免疫學(xué) 11復(fù)件 復(fù)件 07 微生物生長及其控制

1、第六章第六章 微生物的生長及其控制微生物的生長及其控制主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：第一節(jié)：測定生長繁殖的方式第一節(jié)：測定生長繁殖的方式第二節(jié)：微生物的生長規(guī)律第二節(jié)：微生物的生長規(guī)律第三節(jié)：影響微生物生長的主要因素第三節(jié)：影響微生物生長的主要因素第四節(jié)：有害微生物的控制第四節(jié)：有害微生物的控制第二節(jié)、微生物的生長規(guī)律由于微生物細(xì)胞極其微小，研究其個(gè)體生長存在著由于微生物細(xì)胞極其微小，研究其個(gè)體生長存在著技術(shù)上的困難，解決這一難題的方法是使得某一研技術(shù)上的困難，解決這一難題的方法是使得某一研究微生物群體中的所有個(gè)體細(xì)胞盡可能都處于同樣究微生物群體中的所有個(gè)體細(xì)胞盡可能都處于同樣細(xì)胞生長期和分裂周期中。細(xì)

2、胞生長期和分裂周期中。一、微生物的個(gè)體生長和同步生長一、微生物的個(gè)體生長和同步生長同步培養(yǎng)法同步培養(yǎng)法: :能使培養(yǎng)物中所有微生物都處于能使培養(yǎng)物中所有微生物都處于相同的相同的生長階段生長階段的培養(yǎng)方法。的培養(yǎng)方法。同步細(xì)胞群體在任何一時(shí)刻都處在細(xì)胞周期的同一相，彼此間同步細(xì)胞群體在任何一時(shí)刻都處在細(xì)胞周期的同一相，彼此間形態(tài)、生化特征都很一致，因而是細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)形態(tài)、生化特征都很一致，因而是細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)等研究的良好材料。等研究的良好材料。 同步培養(yǎng)法通常分為同步培養(yǎng)法通常分為選擇法選擇法和和誘導(dǎo)法誘導(dǎo)法。 化學(xué)誘導(dǎo)物理誘導(dǎo)誘導(dǎo)法誘導(dǎo)法過濾法區(qū)帶密度梯度離心法膜洗脫法篩

3、選法篩選法同步培養(yǎng)法同步培養(yǎng)法獲得同步生獲得同步生長的方法：長的方法：獲得同步生長的方法主要有兩類：環(huán)境條件誘導(dǎo)法：變換溫度、光線、培養(yǎng)基等。造成與正常細(xì)胞周期不同的周期變化。選擇法：選擇性過濾、梯度離心。物理方法，隨機(jī)選擇，不影響細(xì)胞代謝。硝酸纖維素薄膜法硝酸纖維素薄膜法 將菌液通過將菌液通過硝酸纖維素薄膜硝酸纖維素薄膜，由于細(xì)菌與濾膜帶有不同的電，由于細(xì)菌與濾膜帶有不同的電荷，所以不同生長階段的細(xì)菌均能附著于膜上。荷，所以不同生長階段的細(xì)菌均能附著于膜上。 翻轉(zhuǎn)薄膜，用新鮮培養(yǎng)液翻轉(zhuǎn)薄膜，用新鮮培養(yǎng)液濾過培養(yǎng)濾過培養(yǎng)。 附在膜上之細(xì)菌分裂，分裂后的子細(xì)胞不與薄膜直接接觸，附在膜上之細(xì)菌分裂

4、，分裂后的子細(xì)胞不與薄膜直接接觸，由于其本身的質(zhì)量，加上所帶的培養(yǎng)液的質(zhì)量，便會落到收集由于其本身的質(zhì)量，加上所帶的培養(yǎng)液的質(zhì)量，便會落到收集器內(nèi)。器內(nèi)。 收集器在短時(shí)間內(nèi)收集器在短時(shí)間內(nèi)收集收集的細(xì)菌處于同一分裂階段。用此細(xì)菌的細(xì)菌處于同一分裂階段。用此細(xì)菌接種培養(yǎng)，便可獲得同步培養(yǎng)物。接種培養(yǎng)，便可獲得同步培養(yǎng)物。 選擇法選擇法離心沉降分離法離心沉降分離法 處于同一生長階段的同步細(xì)胞，處于同一生長階段的同步細(xì)胞，其體積其體積和質(zhì)量大致相等和質(zhì)量大致相等，處于不同生理階段的，處于不同生理階段的細(xì)胞，細(xì)胞，體積和質(zhì)量體積和質(zhì)量大小不等大小不等.子細(xì)胞與成子細(xì)胞與成熟細(xì)胞大小差別較大，通過離心沉

5、降，熟細(xì)胞大小差別較大，通過離心沉降，易于分開。然后用相同大小的細(xì)胞進(jìn)行易于分開。然后用相同大小的細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)便可獲得同步培養(yǎng)物。培養(yǎng)便可獲得同步培養(yǎng)物。 誘導(dǎo)法誘導(dǎo)法 采用采用物理、化學(xué)因子物理、化學(xué)因子使微生物細(xì)胞進(jìn)行到某個(gè)生使微生物細(xì)胞進(jìn)行到某個(gè)生長階段而停下來，然后再去除該因子，以達(dá)到誘導(dǎo)微生長階段而停下來，然后再去除該因子，以達(dá)到誘導(dǎo)微生物細(xì)胞同步生長的目的。主要通過控制環(huán)境條件如溫度、物細(xì)胞同步生長的目的。主要通過控制環(huán)境條件如溫度、營養(yǎng)物質(zhì)等來誘導(dǎo)同步生長。營養(yǎng)物質(zhì)等來誘導(dǎo)同步生長。同步生長能否無限的維持下去？同步生長能否無限的維持下去？ 由于同步群體內(nèi)細(xì)胞個(gè)體之間的差異，同步生

6、長由于同步群體內(nèi)細(xì)胞個(gè)體之間的差異，同步生長不能無限的維持，往往會逐漸破壞，最多能維持不能無限的維持，往往會逐漸破壞，最多能維持2 23 3個(gè)世代后，群體內(nèi)的各個(gè)細(xì)胞個(gè)體就會因?yàn)樯L周期個(gè)世代后，群體內(nèi)的各個(gè)細(xì)胞個(gè)體就會因?yàn)樯L周期的代時(shí)差異而處于不同的生長階段，出現(xiàn)非同步生長。的代時(shí)差異而處于不同的生長階段，出現(xiàn)非同步生長。細(xì)菌的同步生長與非同步生長細(xì)菌的同步生長與非同步生長二、單細(xì)胞微生物的典型生長曲線二、單細(xì)胞微生物的典型生長曲線 將少量細(xì)菌接種到一個(gè)恒定容積的、新鮮液體培養(yǎng)將少量細(xì)菌接種到一個(gè)恒定容積的、新鮮液體培養(yǎng)基中，在適宜的條件下培養(yǎng)，定時(shí)取樣測定細(xì)菌含量，基中，在適宜的條件下培

