微生物的營養(yǎng)與生長

第三章微生物的營養(yǎng)與生長4/13/20241.

主要內(nèi)容：微生物所需營養(yǎng)物質(zhì)及其生理作用微生物的營養(yǎng)類型及特點(diǎn)微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式、特點(diǎn)微生物生長的概念及其測定微生物的生長曲線及在食品工業(yè)中應(yīng)用環(huán)境因子對微生物生長繁殖的影響微生物的培養(yǎng)基、培養(yǎng)方法與設(shè)備4/13/20242.第一節(jié)微生物的營養(yǎng)4/13/20243.一、微生物細(xì)胞的化學(xué)成分水：70-90%干物質(zhì)：有機(jī)元素：C（50%）、H、O（30%）、N（10-13%）有機(jī)物：蛋白質(zhì)、糖、脂類、核酸、維生素及其降解產(chǎn)物無機(jī)元素：常量元素：P、K、Ca、Mg、Fe、痕量元素：Cu、Zn、B、Mo無機(jī)物：⑴參與有機(jī)物組成⑵單獨(dú)存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)以無機(jī)鹽的形式存在。4/13/20244.

二、微生物所需營養(yǎng)物質(zhì)及其生理作用營養(yǎng)物質(zhì)：為生物自身合成、產(chǎn)生能量以及在代謝中起調(diào)節(jié)作用的物質(zhì)。營養(yǎng)：機(jī)體吸收、利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程。根據(jù)營養(yǎng)成分，營養(yǎng)物質(zhì)分為六種類型：C源、N源、能源、生長因素、無機(jī)鹽、水分。

4/13/20245.

1、碳源：構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)及代謝產(chǎn)物中碳素來源的物質(zhì)。作用：構(gòu)成碳架來源與能源,約占細(xì)胞干物質(zhì)的50%。種類：有機(jī)含碳化合物：糖、醇類、有機(jī)酸類。碳?xì)浠衔铮篊H4、石油及其產(chǎn)物無機(jī)含碳化合物：CO2、碳酸鹽類、CN—

4/13/20246.

2、氮源：作用：構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)及代謝產(chǎn)物中氮素來源的物質(zhì)。主要用于組成菌體的含氮物質(zhì)，少數(shù)可作為能量（硝化細(xì)菌）。種類：N2——NH3固氮菌。有機(jī)氮源：蛋白質(zhì)（遲效氮源）、氨基酸無機(jī)氮源：NO3、NH4等。（速效氮源）4/13/20247.氨基酸自養(yǎng)型微生物：利用非AA類的簡單氮源（尿素、NH4+、NO3-）自行合成所需要的一切AA。氨基酸異養(yǎng)型微生物：須從外界吸收現(xiàn)成的AA作為氮源的微生物。不論哪種狀態(tài)的氮化物，都要首先轉(zhuǎn)化成NH3再與有機(jī)酸結(jié)合轉(zhuǎn)化成氨基酸。

4/13/20248.3、礦素種類：大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Fe...95%微量元素：Zn、Mo、功能：1、構(gòu)成細(xì)胞的各種成分如：Mg：葉綠素的輔因子；Ca：蛋白酶、淀粉酶的輔因子；構(gòu)成芽孢。2、調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透壓、pH、氧化還原電位3、能源：Fe、S等作為自養(yǎng)微生物的能源。4/13/20249.4、生長因子；微生物生長必不可少的微量有機(jī)物。如維生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶。①、維生素：多為酶的組分如硫胺素（B1）、核黃素（B2，F(xiàn)MN的前體）；煙酸（NAD的前體）；吡哆醇（B6，轉(zhuǎn)氨酶輔基）泛酸、生物素。②、氨基酸：微生物合成氨基酸的能力隨種類而不同。如大腸桿菌可合成全部；鼠傷寒沙門氏菌Tyr—；腸膜明串珠菌合成氨基酸的能力弱，需補(bǔ)充19種氨基酸。③、堿基：核酸和輔酶的成分。4/13/202410.5、水：占細(xì)胞鮮重的70~90%功能：①構(gòu)成細(xì)胞組分②生化反應(yīng)的介質(zhì)③溶劑④熱導(dǎo)體⑤維持細(xì)胞滲透壓水分：自由水：能夠被利用的水束縛水：與溶質(zhì)結(jié)合構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的水，不能被利用進(jìn)行生命活動(dòng)。4/13/202411.

