第微生物的生長(zhǎng)與控制演示文稿

第微生物的生長(zhǎng)與控制演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有125頁\編輯于星期四（優(yōu)選）第微生物的生長(zhǎng)與控制現(xiàn)在是2頁\一共有125頁\編輯于星期四生長(zhǎng)——微生物細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行新陳代謝，生命個(gè)體的重量和體積不斷增大的過程。繁殖——生命個(gè)體生長(zhǎng)到一定階段，通過特定方式產(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)過程。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。可以用重量、體積、密度或濃度來衡量。（由于微生物的個(gè)體極小，所以常用群體生長(zhǎng)來反映個(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)體繁殖生長(zhǎng)與繁殖的概念現(xiàn)在是3頁\一共有125頁\編輯于星期四第1節(jié)微生物純培養(yǎng)分離及生長(zhǎng)測(cè)定方法現(xiàn)在是4頁\一共有125頁\編輯于星期四5一、獲得純培養(yǎng)的方法純培養(yǎng)(pureculture)

微生物學(xué)中把從一個(gè)細(xì)胞或一群相同的細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)繁殖而得到的后代，稱純培養(yǎng).現(xiàn)在是5頁\一共有125頁\編輯于星期四6首先將待分離的樣品進(jìn)行連續(xù)稀釋,目的是得到高度稀釋的效果，使一支試管中分配不到一個(gè)微生物。如果經(jīng)過稀釋后的大多數(shù)試管中沒有微生物生長(zhǎng)，那么有微生物生長(zhǎng)的試管得到的培養(yǎng)物可能就是由一個(gè)微生物個(gè)體繁殖而來的純培養(yǎng)物。這種方法適合于細(xì)胞較大的微生物。①液體稀釋法現(xiàn)在是6頁\一共有125頁\編輯于星期四②平板劃線分離法（StreakPlate）特點(diǎn)：快速、方便。

分區(qū)劃線（適用于濃度較大的樣品）

連續(xù)劃線（適用于濃度較小的樣品）Aninoculatingloopisusedtothinoutorganismsonthesurfaceoftheagar.現(xiàn)在是7頁\一共有125頁\編輯于星期四8③傾注平板法（PourPlate）Organismsareseriallydiluted,thenasmallamountisaddedtoanemptysterilepetridish,towhichmeltedagarat50oCisadded.Thenmixtodistributetheorganisms.現(xiàn)在是8頁\一共有125頁\編輯于星期四④平板涂布分離法（SpreadPlate）簡(jiǎn)單易行，但易造成機(jī)械損傷Liquidspecimenisspreadonthesurfaceofsolidagarwithasterilebentglassrod.現(xiàn)在是9頁\一共有125頁\編輯于星期四現(xiàn)在是10頁\一共有125頁\編輯于星期四⑤選擇性培養(yǎng)分離法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(diǎn)，包括營(yíng)養(yǎng)、生理、生長(zhǎng)條件等，采用選擇培養(yǎng)的方法進(jìn)行分離。＊利用選擇培養(yǎng)基進(jìn)行直接分離＊富集培養(yǎng)現(xiàn)在是11頁\一共有125頁\編輯于星期四12⑥單細(xì)胞（單孢子）分離法采用顯微分離法從混雜群體中直接分離單個(gè)細(xì)胞或單個(gè)個(gè)體進(jìn)行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)的方法。該方法要在顯微鏡下進(jìn)行。毛細(xì)管法：用毛細(xì)管提取微生物個(gè)體，適合于較大微生物。顯微操作儀：用顯微針、鉤、環(huán)等挑取單個(gè)細(xì)胞或孢子以獲得純培養(yǎng)。小液滴法：將經(jīng)過適當(dāng)稀釋后的樣品制成小液滴，在顯微鏡下選取只含一個(gè)細(xì)胞的液滴來進(jìn)行純培養(yǎng)物的分離?，F(xiàn)在是12頁\一共有125頁\編輯于星期四13二、微生物純培養(yǎng)生長(zhǎng)的測(cè)定方法描述不同種類、不同生長(zhǎng)狀態(tài)的微生物生長(zhǎng)情況，需選用不同的測(cè)定指標(biāo)。（一）微生物細(xì)胞數(shù)目的檢測(cè)法直接法（血球計(jì)數(shù)板、比例計(jì)數(shù)法）間接法（活菌計(jì)數(shù)法、液體稀釋法、膜過濾法）（二）微生物生長(zhǎng)量和生理指標(biāo)測(cè)定法直接法(干重法，堆體積法)間接法（比濁法，碳、氮含量法，其它生理指標(biāo)）現(xiàn)在是13頁\一共有125頁\編輯于星期四1.血球計(jì)數(shù)板法現(xiàn)在是14頁\一共有125頁\編輯于星期四細(xì)菌計(jì)數(shù)板和血球計(jì)數(shù)板都用來側(cè)微生物的總菌數(shù)。血球計(jì)數(shù)板用來測(cè)較大微生物如酵母菌和霉菌孢子的總數(shù)，細(xì)菌計(jì)數(shù)板用來測(cè)細(xì)菌的總菌數(shù)。兩種計(jì)數(shù)板的構(gòu)造相似，不同的是細(xì)菌計(jì)數(shù)板的深度僅為血球計(jì)數(shù)板深度的1/5。適用范圍：個(gè)體較大細(xì)胞或顆粒，如血球、酵母菌等。不適用于細(xì)菌等個(gè)體較小的細(xì)胞。特點(diǎn)：快速，準(zhǔn)確，對(duì)酵母菌可同時(shí)測(cè)定出芽率，或在菌懸液中加入少量美藍(lán)可以區(qū)分死活細(xì)胞。現(xiàn)在是15頁\一共有125頁\編輯于星期四2.涂片染色法應(yīng)用：可同時(shí)計(jì)數(shù)不同微生物的菌數(shù)，適

于土壤、牛奶中細(xì)菌計(jì)數(shù)。方法：用鏡臺(tái)測(cè)微尺計(jì)算出視野面積；取

0.1ml菌液涂于1cm2面積上，計(jì)數(shù)后代

入公式：每ml原菌液含菌數(shù)

