第五章環(huán)境因素對微生物的影響

第五章環(huán)境因素對微生物的影響第一節(jié)物理因素對微生物的影響第二節(jié)化學(xué)因素對微生物的影響第三節(jié)生物因素對微生物的影響

微生物多為單細(xì)胞生物，具有表面積大、新陳代謝率高、繁殖快、適應(yīng)能力強(qiáng)以及易變異等特點，故其生命活動極易受外界環(huán)境條件的影響。了解外界環(huán)境因素對微生物的影響，以便控制外界因素，達(dá)到充分利用微生物有利的一面，消滅其有害的一面，這無論在理論上還是在實踐上都具有重要意義。

概述

本章著重介紹物理、化學(xué)、生物學(xué)因素對微生物的抑制或殺滅作用以及消毒滅菌方法，在具體討論這些內(nèi)容之前，先簡要介紹幾個基本概念：動物微生物課程組

概述滅菌：指殺死一切病原、非病原菌及芽胞或孢子，使物體上無任何活細(xì)菌存活的方法。消毒：指用物理或化學(xué)方法殺滅病原微生物，而對非病原微生物及其孢子、芽胞并不要求全部殺死的方法。用于消毒的化學(xué)物質(zhì)稱為消毒劑。防腐：利用化學(xué)藥品或其他方法阻止微生物繁殖與發(fā)育的方法謂之防腐。所使用的化學(xué)藥物稱為防腐劑。概述殺菌作用：指某些物質(zhì)或因素具有殺滅微生物的作用。抑菌作用：指某些物質(zhì)或因素具有阻礙微生物生長繁殖的作用，即抑菌作用?？咕饔茫褐改承┧幬锘蛞蛩鼐哂幸种苹驓缥⑸锏淖饔?。無菌法：系指杜絕任何病原性或非病原微生物進(jìn)入動物機(jī)體或其他物體的方法。第一節(jié)物理因素

一．溫度因素對微生物的影響生長溫度范圍：腐生菌廣病原性窄。微生物

生長溫度范圍（℃）

分布類型最低溫度最適溫度最高溫度嗜冷菌

-5~010~2025~30水和冷藏處微生物嗜溫菌10~2025~3740~45腐生微生物、病原微生物嗜熱菌25~4045~5560~75溫泉、土壤、圈肥中微生物第一節(jié)物理因素2.高溫殺菌原理：蛋白質(zhì)、核酸、酶氫鍵破裂蛋白質(zhì)變性凝固失去生物學(xué)活性3.熱力殺菌法：

干熱滅菌濕熱滅菌

（1）干熱滅菌

焚燒滅菌法：常用于廢棄物、病畜尸體等處理。

燒灼滅菌法：是直接火焰滅菌，如接種環(huán)、試管口等的滅菌。

烘烤滅菌法：利用干燥烘箱以熱空氣進(jìn)行滅菌的一種方法。適用于高溫下不變質(zhì)、不損壞等物品的滅菌，如玻璃器皿、金屬制品等。由于熱空氣穿透力較低，因此需加熱到160℃維持1-2小時才能達(dá)到滅菌目的。（2）濕熱滅菌

在同溫度下，濕熱滅菌的效果比干熱滅菌好；因為：①蛋白質(zhì)在含水多的環(huán)境中遇熱容易凝固，濕熱滅菌時，菌體蛋白質(zhì)吸收水分，從而加速了蛋白質(zhì)的凝固變性。②濕熱傳導(dǎo)快，穿透性強(qiáng),可使滅菌對象內(nèi)部溫度迅速提高。③濕熱滅菌時，蒸氣接觸到物體表面即凝集成水，同時放出潛熱，這種潛熱能迅速提高滅菌物體的溫度。濕熱滅菌法分為：煮沸法，流通蒸汽滅菌法，間歇滅菌法巴氏消毒法，高壓蒸汽滅菌法A、煮沸法

物品在水中煮沸10-20min，可殺死所有絕大多數(shù)病原微生物和一切細(xì)菌繁殖體。但芽胞抗煮沸能力較強(qiáng),有的需煮沸幾個小時才能將其殺滅，適用于玻璃器皿、外科器械等的消毒。在水中加入1－2％的碳酸鈉可提高沸點，既可加強(qiáng)殺芽胞的效果，又能防止金屬器械生銹。B、流通蒸汽滅菌法（常壓蒸汽消毒）

