不同的微生物生長(zhǎng)PH范圍

1、6 6、環(huán)境條件對(duì)微生物生長(zhǎng)繁殖的影響、環(huán)境條件對(duì)微生物生長(zhǎng)繁殖的影響 微生物與所處的環(huán)境之間具有復(fù)雜的相互影響和微生物與所處的環(huán)境之間具有復(fù)雜的相互影響和相互作用相互作用:一方面一方面,各種各樣的環(huán)境因素對(duì)微生物的生長(zhǎng)各種各樣的環(huán)境因素對(duì)微生物的生長(zhǎng)和繁殖有影響和繁殖有影響,另一方面另一方面,微生物生長(zhǎng)繁殖也會(huì)影響和改微生物生長(zhǎng)繁殖也會(huì)影響和改變環(huán)境變環(huán)境.研究環(huán)境因素與微生物之間的關(guān)系研究環(huán)境因素與微生物之間的關(guān)系,可以通過(guò)控可以通過(guò)控制環(huán)境條件來(lái)利用微生物有益的一面制環(huán)境條件來(lái)利用微生物有益的一面,同時(shí)防止它有害同時(shí)防止它有害的一面的一面.影響微生物生長(zhǎng)的外界因素很多，除了前面講過(guò)的營(yíng)養(yǎng)

2、影響微生物生長(zhǎng)的外界因素很多，除了前面講過(guò)的營(yíng)養(yǎng)因素之外，還有許多因素之外，還有許多物理化學(xué)物理化學(xué)因素的影響。因素的影響。溫度是影響微生物生長(zhǎng)的最重要因素之一。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：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)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。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)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，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

3、產(chǎn)物的分泌。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。影響物質(zhì)的溶解度，對(duì)生長(zhǎng)有影響。6.16.1溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響從微生物整體來(lái)看從微生物整體來(lái)看:生長(zhǎng)的溫度范圍一般在生長(zhǎng)的溫度范圍一般在-10 100 極端下限為極端下限為-30 ，極端上限為，極端上限為105300 但對(duì)于特定的某一種微生物：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)

4、溫度時(shí)，生長(zhǎng)速度處于最適生長(zhǎng)溫度時(shí)，生長(zhǎng)速度最快，代時(shí)最短。最快，代時(shí)最短。超過(guò)最低生長(zhǎng)溫度時(shí)，微生物不超過(guò)最低生長(zhǎng)溫度時(shí)，微生物不生長(zhǎng)，溫度過(guò)低，甚至?xí)劳觥ＩL(zhǎng)，溫度過(guò)低，甚至?xí)劳?。超過(guò)最高生長(zhǎng)溫度時(shí)，微生物不超過(guò)最高生長(zhǎng)溫度時(shí)，微生物不生長(zhǎng)，溫度過(guò)高，甚至?xí)劳?。生長(zhǎng)，溫度過(guò)高，甚至?xí)劳觥?.1.16.1.1微生物生長(zhǎng)的三個(gè)溫度基點(diǎn)微生物生長(zhǎng)的三個(gè)溫度基點(diǎn)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(lèi)型：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(lèi)型：6.1.2 6.1.2 微生物生長(zhǎng)溫度類(lèi)型微生物生長(zhǎng)溫度類(lèi)型v低溫型微生物（嗜冷微生物）低溫型微生物（嗜冷微生物）v中溫

5、型微生物（嗜溫微生物）中溫型微生物（嗜溫微生物）v高溫型微生物（嗜熱微生物）高溫型微生物（嗜熱微生物）低溫型微生物低溫型微生物:最適生長(zhǎng)溫度在最適生長(zhǎng)溫度在520,主要分布在地球的兩極、冷泉、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。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。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)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：推測(cè)有兩種原因：它們體內(nèi)的酶能在低溫下有效地催化，在高溫下酶活它們體內(nèi)的酶能在低溫下有效地催

6、化，在高溫下酶活喪失細(xì)胞膜中的不飽和脂肪酸含量高，低溫下也能保喪失細(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。持半流動(dòng)狀態(tài)，可以進(jìn)行物質(zhì)的傳遞。 中溫型微生物：中溫型微生物：最適生長(zhǎng)溫度為最適生長(zhǎng)溫度為2040 ，大多數(shù)微生物屬于此類(lèi)。，大多數(shù)微生物屬于此類(lèi)。室溫型主要為腐生或植物寄生，在植物或土壤中。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)。體溫型主要為寄生，在人和動(dòng)物體內(nèi)。高溫型微生物：高溫型微生物：最適生長(zhǎng)溫度為最適生長(zhǎng)溫度為50 60 ,主要分布在溫泉、堆肥和土壤主要分布在溫泉、堆肥和土壤中。中。在高溫下能生長(zhǎng)的原因：