=視野中平均菌數(shù)×涂布面積/視野面積×100×稀釋倍數(shù)現(xiàn)在是16頁\一共有125頁\編輯于星期四3.平板菌落計(jì)數(shù)法現(xiàn)在是17頁\一共有125頁\編輯于星期四3.平板菌落計(jì)數(shù)法★技術(shù)要求：樣品充分混勻，操作熟練快速（15~20min完成操作），嚴(yán)格無菌操作；★注意事項(xiàng)：每一支吸管只能用于一個(gè)稀釋度，樣品混勻處理，傾注平板時(shí)的培養(yǎng)基溫度；★適用范圍：中溫、好氧和兼性厭氧、能在營(yíng)養(yǎng)瓊脂上生長(zhǎng)的微生物，★誤差：多次稀釋造成的誤差是主要來源，其次還有由于樣品內(nèi)菌體分布不均勻、以及不當(dāng)操作★Astandardplatecount(viablecount)reflectsthenumberofviablemicrobesandassumesthateachbacteriumgrowsintoasinglecolony;platecountsarereportedasnumberofcolony-formingunits(CFU)perml(CFU/ml)orperg(CFU/g)ofsample.現(xiàn)在是18頁\一共有125頁\編輯于星期四19Colony-FormingUnit一個(gè)活菌在合適的培養(yǎng)基表面，逐漸生長(zhǎng)成一個(gè)肉眼可見的菌落（菌落形成單位，colonyformingunit,CFU），從而得知原始活菌含量?，F(xiàn)在是19頁\一共有125頁\編輯于星期四4.液體稀釋法10n10n-210n-1現(xiàn)在是20頁\一共有125頁\編輯于星期四5.薄膜過濾計(jì)數(shù)法常用該法測(cè)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(jìn)行培養(yǎng)，然后計(jì)算菌落數(shù)，可求出樣品中所含菌數(shù)?，F(xiàn)在是21頁\一共有125頁\編輯于星期四現(xiàn)在是22頁\一共有125頁\編輯于星期四水樣品中各種微生物的計(jì)數(shù)濾膜在不同的培養(yǎng)基上培養(yǎng)的結(jié)果用于全微生物計(jì)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基；用于糞便大腸菌計(jì)數(shù)；糞便大腸菌在其上形成藍(lán)色菌落；用于大腸桿菌計(jì)數(shù)的m-Endo培養(yǎng)基；大腸桿菌在其上形成綠色菌落；用于酵母和霉菌計(jì)數(shù)的Wort培養(yǎng)基?，F(xiàn)在是23頁\一共有125頁\編輯于星期四6.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(gè)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(gè)細(xì)胞一般重約10–12~10–13g，液體培養(yǎng)物中細(xì)胞濃度達(dá)到2×109個(gè)/ml時(shí)，100ml培養(yǎng)物可得10~90mg干重的細(xì)胞?，F(xiàn)在是24頁\一共有125頁\編輯于星期四7.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(jì)，在一定波長(zhǎng)下測(cè)定菌懸液的光密度，就可反應(yīng)出菌液的濃度。OD450-650nm特點(diǎn)：快速、簡(jiǎn)便；但易受干擾。現(xiàn)在是25頁\一共有125頁\編輯于星期四8.生理指標(biāo)法測(cè)含氮量蛋白質(zhì)是細(xì)胞的主要物質(zhì)，含量穩(wěn)定，而氮是蛋白質(zhì)的主要成分，通過測(cè)含氮量就可推知微生物的濃度。一般細(xì)菌含氮量為干重的12.5%，酵母菌為7.5%，霉菌為6.0%，根據(jù)一定體積培養(yǎng)液中的含氮量再乘以6.25，就可測(cè)得粗蛋白的含量。其他方法含碳、磷、DNA、RNA、耗氧量、消耗底物量、產(chǎn)二氧化碳、產(chǎn)酸、產(chǎn)熱、粘度等，都可用于生長(zhǎng)量的測(cè)定?，F(xiàn)在是26頁\一共有125頁\編輯于星期四第2節(jié)微生物的生長(zhǎng)規(guī)律現(xiàn)在是27頁\一共有125頁\編輯于星期四由于微生物細(xì)胞極其微小，研究其個(gè)體生長(zhǎng)存在著技術(shù)上的困難。同步生長(zhǎng)的概念：一個(gè)細(xì)胞群體中各個(gè)細(xì)胞都在同一時(shí)間進(jìn)行分裂的狀態(tài)，稱為同步生長(zhǎng)。進(jìn)行同步分裂的細(xì)胞稱為同步細(xì)胞。同步細(xì)胞群體在任何一時(shí)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。一、微生物的個(gè)體生長(zhǎng)和同步生長(zhǎng)現(xiàn)在是28頁\一共有125頁\編輯于星期四獲得同步生長(zhǎng)的方法：獲得同步生長(zhǎng)的方法主要有兩類：環(huán)境條件誘導(dǎo)法：變換溫度、光線、培養(yǎng)基等。造成與正常細(xì)胞周期不同的周期變化。選擇法：選擇性過濾、梯度離心。物理方法，隨機(jī)選擇，不影響細(xì)胞代謝?，F(xiàn)在是29頁\一共有125頁\編輯于星期四A

BA：膜洗脫法B：密度梯度離心同步培養(yǎng)方法現(xiàn)在是30頁\一共有125頁\編輯于星期四Helmstetter-Cummings法原理：一些細(xì)菌細(xì)胞會(huì)緊緊粘附于硝酸纖維微孔濾膜上。步驟：菌懸液通過微孔濾膜，細(xì)胞吸附其上；反置濾膜，以新鮮培養(yǎng)液通過濾膜，洗掉浮游細(xì)胞；除去起始洗脫液后就可以得到剛剛分裂下來的新生細(xì)胞，即為同步培養(yǎng)?，F(xiàn)在是31頁\一共有125頁\編輯于星期四二、微生物的群體生長(zhǎng)☆無分支單細(xì)胞微生物主要包括細(xì)菌和酵母菌，其群體生長(zhǎng)是以群體中細(xì)胞數(shù)量的增加來表示的，☆由一個(gè)細(xì)胞分裂成為兩個(gè)細(xì)胞的時(shí)間間隔稱為世代，一個(gè)世代所需的時(shí)間就是代時(shí)（Ｇenerationtime,G），代時(shí)也就是群體細(xì)胞數(shù)目擴(kuò)大一倍所需時(shí)間，有時(shí)也稱為倍增時(shí)間?！钣覉D表示的是一個(gè)細(xì)胞經(jīng)過若干代分裂后的情況。右圖可見，每經(jīng)過一個(gè)代時(shí)，細(xì)胞數(shù)目就增加一倍，呈指數(shù)增加，因而被稱為指數(shù)生長(zhǎng)，這就是單細(xì)胞群體生長(zhǎng)的特征。1.無分支單細(xì)胞微生物的群體生長(zhǎng)特征現(xiàn)在是32頁\一共有125頁\編輯于星期四33★指數(shù)生長(zhǎng)可以用下式表示：

b=B×2nB,b和t可由試驗(yàn)獲得，n可通過上式計(jì)算得出，將等式兩側(cè)取對(duì)數(shù)重排后得：

lgb=lgB+nlg2lgb-lgBlgb-lgB

lg20.301式中：B

為起始細(xì)胞數(shù)目，

b

為指數(shù)生長(zhǎng)某個(gè)時(shí)刻t時(shí)的細(xì)胞數(shù)目，

n

為世代數(shù)n==指數(shù)生長(zhǎng)現(xiàn)在是33頁\一共有125頁\編輯于星期四例如：一培養(yǎng)液中微生物數(shù)目由開始的12，000（B），經(jīng)4h（t）后增加到49，000，000（b），這樣，n＝(lg4.9×107-lg1.2×104）÷0.301＝12★借助于n和t，還可以計(jì)算出不同培養(yǎng)條件下的代時(shí)G，