7、養(yǎng)，定時(shí)取樣測定細(xì)菌含量，如果以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，以細(xì)菌數(shù)目的對數(shù)或生長如果以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，以細(xì)菌數(shù)目的對數(shù)或生長速度為縱坐標(biāo)作圖，可以得到曲線，這稱為速度為縱坐標(biāo)作圖，可以得到曲線，這稱為生長曲線生長曲線。 生長曲線可以分為生長曲線可以分為延遲期延遲期、對數(shù)期對數(shù)期、穩(wěn)定期與衰亡穩(wěn)定期與衰亡期期。生生 長長 曲曲 線線 的的 制制 作作 ：接接 種種適適 溫溫 培培 養(yǎng)養(yǎng)定定 時(shí)時(shí) 取取 樣樣 測測定定 生生 長長 量量生長曲線的制作生長曲線的制作典型的生長曲線典型的生長曲線 （Growth curve）延延滯滯期期對對數(shù)數(shù)期期穩(wěn)定期穩(wěn)定期衰亡期衰亡期時(shí)期的劃分：按照生長速率常數(shù)不同時(shí)期

8、的劃分：按照生長速率常數(shù)不同細(xì)菌生長曲線各時(shí)期特點(diǎn)細(xì)菌生長曲線各時(shí)期特點(diǎn)又稱停滯期、調(diào)整期、適應(yīng)期又稱停滯期、調(diào)整期、適應(yīng)期1.現(xiàn)象現(xiàn)象：活菌數(shù)沒增加，曲線平行于橫軸。活菌數(shù)沒增加，曲線平行于橫軸。2.特點(diǎn)：特點(diǎn)：生長速率常數(shù)生長速率常數(shù)= 0細(xì)胞形態(tài)變大或增長細(xì)胞形態(tài)變大或增長細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)RNA特別是特別是rRNA含量增高，原生質(zhì)嗜堿性增強(qiáng)含量增高，原生質(zhì)嗜堿性增強(qiáng)合成代謝活躍，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶合成代謝活躍，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶對外界不良條件敏感，（如溫度、抗生素等化學(xué)藥物）對外界不良條件敏感，（如溫度、抗生素等化學(xué)藥物）3.原因：原因：適應(yīng)新的環(huán)境條件，合成新的酶，積累必要的中間產(chǎn)物適應(yīng)新的環(huán)境條件，

9、合成新的酶，積累必要的中間產(chǎn)物、延滯期、延滯期菌種菌種 ： 繁殖速度較快的菌種的延滯期一般較短；繁殖速度較快的菌種的延滯期一般較短；接種物菌齡接種物菌齡 ： 用對數(shù)生長期的菌種接種時(shí)，其延滯期較短，用對數(shù)生長期的菌種接種時(shí)，其延滯期較短，甚至檢查不到延滯期；甚至檢查不到延滯期；接種量：接種量：一般來說，一般來說， 接種量增大可縮短甚至消除延滯期接種量增大可縮短甚至消除延滯期（發(fā)酵工業(yè)上一般采用發(fā)酵工業(yè)上一般采用1/10的接種量）；的接種量）；培養(yǎng)基成分：培養(yǎng)基成分： 在營養(yǎng)成分豐富的天然培養(yǎng)基上生長的延在營養(yǎng)成分豐富的天然培養(yǎng)基上生長的延滯期比在合成培養(yǎng)基上生長時(shí)短；滯期比在合成培養(yǎng)基上生長時(shí)

10、短；接種后培養(yǎng)基成分有較大接種后培養(yǎng)基成分有較大變化時(shí)，會使延滯期加長，所以發(fā)酵工業(yè)上盡量使發(fā)酵培養(yǎng)基變化時(shí)，會使延滯期加長，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。的成分與種子培養(yǎng)基接近。影響延滯期長短的因素：影響延滯期長短的因素：增加接種量；增加接種量； （群體優(yōu)勢（群體優(yōu)勢-適應(yīng)性增強(qiáng)）適應(yīng)性增強(qiáng)） 采用對數(shù)生長期的健壯菌種采用對數(shù)生長期的健壯菌種；調(diào)整培養(yǎng)基的成分調(diào)整培養(yǎng)基的成分，在種子基中加入發(fā)酵培養(yǎng)基的某些，在種子基中加入發(fā)酵培養(yǎng)基的某些成分。成分。選用繁殖快的菌種選用繁殖快的菌種在食品工業(yè)上，盡量在此期進(jìn)行消毒或滅菌在食品工業(yè)上，盡量在此期進(jìn)行消毒或滅菌在實(shí)際生產(chǎn)中

11、用哪些方法來縮短或消除遲緩期？在實(shí)際生產(chǎn)中用哪些方法來縮短或消除遲緩期？ 、對數(shù)期、對數(shù)期又稱：指數(shù)期又稱：指數(shù)期 現(xiàn)象：現(xiàn)象：細(xì)胞數(shù)目以幾何級數(shù)增加，其對數(shù)與時(shí)間呈直線關(guān)系。細(xì)胞數(shù)目以幾何級數(shù)增加，其對數(shù)與時(shí)間呈直線關(guān)系。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：a、生長速率常數(shù)最大，即代時(shí)最短、生長速率常數(shù)最大，即代時(shí)最短b、細(xì)胞進(jìn)行、細(xì)胞進(jìn)行平衡生長平衡生長，菌體大小、形態(tài)、生理菌體大小、形態(tài)、生理 特征等比較一致特征等比較一致c、代謝最旺盛、代謝最旺盛d、細(xì)胞對理化因素較敏感、細(xì)胞對理化因素較敏感影響微生物生長代時(shí)長短的因素影響微生物生長代時(shí)長短的因素（1）菌種：）菌種：不同菌種的代時(shí)差別很大不同菌種的代時(shí)差別很

12、大 (2)營養(yǎng)成分營養(yǎng)成分:同一微生物在不同的培養(yǎng)基上的代時(shí)不同。同一微生物在不同的培養(yǎng)基上的代時(shí)不同。（3）營養(yǎng)物濃度：）營養(yǎng)物濃度：同時(shí)影響微生物生長的速度和生同時(shí)影響微生物生長的速度和生長總量。長總量。：凡是處于較低濃度范圍內(nèi)，可影響生：凡是處于較低濃度范圍內(nèi)，可影響生 長速率和菌體產(chǎn)量的營養(yǎng)物就稱生長限制因子長速率和菌體產(chǎn)量的營養(yǎng)物就稱生長限制因子（4）培養(yǎng)溫度：）培養(yǎng)溫度：溫度對微生物的生長有重要的影響。溫度對微生物的生長有重要的影響。應(yīng)用意義：應(yīng)用意義：由于此時(shí)期的菌種比較健壯，增殖噬菌體的最適宿主菌由于此時(shí)期的菌種比較健壯，增殖噬菌體的最適宿主菌齡；生產(chǎn)上用作接種的最佳菌齡；齡；

13、生產(chǎn)上用作接種的最佳菌齡；發(fā)酵工業(yè)上盡量延長該期，以達(dá)到較高的菌體密度發(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)入此期食品工業(yè)上盡量使有害微生物不能進(jìn)入此期是生理代謝及是生理代謝及遺傳研究或進(jìn)行染色、形態(tài)觀察等遺傳研究或進(jìn)行染色、形態(tài)觀察等的良好的良好材料材料。、穩(wěn)定期、穩(wěn)定期又稱：恒定期或最高生長期又稱：恒定期或最高生長期特點(diǎn)：特點(diǎn)：新增殖的細(xì)胞數(shù)與老細(xì)胞的死亡數(shù)幾乎相等新增殖的細(xì)胞數(shù)與老細(xì)胞的死亡數(shù)幾乎相等，微生物的生長速，微生物的生長速率處于動態(tài)平衡，培養(yǎng)物中的細(xì)胞數(shù)目達(dá)到最高值。率處于動態(tài)平衡，培養(yǎng)物中的細(xì)胞數(shù)目達(dá)到最高值。細(xì)胞細(xì)胞分裂速度下降分裂速度

