畜牧微生物學第五章外界因素對微生物的影響課件

第五章

外界因素對微生物的影響Theprocessesusedtocontrolmicroorganismsareeitherphysicalorchemical,thoughacombinationofbothmaybeused.Physicalmethodsincludeheattreatment,irradiation,filtration,andmechanicalremoval(washing).Chemicalmethodsuseanyoneofavarietyofantimicrobialchemicals.Themethodchosendependsonthecircumstancesandresultingdegreeofcontrolrequired.Definitionsrelatedtomicrobialcontrolaresummarizedasfollow:1.滅菌(sterilization)殺死物體中所有微生物，叫做滅菌。這里指的所有微生物中包括病原微生物和非病原微生物及其芽孢、霉菌孢子等。Theprocessofremovingordestroyingallmicroorganismsonorinaproductiscalledsterilization.2.消毒(disinfection)殺死物體中的病原微生物，叫做消毒。用于消毒的化學藥品叫做消毒劑或殺菌劑。Disinfectionistheprocessthateliminatesmostoralldisease-causingmicroorganismsonorinamaterial.3.防腐(antisepsis)阻止或抑制微生物的生長繁殖叫做防腐或抑菌。用于防腐的化學藥品稱為防腐劑或抑菌劑。Preservationistheprocessofdelayingspoilageoffoodsorotherperishableproductsbyaddinggrowth-inhibitingingredientsoradjustingstorageconditionstoimpedegrowthofmicroorganisms.Contents第一節(jié)物理因素

第二節(jié)化學因素

第三節(jié)生物因素

第一節(jié)物理因素影響微生物的物理因素主要有：干燥滲透壓溫度光線射線濾過一、干燥水分是微生物新陳代謝過程中不可缺少的成分。微生物在干燥的環(huán)境中失去大量水分，新陳代謝便會發(fā)生障礙，甚至引起菌體蛋白質變性和由于鹽類濃度的增高而逐漸導致死亡。在實踐中常用干燥方法保存草料、谷類、魚、皮張、蔬菜及中草藥等。含水分16％以下含水分25％含水量在14％以下，不高于30℃時牧草收獲二、滲透壓在等滲溶液中，微生物的活動保持正常，細胞外形不變。在高滲溶液中，細胞易失水，脫水后發(fā)生質壁分離，生長受抑制或死亡（10-15%濃度的鹽漬和50-70%濃度的糖漬保藏食品）。在低滲溶液中，細胞吸水膨脹，甚至導致細胞破裂死亡。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生長，在這個范圍內，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（一）微生物生長的三個溫度基點根據(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：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）造成死亡的原因：①凍結時細胞水分變成冰晶，冰晶對細胞膜產(chǎn)生機械損傷，膜內物質外漏。②凍結過程造成細胞脫水。凍結速度對冰晶形成有很大影響，緩慢凍結，形成的冰晶大，對細胞損傷大；快速凍結，形成的冰晶小、分布均勻，對細胞的損傷小，因此，利用快速凍結可以對一些菌種進行凍結保藏，一般情況下在菌懸液中再加一些甘油、糖、牛奶、保護劑等可對菌種進行長期保藏。低溫——低溫是通過降低酶反應速度使微生物生長受到抑制。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-80℃低溫冰箱、或-78℃干冰、或-196℃液氮中冷凍保存。（三）、高溫對微生物的影響高溫下蛋白質不可逆變性，膜受熱出現(xiàn)小孔，破壞細胞結構（溶菌）。★微生物對熱的耐受力與以下因素有關: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菌比無芽孢的菌抗熱微生物的繁殖結構比營養(yǎng)結構抗熱性強老齡菌比幼齡菌抗熱★1.干熱滅菌法（dryheatsterilization）火焰滅菌法（incineration）：是將被滅菌物品在火焰中燃燒，使所有的生物碳化。簡單、徹底，但對被滅菌物品的破壞極大。適用于無經(jīng)濟價值的物品滅菌，及不怕燒的實驗器具，如接種環(huán)、鑷子、試管或三角瓶口的滅菌等。干燥熱空氣滅菌法(hot-airoven)：將物品放入烘箱內，然后升溫至150℃—170℃，維持1—2小時。適用于玻璃、陶瓷和金屬物品的滅菌，不適合液體樣品，及棉花、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)下不易殺死，所以溫度高、時間長。

★2.濕熱法(moistheatsterilization)：特點：溫度低、時間短、滅菌效果好原因：

1)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；

3)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

性，主要破壞氫鍵結構。（1）煮沸消毒法將水加熱至100℃，煮沸15min—30min，可殺死所有營養(yǎng)細胞和部分芽孢，達到消毒物的目的。外科手術器械、注射器、針頭等，經(jīng)煮沸15～20min可殺死細菌的繁殖體；水中加入2％～5％石炭酸，能增強殺菌力，經(jīng)15min的煮沸可殺死炭疽的芽孢；若水中加入1％碳酸鈉，可使溶液pH偏堿性，也增強殺菌力，同時還具有減緩金屬氧化的防銹作用。（3）巴斯德消毒法（Pasteurization）：用較低的溫度來殺死其中的病原微生物，這樣既保持食品的營養(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62℃處理30min，然后迅速冷卻。即可達到消毒目的。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1-2s，急劇冷卻至75℃，經(jīng)勻質化后冷卻至20℃。（4）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。方法：121℃（1kg/cm2或15磅/英寸2）維持15-20min。