G＝t/n在本例中，G＝4×60/12＝20min∴該種微生物的代時(shí)為20分鐘。在4小時(shí)內(nèi)共繁殖了12代?，F(xiàn)在是34頁\一共有125頁\編輯于星期四35★代時(shí)能夠反應(yīng)細(xì)菌的生長(zhǎng)速率，代時(shí)短，生長(zhǎng)速率快，代時(shí)長(zhǎng)，生長(zhǎng)速率慢。在很多微生物學(xué)研究中常常要了解微生物的代時(shí)。★代時(shí)在不同種微生物中的變化很大，多數(shù)微生物的代時(shí)為1~3h,然而有些快速生長(zhǎng)的微生物的代時(shí)還不到10min,而另一些微生物的代時(shí)卻可長(zhǎng)達(dá)幾小時(shí)或幾天；另外，同一種微生物，在不同的生長(zhǎng)條件下其代時(shí)的長(zhǎng)短也不同；但是，在一定條件下，每一種微生物的代時(shí)是恒定的，因此它是微生物菌種的一個(gè)重要特征?，F(xiàn)在是35頁\一共有125頁\編輯于星期四影響微生物代時(shí)長(zhǎng)短的因素菌種 不同菌種差別很大營(yíng)養(yǎng)成分 同種不同培養(yǎng)基差別很大營(yíng)養(yǎng)物濃度

影響生長(zhǎng)速率和總生長(zhǎng)量 生長(zhǎng)限制因子培養(yǎng)溫度 影響極大 發(fā)酵實(shí)踐、食品包藏和防止事物變質(zhì)和中毒現(xiàn)在是36頁\一共有125頁\編輯于星期四37一些細(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 37 12.5 Enterobacteraerogenes（產(chǎn)氣腸細(xì)菌） 肉湯或牛奶37 16~18 E.aerogenes

組合 37 29~44B. Cereus（蠟狀芽孢桿菌） 肉湯 30 18B.thermophilus（嗜熱芽孢桿菌） 肉湯 55 18.3Lactobacillusacidophilus（嗜酸乳桿菌） 牛奶 37 66~87Streptococcuslactis（乳酸鏈球菌） 牛奶 37 26S.lactis

乳糖肉湯 37 48Salmonellatyphi（傷寒沙門氏菌） 肉湯 37 23.5Azotobacterchroococcum（褐球固氮菌） 葡萄糖 25 344~46 Mycobacteriumtuberculosis（結(jié)核分枝桿菌）組合 37 792~93 Nitrobacteragilis（活躍硝化桿菌） 組合 27 1200現(xiàn)在是37頁\一共有125頁\編輯于星期四38BacteriumMediumGenerationTime(minutes)EscherichiacoliGlucose-salts17Bacillus

megateriumSucrose-salts25StreptococcuslactisMilk26StreptococcuslactisLactosebroth48StaphylococcusaureusHeartinfusionbroth27-30LactobacillusacidophilusMilk66-87RhizobiumjaponicumMannitol-salts-yeastextract344-461MycobacteriumtuberculosisSynthetic792-932TreponemapallidumRabbittestes1980Table.Generationtimesforsomecommonbacteriaunderoptimalconditionsofgrowth.

現(xiàn)在是38頁\一共有125頁\編輯于星期四不同溫度下的代時(shí)溫度對(duì)微生物的代時(shí)有明顯影響：

E.Coli

在不同溫度下的代時(shí)溫度（℃） 代時(shí)（min） 溫度（℃） 代時(shí)（min）10 860 35 2215 120 37 1720 90 40 17.525 40 45 2030 29 47.5 77現(xiàn)在是39頁\一共有125頁\編輯于星期四2.無分支單細(xì)胞微生物的群體生長(zhǎng)曲線☆以細(xì)菌為例介紹無分支單細(xì)胞微生物群體生長(zhǎng)規(guī)律，其結(jié)論也基本適用于酵母菌?！钌L(zhǎng)曲線代表了細(xì)菌在新的環(huán)境中從開始生長(zhǎng)、分裂直至死亡的整個(gè)動(dòng)態(tài)變化過程?！蠲糠N細(xì)菌都有各自的典型生長(zhǎng)曲線，但它們的生長(zhǎng)過程卻有著共同的規(guī)律性。一般可以將生長(zhǎng)曲線劃分為四個(gè)時(shí)期?，F(xiàn)在是40頁\一共有125頁\編輯于星期四單細(xì)胞微生物典型生長(zhǎng)曲線定量描繪液體培養(yǎng)基中微生物群體生長(zhǎng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)曲線。典型生長(zhǎng)曲線將少量純種的單細(xì)胞微生物接種于一定量液體培養(yǎng)基中，隔一定時(shí)間取樣，測(cè)菌數(shù)。以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，以菌數(shù)的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)，可以得到一條有規(guī)律的曲線，即單細(xì)胞微生物典型的生長(zhǎng)曲線。適用對(duì)象單細(xì)胞微生物：細(xì)菌、酵母不適合絲狀生長(zhǎng)的真菌或放線菌現(xiàn)在是41頁\一共有125頁\編輯于星期四典型生長(zhǎng)曲線及不同時(shí)期延滯期lagphase指數(shù)期exponentialphase穩(wěn)定期stationaryphase衰亡期declinephase時(shí)間穩(wěn)定期指數(shù)期延滯期衰亡期現(xiàn)在是42頁\一共有125頁\編輯于星期四將少量單細(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)曲線的制作現(xiàn)在是43頁\一共有125頁\編輯于星期四三個(gè)參數(shù)1、繁殖代數(shù)(n)：2、生長(zhǎng)速率(R)：3、代時(shí)(G)：現(xiàn)在是44頁\一共有125頁\編輯于星期四典型的生長(zhǎng)曲線（Growthcurve）延滯期對(duì)數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期現(xiàn)在是45頁\一共有125頁\編輯于星期四46其它名稱：停滯期、調(diào)整期、適應(yīng)期1.現(xiàn)象：活菌數(shù)沒增加，曲線平行于橫軸。2.特點(diǎn)：生長(zhǎng)速率常數(shù)=0細(xì)胞形態(tài)變大或增長(zhǎng)細(xì)胞內(nèi)RNA特別是rRNA含量增高，原生質(zhì)嗜堿性增強(qiáng)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(duì)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①.延滯期（lagphase）現(xiàn)在是46頁\一共有125頁\編輯于星期四47◆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(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。★影響延遲期長(zhǎng)短的因素：現(xiàn)在是47頁\一共有125頁\編輯于星期四48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)行消毒或滅菌現(xiàn)在是48頁\一共有125頁\編輯于星期四49②.對(duì)數(shù)期（logarithmicphase）其他名稱：指數(shù)期現(xiàn)象：細(xì)胞數(shù)目以幾何級(jí)數(shù)增加，其對(duì)數(shù)與時(shí)間呈直線關(guān)系。