用普通蒸籠或流通蒸汽滅菌器，在1個大氣壓下，用100℃左右的水蒸氣，經(jīng)15-20min，即可殺死大多數(shù)病原微生物及細(xì)菌的繁殖體，但不能殺死芽胞。常用于食品、食具和一些不耐熱物品的消毒。C、間歇滅菌法是用常壓蒸汽反復(fù)幾次進(jìn)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或流通蒸汽滅菌器內(nèi)加熱到沸騰維持15-30min殺死營養(yǎng)細(xì)胞，取出冷卻后在37℃恒溫培養(yǎng)24小時，使芽胞萌發(fā)，再用此法滅菌，反復(fù)三次，即可達(dá)到滅菌目的。D

、巴氏消毒法是以較低的溫度殺滅液體食品及物品中的病原菌或特定微生物，又不破壞其營養(yǎng)成分及有效成分的消毒方法。這樣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風(fēng)味。常用于食品（牛奶）、釀造（葡萄酒、啤酒）工業(yè)及蜂蜜的消毒。b)做法是63－65℃處理30min或71-72℃處理15min,速冷卻至10℃下，即可殺死其中的結(jié)核桿菌或布氏桿菌等。c)為節(jié)省時間，又達(dá)到巴氏消毒的效果，現(xiàn)多用超高溫瞬時消毒132℃下1-2s。

E

、高壓蒸汽滅菌法

是濕熱滅菌中最好的方法，通常1.05kg/cm2的壓力下面（此時溫度121oＣ）處理15－30min。要排冷空氣，否則會形成假壓力，雖然壓力達(dá)到要求，溫度卻達(dá)不到相應(yīng)溫度，而影響滅菌效果。高壓蒸汽滅菌器的用法及其注意事項：1在滅菌器內(nèi)加入適量的水，約至金屬隔板處。2將滅菌物品包扎好，小心放于隔板上。3將蓋蓋好，扭緊螺旋，關(guān)閉氣門。4接通電源，進(jìn)行加熱。5壓強(qiáng)指針升至(1.38-2.07)×104Pa時，打開氣門，排出器內(nèi)所留空氣，直至排出完畢，關(guān)緊氣門。6壓強(qiáng)上至所需壓強(qiáng)時，開始計時，達(dá)到規(guī)定時間后關(guān)掉電源。7待滅菌器中壓力自行降至零時，方可慢慢打開氣門，放氣、排氣完畢后，開蓋取出被滅菌物品，氣未排完前切不可開蓋。8對滅菌器進(jìn)行必要的清洗。（二）低溫對微生物的影響（1）微生物對低溫耐受力很強(qiáng)。低溫保存細(xì)菌和病毒：（細(xì)菌4～0℃；病毒－20℃～－70℃）。（2）低溫保存微生物時應(yīng)迅速冷凍，否則擾亂細(xì)胞膠體狀態(tài)，使水分形成結(jié)晶，冰結(jié)晶還能機(jī)械地刺傷菌體胞膜，胞壁;快速冷凍時,水分凍結(jié)成均勻的玻璃樣狀態(tài),損害降低.（3）冷凍真空干燥法：采取迅速冷凍和抽真空除水原理；如凍干疫苗和凍干菌種。對細(xì)菌、真菌不宜長期冰凍保存，避免反復(fù)冰凍與融化。第一節(jié)物理因素二．干燥的影響不同種類的微生物對干燥的抵抗力差異很大。巴氏桿菌、鼻疽?guī)滋旖Y(jié)核桿菌90天芽胞、孢子幾年或更長微生物對干燥的抵抗力雖然很強(qiáng)，但在干燥條件下不能生長繁殖。干燥保存法，食品的鹽淹/糖漬達(dá)到抑菌的目的，奪去菌體內(nèi)水分，造成微生物的生理干燥。三、滲透壓等滲溶液對微生物生長有利細(xì)胞處于低滲液中，細(xì)胞會吸水膨脹乃至破裂，稱胞漿壓出。在制備細(xì)菌懸液時采用生理鹽水，不用蒸餾水.