14、下降，開始積累內(nèi)含物，產(chǎn)芽孢的細(xì)菌開始產(chǎn)芽，開始積累內(nèi)含物，產(chǎn)芽孢的細(xì)菌開始產(chǎn)芽孢。孢。此時(shí)期的微生物此時(shí)期的微生物開始合成次生代謝產(chǎn)物開始合成次生代謝產(chǎn)物，對于發(fā)酵生產(chǎn)來說，對于發(fā)酵生產(chǎn)來說，一般在穩(wěn)定期的后期產(chǎn)物積累達(dá)到高峰，是最佳的收獲時(shí)期。一般在穩(wěn)定期的后期產(chǎn)物積累達(dá)到高峰，是最佳的收獲時(shí)期。穩(wěn)定期到來的原因穩(wěn)定期到來的原因營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的耗盡營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的耗盡;營養(yǎng)物的比例失調(diào)，如碳氮比不合適營養(yǎng)物的比例失調(diào)，如碳氮比不合適;有害代謝廢物的積累（酸、醇、毒素等）有害代謝廢物的積累（酸、醇、毒素等）物化條件（物化條件（pH、氧化還原勢等）不合適、氧化還原勢等）不合

15、適;應(yīng)用意義：應(yīng)用意義：1 1）發(fā)酵生產(chǎn)形成代謝產(chǎn)物的重要時(shí)期（抗生素、氨基酸等），）發(fā)酵生產(chǎn)形成代謝產(chǎn)物的重要時(shí)期（抗生素、氨基酸等），生產(chǎn)上應(yīng)盡量延長此期，提高產(chǎn)量，措施如下：生產(chǎn)上應(yīng)盡量延長此期，提高產(chǎn)量，措施如下： 補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)（補(bǔ)料）補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)（補(bǔ)料） 調(diào)調(diào)pH pH 調(diào)整溫度調(diào)整溫度 2）穩(wěn)定期細(xì)胞數(shù)目及產(chǎn)物積累達(dá)到最高。）穩(wěn)定期細(xì)胞數(shù)目及產(chǎn)物積累達(dá)到最高。 四、衰亡期四、衰亡期 細(xì)菌死亡率逐漸增加，以致死亡數(shù)大大超過新生數(shù)，細(xì)菌死亡率逐漸增加，以致死亡數(shù)大大超過新生數(shù)，群體中活細(xì)菌的數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)群體中活細(xì)菌的數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)“負(fù)生長負(fù)生長”，此階，此階段叫衰亡期，又稱死

16、亡期。段叫衰亡期，又稱死亡期。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1. 1.死亡期中有一段時(shí)間死亡期中有一段時(shí)間, , 活菌數(shù)按幾何級數(shù)下降活菌數(shù)按幾何級數(shù)下降, , 稱稱為為“對數(shù)死亡階段對數(shù)死亡階段”。 2.2.菌體菌體細(xì)胞產(chǎn)生或釋放出一些產(chǎn)物細(xì)胞產(chǎn)生或釋放出一些產(chǎn)物。如氨基酸、轉(zhuǎn)化。如氨基酸、轉(zhuǎn)化酶、抗生素、毒素等。酶、抗生素、毒素等。 3.3.菌體細(xì)胞有的菌體細(xì)胞有的開始自溶開始自溶，有的呈現(xiàn)多種形態(tài)，有的呈現(xiàn)多種形態(tài), ,有的有的產(chǎn)生畸形，細(xì)胞大小懸殊，有的細(xì)胞內(nèi)多液泡，有的產(chǎn)生畸形，細(xì)胞大小懸殊，有的細(xì)胞內(nèi)多液泡，有的細(xì)胞革蘭氏反應(yīng)陽性變成陰性反應(yīng)等。細(xì)胞革蘭氏反應(yīng)陽性變成陰性反應(yīng)等。微生物生長與代謝

17、產(chǎn)物形成的關(guān)系微生物生長與代謝產(chǎn)物形成的關(guān)系微生物發(fā)酵形成產(chǎn)物的過程與微生物細(xì)胞生長的過程并不總是一微生物發(fā)酵形成產(chǎn)物的過程與微生物細(xì)胞生長的過程并不總是一致的。一般認(rèn)為：致的。一般認(rèn)為：初級代謝，初級代謝，是給予生物能量和生成中間產(chǎn)物的過程，是給予生物能量和生成中間產(chǎn)物的過程，初級代謝產(chǎn)初級代謝產(chǎn)物的形物的形成往往與微生物細(xì)胞的形成過程同步，微生物生長的穩(wěn)定成往往與微生物細(xì)胞的形成過程同步，微生物生長的穩(wěn)定期是這些產(chǎn)物的最佳收獲時(shí)機(jī)；期是這些產(chǎn)物的最佳收獲時(shí)機(jī)；次級代謝產(chǎn)物，次級代謝產(chǎn)物，與微生物的生存、生長和繁殖無關(guān)。次級代謝產(chǎn)與微生物的生存、生長和繁殖無關(guān)。次級代謝產(chǎn)物的形成往往與微生物

18、細(xì)胞的形成過程不同步。在分批培養(yǎng)中，物的形成往往與微生物細(xì)胞的形成過程不同步。在分批培養(yǎng)中，它們的形成高峰往往在微生物生長穩(wěn)定期的后期或衰亡期。它們的形成高峰往往在微生物生長穩(wěn)定期的后期或衰亡期。 三、微生物的連續(xù)培養(yǎng)三、微生物的連續(xù)培養(yǎng) 分批培養(yǎng)分批培養(yǎng) ：將微生物置于一定容積的定量的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，：將微生物置于一定容積的定量的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)基一次性加入。不再補(bǔ)充和更換，最后一次性收獲。培養(yǎng)基一次性加入。不再補(bǔ)充和更換，最后一次性收獲。連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)：在微生物培養(yǎng)的過程中，：在微生物培養(yǎng)的過程中，不斷地供給新鮮的營養(yǎng)物不斷地供給新鮮的營養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)排除含菌體及代謝產(chǎn)物的發(fā)酵液，讓培養(yǎng)的

19、微生物長質(zhì)，同時(shí)排除含菌體及代謝產(chǎn)物的發(fā)酵液，讓培養(yǎng)的微生物長時(shí)間地處于對數(shù)生長期時(shí)間地處于對數(shù)生長期，以利于微生物的增殖速度和代謝活性，以利于微生物的增殖速度和代謝活性處于某種穩(wěn)定狀態(tài)。處于某種穩(wěn)定狀態(tài)。原理：當(dāng)微生物在單批培養(yǎng)方式下生長達(dá)到對數(shù)期后期時(shí)，原理：當(dāng)微生物在單批培養(yǎng)方式下生長達(dá)到對數(shù)期后期時(shí)，一方面以一方面以一定的速度流進(jìn)新鮮培養(yǎng)基并攪拌一定的速度流進(jìn)新鮮培養(yǎng)基并攪拌，另一方面以，另一方面以溢溢流方式流出培養(yǎng)液流方式流出培養(yǎng)液，使培養(yǎng)物達(dá)到動態(tài)平衡，其中的微生物，使培養(yǎng)物達(dá)到動態(tài)平衡，其中的微生物就能長期保持對數(shù)期的平衡生長狀態(tài)和穩(wěn)定的生長速率。就能長期保持對數(shù)期的平衡生長狀態(tài)