特點(diǎn)：生長(zhǎng)速率常數(shù)最大，即代時(shí)最短細(xì)胞進(jìn)行平衡生長(zhǎng)，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(duì)理化因素較敏感影響因素：菌種營(yíng)養(yǎng)成分營(yíng)養(yǎng)物濃度﹡培養(yǎng)溫度現(xiàn)在是49頁\一共有125頁\編輯于星期四50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?，F(xiàn)在是50頁\一共有125頁\編輯于星期四51營(yíng)養(yǎng)物濃度與對(duì)數(shù)期生長(zhǎng)速率和產(chǎn)量作用方式：影響微生物的生長(zhǎng)速率和總生長(zhǎng)量生長(zhǎng)限制因子：凡是處于較低濃度范圍內(nèi)，可影響生長(zhǎng)速率和菌體產(chǎn)量的營(yíng)養(yǎng)物就稱生長(zhǎng)限制因子8.0mg/ml6.0mg/ml4.0mg/ml2.0mg/ml1.0mg/ml0.5mg/ml0.2mg/ml0.1mg/ml只最大收獲量受影響生長(zhǎng)速度和最大收獲量受影響時(shí)間細(xì)胞數(shù)或菌體量現(xiàn)在是51頁\一共有125頁\編輯于星期四52③.穩(wěn)定期（stationaryphase）又稱：恒定期或最高生長(zhǎng)期特點(diǎn)：①新增殖的細(xì)胞數(shù)與老細(xì)胞的死亡數(shù)幾乎相等，微生物的生長(zhǎng)速率處于動(dòng)態(tài)平衡，培養(yǎng)物中的細(xì)胞數(shù)目達(dá)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此時(shí)期的微生物開始合成次生代謝產(chǎn)物，對(duì)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(dá)到高峰，是最佳的收獲時(shí)期。產(chǎn)生原因：

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)，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(shì)等）不合適;現(xiàn)在是52頁\一共有125頁\編輯于星期四53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。生長(zhǎng)產(chǎn)量常數(shù)（Y，或生長(zhǎng)得率，growthyield）：概念：表示微生物對(duì)基質(zhì)利用效率的高低

Y=菌體干重/消耗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度

根據(jù)產(chǎn)量常數(shù)可確定微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需要量如：Y=0.5，表示要得到5g菌體，需某營(yíng)養(yǎng)物（葡萄糖）10g。Y=x–x0C0

–C=x–x0C0現(xiàn)在是53頁\一共有125頁\編輯于星期四54④.衰亡期（declinephase）特點(diǎn)：①細(xì)胞死亡數(shù)增加，死亡數(shù)大大超過新增殖的細(xì)胞數(shù)，群體中的活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)“負(fù)生長(zhǎng)”。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。③因菌體本身產(chǎn)生的酶及代謝產(chǎn)物的作用，使菌體死亡、自溶等，發(fā)生自溶的菌生長(zhǎng)曲線表現(xiàn)為向下跌落的趨勢(shì)。衰亡期比其他各時(shí)期時(shí)間長(zhǎng)，它的長(zhǎng)短也與菌種和環(huán)境條件有關(guān)。產(chǎn)生原因：生長(zhǎng)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)致菌體的死亡現(xiàn)在是54頁\一共有125頁\編輯于星期四55lg細(xì)胞數(shù)或產(chǎn)物濃度時(shí)間細(xì)胞產(chǎn)物I型 II型3.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)物的過程與微生物細(xì)胞生長(zhǎng)的過程并不總是一致的。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?，F(xiàn)在是55頁\一共有125頁\編輯于星期四564.絲狀微生物的群體生長(zhǎng)絲狀微生物的純培養(yǎng)采用孢子接種，在液體培養(yǎng)基中震蕩培養(yǎng)或深層通氣加攪拌培養(yǎng)，菌絲體通過斷裂繁殖不形成產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)?？梢杂镁z干重作為衡量生長(zhǎng)的指標(biāo)，即以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以菌絲干重為縱坐標(biāo)，繪制生長(zhǎng)曲線?？煞譃槿齻€(gè)階段：1、生長(zhǎng)停滯期2、迅速生長(zhǎng)期3、衰退期現(xiàn)在是56頁\一共有125頁\編輯于星期四571、生長(zhǎng)停滯期：造成生長(zhǎng)停滯的原因一是孢子萌發(fā)前真正的停滯狀態(tài)，另一種是生長(zhǎng)已經(jīng)開始，但還無法測(cè)定。2、迅速生長(zhǎng)期：菌絲體干重迅速增加，其立方根與時(shí)間呈直線關(guān)系，菌絲干重不以幾何級(jí)數(shù)增加，沒有對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。生長(zhǎng)主要表現(xiàn)在菌絲尖端的伸長(zhǎng)和出現(xiàn)分支、斷裂等，此時(shí)期的菌體呼吸強(qiáng)度達(dá)到高峰，有的開始積累代謝產(chǎn)物。3、衰退期：菌絲體干重下降，到一定時(shí)期不再變化。大多數(shù)次級(jí)代謝產(chǎn)物在此期合成，大多數(shù)細(xì)胞都出現(xiàn)大的空泡。有些菌絲體還會(huì)發(fā)生自溶菌絲體，這與菌種和培養(yǎng)條件有關(guān)。4.絲狀微生物的群體生長(zhǎng)現(xiàn)在是57頁\一共有125頁\編輯于星期四58連續(xù)培養(yǎng)（continuousculture）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(bǔ)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)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(zhǎng)時(shí)間地處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)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)。連續(xù)培養(yǎng)理論基礎(chǔ)：由于對(duì)典型生長(zhǎng)曲線中穩(wěn)定期到來原因的認(rèn)識(shí)，采取相應(yīng)有效措施推遲其來臨，從而發(fā)展出現(xiàn)在的連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)。現(xiàn)在是58頁\一共有125頁\編輯于星期四59原理：當(dāng)微生物在單批培養(yǎng)方式下生長(zhǎng)達(dá)到對(duì)數(shù)期后期時(shí)，一方面以一定的速度流進(jìn)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(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，其中的微生物就能長(zhǎng)期保持對(duì)數(shù)期的平衡生長(zhǎng)狀態(tài)和穩(wěn)定的生長(zhǎng)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(shí)間連續(xù)流入新鮮培養(yǎng)液lg細(xì)胞數(shù)（個(gè)/ml）連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)原理現(xiàn)在是59頁\一共有125頁\編輯于星期四60連續(xù)培養(yǎng)器按控制方式分按培養(yǎng)器的級(jí)數(shù)分按細(xì)胞狀態(tài)分按用途分內(nèi)控制（控制菌體密度）：恒濁器外控制（控制培養(yǎng)液流速、以控制生長(zhǎng)速率）：恒化器單級(jí)連續(xù)培養(yǎng)器多級(jí)連續(xù)培養(yǎng)器一般連續(xù)培養(yǎng)器固定化細(xì)胞連續(xù)培養(yǎng)器實(shí)驗(yàn)室科研用：連續(xù)培養(yǎng)器發(fā)酵生產(chǎn)用：連續(xù)發(fā)酵罐連續(xù)培養(yǎng)器現(xiàn)在是60頁\一共有125頁\編輯于星期四61連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)——恒化連續(xù)培養(yǎng)概念：以恒定流速使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)濃度恒定而保持細(xì)菌生長(zhǎng)速率恒定的方法。原理：通過控制某一種營(yíng)養(yǎng)物濃度（如碳、氮源、生長(zhǎng)因子等），使其始終成為生長(zhǎng)限制因子，而達(dá)到控制培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長(zhǎng)速率條件下進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖。特點(diǎn)：維持營(yíng)養(yǎng)成分的亞適量，控制微生物生長(zhǎng)速率。菌體生長(zhǎng)速率恒定，菌體均一、密度穩(wěn)定，產(chǎn)量低于最高菌體產(chǎn)量。應(yīng)用范圍：實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究現(xiàn)在是61頁\一共有125頁\編輯于星期四62恒化器Chemostat或bactogen