水分活度：在相同溫度和壓力下溶質(zhì)的蒸汽壓與純水的飽和蒸汽壓之比：

aw=P溶質(zhì)/P0微生物需要的aw值為0.63~0.99。細(xì)菌、酵母菌﹥霉菌﹥鹽細(xì)菌﹥耐旱真菌4/13/202412.三、微生物的營養(yǎng)類型及特點(diǎn)劃分依據(jù)：碳源、供氫體、能源根據(jù)碳源和供氫體的不同可分為有機(jī)營養(yǎng)型無機(jī)營養(yǎng)型；根據(jù)能源的不同可分為化能營養(yǎng)型光能營養(yǎng)型。4/13/202413.

1、光能無機(jī)營養(yǎng)型能源：光。具光合色素；葉綠素（藍(lán)細(xì)菌）或菌綠素（光合細(xì)菌），光合磷酸化產(chǎn)生ATP。供氫體：還原性無機(jī)化合物碳源：CO2。例1：藍(lán)細(xì)菌：H2O+CO2——（CH2O）+O2

供氫體碳源產(chǎn)氧型光合作用4/13/202414.例2：綠硫細(xì)菌、紫硫細(xì)菌：H2S+CO2

——（CH2O）+H2O+SNaS2O3+CO2+H2O——（CH2O）+Na2SO4+H2SO4碳源供氫體細(xì)胞內(nèi)或外積累硫，非產(chǎn)氧型光合作用VanNiel通式：CO2+H2A——[CH2O]+H2O+A4/13/202415.

2、光能有機(jī)營養(yǎng)型能源：光碳源：二氧化碳或簡單有機(jī)化合物供氫體：有機(jī)化合物例：紅螺菌：CO2+異丙醇——[CH2O]+丙酮+H2O可利用凈化有機(jī)廢水，生產(chǎn)SCP。4/13/202416.3、化能無機(jī)營養(yǎng)型氫細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硫化細(xì)菌、硝化細(xì)菌等能源：還原態(tài)無機(jī)物氧化：NH3、NO2、H2、H2S、S、S2O3-、Fe2+等。碳源：CO2、CO32+供氫體：無機(jī)化合物例1：氧化亞鐵硫桿菌：Fe2+——Fe3++e+E4/13/202417.例2：可用于細(xì)菌冶金：浸貧、尾礦，回收重金屬如Cu原理：S+O2+FeSO4——H2SO4+E氧化硫硫桿菌H2SO4+O2+FeSO4——Fe2(SO4)3+H2O氧化鐵硫桿菌CuS(輝銅礦)+Fe2(SO4)3——CuSO4+FeSO4+SCuSO4+Fe(廢鐵)——Cu+FeSO4例3：氫細(xì)菌：H2+1/2O2

——H2O+56.2kcal例4：鐵細(xì)菌：2Fe+1/4O2+2H+——2Fe+1/2H2O+10.6kcalpH=01kcalpH=74/13/202418.4、化能異養(yǎng)型：碳源、能源、供氫體均為有機(jī)物必須以適宜的有機(jī)物為養(yǎng)料，大多數(shù)微生物為此類。分腐生、寄生、專性寄生、兼性寄生四種。上述四大類型劃分不是絕對的，有許多中間類型：紅螺菌：光能異養(yǎng)：有光，無氧時(shí)?；墚愷B(yǎng)：無光，無氧時(shí)。4/13/202419.生物型動(dòng)物微生物植物異養(yǎng)自養(yǎng)營養(yǎng)類型化能異養(yǎng)型化能異養(yǎng)型光能異養(yǎng)型

化能自養(yǎng)型光能自養(yǎng)型光能自養(yǎng)型碳源糖、脂、糖、醇、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)及降解產(chǎn)物有機(jī)碳化物CO2

二氧化碳、碳酸鹽等二氧化碳、碳酸鹽等氮源蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物蛋白質(zhì)及降解物、有機(jī)無機(jī)氮化物無機(jī)氮化物無機(jī)氮化物能源與碳源同有機(jī)碳源或光能