20、和穩(wěn)定的生長速率。單批培單批培養(yǎng)養(yǎng) 恒濁法恒濁法恒化法恒化法 單批培養(yǎng)單批培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)時(shí)間時(shí)間連續(xù)流入連續(xù)流入新鮮培養(yǎng)液新鮮培養(yǎng)液lg細(xì)胞數(shù)（個(gè)細(xì)胞數(shù)（個(gè)/ml）連續(xù)培連續(xù)培養(yǎng)養(yǎng) 連續(xù)培養(yǎng)原理連續(xù)培養(yǎng)原理連續(xù)連續(xù)培養(yǎng)培養(yǎng)器器按控制方式分按控制方式分按培養(yǎng)器的級數(shù)分按培養(yǎng)器的級數(shù)分按細(xì)胞狀態(tài)分按細(xì)胞狀態(tài)分按用途分按用途分內(nèi)控制（控制菌體密度）：恒濁器內(nèi)控制（控制菌體密度）：恒濁器外控制（控制培養(yǎng)液流速、以控制外控制（控制培養(yǎng)液流速、以控制生長速率）：恒化器生長速率）：恒化器單級連續(xù)培養(yǎng)器單級連續(xù)培養(yǎng)器多級連續(xù)培養(yǎng)器多級連續(xù)培養(yǎng)器一般連續(xù)培養(yǎng)器一般連續(xù)培養(yǎng)器固定化細(xì)胞連續(xù)培養(yǎng)器固定化細(xì)胞連

21、續(xù)培養(yǎng)器實(shí)驗(yàn)室科研用：連續(xù)培養(yǎng)器實(shí)驗(yàn)室科研用：連續(xù)培養(yǎng)器發(fā)酵生產(chǎn)用：連續(xù)發(fā)酵罐發(fā)酵生產(chǎn)用：連續(xù)發(fā)酵罐連續(xù)培養(yǎng)器的類型連續(xù)培養(yǎng)器的類型連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)恒化連續(xù)培養(yǎng)恒化連續(xù)培養(yǎng)概念概念：以：以恒定流速使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)濃度恒定恒定流速使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)濃度恒定而保持而保持細(xì)菌生長速細(xì)菌生長速率恒定率恒定的方法。的方法。 原理：原理：通過控制某一種營養(yǎng)物濃度通過控制某一種營養(yǎng)物濃度（如碳、氮源、生長因（如碳、氮源、生長因子等）子等） ，使其始終成為生長限制因子，而達(dá)到控制培養(yǎng)液，使其始終成為生長限制因子，而達(dá)到控制培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長速率條流速保持不變，并使微生物始終在低于其最

22、高生長速率條件下進(jìn)行生長繁殖。件下進(jìn)行生長繁殖。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：維持營養(yǎng)成分的亞適量，控制微維持營養(yǎng)成分的亞適量，控制微生物生長速率。生物生長速率。菌體生長速率恒定，菌菌體生長速率恒定，菌體均一、密度穩(wěn)定，產(chǎn)量低于最高菌體體均一、密度穩(wěn)定，產(chǎn)量低于最高菌體產(chǎn)量。產(chǎn)量。 應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍：實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究恒化連續(xù)培養(yǎng)恒化連續(xù)培養(yǎng)概念：概念：通過通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)基流速調(diào)節(jié)培養(yǎng)基流速，使培養(yǎng)液使培養(yǎng)液濁度保持恒定濁度保持恒定的連續(xù)培養(yǎng)方法。的連續(xù)培養(yǎng)方法。原理原理：通過調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入的速度和培養(yǎng)物流出通過調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入的速度和培養(yǎng)物流出的速度來維持菌濃度不變的速度來維持菌濃度不變,即

23、濁度不變。即濁度不變。主要采用恒濁主要采用恒濁器，當(dāng)濁度高時(shí)，使新鮮培養(yǎng)基的流速加快，濁度降器，當(dāng)濁度高時(shí)，使新鮮培養(yǎng)基的流速加快，濁度降低，則減慢培養(yǎng)基的流速。低，則減慢培養(yǎng)基的流速。連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)恒濁培養(yǎng)恒濁培養(yǎng) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：基質(zhì)過量，微生物始終以最高速率進(jìn)行基質(zhì)過量，微生物始終以最高速率進(jìn)行生長，生長，并可在允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密度并可在允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密度；但工藝復(fù)雜，煩瑣。但工藝復(fù)雜，煩瑣。 使用范圍：使用范圍：用于生產(chǎn)大量菌體、生產(chǎn)與菌體生用于生產(chǎn)大量菌體、生產(chǎn)與菌體生長相平行的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸、乙醇等。長相平行的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸、乙醇等。恒濁連續(xù)培養(yǎng)

24、恒濁連續(xù)培養(yǎng)裝置裝置控制對象控制對象培養(yǎng)培養(yǎng)基基培養(yǎng)基培養(yǎng)基流速流速生長速生長速率率產(chǎn)物產(chǎn)物應(yīng)用應(yīng)用范圍范圍恒濁器恒濁器 菌體密度菌體密度（內(nèi)控制）（內(nèi)控制）無限無限制生制生長因長因子子不恒定不恒定最高最高大量菌體大量菌體或與菌體或與菌體形成相平形成相平行的產(chǎn)物行的產(chǎn)物生產(chǎn)生產(chǎn)為主為主恒化器恒化器 培養(yǎng)基流培養(yǎng)基流速（外控速（外控制）制）有限有限制生制生長因長因子子恒定恒定低于最低于最高高不同生長不同生長速率的菌速率的菌體體實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室為室為主主恒濁器與恒化器的比較恒濁器與恒化器的比較連續(xù)發(fā)酵的優(yōu)、缺點(diǎn)連續(xù)發(fā)酵的優(yōu)、缺點(diǎn)相對于單批發(fā)酵而言，連續(xù)培養(yǎng)在生產(chǎn)應(yīng)用上的優(yōu)缺相對于單批發(fā)酵而言，連續(xù)培養(yǎng)在

25、生產(chǎn)應(yīng)用上的優(yōu)缺點(diǎn)。點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：高效，簡化了操作。自控：便于利用各種儀表進(jìn)行高效，簡化了操作。自控：便于利用各種儀表進(jìn)行自動控制；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、節(jié)約大量動力、人力、自動控制；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、節(jié)約大量動力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、電的負(fù)荷均衡合理。水和蒸汽，且使水、汽、電的負(fù)荷均衡合理。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 菌種易于退化；易于遭到雜菌污染；營菌種易于退化；易于遭到雜菌污染；營 養(yǎng)物利用率低于單批培養(yǎng)。養(yǎng)物利用率低于單批培養(yǎng)。 連續(xù)發(fā)酵的生產(chǎn)時(shí)間受以上因素限制，連續(xù)發(fā)酵的生產(chǎn)時(shí)間受以上因素限制，一般只能維持?jǐn)?shù)月一般只能維持?jǐn)?shù)月 1年。年。 第三節(jié)第三節(jié) 影響微生物生長的主要因素影響微生物生長的主要因