現(xiàn)在是62頁\一共有125頁\編輯于星期四63概念：通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)基流速，使培養(yǎng)液濁度保持恒定的連續(xù)培養(yǎng)方法。原理：通過調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入的速度和培養(yǎng)物流出的速度來維持菌濃度不變,即濁度不變。特點(diǎn)：基質(zhì)過量，微生物始終以最高速率進(jìn)行生長(zhǎng)，并可在允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密度；但工藝復(fù)雜，煩瑣。連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)——恒濁培養(yǎng)使用范圍：用于生產(chǎn)大量菌體、生產(chǎn)與菌體生長(zhǎng)相平行的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸、乙醇等。現(xiàn)在是63頁\一共有125頁\編輯于星期四64裝置控制對(duì)象培養(yǎng)基培養(yǎng)基流速生長(zhǎng)速率產(chǎn)物應(yīng)用范圍恒濁器菌體密度（內(nèi)控制）無限制生長(zhǎng)因子不恒定最高大量菌體或與菌體形成相平行的產(chǎn)物生產(chǎn)為主恒化器培養(yǎng)基流速（外控制）有限制生長(zhǎng)因子恒定低于最高不同生長(zhǎng)速率的菌體實(shí)驗(yàn)室為主恒濁器與恒化器的比較現(xiàn)在是64頁\一共有125頁\編輯于星期四65連續(xù)發(fā)酵（continuousfermentation）連續(xù)培養(yǎng)在生產(chǎn)上的應(yīng)用，相對(duì)于單批發(fā)酵而言。優(yōu)點(diǎn)：高效，簡(jiǎn)化了操作——裝料、滅菌、出料、清洗發(fā)酵罐等單元操作；自控：便于利用各種儀表進(jìn)行自動(dòng)控制；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定節(jié)約大量動(dòng)力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、電的負(fù)荷均衡合理。缺點(diǎn)：菌種易于退化；易于遭到雜菌污染；營(yíng)養(yǎng)物利用率低于單批培養(yǎng)。連續(xù)發(fā)酵的生產(chǎn)時(shí)間受以上因素限制，一般只能維持?jǐn)?shù)月~1年?，F(xiàn)在是65頁\一共有125頁\編輯于星期四66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(duì)微生物的生長(zhǎng)和繁殖有影響,另一方面,微生物生長(zhǎng)繁殖也會(huì)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(shí)防止它有害的一面.第三節(jié)環(huán)境因素對(duì)微生物的影響影響微生物生長(zhǎng)的外界因素很多，除了前面講過的營(yíng)養(yǎng)因素之外，還有許多物理化學(xué)條件。本節(jié)主要內(nèi)容：一、溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響二、氧氣對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響三、pH值對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響現(xiàn)在是66頁\一共有125頁\編輯于星期四67幾個(gè)基本概念滅菌（sterilization）采用強(qiáng)烈的禮花因素是任何物體內(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，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(duì)人體有害的病原菌，而對(duì)被處理物體基本無害的措施，稱為消毒。防腐（antisepsis）利用理化因素完全抑制霉腐微生物的生長(zhǎng)繁殖，從而達(dá)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)病院微生物的生長(zhǎng)繁殖，以達(dá)到治療該傳染病的一種措施?，F(xiàn)在是67頁\一共有125頁\編輯于星期四68溫度是影響微生物生長(zhǎng)的最重要因素之一。溫度對(duì)微生物的影響具體表現(xiàn)在：影響酶活性，溫度變化影響酶促反應(yīng)速率，最終影響細(xì)胞合成。影響細(xì)胞膜的流動(dòng)性，溫度高，流動(dòng)性大，有利于物質(zhì)的運(yùn)輸，溫度低，流動(dòng)性降低，不利于物質(zhì)運(yùn)輸，因此，溫度變化影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收與代謝產(chǎn)物的分泌。影響物質(zhì)的溶解度，對(duì)生長(zhǎng)有影響。一、溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響現(xiàn)在是68頁\一共有125頁\編輯于星期四69從微生物整體來看:生長(zhǎng)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(duì)于特定的某一種微生物：只能在一定溫度范圍內(nèi)生長(zhǎng)，在這個(gè)范圍內(nèi)，每種微生物都有自己的生長(zhǎng)溫度三基點(diǎn)，即最低、最適、最高生長(zhǎng)溫度處于最適生長(zhǎng)溫度時(shí)，生長(zhǎng)速度最快，代時(shí)最短。超過最低生長(zhǎng)溫度時(shí)，微生物不生長(zhǎng)，溫度過低，甚至?xí)劳觥３^最高生長(zhǎng)溫度時(shí)，微生物不生長(zhǎng)，溫度過高，甚至?xí)劳?。（一）微生物生長(zhǎng)的三個(gè)溫度基點(diǎn)現(xiàn)在是69頁\一共有125頁\編輯于星期四70根據(jù)微生物的最適生長(zhǎng)溫度的不同，可將微生物劃為三個(gè)類型：（二）微生物生長(zhǎng)溫度類型低溫型微生物（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）現(xiàn)在是70頁\一共有125頁\編輯于星期四71現(xiàn)在是71頁\一共有125頁\編輯于星期四72低溫型微生物:最適生長(zhǎng)溫度在5~20℃,主要分布在地球的兩極、冷泉、深海、冷凍場(chǎng)所及冷藏食品中。例：假單孢菌中的某些嗜冷菌在低溫下生長(zhǎng)，常引起冷藏食品的腐敗。嗜冷微生物在低溫下生長(zhǎng)的機(jī)理，目前還不清楚，據(jù)推測(cè)有兩種原因：①它們體內(nèi)的酶能在低溫下有效地催化，在高溫下酶活喪失②細(xì)胞膜中的不飽和脂肪酸含量高，低溫下也能保持半流動(dòng)狀態(tài)，可以進(jìn)行物質(zhì)的傳遞?，F(xiàn)在是72頁\一共有125頁\編輯于星期四73中溫型微生物：最適生長(zhǎng)溫度為20℃~40℃，大多數(shù)微生物屬于此類。室溫型主要為腐生或植物寄生，在植物或土壤中。體溫型主要為寄生，在人和動(dòng)物體內(nèi)。高溫型微生物：最適生長(zhǎng)溫度為50℃~60℃,主要分布在溫泉、堆肥和土壤中。在高溫下能生長(zhǎng)的原因：①酶蛋以及核糖體有較強(qiáng)的抗熱性②核酸具有較高的熱穩(wěn)定性（核酸中G+C含量高（tRNA），可提供形成氫鍵，增加熱穩(wěn)定性）。③細(xì)胞膜中飽和脂肪酸含量高，較高溫度下能維持正常的液晶狀態(tài)?，F(xiàn)在是73頁\一共有125頁\編輯于星期四74高溫微生物的特點(diǎn):生長(zhǎng)速度快，合成大分子迅速，可及時(shí)修復(fù)高溫對(duì)其造成的分子損傷。耐高溫菌具應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：在減少能源消耗、減少染菌、縮短發(fā)酵周期等方面具重要意義?，F(xiàn)在是74頁\一共有125頁\編輯于星期四75以青霉素的生產(chǎn)為例：培養(yǎng)165小時(shí)采用分段控制溫度的方法，其青霉素產(chǎn)量比始終在30℃培養(yǎng)提高了14.7%。分段控制方式：0~5小時(shí)，30℃；5~40小時(shí)，25℃；40~125小時(shí)，20℃；125~165小時(shí)，25℃?！锊煌砩^程的最適溫度微生物不同生理活動(dòng)要求不同溫度，所以，最適生長(zhǎng)溫度≠發(fā)酵速度快、積累代謝產(chǎn)物多?，F(xiàn)在是75頁\一共有125頁\編輯于星期四761、高溫對(duì)微生物的影響高溫下蛋白質(zhì)不可逆變性，膜受熱出現(xiàn)小孔，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)（溶菌）?！镂⑸飳?duì)熱的耐受力與以下因素有關(guān):(1)微生物種類及發(fā)育階段