氧化無機(jī)物或利用光能光能生長因子維生素部分需要不需要不需要無機(jī)元素?zé)o機(jī)鹽無機(jī)鹽無機(jī)鹽無機(jī)鹽微生物和動(dòng)物、植物營養(yǎng)物質(zhì)的比較4/13/202420.4/13/202421.四、微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式、特點(diǎn)1、簡單擴(kuò)散(

simplediffusion)，一種物理擴(kuò)散。動(dòng)力：細(xì)胞膜兩側(cè)的濃度差。能量：不需。載體：不需。例：CO2、氣體、水、小分子脂溶性、水溶性物質(zhì)。大腸桿菌對Na+的吸收。

4/13/202422.

2、促進(jìn)擴(kuò)散（facilitateddiffusion）特點(diǎn)：不耗能，濃度差為動(dòng)力，順濃度梯度。有特異性，需載體參與。例：真核微生物運(yùn)送糖。分別有葡萄糖載體、亮氨酸載體、異亮氨酸載體。4/13/202423.3、主動(dòng)運(yùn)輸（activetransport）特點(diǎn)：需能，可逆濃度梯度運(yùn)送物質(zhì)需要載體運(yùn)送前后底物無化學(xué)變化例：大腸桿菌運(yùn)送乳糖、半乳糖、阿拉伯糖、氨基酸、K+（使膜內(nèi)[K+]=300膜外[K+]4/13/202424.4、基團(tuán)轉(zhuǎn)位（grouptranslocation）特點(diǎn)：需能、逆濃度梯度，需載體，被運(yùn)輸?shù)孜镞\(yùn)送前后發(fā)生化學(xué)變化。例：磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（PTS）對營養(yǎng)的吸收。1、系統(tǒng)組成：

E1,E3：非特異性，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)

E2：誘導(dǎo)酶，特異性。如E2GluHpr（heatstableprotein）2、過程：PEP+Hpr——P-Hpr+丙酮酸（胞內(nèi)，E1）糖+E2——糖-E2（膜上）P-Hpr+糖-E2——糖-P+Hpr+E2(膜內(nèi)側(cè)，糖-P進(jìn)入質(zhì))磷酸化后，細(xì)胞膜對底物不再滲透，防止流出胞外。4/13/202425.4/13/202426.第二節(jié)微生物的生長4/13/202427.主要內(nèi)容：

微生物的個(gè)體生長微生物群體生長環(huán)境因素對微生物生長的影響及其原理4/13/202428.

一、微生物生長的概念及其測定

1、生長單細(xì)胞生物有機(jī)體細(xì)胞組分和結(jié)構(gòu)在量的方面的增加。

繁殖單細(xì)胞生物細(xì)胞數(shù)目的增多；多細(xì)胞生物通過形成有性、無性孢子使個(gè)體數(shù)目增多.

發(fā)育從生長到繁殖，是生物的構(gòu)造和機(jī)能從簡單到復(fù)雜、從量變到質(zhì)變的發(fā)展過程，這一過程稱為發(fā)育。個(gè)體生長→個(gè)體繁殖→群體生長群體生長=個(gè)體生長+個(gè)體繁殖

4/13/202429.

2、微生物計(jì)數(shù)法：⑴、直接計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)：血球計(jì)數(shù)板細(xì)菌計(jì)數(shù)板比例計(jì)數(shù)：菌液+血液（血液細(xì)胞數(shù)恒定，男400萬—500萬/mL,女350—400萬/mL。電子自動(dòng)計(jì)數(shù)器：比濁法：濃度與吸光度成正比。細(xì)胞干重：菌絲過濾

測體積

4/13/202430.二、微生物生長的測定——群體生長

直接計(jì)數(shù):血球計(jì)數(shù)板法4/13/202431.⑵、間接計(jì)數(shù)：平皿菌落計(jì)數(shù)4/13/202432.