26、素 微生物的生長受到它們所處環(huán)境理化因素的極大影微生物的生長受到它們所處環(huán)境理化因素的極大影響。了解環(huán)境因素對微生物生長的影響，有助于說明微響。了解環(huán)境因素對微生物生長的影響，有助于說明微生物在自然界的分布，還可幫助我們采用相應(yīng)的方法控生物在自然界的分布，還可幫助我們采用相應(yīng)的方法控制微生物的活動。制微生物的活動。 一、一、 溫溫 度度溫度是影響微生物生長的一個(gè)重要因子。每種微生物溫度是影響微生物生長的一個(gè)重要因子。每種微生物都有都有3 3種基本溫度。種基本溫度。 最低最低生長溫度：低于這個(gè)溫度以下不再生長。生長溫度：低于這個(gè)溫度以下不再生長。 最適生長溫度最適生長溫度：某菌：某菌分裂代時(shí)最短

27、或生長數(shù)率最高分裂代時(shí)最短或生長數(shù)率最高時(shí)時(shí)的培養(yǎng)溫度。對同種微生物來說，最適生長溫度并非的培養(yǎng)溫度。對同種微生物來說，最適生長溫度并非一切生理過程的最適溫度。比如，一切生理過程的最適溫度。比如，最適生長溫度最適生長溫度可能不可能不是發(fā)酵速率或累積代謝產(chǎn)物的最高的時(shí)的培養(yǎng)溫度。是發(fā)酵速率或累積代謝產(chǎn)物的最高的時(shí)的培養(yǎng)溫度。最高最高生長溫度：在此溫度以上不可能生長。生長溫度：在此溫度以上不可能生長。 微生物不同生理活動要求不同溫度，所以，微生物不同生理活動要求不同溫度，所以， 最適生長最適生長溫度溫度 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。例如：例如： 在青霉素的生產(chǎn)中：培養(yǎng)在

28、青霉素的生產(chǎn)中：培養(yǎng)165小時(shí)采用小時(shí)采用分段控分段控制溫度制溫度的方法，其青霉素產(chǎn)量比始終在的方法，其青霉素產(chǎn)量比始終在30 培培養(yǎng)提高了養(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 。 微生物按其微生物按其最適合生長溫度最適合生長溫度范圍可分范圍可分為三類：為三類：低溫低溫微生物、微生物、中溫中溫微生物、微生物、高高溫溫微生物。微生物。 微生物的三種類型微生物的三種類型( (溫度）溫度）1、高溫對微生物的影響、高溫對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

29、蛋白質(zhì)不可逆變性，膜受熱出現(xiàn)小孔，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)（溶菌）。細(xì)胞結(jié)構(gòu)（溶菌）。微生物對熱的耐受力與以下因素有關(guān)微生物對熱的耐受力與以下因素有關(guān):(1)微生物種類及發(fā)育階段微生物種類及發(fā)育階段 嗜熱菌比其它類型的菌體抗熱嗜熱菌比其它類型的菌體抗熱有芽孢的細(xì)菌比無芽孢的菌抗熱有芽孢的細(xì)菌比無芽孢的菌抗熱微生物的繁殖結(jié)構(gòu)比營養(yǎng)結(jié)構(gòu)抗熱性強(qiáng)微生物的繁殖結(jié)構(gòu)比營養(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高溫與低溫對微生物的影響高溫與低溫對微生物的影響(2)微生物對熱的耐受力還受微生物對熱的耐受力還受環(huán)境條件環(huán)境條件的影響的影響 與培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分有關(guān)與培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分有關(guān)培養(yǎng)基中蛋白質(zhì)含量高時(shí)比較耐

30、熱培養(yǎng)基中蛋白質(zhì)含量高時(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)，容易死亡不適宜時(shí)，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)，不容易死含水量大時(shí)容易死亡，含水量小時(shí)，不容易死亡亡.與含菌量有關(guān)與含菌量有關(guān) 含菌量高，抗熱性增強(qiáng)，含菌量低，抗熱性含菌量高，抗熱性增強(qiáng)，含菌量低，抗熱性差。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，微生物易死熱處理時(shí)間長，微生物易死 亡。亡。 當(dāng)環(huán)境溫度低于微生物的最適生長溫度時(shí)，微生物當(dāng)環(huán)境溫度低于微生物的最適生長溫度時(shí)，微生物的生長繁殖停止，當(dāng)微生物的原生質(zhì)結(jié)構(gòu)并未破壞時(shí)，的生長繁殖停止，當(dāng)微生物

31、的原生質(zhì)結(jié)構(gòu)并未破壞時(shí)，不會很快造成死亡并能在較長時(shí)間內(nèi)保持活力，不會很快造成死亡并能在較長時(shí)間內(nèi)保持活力，當(dāng)溫當(dāng)溫度提高時(shí)，可以恢復(fù)正常的生命活動。度提高時(shí)，可以恢復(fù)正常的生命活動。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?？梢蚤L時(shí)間地保藏在和霉菌的瓊脂斜面菌種通?？梢蚤L時(shí)間地保藏在4的的冰箱中。冰箱中。 2、低溫對微生物的影響、低溫對微生物的影響當(dāng)溫度過低，當(dāng)溫度過低，造成微生物細(xì)胞凍結(jié)時(shí)，有的微生物會死亡。造成微生物細(xì)胞凍結(jié)時(shí)，有的微生物會死亡。造成死亡的原因：造成死亡的原因：凍結(jié)時(shí)細(xì)胞水分變成冰晶凍結(jié)時(shí)細(xì)胞水分變

32、成冰晶，冰晶對細(xì)胞膜產(chǎn)生機(jī)械損傷，冰晶對細(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)過程造成細(xì)胞脫水。凍結(jié)過程造成細(xì)胞脫水。 凍結(jié)速度對冰晶形成有很大影響，凍結(jié)速度對冰晶形成有很大影響，緩慢凍結(jié)緩慢凍結(jié)，形成的，形成的冰晶大，對細(xì)胞損傷大；冰晶大，對細(xì)胞損傷大；快速凍結(jié)快速凍結(jié)，形成的冰晶小、分布，形成的冰晶小、分布均勻，對細(xì)胞的損傷小，因此，利用快速凍結(jié)可以對一些均勻，對細(xì)胞的損傷小，因此，利用快速凍結(jié)可以對一些菌種進(jìn)行菌種進(jìn)行凍結(jié)保藏凍結(jié)保藏，一般情況下在菌懸液中再加一些甘油、，一般情況下在菌懸液中再加一些甘油、糖、牛奶、保護(hù)劑等可對菌種進(jìn)行長期保藏。糖、牛奶、保護(hù)劑等可對菌種進(jìn)行

33、長期保藏。微生物對氧的需要和耐受力在不同的類群微生物對氧的需要和耐受力在不同的類群中變化很大，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群把它們分為幾種類群: : 專性好氧菌專性好氧菌 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 ( (專性專性) )厭氧菌厭氧菌二、氧氣二、氧氣專性好氧菌專性好氧菌必須在有分子氧分子氧的條件下才能生長，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和過氧化氫酶。微好氧菌微好氧菌只能較低的氧分壓下才能正常生長較低的氧分壓下才能正常生長，通過呼吸鏈并以氧為最終氫受體而產(chǎn)能