嗜熱菌比其它類型的菌體抗熱有芽孢的細(xì)菌比無芽孢的菌抗熱微生物的繁殖結(jié)構(gòu)比營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)抗熱性強(qiáng)老齡菌比幼齡菌抗熱（三）高溫與低溫對(duì)微生物的影響現(xiàn)在是76頁\一共有125頁\編輯于星期四77(2)微生物對(duì)熱的耐受力還受環(huán)境條件的影響與培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分有關(guān)——培養(yǎng)基中蛋白質(zhì)含量高時(shí)比較耐熱.與pH有關(guān)——pH適宜時(shí)不易死亡，pH不適宜時(shí)，容易死亡.與水分有關(guān)——含水量大時(shí)容易死亡，含水量小時(shí)不容易死亡.與含菌量有關(guān)——含菌量高，抗熱性增強(qiáng)，含菌量低，抗熱性差。與熱處理時(shí)間有關(guān)——熱處理時(shí)間長(zhǎng)，微生物易死亡?，F(xiàn)在是77頁\一共有125頁\編輯于星期四78當(dāng)環(huán)境溫度低于微生物的最適生長(zhǎng)溫度時(shí)，微生物的生長(zhǎng)繁殖停止，當(dāng)微生物的原生質(zhì)結(jié)構(gòu)并未破壞時(shí)，不會(huì)很快造成死亡并能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持活力，當(dāng)溫度提高時(shí)，可以恢復(fù)正常的生命活動(dòng)。低溫保藏菌種就是利用這個(gè)原理。一些細(xì)菌、酵母菌和霉菌的瓊脂斜面菌種通?？梢蚤L(zhǎng)時(shí)間地保藏在4℃的冰箱中。當(dāng)溫度過低，造成微生物細(xì)胞凍結(jié)時(shí)，有的微生物會(huì)死亡，有些則并不死亡。2、低溫對(duì)微生物的影響現(xiàn)在是78頁\一共有125頁\編輯于星期四79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?，F(xiàn)在是79頁\一共有125頁\編輯于星期四80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：二、氧氣對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響現(xiàn)在是80頁\一共有125頁\編輯于星期四81氧濃度對(duì)不同微生物生長(zhǎng)的影響現(xiàn)在是81頁\一共有125頁\編輯于星期四82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）和過氧化氫酶。在有氧或無氧條件下均能生長(zhǎng)，但有氧情況下生長(zhǎng)得更好，在有氧時(shí)靠呼吸產(chǎn)能，無氧時(shí)接發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能；細(xì)胞含有SOD和過氧化氫酶。微好氧菌（microaerophilicbacteria）只能較低的氧分壓下才能正常生長(zhǎng)，通過呼吸鏈并以氧為最終氫受體而產(chǎn)能，兼性好氧菌（facultativeaerobe）現(xiàn)在是82頁\一共有125頁\編輯于星期四83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和過氧化物酶，但缺乏過氧化氫酶。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)所需能量通過發(fā)酵、無氧呼吸、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)還缺乏過氧化氫酶?，F(xiàn)在是83頁\一共有125頁\編輯于星期四84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(qiáng)，極不穩(wěn)定，可破壞膜和重要生物大分子，對(duì)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(jī)制——SOD學(xué)說：現(xiàn)在是84頁\一共有125頁\編輯于星期四85各類菌所含對(duì)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，過氧化物酶現(xiàn)在是85頁\一共有125頁\編輯于星期四86 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(jìn)化中發(fā)展出來的一種自我保護(hù)方式。兼性厭氧菌E.coli在發(fā)生SOD缺失突變后，就會(huì)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耐氧菌現(xiàn)在是86頁\一共有125頁\編輯于星期四87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)?，F(xiàn)在是87頁\一共有125頁\編輯于星期四88◆影響膜表面電荷的性質(zhì)及膜的通透性，進(jìn)而影響對(duì)物質(zhì)的吸收能力。◆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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的離子化程度，從而影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收，或有毒物質(zhì)的毒性。三、pH值與微生物生長(zhǎng)的相互影響（一）環(huán)境pH值對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響現(xiàn)在是88頁\一共有125頁\編輯于星期四89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、或超過最高生長(zhǎng)pH值時(shí)，微生物生長(zhǎng)受抑制或?qū)е滤劳?。不同的微生物最適生長(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（二)不同微生物對(duì)pH要求不同現(xiàn)在是89頁\一共有125頁\編輯于星期四90