7、酶蛋以及核糖體有較強(qiáng)的抗熱性在高溫下能生長(zhǎng)的原因：酶蛋以及核糖體有較強(qiáng)的抗熱性核酸具有較高的熱穩(wěn)定性（核酸中核酸具有較高的熱穩(wěn)定性（核酸中G+C含量高（含量高（tRNA），），可提供形成可提供形成 氫鍵，增加熱穩(wěn)定性氫鍵，增加熱穩(wěn)定性 ）。）。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)。晶狀態(tài)。高溫微生物的特點(diǎn)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。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、減少染耐高溫菌具應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：在減少能源消耗、減

8、少染菌、縮短發(fā)酵周期等方面具重要意義。菌、縮短發(fā)酵周期等方面具重要意義。菌菌 名名生長(zhǎng)溫度生長(zhǎng)溫度發(fā)酵溫度發(fā)酵溫度累積產(chǎn)物溫度累積產(chǎn)物溫度 （ ） （ ） （ ） Streptococcus thermophilus374737S.lactis3440產(chǎn)細(xì)胞：產(chǎn)細(xì)胞：2530產(chǎn)乳酸：產(chǎn)乳酸：30Streptomyces griseus3728_Corenybacterium pekinense32 3335_Clostridium acetobutylicum3733_Penicilium chrysogenum302520以青霉素的生產(chǎn)為例：培養(yǎng)以青霉素的生產(chǎn)為例：培養(yǎng)165小時(shí)采用分段控制

9、溫度的方法，小時(shí)采用分段控制溫度的方法，其青霉素產(chǎn)量比始終在其青霉素產(chǎn)量比始終在30 培養(yǎng)提高了培養(yǎng)提高了14.7%。分段控制方式：分段控制方式：05小時(shí)，小時(shí)，30 ；540小時(shí)，小時(shí)，25 ；40125小時(shí)，小時(shí)，20 ；125165小時(shí)，小時(shí)，25 。不同生理生化過(guò)程的最適溫度不同生理生化過(guò)程的最適溫度微生物不同生理活動(dòng)要求不同溫度，所以，微生物不同生理活動(dòng)要求不同溫度，所以， 最適生長(zhǎng)溫度最適生長(zhǎng)溫度 發(fā)酵速度快、積累代謝產(chǎn)物多。發(fā)酵速度快、積累代謝產(chǎn)物多。6.1.3.1 高溫對(duì)微生物的影響高溫對(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，破壞高溫下蛋白質(zhì)不可逆變性，膜受熱出現(xiàn)

10、小孔，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)（溶菌）。細(xì)胞結(jié)構(gòu)（溶菌）。微生物對(duì)熱的耐受力與以下因素有關(guān)微生物對(duì)熱的耐受力與以下因素有關(guān):(1)微生物種類(lèi)及發(fā)育階段微生物種類(lèi)及發(fā)育階段 嗜熱菌比其它類(lèi)型的菌體抗熱嗜熱菌比其它類(lèi)型的菌體抗熱有芽孢的細(xì)菌比無(wú)芽孢的菌抗熱有芽孢的細(xì)菌比無(wú)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)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老齡菌比幼齡菌抗熱6.1.3 6.1.3 高溫與低溫對(duì)微生物的影響高溫與低溫對(duì)微生物的影響(2)微生物對(duì)熱的耐受力還受微生物對(duì)熱的耐受力還受環(huán)境條件環(huán)境條件的影響的影響 與培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分有關(guān)與培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分有關(guān) 培養(yǎng)基中蛋白質(zhì)含量培養(yǎng)基中蛋白

11、質(zhì)含量高時(shí)比較耐熱高時(shí)比較耐熱.與與pH 有關(guān)有關(guān) pH適宜時(shí)不易死亡，適宜時(shí)不易死亡，pH不適宜時(shí)，不適宜時(shí)，容易死亡容易死亡.與水分有關(guān)與水分有關(guān) 含水量大時(shí)容易死亡，含水量小時(shí)含水量大時(shí)容易死亡，含水量小時(shí)不容易死亡不容易死亡.與含菌量有關(guān)與含菌量有關(guān) 含菌量高，抗熱性增強(qiáng)，含菌量含菌量高，抗熱性增強(qiáng)，含菌量低，抗熱性差。低，抗熱性差。與熱處理時(shí)間有關(guān)與熱處理時(shí)間有關(guān) 熱處理時(shí)間長(zhǎng)，微生物易死熱處理時(shí)間長(zhǎng)，微生物易死亡。亡。 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)，的生長(zhǎng)繁殖停止，當(dāng)微生物的原