34、。兼性厭氧菌兼性厭氧菌在有氧或無氧條件下均能生長有氧或無氧條件下均能生長，但有氧情況下生長得更好，在有氧時(shí)靠呼吸產(chǎn)能，無氧時(shí)接發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能；細(xì)胞含有SOD和過氧化氫酶。耐氧菌耐氧菌可在分子氧存在下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌可在分子氧存在下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌。生活不需。生活不需要氧，分子氧也對它無毒害。不具有呼吸鏈，依靠專性發(fā)酵要氧，分子氧也對它無毒害。不具有呼吸鏈，依靠專性發(fā)酵獲得能量。獲得能量。細(xì)胞內(nèi)存在細(xì)胞內(nèi)存在SOD和過氧化物酶和過氧化物酶，但缺乏過氧化，但缺乏過氧化氫酶。氫酶。 厭氧菌厭氧菌 分子氧對它有毒害，短期接觸空氣，也會抑制其生長分子氧對它有毒害，短期接觸空氣，也會抑制其生長

35、甚至致死。甚至致死。 在空氣或含有在空氣或含有10%CO2的空氣中，在固體培養(yǎng)基表面的空氣中，在固體培養(yǎng)基表面上不能生長，只有在其深層的無氧或低氧化還原電勢上不能生長，只有在其深層的無氧或低氧化還原電勢的環(huán)境下才能生長；生命活動所需能量通過發(fā)酵、無的環(huán)境下才能生長；生命活動所需能量通過發(fā)酵、無氧呼吸、循環(huán)光合磷酸化或甲烷發(fā)酵提供；氧呼吸、循環(huán)光合磷酸化或甲烷發(fā)酵提供；細(xì)胞內(nèi)缺細(xì)胞內(nèi)缺乏乏SOD和細(xì)胞色素氧化酶，大多數(shù)還缺乏過氧化氫酶和細(xì)胞色素氧化酶，大多數(shù)還缺乏過氧化氫酶。氧濃度對不同微生物生長的影響氧濃度對不同微生物生長的影響在培養(yǎng)不同類型的微生物時(shí)，要采用相應(yīng)的措施保證不同在培養(yǎng)不同類型的

36、微生物時(shí)，要采用相應(yīng)的措施保證不同微生物的生長。微生物的生長。培養(yǎng)好氧微生物：培養(yǎng)好氧微生物：需震蕩或通氣，保證充足的氧氣。需震蕩或通氣，保證充足的氧氣。培養(yǎng)專性厭氧微生物：培養(yǎng)專性厭氧微生物：需排除環(huán)境中的氧氣，同時(shí)需排除環(huán)境中的氧氣，同時(shí)在培養(yǎng)基中添加還原劑，降低培養(yǎng)基中的氧化還原電位勢。在培養(yǎng)基中添加還原劑，降低培養(yǎng)基中的氧化還原電位勢。培養(yǎng)兼性厭氧或耐氧微生物：培養(yǎng)兼性厭氧或耐氧微生物：可深層靜止培養(yǎng)?？缮顚屿o止培養(yǎng)。影響膜影響膜表面電荷的性質(zhì)及膜的通透性表面電荷的性質(zhì)及膜的通透性，進(jìn)而影響對物質(zhì)的，進(jìn)而影響對物質(zhì)的吸收能力。吸收能力。改變改變酶活、酶促反應(yīng)的速率及代謝途徑酶活、酶促反

37、應(yīng)的速率及代謝途徑：如：酵母菌在：如：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、酸。以上產(chǎn)甘油、酸。環(huán)境環(huán)境pHpH值還影響培養(yǎng)基中值還影響培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的營養(yǎng)物質(zhì)的離子化程度離子化程度，從而影，從而影響營養(yǎng)物質(zhì)吸收，響營養(yǎng)物質(zhì)吸收，或有毒物質(zhì)的毒性?；蛴卸疚镔|(zhì)的毒性。三、三、pHpH值值（一）環(huán)境（一）環(huán)境pHpH值對微生物生長的影響值對微生物生長的影響微生物的生長微生物的生長pH值范圍極廣，從值范圍極廣，從pH28都有微生物能生長都有微生物能生長.但但是絕大多數(shù)種類都生活在是絕大多數(shù)種類都生活在pH5.09.0之間。之間。微生物生長的微生物

38、生長的pH值三基點(diǎn)：值三基點(diǎn)：各種微生物都有其生長的各種微生物都有其生長的最低、最適和最高最低、最適和最高pH值值。（二（二) ) 不同微生物對不同微生物對pHpH要求不同要求不同不同的微生物最適生長的不同的微生物最適生長的pH值不同，值不同，根據(jù)微生根據(jù)微生物生長的最適物生長的最適pH值，將微生物分為：值，將微生物分為： 嗜堿微生物：嗜堿微生物：硝化細(xì)菌、尿素分解菌、多數(shù)放硝化細(xì)菌、尿素分解菌、多數(shù)放 線菌線菌 耐堿微生物：耐堿微生物：許多鏈霉菌許多鏈霉菌 中性微生物：中性微生物：絕大多數(shù)細(xì)菌，一部分真菌絕大多數(shù)細(xì)菌，一部分真菌 嗜酸微生物：嗜酸微生物：硫桿菌屬硫桿菌屬 耐酸微生物：耐酸微生

39、物：乳酸桿菌、醋酸桿菌乳酸桿菌、醋酸桿菌 微生物種類最低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 一些常見微生物生長的一些常見微生物生長的pHpH值范圍值范圍 同一種微生物在其不同的生長階段和不同的生理生化過程同一種微生物在其不同的生長階段和不同的生理生化過程 中，對中，對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值尤值尤 其重要其重要。 例如：黑曲霉例如：

40、黑曲霉在在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)以菌體生長為主，而在范圍內(nèi)時(shí)以菌體生長為主，而在pH7.0時(shí)，則以合時(shí)，則以合成草酸為主。成草酸為主。生長的最適生長的最適pHpH值與發(fā)酵的最適值與發(fā)酵的最適pHpH值值（三）微生物細(xì)胞內(nèi)的（三）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，但是其值范圍較寬，但是其細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞內(nèi)的pH值卻相當(dāng)穩(wěn)定，一般都接近中性。值卻相當(dāng)穩(wěn)定，一般都接近中性。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值的特性值的特性,能夠保持能夠保持細(xì)胞內(nèi)各種生物活性分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和

41、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)酶細(xì)胞內(nèi)酶所所需要的最適需要的最適pH值。值。微生物微生物胞內(nèi)酶胞內(nèi)酶的最適的最適pHpH值一般值一般為中性，為中性，胞外酶胞外酶的最適的最適pH值接近環(huán)境值接近環(huán)境pH值。值。（四）微生物的生命活動對環(huán)境四）微生物的生命活動對環(huán)境pHpH值的影響值的影響微生物在生長過程中也會使外界環(huán)境的微生物在生長過程中也會使外界環(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、脂肪等，分解糖類、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

42、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機(jī)鹽選擇性吸收由于無機(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 NaOH)， pHpHNH4+被吸收被吸收NO3+被吸收被吸收過酸時(shí)：過酸時(shí)：加入堿或適量氮源，提高通氣量。加入堿或適量氮源，提高通氣量。過堿時(shí)：過堿時(shí)：加入酸或適量碳源，降低通氣量。加入酸或適量碳源，降低通氣量。為什么可以提高或降低通氣量來調(diào)節(jié)為什么可以提高或降低通氣量來調(diào)節(jié)pH值的改變。值的改變。另外也可以運(yùn)用強(qiáng)酸和強(qiáng)堿物質(zhì)來抑制微生物的另外也可以運(yùn)用強(qiáng)酸和強(qiáng)堿物質(zhì)來抑制微生物的生長。生長。配制培養(yǎng)基