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值范圍現(xiàn)在是90頁\一共有125頁\編輯于星期四91微生物 pH值 最低最適最高Thiobacillusthiooxidans氧化硫硫桿菌

0.5 2.0~3.5 6.0Lactobacillusacidophilus嗜酸乳桿菌

4.0~4.65.8~6.6 6.8Rhizobiumjaponicum大豆根瘤菌

4.2 6.8~7.0 11.0Azotobacterchroococcum圓褐固氮

4.5 7.4~7.6 9.0Nitrosomonassp.硝化單胞菌

7.0 7.8~8.6 9.4Acetobacteraceti醋化醋桿菌

4.0~4.55.4~6.3 7.0~8.0Staphylococcusaureus

金黃葡球菌

4.27.0~7.5 9.3Chlorobiumlimicola泥生綠菌

6.0 6.8 7.0Thurmusaquaticus水生棲熱菌

6.07.5~7.8 9.5Aspergillusniger黑曲霉

1.55.0~6.0 9.0一般放線菌 5.0 7.0~8.0 10.0一般酵母菌 3.05.0~6.08.0不同微生物的生長(zhǎng)pH值范圍現(xiàn)在是91頁\一共有125頁\編輯于星期四92同一種微生物在其不同的生長(zhǎng)階段和不同的生理生化過程中，對(duì)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在pH2~2.5范圍時(shí)有利于合成檸檬酸，當(dāng)在pH2.5~6.5范圍內(nèi)時(shí)以菌體生長(zhǎng)為主，而在pH7.0時(shí)，則以合成草酸為主。丙酮丁醇梭菌在pH5.5~7.0范圍時(shí)，以菌體生長(zhǎng)為主，而在pH4.3~5.3范圍內(nèi)才進(jìn)行丙酮丁醇發(fā)酵。微生物 生長(zhǎng)最適pH 合成抗生素最適pH灰色鏈霉菌 6.3~6.9 6.7~7.3紅霉素鏈霉菌 6.6~7.0 6.8~7.3產(chǎn)黃青霉 6.5~7.2 6.2~6.8金霉素鏈霉菌 6.1~6.6 5.9~6.3龜裂鏈霉菌 6.0~6.6 5.8~6.1灰黃青霉 6.4~7.0 6.2~6.5生長(zhǎng)的最適pH值與發(fā)酵的最適pH值現(xiàn)在是92頁\一共有125頁\編輯于星期四93同一種微生物在不同的生長(zhǎng)階段和不同生理生化過程中，對(duì)環(huán)境pH值要求不同。例如：丙酮丁醇梭菌在pH值=5.5—7.0時(shí)，以菌體生長(zhǎng)為主在pH值=4.3—5.3時(shí)，進(jìn)行丙酮丁醇發(fā)酵同一種微生物由于環(huán)境pH值不同，可能積累不同的代謝產(chǎn)物。例如：黑曲霉pH值=2—3時(shí)，產(chǎn)物以檸檬酸為主，只產(chǎn)少量草酸。pH值在7左右時(shí)，產(chǎn)物以草酸為主，只產(chǎn)少量檸檬酸?，F(xiàn)在是93頁\一共有125頁\編輯于星期四94（三）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?，F(xiàn)在是94頁\一共有125頁\編輯于星期四95（四）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)過程中調(diào)節(jié)pH值的措施過酸時(shí)：加入堿或適量氮源，提高通氣量。過堿時(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：現(xiàn)在是95頁\一共有125頁\編輯于星期四96（五）酸堿添加劑的抑菌機(jī)理酸類物質(zhì)：無機(jī)酸：與H+濃度成正比的高氫離子濃度，可引起菌體表面蛋白的變性和核酸的水解，并破壞酶類的活性有機(jī)酸：與不電離的部分成正比,故有時(shí)有機(jī)酸的抑菌效果>無機(jī)酸。作為食品防腐劑的有機(jī)酸如苯甲酸和水楊酸可與微生物細(xì)胞中的成分發(fā)生氧化作用，從而抑制微生物的生長(zhǎng)。堿類物質(zhì)：強(qiáng)堿可引起蛋白質(zhì)、核酸大分子變性、水解，以殺死或抑制微生物。食品工業(yè)中常用石灰水、NaOH、Na2CO3等作為機(jī)器、工具以及冷藏庫的消毒劑?，F(xiàn)在是96頁\一共有125頁\編輯于星期四97第3節(jié)微生物生長(zhǎng)繁殖的控制現(xiàn)在是97頁\一共有125頁\編輯于星期四981、高溫滅菌（消毒）法——是最常用的物理方法。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、常用的滅菌、消毒、抑菌及除菌的物理方法（一）溫度現(xiàn)在是98頁\一共有125頁\編輯于星期四99★干熱滅菌法（dryheatsterilization）焚燒法（incineration）：是將被滅菌物品在火焰中燃燒，使所有的生物質(zhì)碳化。簡(jiǎn)單、徹底，但對(duì)被滅菌物品的破壞極大。適用于無經(jīng)濟(jì)價(jià)值的物品滅菌，及不怕燒的實(shí)驗(yàn)器具，如接種環(huán)、鑷子、試管或三角瓶口的滅菌等。干燥熱空氣滅菌法(hot-airoven)：將物品放入烘箱內(nèi)，然后升溫至150℃-170℃，維持1—2h。適用于玻璃、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(zhì)的滅菌。特點(diǎn)：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(shí)間長(zhǎng)。