12、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)。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常可以長(zhǎng)時(shí)間地保藏在和霉菌的瓊脂斜面菌種通?？梢蚤L(zhǎng)時(shí)間地保藏在4的的冰箱中。冰箱中。 當(dāng)溫度過(guò)低，造成微生物細(xì)胞凍結(jié)時(shí)，有的微生物當(dāng)溫度過(guò)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。會(huì)死亡，有些則并不死亡。6.1.3.2、低溫對(duì)微生物的影響、低溫對(duì)微生物的影響造成死亡的原因：造成死亡的原因

13、：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，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。膜內(nèi)物質(zhì)外漏。凍結(jié)過(guò)程造成細(xì)胞脫水。凍結(jié)過(guò)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、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)

14、行長(zhǎng)期保藏。糖、牛奶、保護(hù)劑等可對(duì)菌種進(jìn)行長(zhǎng)期保藏。微生物對(duì)氧的需要和耐受力在不同的類(lèi)群微生物對(duì)氧的需要和耐受力在不同的類(lèi)群中變化很大，根據(jù)微生物與氧的關(guān)系中變化很大，根據(jù)微生物與氧的關(guān)系, ,可可把它們分為幾種類(lèi)群把它們分為幾種類(lèi)群: : 專(zhuān)性好氧菌專(zhuān)性好氧菌: : 好氧菌好氧菌 微好氧菌：微好氧菌： 兼性厭氧菌兼性厭氧菌 耐氧厭氧菌：耐氧厭氧菌： 厭氧菌厭氧菌 ( (專(zhuān)性專(zhuān)性) )厭氧菌：厭氧菌：6.26.2氧氣對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響氧氣對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響氧濃度對(duì)不同微生物生長(zhǎng)的影響氧濃度對(duì)不同微生物生長(zhǎng)的影響專(zhuān)性好氧菌（專(zhuān)性好氧菌（strict aerobe）必須在有分子氧的條件下才能生長(zhǎng)，

15、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，superoxide dismutase）和過(guò)氧化氫酶。在有氧或無(wú)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(wú)氧時(shí)接發(fā)酵或無(wú)氧呼吸產(chǎn)能；細(xì)胞含有SOD和過(guò)氧化氫酶。微好氧菌（微好氧菌（microaerophilic bacteria）只能較低的氧分壓下才能正常生長(zhǎng)，通過(guò)呼吸鏈并以氧為最終氫受體而產(chǎn)能，兼性好氧菌（兼性好氧菌（facultative aerobe）耐氧菌（耐氧菌（aerotolerant anaerobe）可在分子氧存在下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌。生活不需可在分子氧存在下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌。生

16、活不需要氧，分子氧也對(duì)它無(wú)毒害。不具有呼吸鏈，依靠專(zhuān)性發(fā)酵要氧，分子氧也對(duì)它無(wú)毒害。不具有呼吸鏈，依靠專(zhuān)性發(fā)酵獲得能量。細(xì)胞內(nèi)存在獲得能量。細(xì)胞內(nèi)存在SOD和過(guò)氧化物酶，但缺乏過(guò)氧化和過(guò)氧化物酶，但缺乏過(guò)氧化氫酶。氫酶。厭氧菌（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)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；在空氣或含有甚至致死；在空氣或含有10%CO2的空氣中，在固體培養(yǎng)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(wú)氧或低氧化還原電基表面上不能生長(zhǎng)，只有在其深層的無(wú)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(guò)發(fā)酵、無(wú)氧勢(shì)的環(huán)境

17、下才能生長(zhǎng)；生命活動(dòng)所需能量通過(guò)發(fā)酵、無(wú)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(guò)氧化氫酶。和細(xì)胞色素氧化酶，大多數(shù)還缺乏過(guò)氧化氫酶。在培養(yǎng)不同類(lèi)型的微生物時(shí)，要采用相應(yīng)的措施保證不同在培養(yǎng)不同類(lèi)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)。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)好氧微生物：需震蕩或通氣，保證充足的氧氣。培養(yǎng)專(zhuān)性厭氧微生物：需排除環(huán)境中的氧氣，同時(shí)培養(yǎng)專(zhuān)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，降低在培養(yǎng)基中添加還原劑，降低 培養(yǎng)基中的氧

