第五講微生物生理學控制

微生物控制的意義

防止疾病的發(fā)生和傳播防止食品和藥物等的微生物污染防止微生物對原材料的破壞（腐敗和變質(zhì)）

滅菌（sterilization）

殺滅所有的微生物，包括細菌的芽孢；

消毒（disinfection）

殺滅病原微生物；防腐（antiseptic）

抑制微生物的生長繁殖；化學療劑（therapeuticagents）

用來治療微生物感染的藥物，具有選擇毒性；

概念

濾過除菌熱力滅菌法輻射超聲波（ultrasonic）滲透壓（osmoticpressure）

控制微生物的物理方法

細菌濾器—材料為玻璃棉，陶瓷，石棉等。

濾膜材料為醋酸纖維素，硝酸纖維素，聚砜；孔徑為0.22微米，0.45微米；應用—啤酒，飲料，藥物（對熱不穩(wěn)定的，如蛋白質(zhì)等）。

微生物耐熱性大小的幾種表示方法：

熱力致死時間：在特定的溫度及其它條件下，殺死一定數(shù)量的微生物所需要的時間

F值：在一定的基質(zhì)中，溫度為121.1℃，加熱殺死一定數(shù)量微生物所需的時間

D值：利用一定溫度進行加熱，活菌數(shù)減少一個對數(shù)周期（即90%活菌被殺死）所需的時間

Z值：在加熱致死曲線中，時間降低一個對數(shù)周期（即縮短90%的加熱時間）所需要升高的溫度多數(shù)細菌，酵母菌和霉菌的營養(yǎng)細胞和病毒在50-65℃，10min可以致死。一般噬菌體65－80oＣ致死。放線菌霉菌的孢子比營養(yǎng)細胞抗熱性強，76－80℃，10min可以殺死。細菌芽孢，在100℃下５－20min才能致死。嗜熱脂肪芽孢桿菌可在80℃條件下失活，在120℃，12min才能殺死。同種微生物老齡菌比幼菌耐熱。干熱滅菌法濕熱滅菌法焚燒金屬制品（鑷子，接種環(huán)等）。動物尸體，廢棄物。

干熱滅菌160℃/2h（oven）烤箱。適用于耐高溫物品。溫度下降至90~100℃時方可開啟箱門，否則干烤物品會驟冷，破碎或可燃物燃燒。

濕熱滅菌比干熱滅菌效果好水蒸氣穿透力強水蒸氣含熱潛能高蛋白質(zhì)易凝固變性巴氏消毒法煮沸法流通蒸汽滅菌法間隙滅菌法高壓蒸汽滅菌法（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：形成沉淀物（有機沉淀物如多肽類，無機沉淀物如磷酸鹽）；破壞營養(yǎng)；提高色澤（褐變?nèi)绠a(chǎn)生氨基糖等）；改變培養(yǎng)基的pH值；降低培養(yǎng)基的濃度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是用常壓蒸汽反復幾次進行滅菌的方法。

主要用于不宜高壓滅菌的培養(yǎng)基，不耐熱的藥物和營養(yǎng)物等方法是將待滅菌物品置于蒸鍋內(nèi)加熱到沸騰維持15-30min，殺死營養(yǎng)細胞，取出冷卻后在37oＣ恒溫培養(yǎng)24小時，使芽孢萌發(fā)，再用此法滅菌，反復三次，即可達到滅菌目的。物品在水中煮沸15min，可殺死所有營養(yǎng)細胞和一部分芽孢。在水中加入１％的Ｎa2CO3或２－５％的碳酸效果更好。此法適合注射器和解剖用具的消毒。是食品（牛奶）釀造（啤酒）工業(yè)中常用的方法。具體做法優(yōu)點：即可殺死病原微生物。又不致?lián)p壞營養(yǎng)，可保留食品飲料原有用味。低溫維持法（LTH）

63℃/30min高溫瞬時法（HTST）

72℃/15s，82℃/3s。設(shè)備：滅菌鍋（autoclave）滅菌條件113℃/115℃（8磅/10磅）20~30min，適用于含糖培養(yǎng)基。121℃（15磅）20~30min，一般耐高溫物品。紫外線X—Ray、?—射線、γ—射線

原理—細胞DNA吸收能量，形成胸腺嘧啶二聚體，干擾DNA復制和蛋白質(zhì)合成。設(shè)備：紫外燈（30~40W）適用于空間及物品表面的消毒缺點：穿透力弱，不能透過玻璃，UV照射可產(chǎn)生臭氧（有害）。適用于整包裝滅菌（Co60）優(yōu)點：穿透力強

破碎細胞（eg：E.coli，有時與溶菌酶反復凍溶結(jié)合）超聲波清洗（細胞培養(yǎng)用玻璃器皿）

高滲引起細胞脫水產(chǎn)生質(zhì)壁分離。常用鹽腌，糖漬來保存食品。

抗微生物劑(antimicrobialagcnt)