115℃（0.75kg/cm2或11磅/英寸2）20-30min。應根據(jù)滅菌物品的性質或成分選擇滅菌溫度例如：生理鹽水、營養(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112℃。適用：耐高溫物品，玻璃儀器、含水或不含水的物品。高壓蒸汽滅菌鍋注意事項：排凈冷空氣；滅菌終了，緩慢降壓；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高溫對培養(yǎng)基的不利影響：▲會產(chǎn)生混濁或形成不溶性沉淀▲營養(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（褐變如產(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，抑制微生物生長；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四、光線日光光譜包括紅外線、可見光線和紫外光?？梢姽鈱ξ⑸锏奈：ψ饔秒m然不大，但長時間作用也能妨礙微生物的新陳代謝。故培養(yǎng)和保存菌種都必須在陰暗處，常用箱內無光線的恒溫箱培養(yǎng)微生物，用冰箱保存菌種。紫外線滅菌作用主要表現(xiàn)在兩個方面：

一方面，細菌DNA鏈吸收足夠劑量的、260nm左右的紫外線后，同一鏈中的相鄰兩個胸腺嘧啶形成二聚體，DNA分子不能進行正常的復制與轉錄，發(fā)生致死性突變而死亡。另一方面，紫外線使空氣中的氧變成臭氧，臭氧放出的原子氧，也具有強烈氧化殺菌作用。五、射線X、α、γ、β射線，波長短，能量高，有較強的殺傷力。作用原理：可引起水和其他物質的電離，產(chǎn)生游離基，使核酸、蛋白質或酶發(fā)生變化，造成細胞損傷或死亡。特點：穿透力強，非專一性，作用于一切細胞成分，對所有生物均有殺傷作用。應用：用于殺菌或菌種誘變。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(jīng)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。濾器孔徑：常用0.22μm

、0.45μm

。應用：對于含酶、血清、維生素和氨基酸等熱敏物質除菌。六、過濾除菌法微波：微波的范圍在915—2450MHz/s之間。機理：微波產(chǎn)生熱效應，使蛋白質、酶等物質變性，導致微生物死亡。

特點：加熱均勻，熱能利用率高、加熱時間短。應用：食品消毒、滅菌。

七、微波與超聲波超聲波：每秒鐘振動在1600以上的聲波。機理：引起膜破壞，細胞破裂，內涵物逸出。

應用：破碎細胞，提取胞內物質（代謝產(chǎn)物、酶等）殺菌,超聲波殺菌效力大小與頻率、強度、處理時間等多種因素有關。七、微波與超聲波消毒劑: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。消毒劑和防腐劑第二節(jié)化學因素(一)化學物質的性質化學消毒劑對微生物和動物機體細胞都有毒性，故只能用于局部消毒。(二)化學物質的濃度一般來說化學消毒劑的濃度愈大，其對微生物的作用愈強。(三)作用時間與其他環(huán)境條件化學消毒劑殺死微生物所需時間的長短，與其本身的性質、濃度、溫度、作用時微生物所處的環(huán)境及微生物的種類等有密切關系。(四)微生物的種類微生物由于形態(tài)結構和代謝方式等生物學特性的不同，對化學物質所呈現(xiàn)的反應亦有差異。一、影響消毒劑作用的因素第二節(jié)化學因素(1)消毒劑應具有強大的殺菌力，穿透力，奏效快。(2)易溶于水，使用方便，價格低廉。(3)性質穩(wěn)定，不易氧化分解，不易燃易爆，便于貯存。(4)對動物機體應無毒性或毒性較小。對衣物、用具、金屬制品(如鐵絲籠、儀器設備、器械等)無腐蝕性。無殘留，對環(huán)境無污染。(5)殺菌力不受或少受膿汁、血液、壞死組織、糞便、痰等有機物存在的影響。二、選擇消毒劑時應注意的問題第二節(jié)化學因素概念：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。種類：

１．

抗代謝藥物——人工合成的

２．

抗生素——微生物所產(chǎn)生的三、抗微生物藥物概念：有些化合物在結構上與生物體所必需的代謝物很相似，以致于可以和特定的酶結合，從而阻礙酶的功能，干擾代謝的正常進行，這些物質叫抗代謝物，用于疾病治療，稱抗代謝類藥物，如：磺胺類藥物。機理：作為菌細胞基本生長因子的競爭性抑制劑（與相應酶競爭性結合）而阻止微生物對生長因子的利用，因而可以抑制微生物的生長。只有當正常代謝產(chǎn)物的量少或不存在時，抗代謝物才有用。1、抗代謝類藥物（生長因子類似物）:二氫蝶啶

+對氨基本甲酸二氫葉酸四氫葉酸輔酶F磺胺藥核酸合成二氫葉酸合成酶二氫葉酸還原酶細菌需要利用對氨基本甲酸合成生長所需的葉酸：磺胺藥作用機理：概念：抗生素：微生物在其生命過程中所產(chǎn)生的一類低分子量代謝產(chǎn)物，在很低濃度下就能抑制或殺死其它微生物的生長。最小抑制濃度（MinimalInhibitoryConcentration,MIC）:表示抗生素的抗菌活性，單位是g/ml.MIC可以在液體試管或固體平板上測定。

抗菌譜：抗生素的作用對象有一定范圍，這種作用范圍稱該抗生素的抗菌譜。廣譜～：對多種微生物有作用（如：土霉素、四環(huán)素）；窄譜～：僅對某一類微生物有作用（如：多粘菌素）2、抗生素：作用機制：1）抑制