18、化還原電位勢(shì)。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)。培養(yǎng)兼性厭氧或耐氧微生物：可深層靜止培養(yǎng)。影響膜表面電荷的性質(zhì)及膜的通透性，進(jìn)而影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。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：改變酶活、酶促反應(yīng)的速率及代謝途徑：如：酵母菌在酵母菌在pH4.5-5pH4.5-5產(chǎn)乙醇，在產(chǎn)乙醇，在 pH6.5pH6.5以上產(chǎn)甘油、以上產(chǎn)甘油、酸。酸。環(huán)境環(huán)境pHpH值還影響培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的值還影響培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的離子化程離子化程度，從而影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收，度，從而影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收，或有毒物質(zhì)的毒性?；蛴?/p>

19、毒物質(zhì)的毒性。6.3 pH6.3 pH值與微生物生長(zhǎng)的相互影響值與微生物生長(zhǎng)的相互影響6.3.1 6.3.1 環(huán)境環(huán)境pHpH值對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響值對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響微生物的生長(zhǎng)微生物的生長(zhǎng)pH值范圍極廣，從值范圍極廣，從pH8都有微生物能生長(zhǎng)。都有微生物能生長(zhǎng)。但是絕大多數(shù)種類(lèi)都生活在但是絕大多數(shù)種類(lèi)都生活在pH5.09.0之間。之間。微生物生長(zhǎng)的微生物生長(zhǎng)的pH值三基點(diǎn)：值三基點(diǎn)：各種微生物都有其生長(zhǎng)的最低、最適和最高各種微生物都有其生長(zhǎng)的最低、最適和最高pH值。低值。低于于最低、或最低、或超過(guò)最高生長(zhǎng)超過(guò)最高生長(zhǎng)pHpH值時(shí)，微生物生長(zhǎng)受抑制或值時(shí)，微生物生長(zhǎng)受抑制或?qū)е滤劳?。?dǎo)致死亡。

20、不同的微生物最適生長(zhǎng)的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)值不同，根據(jù)微生物生長(zhǎng)的最適的最適pH值，將微生物分為：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：硫桿菌屬嗜酸微生物：硫桿菌屬 耐酸微生物：乳酸桿菌、醋酸桿菌耐酸微生物：乳酸桿菌、醋酸桿菌6.3.2 6.3.2 不同微生物對(duì)不同微生物對(duì)pHpH要求不同要求不同 微生物種類(lèi)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

21、黑曲霉一般放線菌一般酵母菌 4.3 4.5 4.2 1.5 5.0 3.06.08.06.07.57.07.55.06.07.08.05.06.0 9.5 8.5 9.3 9.0 10 8.0 一些微生物生長(zhǎng)的一些微生物生長(zhǎng)的pHpH值范圍值范圍微生物微生物 pH值值 最低最低 最適最適 最高最高Thiobacillus thiooxidans 氧化硫硫桿菌氧化硫硫桿菌 0.5 2.03.5 6.0Lactobacillus acidophilus 嗜酸乳桿菌嗜酸乳桿菌 4.04.6 5.86.6 6.8Rhizobium japonicum 大豆根瘤菌大豆根瘤菌 4.2 6.87.0 11.

22、0Azotobacter chroococcum 圓褐固氮圓褐固氮 4.5 7.47.6 9.0Nitrosomonas sp. 硝化單胞菌硝化單胞菌 7.0 7.88.6 9.4Acetobacter aceti 醋化醋桿菌醋化醋桿菌 4.04.5 5.46.3 7.08.0Staphylococcus aureus 金黃葡球菌金黃葡球菌 4.2 7.07.5 9.3Chlorobium limicola 泥生綠菌泥生綠菌 6.0 6.8 7.0Thurmus aquaticus 水生棲熱菌水生棲熱菌 6.0 7.57.8 9.5Aspergillus niger 黑曲霉黑曲霉 1.5 5.