抗代謝物(antimetabolite)

抗生素(Antibiotic)控制微生物的化學方法

抗微生物劑是一類能夠殺死微生物或抑制微生物生長的化學物質(zhì)根據(jù)它們抗微生物的特性可分為：

抑菌劑

殺菌劑溶菌劑用機理是這類物質(zhì)結(jié)合到核糖體上抑制蛋白質(zhì)合成，導致生長停止，由于它們同核糖體結(jié)合不緊，它們在濃度降低時又會游離出來，核糖體合成蛋白質(zhì)的能力恢復，使生長恢復

它們是緊緊地結(jié)合到細胞的作用靶上，即使在濃度降低時也不能游離出來，因此生長不能恢復能抑制細胞壁合成或損傷細胞質(zhì)膜

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。

但現(xiàn)時消毒劑和防腐劑間的界限已并不很嚴格.抗微生物劑通常又將它們分為使微生物蛋白質(zhì)凝固變性,發(fā)生沉淀.如酒精等.破壞菌體的酶系統(tǒng),影響菌體代謝.如過氧化氫等.降低微生物表面張力,增加細胞膜的通透性,使細胞發(fā)生破裂或溶解.如來蘇兒等酚類物質(zhì).消毒防腐劑的作用機理常用消毒劑的種類和應用類型

名稱及使用方法

作用原理

應用范圍重金屬鹽類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、破壞細胞膜皮膚、粘膜、器械皮膚、金屬、棉織品、塑料

類型

名稱及使用方法

作用原理

應用范圍

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，酶失活皮膚、水果、蔬菜皮膚、物品表面水果、蔬菜、塑料等消毒劑的性質(zhì)和作用方式微生物種類消毒劑的濃度、作用時間環(huán)境因素影響消毒劑作用的因素各種抗微生物化學制劑殺菌能力的比較標準石炭酸系數(shù)：指在一定時間內(nèi)被試藥劑能殺死全部供試菌的最高稀釋度和達到同效的石炭酸的最高稀釋度的比率。一般規(guī)定處理時間為10分鐘，而供試菌定為Salmonellatyphi（傷寒沙門氏菌）。在臨床上最早使用的消毒劑----石炭酸有些化合物在結(jié)構(gòu)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(jié)合，從而阻礙酶的功能，干擾代謝的正常進行，這些物質(zhì)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：作為細菌菌細胞基本生長因子的競爭性抑制劑（與相應酶競爭性結(jié)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。種類：磺胺藥——對氨基本甲酸

；

6-巰基嘌呤——嘌呤；

5-甲基色氨酸——氨基酸；異煙肼——吡哆醇?？勾x藥物：

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：

磺胺對人體細胞無毒性，因為人缺乏從對氨基苯甲酸合成葉酸的相關(guān)酶----二氫葉酸合成酶，不能用外界提供的對氨基苯甲酸自行合成葉酸，而必須直接利用葉酸為生長因子進行生長?？股?/p>

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生物或細胞的生長.最低抑菌/殺菌濃度（MIC/MBC）:表示抗生素的抗菌活性，單位是

g/ml.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）84021

MIC=2ūg/mlDeterminationofMICChlAmpEryStrTetDiskDiffusionTest

抗生素的單位重量單位

以抗生素活性部分的重量為單位，1mg=1000U類似重量單位

以抗生素鹽類重量，1mg=1000U重量折算單位

青霉G鈉鹽：1mg=1667u（以50ml肉湯中抑制金葡菌生長的最小青霉素量為1U）特定單位

標準品—中國藥品生物制品檢定所分發(fā)標示量

抗生素制劑標簽上的標量（單位或重量）

抗生素的效價

效價＝樣品的抗菌活性/標準品的抗菌活性測定方法物理方法化學方法微生物學方法（法定）稀釋法比濁法瓊脂擴散法抑制細胞壁的合成；

如：青霉素破壞細胞膜功能；

如：多粘菌素可作用于膜磷脂使膜溶解

抑制蛋白質(zhì)合成；

如：氯霉素，四環(huán)素、鏈霉素等

干擾核酸代謝；如：利福霉素、新生霉素、絲裂霉素、灰黃霉素抗生素作用機制

抗藥性

抗藥性(drugresistance)是指在微生物或腫瘤細胞多次與藥物接觸發(fā)生敏感性降低的現(xiàn)象，是微生物對藥物所具有的相對抗性。對同一種微生物和腫瘤細胞而言，抗藥性與敏感性是相對的，抗藥性增強，則敏感性降低?？顾幮缘某潭纫话阋栽撍幬飳δ撤N微生物的最低抑菌濃度(MIC)來衡量。

天然不敏感性(過去常稱為固有抗藥性)獲得抗藥性多重抗藥性

(multipledrugresis