細(xì)胞處于高滲液中會脫水，引起細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞壁分離，稱質(zhì)壁分離，導(dǎo)致死亡。所以常用鹽漬法等來抑制微生物生長,保存食物.第一節(jié)物理因素第一節(jié)物理因素四、光線和射線（一）可見光：一般無大影響

培養(yǎng)基中加入一些染料可增強(qiáng)可見光線的殺菌作用稱光感作用。對原生動物、病毒、細(xì)菌、毒素、噬菌體均有滅活作用。美蘭伊紅對G＋較G－敏感汞溴紅沙黃對G－敏感某些細(xì)菌或病毒經(jīng)光感作用后，毒性或活力消失，但抗原作用不變—制造疫苗或菌苗。第一節(jié)物理因素（二）日光細(xì)菌在直射陽光下半小時--數(shù)小時炭疽芽胞20小時（三）紫外線：136-400nm殺菌機(jī)理：波長210～328nm的紫外線具有殺菌作用265nm者殺菌力最強(qiáng)。干擾DNA的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄紫外線穿透力較弱室內(nèi)空氣和不耐熱物品的表面消毒應(yīng)用范圍：特點：影響因素：紫外線的波長、距離、照射時間；微生物的種類（G-、G+、芽孢、病毒）、數(shù)量、環(huán)境溫度和濕度等第一節(jié)物理因素（四）X射線和放射性同位素對微生物的影響1．X射線為—高能電磁波

具有殺菌和誘變作用，但殺菌作用較紫外線為弱。波長越短、殺菌力越強(qiáng)致死量以內(nèi)的X射線可使微生物發(fā)生突變。2．放射性同位素的影響：廣泛用于醫(yī)學(xué)C060I131

殺菌誘變一般常用的誘變劑量是以微生物死亡90～99.9%的劑量C060照射引起曲霉，糖化酶活力提高40%R射線照射可育成菌苗和疫苗毒株，消毒培養(yǎng)基、培養(yǎng)器皿。新的誘變劑——快中子、較X、γ射線具有較大的電離密度，可引起誘變。第一節(jié)物理因素五、超聲波對微生物的影響超聲波9000赫茲/秒可聽波超聲波具有殺菌作用——芽胞、小病毒對其不甚敏感，對細(xì)菌、酵母、大病毒敏感。①破壞菌體和細(xì)胞結(jié)構(gòu)。②消毒，滅菌③提取病毒④誘變六、濾過除菌法濾菌器:用物理阻留的方法，將液體或空氣中的細(xì)菌除去,以達(dá)到除菌目的。含有微細(xì)小孔<0.22微米,只允許液體或氣體通過，而大于孔徑的細(xì)菌等顆粒不能通過。適用范圍：血清、毒素、抗生素以及空氣等的除菌。第一節(jié)物理因素濾菌器第二節(jié)化學(xué)因素對微生物的影響消毒劑：用于殺滅或抑制病原微生物的化學(xué)物質(zhì)。各種消毒劑可按其作用水平分為3類：

（1）高效消毒劑：可以殺滅一切微生物，包括細(xì)菌繁殖體、細(xì)菌芽孢、結(jié)核桿菌、真菌和病毒等。這類消毒劑又稱為滅菌劑。如甲醛、戊二醛、過氧乙酸和環(huán)氧乙烷等。（2）中效消毒劑除細(xì)菌芽孢外，可殺滅各種微生物。如乙醇、酚、含氯消毒劑和碘消毒劑等。（3）低效消毒劑可殺滅細(xì)菌繁殖體、真菌和有囊膜病毒，但不能殺滅細(xì)菌芽孢、結(jié)核桿菌和無囊膜病毒。如新潔爾滅、洗必太等。一、化學(xué)消毒劑的作用原理1破壞微生物細(xì)胞蛋白菌體蛋白變性、凝固；破壞蛋白膠體穩(wěn)定性使其沉淀等。如：酸、堿能使蛋白質(zhì)沉淀，乙醇使蛋白質(zhì)變性、凝固。2破壞微生物細(xì)胞的酶系統(tǒng)高錳酸鉀、過氧化氫、碘酊破壞細(xì)菌的酶（可與菌體酶蛋白中的-SH結(jié)合，形成二硫鍵）。3改變微生物細(xì)胞膜的通透性新潔爾滅等表面活性劑能損傷細(xì)菌的胞壁及胞膜，使細(xì)菌胞膜內(nèi)成分外漏，使細(xì)菌死亡。第二節(jié)化學(xué)因素對微生物的影響