43、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：第四節(jié)第四節(jié) 有害微生物的控制有害微生物的控制消 毒（ 部 分 殺 滅 ）殺 菌 溶 菌滅 菌（ 徹 底 殺 滅 ）殺 滅防 腐（ 抑 制 霉 腐 微 生 物 ）化 療（ 抑 制 宿 主 體 內(nèi) 病 原 菌 ）抑 制除 菌控 制 有 害 菌 的 措 施幾個(gè)基本概念幾個(gè)基本概念滅菌滅菌采用強(qiáng)烈的理化因素使任何物體內(nèi)外部的采用強(qiáng)烈的理化因素使任何物體內(nèi)外部的一切微一切微生物生物失去其生長繁殖能力的措施失去其生長繁殖能力的措施，稱為滅菌。，稱為滅菌。消毒消毒采用較溫和的理化因素，采用較溫和的理化因素，僅殺死物體表面或內(nèi)部僅殺死物體表面或內(nèi)部的一部分的

44、一部分對人體有害的病原菌對人體有害的病原菌，而對被處理物體，而對被處理物體基本無害的措施，稱為消毒?；緹o害的措施，稱為消毒。防腐防腐 利用理化因素完全利用理化因素完全抑制抑制霉腐微生物霉腐微生物的生長的生長繁殖繁殖，從而達(dá)到防止物品發(fā)生霉腐的措施，從而達(dá)到防止物品發(fā)生霉腐的措施，稱為防腐。稱為防腐。化療化療 即化學(xué)治療。利用具有即化學(xué)治療。利用具有高度選擇毒力的化學(xué)高度選擇毒力的化學(xué)物質(zhì)抑制物質(zhì)抑制宿主體內(nèi)病原微生物宿主體內(nèi)病原微生物的生長繁殖的生長繁殖，以達(dá)到治療該傳染病的一種措施。以達(dá)到治療該傳染病的一種措施。1 1、高溫滅菌（消毒）法、高溫滅菌（消毒）法是最常用的物理是最常用的物理方法

45、。高溫可引起蛋白質(zhì)、核酸等活性大分方法。高溫可引起蛋白質(zhì)、核酸等活性大分子氧化或變性失活子氧化或變性失活, ,而導(dǎo)致微生物死亡。而導(dǎo)致微生物死亡。 一、常用的滅菌、消毒、抑菌及除菌的物理方法一、常用的滅菌、消毒、抑菌及除菌的物理方法（一）溫度（一）溫度火焰灼燒法烘箱熱空氣滅菌法干熱滅菌法巴氏消毒法煮沸消毒法間歇滅菌法高壓蒸汽滅菌法濕熱滅菌（消毒）法高溫滅菌（消毒）法干熱滅菌法干熱滅菌法焚燒法：焚燒法：是將被滅菌物品在火焰中燃燒，是將被滅菌物品在火焰中燃燒，使所有的生使所有的生物質(zhì)碳化物質(zhì)碳化。簡單、徹底，但對被滅菌物品的破壞極大。簡單、徹底，但對被滅菌物品的破壞極大。適用于無經(jīng)濟(jì)價(jià)值的物品滅菌

46、，及不怕燒的實(shí)驗(yàn)器具，適用于無經(jīng)濟(jì)價(jià)值的物品滅菌，及不怕燒的實(shí)驗(yàn)器具，如接種環(huán)、鑷子、試管或三角瓶口的滅菌等。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：干燥熱空氣滅菌法：將物品放入烘箱內(nèi)，然后升溫至將物品放入烘箱內(nèi)，然后升溫至150170 150170 ，維持，維持1212小時(shí)。小時(shí)。適用于玻璃、陶瓷和金屬物品的滅菌，不適合液體樣品，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(zhì)的滅菌。及棉花、紙張、纖維和橡膠類物質(zhì)的滅菌。濕熱法：濕熱法：特點(diǎn)：溫度低、時(shí)間短、滅菌效果高特點(diǎn)：溫度低、時(shí)間短、滅菌效果高原因：原因： 1) 蒸汽冷凝會放出大量的潛

47、熱；蒸汽冷凝會放出大量的潛熱； 2) 飽和水蒸汽穿透力強(qiáng)；飽和水蒸汽穿透力強(qiáng)； 3) 濕熱易破壞細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)大分子的穩(wěn)定濕熱易破壞細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)大分子的穩(wěn)定 性，主要破壞氫鍵結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致微生物蛋白性，主要破壞氫鍵結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致微生物蛋白 質(zhì)的變性。質(zhì)的變性。高壓蒸汽滅菌法高壓蒸汽滅菌法利用水的沸點(diǎn)隨水蒸氣壓力的增加而上升，以達(dá)到利用水的沸點(diǎn)隨水蒸氣壓力的增加而上升，以達(dá)到100 100 以上高溫滅菌的方法。以上高溫滅菌的方法。 方法：方法：121121（1kg/cm1kg/cm2 2或或1515磅磅/ /英寸英寸2 2）維持）維持15-20min15-20min。 112 112（0.5kg/cm0.

48、5kg/cm2 2或或8 8磅磅/ /英寸英寸2 2）20-30min20-30min。 115 115（0.75kg/cm0.75kg/cm2 2或或1111磅磅/ /英寸英寸2 2）20-30min20-30min。應(yīng)根據(jù)滅菌物品的性質(zhì)或成分選擇滅菌溫度應(yīng)根據(jù)滅菌物品的性質(zhì)或成分選擇滅菌溫度例如：例如：生理鹽水、營養(yǎng)瓊脂等培養(yǎng)基用生理鹽水、營養(yǎng)瓊脂等培養(yǎng)基用121 121 。 含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培養(yǎng)基用含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培養(yǎng)基用112 112 。適用：適用：耐高溫物品，玻璃儀器、含水或不含水的物品。耐高溫物品，玻璃儀器、含水或不含水的物品。 高高 壓壓 蒸蒸 汽汽 滅滅 菌菌

49、鍋鍋?zhàn)⒁馐马?xiàng)：注意事項(xiàng)：排凈冷空氣；排凈冷空氣； 滅菌終了，緩慢降壓；滅菌終了，緩慢降壓； 滅菌結(jié)束，趁熱取出物品。滅菌結(jié)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)基的影響及其防止措施高溫對培養(yǎng)基的不利影響：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會產(chǎn)生混濁或形成不溶性沉淀營養(yǎng)成分被破壞（營養(yǎng)成分被破壞（ POPO4 4-3-3存在，葡萄糖生成酮糖，存在，葡萄糖生成酮糖，菌不利用菌不利用）；）；色澤加深（褐變?nèi)绠a(chǎn)生氨基糖等）；色澤加深（褐變?nèi)绠a(chǎn)生氨基糖等）；改變培養(yǎng)基的改變培養(yǎng)基的pH值值（通常下降（通常下降0.20.2） ；形成有害物質(zhì)，抑制微生物生長；形成有害物質(zhì)

50、，抑制微生物生長；消除有害影響的措施消除有害影響的措施(p178) 采用特殊的加熱滅菌法采用特殊的加熱滅菌法 過濾除菌法過濾除菌法 加入螯合劑加入螯合劑煮沸消毒法煮沸消毒法將水加熱至將水加熱至100100，煮沸，煮沸15min30min15min30min，可殺死所有營養(yǎng)細(xì)胞，可殺死所有營養(yǎng)細(xì)胞和部分芽孢，達(dá)到消毒物的目的。和部分芽孢，達(dá)到消毒物的目的。 巴斯德消毒法巴斯德消毒法用較低的溫度來殺死其中的病源微生物，這樣既保持食用較低的溫度來殺死其中的病源微生物，這樣既保持食品的營養(yǎng)風(fēng)味，又進(jìn)行了消毒。品的營養(yǎng)風(fēng)味，又進(jìn)行了消毒。該法一般是將待消毒的液體食品置于該法一般是將待消毒的液體食品置于6