23、06.0 9.0一般放線菌一般放線菌 5.0 7.08.0 10.0一般酵母菌一般酵母菌 3.0 5.06.0 8.0不同微生物的生長(zhǎng)pH值范圍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(guò)程中，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(guò)程中，對(duì)對(duì)pH值的要求也不同。值的要求也不同。在發(fā)酵工業(yè)中，控制在發(fā)酵工業(yè)中，控制pH值尤其重要，值尤其重要，舉例：舉例：Aspergillus niger在在pH22.5范圍時(shí)有利于合成檸檬酸，當(dāng)在范圍時(shí)有利于合成檸檬酸，當(dāng)在pH2.56.5范圍內(nèi)時(shí)以菌體生長(zhǎng)為主，而在范圍內(nèi)時(shí)以菌體生長(zhǎng)為主，而在pH7.0時(shí)，則以合成草酸時(shí)，則以合成草酸為主。為主。

24、 丙酮丁醇梭菌在丙酮丁醇梭菌在pH5.57.0范圍時(shí)，以菌體生長(zhǎng)為主，而范圍時(shí)，以菌體生長(zhǎng)為主，而在在pH4.35.3范圍內(nèi)才進(jìn)行丙酮丁醇發(fā)酵。范圍內(nèi)才進(jìn)行丙酮丁醇發(fā)酵。 微生物微生物 生長(zhǎng)最適生長(zhǎng)最適pH 合成抗生素最適合成抗生素最適pH灰色鏈霉菌灰色鏈霉菌6.36.96.77.3紅霉素鏈霉菌紅霉素鏈霉菌6.67.06.87.3產(chǎn)黃青霉產(chǎn)黃青霉6.57.26.26.8金霉素鏈霉菌金霉素鏈霉菌6.16.65.96.3龜裂鏈霉菌龜裂鏈霉菌6.06.65.86.1灰黃青霉灰黃青霉6.47.06.26.5生長(zhǎng)的最適生長(zhǎng)的最適pHpH值與發(fā)酵的最適值與發(fā)酵的最適pHpH值值同一種微生物在不同的生長(zhǎng)階段

25、和不同生理生化過(guò)程中，同一種微生物在不同的生長(zhǎng)階段和不同生理生化過(guò)程中，對(duì)環(huán)境對(duì)環(huán)境pHpH值要求不同。值要求不同。例如：丙酮丁醇梭菌例如：丙酮丁醇梭菌 在在pHpH值值=5.57.0=5.57.0時(shí)，以菌體生長(zhǎng)為主時(shí)，以菌體生長(zhǎng)為主 在在pHpH值值=4.35.3=4.35.3時(shí)，進(jìn)行丙酮丁醇發(fā)酵時(shí)，進(jìn)行丙酮丁醇發(fā)酵同一種微生物由于環(huán)境同一種微生物由于環(huán)境pHpH值不同，可能積累不同的代謝值不同，可能積累不同的代謝產(chǎn)物。產(chǎn)物。例如：黑曲霉例如：黑曲霉pHpH值值=23=23時(shí)，產(chǎn)物以檸檬酸為主，只產(chǎn)少量草酸。時(shí)，產(chǎn)物以檸檬酸為主，只產(chǎn)少量草酸。pHpH值在值在7 7左右時(shí)，產(chǎn)物以草酸為主，只

26、產(chǎn)少量檸檬酸。左右時(shí)，產(chǎn)物以草酸為主，只產(chǎn)少量檸檬酸。6.3.36.3.3微生物細(xì)胞內(nèi)的微生物細(xì)胞內(nèi)的pHpH值值雖然微生物生活的環(huán)境雖然微生物生活的環(huán)境pH值范圍較寬，但值范圍較寬，但是其細(xì)胞內(nèi)的是其細(xì)胞內(nèi)的pH值卻相當(dāng)穩(wěn)定，一般都接近值卻相當(dāng)穩(wěn)定，一般都接近中性。中性。這種維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定中性這種維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定中性pH值的特性能夠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)酶所需要的最適細(xì)胞內(nèi)酶所需要的最適pH值。值。微生物胞內(nèi)酶微生物胞內(nèi)酶的最適的最適pHpH值一般為中性，值一般為中性，胞外酶的最適胞外酶的最適pH值值接近環(huán)境接近環(huán)境pH值