現(xiàn)在是99頁\一共有125頁\編輯于星期四100★濕熱法(moistheatsterilization)

：特點(diǎn)：溫度低、時(shí)間短、滅菌效果高原因：

1)菌體內(nèi)含水量越高，則凝固溫度越低；

2)蒸汽冷凝會(huì)放出潛熱；

3)飽和水蒸汽穿透力強(qiáng)；

4)濕熱易破壞細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)大分子的穩(wěn)定

性，主要破壞氫鍵結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在是100頁\一共有125頁\編輯于星期四101高壓蒸汽滅菌法利用水的沸點(diǎn)隨水蒸氣壓力的增加而上升，以達(dá)到100℃以上高溫滅菌的方法。方法：121℃（1kg/cm2或15磅/英寸2）維持15-20min。

113℃（0.5kg/cm2或8磅/英寸2）20-30min。

應(yīng)根據(jù)滅菌物品的性質(zhì)或成分選擇滅菌溫度例如：生理鹽水、營(yíng)養(yǎng)瓊脂等培養(yǎng)基用121℃。含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培養(yǎng)基用113℃。適用：耐高溫物品，玻璃儀器、含水或不含水的物品。現(xiàn)在是101頁\一共有125頁\編輯于星期四102高壓蒸汽滅菌鍋?zhàn)⒁馐马?xiàng)：排凈冷空氣；滅菌終了，緩慢降壓；滅菌結(jié)束，趁熱取出物品?，F(xiàn)在是102頁\一共有125頁\編輯于星期四103高溫對(duì)培養(yǎng)基的影響及其防止措施高溫對(duì)培養(yǎng)基的不利影響：▲會(huì)產(chǎn)生混濁或形成不溶性沉淀▲營(yíng)養(yǎng)成分被破壞（PO4-3存在，葡萄糖生成酮糖，菌不利用）；▲色澤加深（褐變?nèi)绠a(chǎn)生氨基糖等）；▲改變培養(yǎng)基的pH值（通常下降0.2）；▲形成有害物質(zhì)，抑制微生物生長(zhǎng)；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現(xiàn)在是103頁\一共有125頁\編輯于星期四104煮沸消毒法將水加熱至100℃，煮沸15min—30min，可殺死所有營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和部分芽孢，達(dá)到消毒物的目的。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(yíng)養(yǎng)風(fēng)味，又進(jìn)行了消毒該法一般是將待消毒的液體食品置于62℃處理30min，然后迅速冷卻。即可達(dá)到消毒目的。低溫長(zhǎng)時(shí)法(Lowtemperaturelongtime,LTLT)；62.9℃，30min處理牛奶高溫瞬時(shí)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℃?，F(xiàn)在是104頁\一共有125頁\編輯于星期四105間歇滅菌法：

將待滅菌物品在80-100℃蒸煮15-60min，冷卻后擱置室溫（28-37℃）下過夜，并重復(fù)以上過程三遍以上。其蒸煮過程可殺死微生物的營(yíng)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(yíng)養(yǎng)體，再經(jīng)蒸煮過程可殺死新的營(yíng)養(yǎng)體；循環(huán)三次以上可保證徹底滅菌的目的。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。缺點(diǎn)是麻煩、費(fèi)時(shí)?，F(xiàn)在是105頁\一共有125頁\編輯于星期四106低溫-低溫是通過降低酶反應(yīng)速度使微生物生長(zhǎng)受到抑制。冷藏法：5℃，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；食品保鮮冷凍法：食品工業(yè)中采用-10℃左右的冷凍溫度較長(zhǎng)時(shí)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-80℃低溫冰箱、或-78℃干冰、或-80℃液氮中冷凍保存。2、低溫抑菌現(xiàn)在是106頁\一共有125頁\編輯于星期四107

采用濾孔比細(xì)菌還小的篩子或?yàn)V膜作成各種過濾器，當(dāng)空氣或液體流經(jīng)篩子或?yàn)V膜時(shí)，微生物不能通過濾孔而被阻留在一側(cè)，從而達(dá)到滅菌的目的。但不能除去病毒。實(shí)驗(yàn)室中常用的濾器：濾膜過濾器、蔡氏過濾器、玻璃過濾器、磁土過濾器等。過濾介質(zhì)：醋酸纖維素膜、硝酸纖維素膜、聚丙烯膜；以及石棉板、燒結(jié)陶瓷、燒結(jié)玻璃等。濾器孔徑：常用0.22μm

、0.45

μm

。應(yīng)用：對(duì)于含酶、血清、維生素和氨基酸等熱敏物質(zhì)除菌（二）過濾除菌法現(xiàn)在是107頁\一共有125頁\編輯于星期四108紫外線滅菌使用紫外燈照射，可以根據(jù)1W/M3來計(jì)算劑量，若以面積計(jì)算，一般30W的紫外燈可用于15M2的房間消毒，照射時(shí)間為20-30min，有效照射距離為1米左右。γ射線滅菌Co60放射性元素可放出γ射線。滅菌劑量：20-50KGY（三）輻射現(xiàn)在是108頁\一共有125頁\編輯于星期四109二、常用的控菌方法消毒劑:可以抑制或殺滅微生物，但對(duì)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(zhǎng)，但對(duì)人體或動(dòng)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?！畹F(xiàn)時(shí)消毒劑和防腐劑間的界限已并不很嚴(yán)格.☆消毒防腐劑的作用機(jī)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).（一）消毒劑和防腐劑現(xiàn)在是109頁\一共有125頁\編輯于星期四110

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3%—5%來蘇兒破壞細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)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(zhì)活性基團(tuán)，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(yīng)用

現(xiàn)在是110頁\一共有125頁\編輯于星期四111常用的消毒防腐劑及其應(yīng)用類型

名稱及使用方法

作用原理

應(yīng)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(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(xì)胞膜皮膚、粘膜、器械皮膚、金屬、棉織品、塑料現(xiàn)在是111頁\一共有125頁\編輯于星期四112常用的消毒防腐劑及其應(yīng)用類型

名稱及使用方法

作用原理

應(yīng)用范圍鹵素及其化合物0.2—0.5mg/L氯氣10%—20%漂白粉0.5%—1%漂白粉2.5%碘酒破壞細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)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(zhì)的羧基結(jié)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現(xiàn)在是112頁\一共有125頁\編輯于星期四113概念：化學(xué)治療劑是指那些能夠特異性地作用于某些微生物并具有選擇毒性的化學(xué)藥劑，它們與非特異的化學(xué)藥劑相比對(duì)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。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(nèi)。種類：

抗代謝藥物:人工合成的

抗生素:微生物所產(chǎn)生的（二）化學(xué)治療劑現(xiàn)在是113頁\一共有125頁\編輯于星期四1141、抗代謝類藥物（