常規(guī)的消毒劑第二節(jié)化學(xué)因素對微生物的影響二、常用消毒劑的種類及作用（一）酸類：[H＋]①

增加氫離子濃度②

影響細(xì)菌的吸收、排泄、代謝③使菌體蛋白質(zhì)、核酸水解，酶類失去活性，死亡常用的酸類消毒劑有：

1．無機(jī)消毒劑：硼酸（1～2%弱、粘膜消毒）

2.有機(jī)消毒劑：甲、醋、乳酸。如乳酸2%噴霧或10%加熱蒸發(fā),消毒空氣第二節(jié)化學(xué)因素對微生物的影響

（二）堿類：[OH－]①水解菌體蛋白和核酸，破壞菌體結(jié)構(gòu)和酶②分解菌體中糖類對堿類抵抗力芽胞﹥G＋﹥G－﹥病毒對病毒病消毒常用堿類

5～10%生石灰乳

5～10%草木灰

2～3%燒堿病毒芽胞、繁殖體

（三）重金屬類

所有重金屬鹽類對微生物均有毒害作用（與微生物細(xì)胞蛋白結(jié)合使之變性或沉淀），對人體也有毒害作用，絕不能用于食品防腐或消毒，常用的有：1.硫柳汞殺菌力強(qiáng)，毒性小，0.01%溶液是良好的生物制品防腐劑，0.1%溶液用于皮膚手術(shù)部位消毒。2.2%紅汞殺菌作用小，但無刺激性，用于皮膚、黏膜和小創(chuàng)傷部位的涂抹消毒。3.0.5%硝酸銀：銀離子對菌體蛋白和組織蛋白有沉淀作用，因而殺菌力強(qiáng)。常用做眼科防腐藥治療結(jié)膜炎。（四）氧化劑：氧化作用干擾細(xì)菌的酶系統(tǒng)和代謝，主要有：1高錳酸鉀:0.1%用于皮膚、蔬菜和飼料等的消毒，2-5%的水溶液，作用24h可殺滅細(xì)菌芽胞，要現(xiàn)用現(xiàn)配;2過氧化氫:遇有機(jī)物分解釋放新生態(tài)氧而發(fā)揮抗菌與除臭作用。3%清洗創(chuàng)傷和潰瘍等；并可用于食品消毒3過氧乙酸:無色透明或淡黃色液體。0.1-0.5%能迅速殺死細(xì)菌繁殖體、芽胞、真菌和病毒等,但因有較強(qiáng)的腐蝕性和刺激性,使用受到一定的限制.遇火能引起燃燒，使用時應(yīng)加注意。（五）鹵素：滲透菌體細(xì)胞膜，氧化作用。氟、氯、溴、碘氟化鈉——殺滅真菌和病毒。

1、漂白粉:殺菌效果強(qiáng)，10-20%漂白粉乳狀液或干粉做畜舍、車輛和排泄物等的消毒,易現(xiàn)用現(xiàn)配;有損壞衣物、用具和腐蝕金屬器皿的作用，使用時要注意。2、碘酊:碘穿透力強(qiáng)，殺菌效力高，1:2500碘液可于10min內(nèi)殺滅炭疽桿菌芽胞。2-5%作術(shù)前皮膚消毒。