51、262處理處理30min30min，然后迅速冷卻。即可達(dá)到消毒目的。然后迅速冷卻。即可達(dá)到消毒目的。 低溫長時(shí)法低溫長時(shí)法(Low temperature long time,LTLT): 62.930min處理牛奶處理牛奶高溫瞬時(shí)法（高溫瞬時(shí)法（Hightemperatureshorttime,HTST):71.615s處理牛奶處理牛奶超高溫巴斯德滅菌法超高溫巴斯德滅菌法(Ultrapasteurization):讓液體食品停留在讓液體食品停留在140左右左右3-4s，急劇冷卻至，急劇冷卻至75，經(jīng)勻質(zhì)化后冷卻至經(jīng)勻質(zhì)化后冷卻至20。間歇滅菌法：間歇滅菌法： 將待滅菌物品在將待滅菌物品在80

52、-10080-100蒸煮蒸煮15-60min15-60min，冷，冷卻后擱置室溫（卻后擱置室溫（28-3728-37）下過夜，并重復(fù)以上）下過夜，并重復(fù)以上過程三遍以上。過程三遍以上。 其蒸煮過程可殺死微生物的營養(yǎng)體，但不能其蒸煮過程可殺死微生物的營養(yǎng)體，但不能殺死芽胞，室溫過夜促使殘留的芽孢萌發(fā)成營殺死芽胞，室溫過夜促使殘留的芽孢萌發(fā)成營養(yǎng)體，再經(jīng)蒸煮過程可殺死新的營養(yǎng)體；循環(huán)養(yǎng)體，再經(jīng)蒸煮過程可殺死新的營養(yǎng)體；循環(huán)三次以上可保證徹底滅菌的目的。三次以上可保證徹底滅菌的目的。 適用于不耐高溫的物品滅菌，如不適于高壓適用于不耐高溫的物品滅菌，如不適于高壓滅菌的特殊培養(yǎng)基、藥品的滅菌。滅菌的特殊

53、培養(yǎng)基、藥品的滅菌。 缺點(diǎn)是麻煩缺點(diǎn)是麻煩、費(fèi)時(shí)。、費(fèi)時(shí)。低溫低溫低溫是通過降低酶反應(yīng)速度使微生物生長低溫是通過降低酶反應(yīng)速度使微生物生長受到抑制。受到抑制。冷藏法：冷藏法：55，微生物斜面菌種放置冷藏箱中可保，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)中采用冷凍法：食品工業(yè)中采用-10-10左右的冷凍溫度較左右的冷凍溫度較長時(shí)間地保藏食品；冷凍法也可用作菌種保藏，但長時(shí)間地保藏食品；冷凍法也可用作菌種保藏，但所需溫度更低，如所需溫度更低，如-80-80低溫冰箱、或低溫冰箱、或-78-78干冰、干冰、或或-80-80液氮中

54、冷凍保存。液氮中冷凍保存。2 2、低溫抑菌、低溫抑菌采用濾孔比細(xì)菌還小的篩子或?yàn)V膜作成各種過濾器，當(dāng)空采用濾孔比細(xì)菌還小的篩子或?yàn)V膜作成各種過濾器，當(dāng)空氣或液體流經(jīng)篩子或?yàn)V膜時(shí)，微生物不能通過濾孔而被阻氣或液體流經(jīng)篩子或?yàn)V膜時(shí)，微生物不能通過濾孔而被阻留在一側(cè)，從而達(dá)到滅菌的目的。但不能除去病毒。留在一側(cè)，從而達(dá)到滅菌的目的。但不能除去病毒。實(shí)驗(yàn)室中常用的濾器：實(shí)驗(yàn)室中常用的濾器：濾膜過濾器、蔡氏過濾器、玻璃過濾器、磁土過濾膜過濾器、蔡氏過濾器、玻璃過濾器、磁土過濾器等。濾器等。過濾介質(zhì)：醋酸纖維素膜、硝酸纖維素膜、聚丙過濾介質(zhì)：醋酸纖維素膜、硝酸纖維素膜、聚丙烯膜；以及石棉板、燒結(jié)陶瓷、燒結(jié)

55、玻璃等。烯膜；以及石棉板、燒結(jié)陶瓷、燒結(jié)玻璃等。濾器孔徑：常用濾器孔徑：常用0 0.22 .22 m 、0.45 m 。應(yīng)用應(yīng)用：對于含酶、血清、維生素和氨基酸等熱敏對于含酶、血清、維生素和氨基酸等熱敏物質(zhì)物質(zhì)（二）過濾除菌法（二）過濾除菌法紫外線滅菌紫外線滅菌使用紫外燈照射，可以根據(jù)使用紫外燈照射，可以根據(jù)1W/M31W/M3來計(jì)算劑量，若來計(jì)算劑量，若以面積計(jì)算，一般以面積計(jì)算，一般3030W W的紫外燈可用于的紫外燈可用于1515M2M2的房間的房間消毒，照射時(shí)間為消毒，照射時(shí)間為20302030分鐘，有效照射距離為分鐘，有效照射距離為1 1米左右。米左右。射線滅菌射線滅菌Co60Co6

56、0放射性元素可放出放射性元素可放出射線。射線。滅菌劑量：滅菌劑量：20502050KGYKGY（三）輻射（三）輻射二、常用的控菌方法二、常用的控菌方法消毒劑消毒劑: :可以可以抑制或殺滅抑制或殺滅微生物，但對人體也可能產(chǎn)生有害作用微生物，但對人體也可能產(chǎn)生有害作用的化學(xué)試劑的化學(xué)試劑.主要用于抑制或殺滅物體表面、器械、排泄物和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。環(huán)境中的微生物。防腐劑防腐劑: :可以可以抑制或阻止抑制或阻止微生物生長，但對人體或動物體的毒性微生物生長，但對人體或動物體的毒性較低的化學(xué)藥劑較低的化學(xué)藥劑.用于肌體表面，如皮膚、粘膜、傷口等處用于肌體表面，如皮

57、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。防止感染，也有的用于食品、飲料藥品的防腐作用。（一）一）消毒劑和防腐劑消毒劑和防腐劑消毒劑和防腐劑間的界限已并不很嚴(yán)格消毒劑和防腐劑間的界限已并不很嚴(yán)格.消毒防腐劑的作用機(jī)理消毒防腐劑的作用機(jī)理一般有下列三種方式一般有下列三種方式:使微生物蛋白質(zhì)凝固變性使微生物蛋白質(zhì)凝固變性,發(fā)生沉淀發(fā)生沉淀.如酒精等如酒精等.破壞菌體的酶系統(tǒng)破壞菌體的酶系統(tǒng),影響菌體代謝影響菌體代謝.如過氧化氫等如過氧化氫等.降低微生物表面張力降低微生物表面張力,增加細(xì)胞膜的通透性增加細(xì)胞膜的通透性,使細(xì)胞發(fā)生使細(xì)胞發(fā)生破裂或溶解破裂或溶解.如來蘇兒等酚類物質(zhì)如來蘇兒等酚類物質(zhì). 類型 名稱及使用方法 作用原理 應(yīng)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