⑶、測定物質(zhì)含量測定含氮量：蛋白質(zhì)=N%×6.25測定含碳量：生理指標(biāo)：磷、DNA、RNA、ATP和N–乙酰胞壁酸等的含量，以及產(chǎn)酸、產(chǎn)氣、產(chǎn)CO2（用標(biāo)記葡萄糖作基質(zhì)）、耗氧、粘度和產(chǎn)熱等指標(biāo)，均可用于生長量的測定。4/13/202433.3、微生物個(gè)體生長的測定：⑴、電子顯微鏡觀察⑵、同步生長：培養(yǎng)基中的所有細(xì)菌處于細(xì)胞分裂的相同階段。獲取方法：①、誘導(dǎo)法：控制溫度、營養(yǎng)、或加抑制劑使細(xì)胞同時(shí)開始生長。②、選擇法：濾膜過濾，密度梯度離心，硝酸纖維素培養(yǎng)，等。意義；使群體中所有細(xì)胞盡可能處于同樣的細(xì)胞生長和分裂周期中。從群體研究水平研究個(gè)體細(xì)胞的變化。4/13/202434.二、微生物的生長曲線及在食品工業(yè)中應(yīng)用微生物群體生長細(xì)菌純培養(yǎng)群體生長規(guī)律將少量單細(xì)胞純培養(yǎng)接種到恒定容積的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，定時(shí)取樣計(jì)數(shù)，以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，細(xì)菌數(shù)的對數(shù)為縱坐標(biāo)所繪制出的曲線，叫群體生長曲線。實(shí)際上是繁殖曲線。從群體研究上反映個(gè)體的狀況。4/13/202435.細(xì)菌純培養(yǎng)群體生長規(guī)律1、延遲期（lagphase）2、對數(shù)生長期（logphase,expotentialphase）3、穩(wěn)定期（stationaryphase）4、衰亡期（declinedphase）4/13/202436.1、延遲期（lagphase）：

特點(diǎn)：數(shù)目幾乎不增加，或稍有減少，但細(xì)胞體積增長較快，代謝活躍，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)增加，對外界抗性下降。原因：調(diào)整代謝以適應(yīng)新的環(huán)境條件，合成誘導(dǎo)酶，積累必要的中間產(chǎn)物等影響延遲期長短的因素：菌種：繁殖速度較快的菌種的延遲期一般較短；接種物菌齡：用對數(shù)生長期的菌種接種時(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)基上生長的延遲期比在合成培養(yǎng)基上生長時(shí)間短；接種后培養(yǎng)基成分有較大變化時(shí)，會使延遲期加長，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?？s短延遲期的措施：增加接種量采用最適菌齡加入某些成分選育繁殖快的菌種4/13/202437.2、對數(shù)生長期（logphase,expotentialphase）：①細(xì)菌特點(diǎn)：數(shù)以幾何級數(shù)增加，A：增長速率常數(shù)R值最大，代時(shí)短；B：細(xì)胞進(jìn)行平衡生長，菌體內(nèi)各種成分最為均衡；C；酶系活躍，代謝旺盛。代時(shí)：（generationtime，G）單個(gè)細(xì)胞完成一次分裂所需時(shí)間。設(shè)n=分裂的代數(shù)；t0時(shí)細(xì)胞數(shù)x;t1時(shí)細(xì)胞數(shù)y.則G=（t1—t0）/nY=2n×XG=（T1—T0）/3.3(lgy-lgx)4/13/202438.②意義：是生理代謝及遺傳研究或進(jìn)行染色、形態(tài)觀察的好材料。作為發(fā)酵種子接種，可以縮短延遲期。發(fā)酵工業(yè)上盡量延長該期，以達(dá)到較高的菌體密度。食品工業(yè)上盡量使有害微生物不能進(jìn)入此期。影響代時(shí)的因素：A：菌種；B：營養(yǎng)成分；C：營養(yǎng)物濃度（影響速率與總生長量）D：培養(yǎng)溫度。4/13/202439.3、穩(wěn)定期（stationaryphase）：①現(xiàn)象：積累代謝產(chǎn)物，生長維持，細(xì)胞總量最大。②原因：A：營養(yǎng)尤其是生長因子消耗；B：營養(yǎng)物比例失調(diào)（如C/N比）；C：酸，醇、毒素等有害代謝產(chǎn)物積累；D：pH、氧化還原電位等物化條件越來越不適宜4/13/202440.③特點(diǎn)：A：增長速率常數(shù)R值為0，即死亡細(xì)胞數(shù)=新生的細(xì)胞數(shù)；B：細(xì)胞中開始貯存糖原、異染顆粒和脂肪等；C：開始形成芽孢，合成抗生素等次生代謝產(chǎn)物。工業(yè)應(yīng)用：獲取大量菌體或代謝產(chǎn)物?？梢酝ㄟ^補(bǔ)料或調(diào)節(jié)pH值延長此時(shí)期。4/13/202441.4、衰亡期（declinedphase）生長出現(xiàn)負(fù)增長，即新生細(xì)胞數(shù)＜死亡的細(xì)胞數(shù)，現(xiàn)象：形態(tài)多樣，如菌體畸形等；有的微生物出現(xiàn)自溶；有的微生物開始產(chǎn)生或放出對人類有用的抗生素等次生代謝物。原因：生活環(huán)境越來越不利。研究的意義：預(yù)測達(dá)到的菌數(shù)，了解不同時(shí)期的差別。上述曲線適合無分枝微生物。絲狀微生物液體攪拌培養(yǎng)時(shí)的生長繁殖類似細(xì)菌。4/13/202442.三、連續(xù)培養(yǎng)