27、。值。6.3.4 6.3.4 微生物的生命活動(dòng)對(duì)環(huán)境微生物的生命活動(dòng)對(duì)環(huán)境pHpH值的影響值的影響微生物在生長(zhǎng)過(guò)程中也會(huì)使外界環(huán)境的微生物在生長(zhǎng)過(guò)程中也會(huì)使外界環(huán)境的pHpH值發(fā)生改變，原因：值發(fā)生改變，原因：由于有機(jī)物分解：由于有機(jī)物分解：分解糖類(lèi)、脂肪等，分解糖類(lèi)、脂肪等，產(chǎn)生酸性物質(zhì)，使培養(yǎng)液產(chǎn)生酸性物質(zhì)，使培養(yǎng)液pHpH值下降；值下降；分解分解蛋白質(zhì)、尿素等，產(chǎn)生堿性物質(zhì)，使培養(yǎng)液蛋白質(zhì)、尿素等，產(chǎn)生堿性物質(zhì)，使培養(yǎng)液pHpH值上升值上升由于無(wú)機(jī)鹽選擇性吸收：由于無(wú)機(jī)鹽選擇性吸收：銨鹽吸收（銨鹽吸收（(NH4)2SO4 H2SO4），）， pHpH硝酸鹽吸收硝酸鹽吸收(NaNO3 Na

28、OH)， pHpH培養(yǎng)過(guò)程中調(diào)節(jié)培養(yǎng)過(guò)程中調(diào)節(jié)pHpH值的措施值的措施過(guò)酸時(shí)：加入堿或適量氮源，提高通氣量。過(guò)酸時(shí)：加入堿或適量氮源，提高通氣量。過(guò)堿時(shí)：加入酸或適量碳源，降低通氣量。過(guò)堿時(shí)：加入酸或適量碳源，降低通氣量。NH4+被吸收被吸收NO3+被吸收被吸收配制培養(yǎng)基時(shí)調(diào)整配制培養(yǎng)基時(shí)調(diào)整pHpH值的措施：值的措施：6.3.5 酸堿添加劑的抑菌機(jī)理酸堿添加劑的抑菌機(jī)理酸類(lèi)物質(zhì)：酸類(lèi)物質(zhì)：無(wú)機(jī)酸：與無(wú)機(jī)酸：與H+濃度成正比的高氫離子濃度，可引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(lèi)起菌體表面蛋白的變性和核酸的水解，并破壞酶類(lèi)的活性的活性有機(jī)酸：與不電離的部分

29、成正比有機(jī)酸：與不電離的部分成正比,故有時(shí)有機(jī)酸的故有時(shí)有機(jī)酸的抑菌效果抑菌效果無(wú)機(jī)酸。作為食品防腐劑的有機(jī)酸如苯無(wú)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)。用，從而抑制微生物的生長(zhǎng)。堿類(lèi)物質(zhì)：強(qiáng)堿可引起蛋白質(zhì)、核酸大分子變性、堿類(lèi)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)中常用石灰水解，以殺死或抑制微生物。食品工業(yè)中常用石灰水、水、NaOH、Na2CO3等作為機(jī)器、工具以及冷藏庫(kù)等作為機(jī)器、工具以及冷藏庫(kù)的消毒劑。的消毒劑。水活度：在相同的溫度、壓力下，體系

30、中溶液的水的蒸汽水活度：在相同的溫度、壓力下，體系中溶液的水的蒸汽壓與純水的蒸汽壓之比壓與純水的蒸汽壓之比,即即A=p/p0.微生物生長(zhǎng)的水活度范圍微生物生長(zhǎng)的水活度范圍 ： A=0.630.99 各種微生物生長(zhǎng)的最低水活度值各種微生物生長(zhǎng)的最低水活度值 微生物微生物最低最低 A A 值值 微生物微生物最低最低 A A 值值一般細(xì)菌一般細(xì)菌一般酵母菌一般酵母菌一般霉菌一般霉菌 0.90 0.90 0.88 0.88 0.80 0.80 嗜鹽細(xì)菌嗜鹽細(xì)菌干生性霉菌干生性霉菌耐滲透壓酵母耐滲透壓酵母 0.75 0.75 0.65 0.65 0.63 0.636.4 6.4 水分水分滲透壓和干燥都涉

31、及到水分含量和水活度，它滲透壓和干燥都涉及到水分含量和水活度，它們對(duì)微生物的生長(zhǎng)都有很大的影響。們對(duì)微生物的生長(zhǎng)都有很大的影響。干燥對(duì)微生物的影響干燥對(duì)微生物的影響:干燥抑制微生物生長(zhǎng)或造成其死亡的原因：干燥抑制微生物生長(zhǎng)或造成其死亡的原因：干燥能引起微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的變性和鹽類(lèi)干燥能引起微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的變性和鹽類(lèi)等物質(zhì)濃度提高，從而抑制生長(zhǎng)或造成微生物等物質(zhì)濃度提高，從而抑制生長(zhǎng)或造成微生物死亡死亡6.5干燥對(duì)微生物的影響干燥對(duì)微生物的影響微生物對(duì)干燥的抵抗力與以下因素有關(guān)：微生物對(duì)干燥的抵抗力與以下因素有關(guān)：v溫度：溫度： 在相同的干燥環(huán)境下，溫度高，微生物易死亡，在相同的干燥環(huán)境下

