施。第五十四頁，共七十頁，2022年，8月28日最常用的物理方法。高溫可引起蛋白質(zhì)、核酸等活性大分子氧化或變性失活而導(dǎo)致微生物死亡。

（一）消毒滅菌火焰灼燒法烘箱熱空氣滅菌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高溫滅菌（消毒）法濕熱滅菌（消毒）法連消法高溫法第五十五頁，共七十頁，2022年，8月28日1.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100℃以上高溫滅菌的方法。應(yīng)根據(jù)滅菌物品的性質(zhì)或成分選擇滅菌溫度：方法：121℃（1kg/cm2或15磅/英寸2）維持15-20min。112℃（0.5kg/cm2或8磅/英寸2）20-30min。115℃（0.75kg/cm2或11磅/英寸2）20-30min。適用：耐高溫物品，玻璃儀器、含水或不含水物品。

第五十六頁，共七十頁，2022年，8月28日2.巴斯德消毒法（Pasteurization）：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(fēng)味，又進行了消毒。如牛奶、啤酒。低溫長時法(Lowtemperaturelongtime,LTLT)；62.9℃30min處理牛奶高溫瞬時法（Hightemperatureshorttime,HTST):71.6℃15s處理牛奶超高溫巴斯德滅菌法(Ultrapasteurization):讓液體食品停留在140℃左右3-4s，急劇冷卻至75℃，經(jīng)勻質(zhì)化后冷卻至20℃。第五十七頁，共七十頁，2022年，8月28日低溫的影響低溫對嗜中溫和嗜高溫的微生物生長不利。低溫對微生物生長的影響主要是通過降低酶反應(yīng)速度使微生物的生長受到抑制。處于低溫下的微生物一旦重新獲得適宜溫度，即可恢復(fù)活性。第五十八頁，共七十頁，2022年，8月28日過濾作用第五十九頁，共七十頁，2022年，8月28日紫外線（非電離輻射）輻射作用殺菌機制：誘導(dǎo)核酸形成胸腺嘧啶二聚體，從而干擾了核酸的復(fù)制第六十頁，共七十頁，2022年，8月28日（二）化學(xué)殺菌劑、消毒劑和治療劑消毒劑:可以抑制或殺滅微生物，但對人體也可能產(chǎn)生有害作用的化學(xué)試劑。主要用于抑制或殺滅物體表面、器械、排泄物和環(huán)境中的微生物。防腐劑:可以抑制或阻止微生物生長，但對人體或動物體的毒性較低的化學(xué)藥劑。用于肌體表面，如皮膚、粘膜、傷口等處防止感染，也有的用于食品、飲料、藥品的防腐作用?！钕緞┖头栏瘎┎o嚴(yán)格區(qū)分。消毒劑和防腐劑第六十一頁，共七十頁，2022年，8月28日☆消毒防腐劑的作用機理一般有下列三種方式:①使微生物蛋白質(zhì)凝固變性,發(fā)生沉淀.如酒精等.②破壞菌體的酶系統(tǒng),影響菌體代謝.如過氧化氫等.③降低微生物表面張力,增加細(xì)胞膜的通透性,使細(xì)胞發(fā)生破裂或溶解.如來蘇兒等酚類物質(zhì).第六十二頁，共七十頁，2022年，8月28日類型名稱及使用方法作用原理應(yīng)用范圍醇類70%—75%乙醇脫水、蛋白質(zhì)變性皮膚、器皿醛類0.5%—10%甲醛2%戊二醛（pH=8）蛋白質(zhì)變性房間、物品消毒（不適合食品廠）酚類3%—5%石炭酸2%來蘇兒破壞細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)變性地面、器具、皮膚氧化劑0.1%高錳酸鉀3%過氧化氫0.2%—0.5%過氧乙酸氧化蛋白質(zhì)活性基團，酶失活皮膚、水果、蔬菜、物品表面、水果、蔬菜、塑料等☆常用的消毒劑及其應(yīng)用重金屬鹽類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(zhì)變性、酶失活變性、沉淀蛋白蛋白質(zhì)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第六十三頁，共七十頁，2022年，8月28日類型名稱及使用方法作用原理應(yīng)用范