連續(xù)培養(yǎng)（continuousculture)又叫開放培養(yǎng)，是相對分批培養(yǎng)（batchculture）或叫密閉培養(yǎng)而言的。所謂分批培養(yǎng)是指將微生物接種于恒定容積的培養(yǎng)基中，經(jīng)過培養(yǎng)生長，最后一次收獲的培養(yǎng)方式。其生長類似于純培養(yǎng)曲線。

4/13/202443.連續(xù)培養(yǎng)（continuousculture）又叫開放培養(yǎng)，當(dāng)微生物以單批培養(yǎng)的方式培養(yǎng)到指數(shù)期時(shí)，一方面以一定的速度連續(xù)流進(jìn)新鮮培養(yǎng)基，并立即攪拌，利用溢流的方式，以同樣的流速流出培養(yǎng)物，延長對數(shù)期。這樣培養(yǎng)物就達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。優(yōu)點(diǎn)：取消時(shí)間間隙，縮短周期，便于自控，產(chǎn)品均一。缺點(diǎn)：易雜菌污染，菌種退化4/13/202444.實(shí)現(xiàn)連續(xù)培養(yǎng)的方法恒濁法：其原理是根據(jù)培養(yǎng)容器內(nèi)微生物的生長密度，用光電系統(tǒng)來檢測培養(yǎng)液的濁度，并進(jìn)行控制的培養(yǎng)方法。恒化法：使培養(yǎng)液流速保持不變，微生物始終在低于最高生長速率條件下進(jìn)行生長繁殖的培養(yǎng)方法，主要用于實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)研究中4/13/202445.四、環(huán)境因素對微生物生長的影響幾個(gè)概念：●消毒：用較溫和的理化因素，部分殺滅物體表面或內(nèi)部微生物細(xì)胞尤其是殺滅病原微生物而對被消毒的物體基本無害的措施?！穹栏壕褪抢媚撤N理化因素完全抑制霉腐微生物的生長繁殖，從而達(dá)到防止食品等發(fā)生霉腐的措施。一旦抑制因素解除則微生物可恢復(fù)生長?！駵缇河幂^劇烈的理化因素使任何物體內(nèi)外的一切微生物不可逆的喪失其生長繁殖能力的措施

●

商業(yè)無菌：指食品經(jīng)殺菌處理后，按照規(guī)定的微生物學(xué)檢驗(yàn)方法，在所檢食品中無活的微生物檢出，或僅能檢驗(yàn)出極少的非病原微生物，且它們在食品保藏過程中不可能生長繁殖。4/13/202446.4/13/202447.1、物理因素：

⑴、溫度：每種微生物細(xì)胞都有一定的生長溫度范圍。在此溫度范圍內(nèi)溫度越高生長速率越快。溫度過低則原生質(zhì)膜處于凝固狀態(tài)，酶活被抑制，生命活動(dòng)不能進(jìn)行；過高則蛋白質(zhì)、核酸、和其他成分不可逆變性失活，菌體死亡。4/13/202448.①微生物的生長溫度范圍：

最低

最適

最高

專性嗜冷微生物＜0℃15℃20℃兼性嗜冷微生物≥0℃25-30℃40℃嗜中溫微生物10℃20-40℃60℃嗜熱性微生物30℃45-60℃90℃嗜高溫微生物80-100℃4/13/202449.