32、，溫度高，微生物易死亡，而在低溫下不易死亡（例如冷凍干燥保藏菌種）而在低溫下不易死亡（例如冷凍干燥保藏菌種）v干燥速度：干燥速度快，微生物不易死亡，反之，易死亡干燥速度：干燥速度快，微生物不易死亡，反之，易死亡v基質(zhì)：在不同基質(zhì)中對(duì)干燥的抵抗力不同，含有糖、淀粉、基質(zhì)：在不同基質(zhì)中對(duì)干燥的抵抗力不同，含有糖、淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)時(shí)，不易死亡。蛋白質(zhì)等物質(zhì)時(shí)，不易死亡。v微生物種類(lèi)及生長(zhǎng)時(shí)期：產(chǎn)莢膜菌比不產(chǎn)莢膜菌抗性強(qiáng)；微生物種類(lèi)及生長(zhǎng)時(shí)期：產(chǎn)莢膜菌比不產(chǎn)莢膜菌抗性強(qiáng)；小型、厚壁細(xì)胞的微生物比長(zhǎng)型、薄壁細(xì)胞的微生物抗性強(qiáng)；小型、厚壁細(xì)胞的微生物比長(zhǎng)型、薄壁細(xì)胞的微生物抗性強(qiáng)；細(xì)菌的芽孢、真菌的孢子

33、比營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞抗干燥性很強(qiáng)；老齡菌細(xì)菌的芽孢、真菌的孢子比營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞抗干燥性很強(qiáng)；老齡菌比幼齡菌抗性強(qiáng)。比幼齡菌抗性強(qiáng)。細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)濃度與胞外溶液的溶質(zhì)濃度相等時(shí)，為等滲溶細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)濃度與胞外溶液的溶質(zhì)濃度相等時(shí)，為等滲溶液液,溶液的溶質(zhì)濃度高于胞內(nèi)溶質(zhì)濃度為高滲溶液溶液的溶質(zhì)濃度高于胞內(nèi)溶質(zhì)濃度為高滲溶液,溶液的溶液的溶質(zhì)濃度低于胞內(nèi)溶質(zhì)濃度為低滲溶液溶質(zhì)濃度低于胞內(nèi)溶質(zhì)濃度為低滲溶液.在等滲溶液中在等滲溶液中,微生物的活動(dòng)保持正常微生物的活動(dòng)保持正常,細(xì)胞外形不變細(xì)胞外形不變?cè)诟邼B溶液中在高滲溶液中,細(xì)胞易失水細(xì)胞易失水,脫水后發(fā)生質(zhì)壁分離脫水后發(fā)生質(zhì)壁分離,生長(zhǎng)受抑生長(zhǎng)受抑制或死亡制或死亡.(鹽

34、漬和糖漬保藏食品鹽漬和糖漬保藏食品)在低滲溶液中在低滲溶液中,細(xì)胞吸水膨脹細(xì)胞吸水膨脹,甚至導(dǎo)致細(xì)胞破裂死亡甚至導(dǎo)致細(xì)胞破裂死亡.6.6 滲透壓對(duì)微生物的影響滲透壓對(duì)微生物的影響滲透壓與溶質(zhì)的種類(lèi)及濃度有關(guān)滲透壓與溶質(zhì)的種類(lèi)及濃度有關(guān):o 溶質(zhì)濃度高溶質(zhì)濃度高,滲透壓大滲透壓大. o不同種類(lèi)的溶質(zhì)形成的滲透壓大小不同不同種類(lèi)的溶質(zhì)形成的滲透壓大小不同,小分子溶液比大小分子溶液比大分子溶液滲透壓大；離子溶液比分子溶液滲透壓大；相同分子溶液滲透壓大；離子溶液比分子溶液滲透壓大；相同含量的鹽、糖、蛋白質(zhì)所形成的溶液滲透壓為含量的鹽、糖、蛋白質(zhì)所形成的溶液滲透壓為 鹽鹽糖糖蛋蛋白質(zhì)。白質(zhì)。 對(duì)于一般微