碘伏:碘與表面活性劑的混合物稱為碘伏，其殺菌譜廣，對黏膜無刺激性，多用于皮膚消毒。

(六)醇類：醇類是脂溶劑，通過破壞細(xì)胞膜，引起蛋白質(zhì)變性來殺死微生物。乙醇:能殺死細(xì)菌的繁殖體和某些病毒，但對芽孢無效。75%乙醇常用于皮膚、體溫計和手術(shù)中的消毒，但濃度一般不能超過80%，否則菌體表面蛋白很快凝固而影響殺菌作用。浸泡處理時，應(yīng)盡量使物品干燥。第二節(jié)化學(xué)因素對微生物的影響第二節(jié)化學(xué)因素對微生物的影響（七）酚類：菌體蛋白變性，抑制酶系統(tǒng)1石炭酸（苯酚）:消毒作用不強(qiáng)，毒性較大，價格昂貴。0.5%作生物制品（滅活菌苗和血清）的防腐劑，3-5%用于器械和排泄物的消毒2來蘇爾:甲酚和肥皂的混合液，殺菌效能比苯酚大幾倍。3-5%消毒廄舍、排泄物和器皿等，用1-2%消毒皮膚。第二節(jié)化學(xué)因素對微生物的影響（八）醛類：極強(qiáng)的還原劑，能與菌體蛋白的氨基結(jié)合而使其變性，從而呈現(xiàn)強(qiáng)大的殺菌作用。1甲醛:氣體，34%--40%的甲醛溶液即為福爾馬林,可殺滅細(xì)菌繁殖體、病毒、真菌和芽孢，房舍的熏蒸。4-10%可用于生物標(biāo)本固定和防腐。0.2%-0.4%的甲醛溶液可以使毒素減毒、菌體死亡但保持抗原性，制類毒素、疫苗。2戊二醛:刺激性小的堿性溶液，殺菌力強(qiáng)。2%溶液作用15min用于醫(yī)療器械的消毒，作用3h可達(dá)到滅菌目的，適用于不耐熱的溫度計和塑料制品等的消毒滅菌。第二節(jié)化學(xué)因素對微生物的影響

（九）表面活性劑：（清潔劑、去污劑）吸附細(xì)菌表面，改變膜通透性，使菌體內(nèi)酶、輔酶和中間代謝產(chǎn)物逸出而受損或死亡。

陽離子表面活性劑：抗菌譜廣、效力快、對組織無刺激性，對G＋、G－、真菌、病毒也有作用，但對綠膿、芽胞無效。如新潔爾滅、消毒凈、杜滅芬用于皮膚、粘膜、器械、工作服等消毒，

工作濃度0.05%--0.1%。陰離子表面活性劑：對G＋有作用。如肥皂。第二節(jié)化學(xué)因素對微生物的影響（十）染料：堿性染料的殺菌作用強(qiáng)，且革蘭氏陽性菌敏感，如2-4%的龍膽紫溶液消毒淺表創(chuàng)傷(葡萄球菌)，無刺激性和毒性?？兹妇G和煌綠抑制G＋，促進(jìn)沙門氏生長。

甲基紫、堿性復(fù)紅。第二節(jié)化學(xué)因素對微生物的影響

二、影響消毒劑消毒作用的因素1.藥物的特異性：堿—病毒龍膽紫、孔雀綠—G＋

2.濃度：選擇有效而安全的殺菌濃度70%酒精3.時間：作用時間越長，消毒越徹底。種類真、病、細(xì)、G＋

G－4.微生物的種類及其特性狀態(tài)芽胞、繁殖體發(fā)育階段生長靜止5.有機(jī)物的存在：①覆蓋被消毒物②蛋白質(zhì)與消毒劑結(jié)合6.溫度：每增高10℃，重金屬2～5倍，石炭酸5～8倍7.PH：第二節(jié)化學(xué)因素對微生物的影響

三、化學(xué)治療劑——消除宿主體內(nèi)病原微生物或其它寄生物的化學(xué)藥品。如氟喹諾酮類、呋喃類、磺胺類、硝基咪唑類。

其對宿主及寄生物具有選擇作用，能選擇性地阻礙微生物的某些代謝環(huán)節(jié)，使其生命活動受到抑制或死亡，而對宿主無害。第三節(jié)

生物因素對微生物的影響

微生物與微生物之間的關(guān)系寄生：一種生物從另一種生物獲得其所需的營養(yǎng)賴以為生，并對后者呈現(xiàn)有害作用。共生：兩種或多種生物相處時，彼此不相互損害而互有利者，謂之共生。拮抗：指一種生物在生長過程中，能產(chǎn)生一種對他種生物呈現(xiàn)毒害作用的物質(zhì)，從而抑制或殺死他種生物的現(xiàn)象。第三節(jié)

生物因素對微生物的影響

1、抗菌素