②原理：嗜冷微生物：酶活對高溫敏感，30-40℃酶活喪失，膜上不飽和脂肪酸含量高。嗜熱微生物：酶抗熱，含高濃度多胺

核酸GC含量高

膜含飽和直鏈脂肪酸

合成速度快，彌補(bǔ)大分子的破壞。

4/13/202450.③高溫消毒與滅菌致死溫度：單位時(shí)間（通常10min）內(nèi)殺死微生物的最低溫度意義：決定滅菌溫度方法：干熱滅菌：灼燒；烘烤（160-170℃2hr）濕熱滅菌：巴斯德消毒法（小于100℃，15-30min）

間隙滅菌：常壓蒸汽反復(fù)滅菌。高壓蒸汽滅菌：0.1Mpa(1.05kg/cm2)；

121℃15-30min。

4/13/202451.④低溫冷藏冷凍：造就不利微生物生長的環(huán)境，保存菌種和食品等。如速凍食品：-18℃快速冷凍。采取速凍速融方法避免大的冰晶對食品細(xì)胞的傷害。*利用反復(fù)凍融法制備細(xì)胞裂解液。4/13/202452.⑵、超聲波：

利用空化作用破壞細(xì)胞。⑶.氧濃度：4/13/202453.⑷、輻射:

λ（nm)1364008001000宇宙射線αγxuv可見光紅外線λ大于1000nm無害；紅外800-1000nm:光合細(xì)菌的能源；4/13/202454.①可見光：400-800nm藻類的能源；強(qiáng)、長時(shí)間的可見光照射可造成光氧化作用：光線被色素吸收在有氧時(shí)酶和其他敏感成分失活。胡蘿卜素在膜上阻止光到達(dá)細(xì)胞內(nèi)，可保護(hù)細(xì)胞。②UV非電離輻射。136-400nm。尤其在250-280nm的殺菌能力最強(qiáng)。原理：形成胸腺嘧啶二聚體，干擾核酸復(fù)制。（可以光復(fù)活：二聚體被光復(fù)活酶結(jié)合的復(fù)合物在可見光下獲光能解離成單體。）③O2：O3（臭氧）——O2+[O]新生態(tài)氧，殺菌。④光氧化作用：H2O+O2

——H2O24/13/202455.⑤電離輻射：x、γ射線，穿透力強(qiáng)，使環(huán)境和細(xì)胞中水分子吸收能量電離，產(chǎn)生自由基，與敏感分子反應(yīng)使失活。低劑量引起生長和變異，高劑量引起死亡。H2O——H2O++e--H++OH——H2O——H+OH--

O2+e--O2O22--H2O使—SH氧化，酶變性。γ射線：強(qiáng)殺菌，強(qiáng)穿透力，可用于消毒。小劑量（500倫琴）可促進(jìn)生長或誘發(fā)變異，大于10萬倫琴殺傷力強(qiáng)4/13/202456.4/13/202457.

2、化學(xué)因子

⑴、

pH值：一般生長范圍在4—9間。少數(shù)種類在小于2，大于9生長。真菌pH范圍廣，如鐮孢酶2—11。細(xì)菌：中性偏中性。例外：嗜酸性細(xì)菌如氧化硫硫桿菌1—5；嗜堿性細(xì)菌如巴氏芽孢桿菌11.2—11.9。通過控制H+進(jìn)出細(xì)胞保持細(xì)胞的近中性環(huán)境。在培養(yǎng)基配制或發(fā)酵中通過調(diào)節(jié)酸、堿、加緩沖液使培養(yǎng)基保持恒定。4/13/202458.⑵、水分水活度（aw）：細(xì)胞自由水與總水的比值aw=P/P0=自由水/（自由水+結(jié)合水）⑶、滲透壓