35、生物來(lái)說(shuō)，在含鹽對(duì)于一般微生物來(lái)說(shuō)，在含鹽5%30%或含糖或含糖30%80%的高滲條件下可抑制或殺死某些微生物。但各種的高滲條件下可抑制或殺死某些微生物。但各種微生物承受滲透壓的能力不同，有些能在高滲條件下生長(zhǎng)，微生物承受滲透壓的能力不同，有些能在高滲條件下生長(zhǎng)，稱(chēng)其為耐高滲微生物。稱(chēng)其為耐高滲微生物。細(xì)菌中的嗜鹽菌：細(xì)菌中的嗜鹽菌：能在能在15%30%的鹽溶液中生長(zhǎng)，主要分布在鹽湖、死海、的鹽溶液中生長(zhǎng)，主要分布在鹽湖、死海、海水和鹽場(chǎng)及腌漬菜中。又分為：海水和鹽場(chǎng)及腌漬菜中。又分為：o低嗜鹽菌：能在低嗜鹽菌：能在2%5% 鹽溶液中生長(zhǎng)鹽溶液中生長(zhǎng)o中嗜鹽菌：中嗜鹽菌： 5%20%o 極端嗜

36、鹽菌：極端嗜鹽菌： 20%30% 高糖環(huán)境下生長(zhǎng)的微生物：高糖環(huán)境下生長(zhǎng)的微生物：o 花蜜酵母菌和某些霉菌能在花蜜酵母菌和某些霉菌能在60%80% 的糖溶液中生長(zhǎng)的糖溶液中生長(zhǎng)o產(chǎn)甘油的耐高滲酵母能在產(chǎn)甘油的耐高滲酵母能在20%40%的糖蜜中生長(zhǎng)的糖蜜中生長(zhǎng)輻射：是能量通過(guò)空間傳遞的一種物理現(xiàn)象。輻射：是能量通過(guò)空間傳遞的一種物理現(xiàn)象。與微生物有關(guān)的輻射：與微生物有關(guān)的輻射：電磁輻射：可見(jiàn)光、紫外光，電磁輻射：可見(jiàn)光、紫外光，電離輻射：電離輻射：、射線射線 。6.7 6.7 輻射輻射6.7.1 6.7.1 電磁輻射：電磁輻射：(1) (1) 可見(jiàn)光：可見(jiàn)光：波長(zhǎng)在波長(zhǎng)在400800400800

37、nmnm的電磁輻射為可見(jiàn)光。的電磁輻射為可見(jiàn)光。大部分微生物不需要光，少數(shù)菌需要光作為能大部分微生物不需要光，少數(shù)菌需要光作為能源。源。一般來(lái)講，可見(jiàn)光對(duì)大多數(shù)化能微生物沒(méi)有影一般來(lái)講，可見(jiàn)光對(duì)大多數(shù)化能微生物沒(méi)有影響，但是，太強(qiáng)或連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間照射也會(huì)導(dǎo)致微生響，但是，太強(qiáng)或連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間照射也會(huì)導(dǎo)致微生物死亡（光氧化作用）。物死亡（光氧化作用）。(2) (2) 紫外線（）紫外線（）波長(zhǎng)在波長(zhǎng)在100 400nm100 400nm的電磁輻射為紫外線。的電磁輻射為紫外線。紫外線殺菌或誘變?cè)恚鹤贤饩€殺菌或誘變?cè)恚鹤贤饩€作用于紫外線作用于DNA DNA ，使其產(chǎn)生胸腺嘧啶二聚體，引起，使其產(chǎn)生胸腺嘧啶二聚體，引起DNADNA結(jié)結(jié)構(gòu)變形，阻礙正常的堿基配對(duì)，從而造成構(gòu)變形，阻礙正常的堿基配對(duì)，從而造成微生物變異或死亡。微生物變異或死亡。紫外線會(huì)使空氣中的分子氧變成臭氧，臭氧釋放的原子氧紫外線會(huì)使空氣中的分子氧變成臭氧，臭氧釋放的原子氧有殺菌作用。有殺菌作用。其中波長(zhǎng)在其中波長(zhǎng)在260 280260 280nmnm處的紫外線殺菌力最強(qiáng)。主要因?yàn)樘幍淖贤饩€殺菌力最強(qiáng)。主要因?yàn)楹怂幔ê怂幔―NADNA、RNARNA）的吸