鹽0.85%左右，糖9%左右。過高、過低引起質(zhì)壁分離或吸脹耐高滲微生物的篩選。

4/13/202459.⑷、化學(xué)藥劑無選擇性，多外用。重金屬鹽：

a.與帶陰電荷的菌體蛋白結(jié)合使變性；Prt—SH+Hg2+Pro-S-Hg-S+2H+b.蛋白質(zhì)沉淀劑；c.與代謝物相螯合如HgCl2,AgNO3,CuSO4,汞溴紅有機(jī)化合物：醇、醛、酚：破壞細(xì)胞膜、細(xì)胞壁，使蛋白質(zhì)變性。RNH2+HCHOR-NH2·CH2O環(huán)氧乙烷+R-SHR-S-CH2CH2OH氧化劑；高錳酸鉀、過氧化氫、使—SH變成—S—S—。鹵素：放出新生態(tài)氧，氧化殺菌。HClOHCl+[O]4/13/202460.⑸抗生素與化學(xué)治療劑4/13/202461.⑹．培養(yǎng)基組分⑺．營養(yǎng)物濃度4/13/202462.第三節(jié)微生物的培養(yǎng)基培養(yǎng)方法與設(shè)備4/13/202463.概念：由人工配制的適合微生物生長繁殖和積累代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。

4/13/202464.一、培養(yǎng)基配制原則1.根據(jù)微生物的營養(yǎng)要求配制2.注意各營養(yǎng)元素的配比濃度過低不能滿足所需，過高則抑制生長。各營養(yǎng)物間的濃度配比影響到產(chǎn)物的形成和積累。如C/N高：適合積累細(xì)胞；C/N低，適合積累代謝產(chǎn)物3.滲透壓4/13/202465.

4.pH值：不同類型微生物的最適pH范圍不同。同一菌種最適生長pH和最適積累代謝產(chǎn)物pH可能不同。菌種代謝過程中產(chǎn)生代謝產(chǎn)物改變pH。通過加入緩沖劑、碳酸鹽或直接添加酸堿調(diào)節(jié)。

4/13/202466.5.Eh值（氧化還原電位）好氧性微生物：Φ>+0.1厭氧性微生物：Φ<+0.1兼性厭氧性微生物：Φ>0.1好氧呼吸

Φ<+0.1發(fā)酵或厭氧呼吸提高氧分壓的方法：通氣，加入氧化劑降低氧分壓的方法：隔氧，通氮?dú)猓珻O2，加入還原劑4/13/202467.

二、培養(yǎng)基的類型：1、

按來源分：天然培養(yǎng)基：利用生物的組織、器官、細(xì)胞或抽提物為原料制成的培養(yǎng)基。合成培養(yǎng)基：由化學(xué)成分完全已知的物質(zhì)配制成的培養(yǎng)基。半合成培養(yǎng)基：部分天然材料+部分化學(xué)試劑。4/13/202468.2、根據(jù)物理狀態(tài)：有無凝固凝固劑及含量（1）液體培養(yǎng)基：成分基本溶于水、無明顯固形物營養(yǎng)成分分布均勻。適合生理代謝及基本理論研究，及現(xiàn)代大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)。（2）固體培養(yǎng)基：A、固體物料+營養(yǎng)、鹽等：如麩皮、馬鈴薯培養(yǎng)基、傳統(tǒng)釀造法釀酒、醋等B、液體培養(yǎng)基+凝固劑。在實(shí)驗(yàn)室廣泛用于微生物的分離、鑒定、檢驗(yàn)雜菌、計(jì)數(shù)、保藏、生物測定等。（3）半固體培養(yǎng)基：少量凝固劑(0.2-1%)+液體培養(yǎng)基。用于觀察微生物的動(dòng)力或保藏菌種。4/13/202469.凝固劑的條件：不被大多數(shù)微生物利用在微生物生長溫度范圍內(nèi)保持固態(tài)耐高溫透明度好黏著力強(qiáng)方便價(jià)廉。4/13/202470.常用凝固劑:瓊脂——從紅藻中提取的膠狀物，由瓊脂糖、瓊脂凝膠組成。明膠——?jiǎng)游锏鞍?。硅膠——硅酸鈉、硅酸鉀鹽酸、硫酸中和凝結(jié)成的膠體。不含有機(jī)物，適合分離培養(yǎng)自養(yǎng)微生物。其他：天然固體培養(yǎng)基。馬鈴薯、麩皮、米等4/13/202471.兩種凝固劑比較：瓊脂明膠常用濃度1.5-2