微生物的生長及控制(1)

1、第七章第七章微生物的生長及其控制微生物的生長及其控制u 第一節(jié)、微生物的培養(yǎng)方法u 第二節(jié)、微生物的生長規(guī)律u 第三節(jié)、微生物的生長的測定u 第四節(jié)、環(huán)境對微生物生長的影響u 第五節(jié)、有害微生物的控制生物個(gè)體由小到大的增長，即表現(xiàn)為細(xì)胞組分生物個(gè)體由小到大的增長，即表現(xiàn)為細(xì)胞組分與量方面結(jié)構(gòu)在的增加與量方面結(jié)構(gòu)在的增加 生長生長（量變）（量變）指生物個(gè)體數(shù)目的增加指生物個(gè)體數(shù)目的增加 繁殖繁殖（質(zhì)變）（質(zhì)變） 在單細(xì)胞微生物中，生長繁殖的速度很快，而且兩者在單細(xì)胞微生物中，生長繁殖的速度很快，而且兩者始終交替進(jìn)行，個(gè)體生長與繁殖的界限難以劃清，因此實(shí)始終交替進(jìn)行，個(gè)體生長與繁殖的界限難以劃清，

2、因此實(shí)際上常以際上常以群體生長群體生長作為作為衡量微生物生長的指標(biāo)衡量微生物生長的指標(biāo)。注：這一。注：這一點(diǎn)與研究大生物時(shí)有所不同。點(diǎn)與研究大生物時(shí)有所不同。 個(gè)體生長個(gè)體生長 個(gè)體繁殖個(gè)體繁殖 群體生長群體生長 微生物生長微生物生長 = = 個(gè)體生長個(gè)體生長 + + 個(gè)體繁殖個(gè)體繁殖一、微生物純培養(yǎng)的分離一、微生物純培養(yǎng)的分離 平板劃線分離法平板劃線分離法 稀釋倒平板法稀釋倒平板法 單孢子或單細(xì)胞分離法單孢子或單細(xì)胞分離法 利用選擇性培養(yǎng)基分離法利用選擇性培養(yǎng)基分離法 平板劃線分離法平板劃線分離法 用接種環(huán)以無菌操作沾取少許待分離的材料，在無菌平板用接種環(huán)以無菌操作沾取少許待分離的材料，在無

3、菌平板表面進(jìn)行平行劃線、扇形劃線或其他形式的連續(xù)劃線表面進(jìn)行平行劃線、扇形劃線或其他形式的連續(xù)劃線 ，如果，如果劃線適宜的話，微生物能一一分散，經(jīng)培養(yǎng)后，可在平板表面劃線適宜的話，微生物能一一分散，經(jīng)培養(yǎng)后，可在平板表面得到單菌落。得到單菌落。 稀釋倒平板法稀釋倒平板法 單孢子或單細(xì)胞分離法單孢子或單細(xì)胞分離法 采取顯微分離法從混雜群體中直接分離單個(gè)細(xì)胞或單個(gè)個(gè)采取顯微分離法從混雜群體中直接分離單個(gè)細(xì)胞或單個(gè)個(gè)體進(jìn)行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)。體進(jìn)行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)。 在顯微鏡下使用單孢子分離器進(jìn)行機(jī)械操作，挑取單孢子或單細(xì)胞進(jìn)在顯微鏡下使用單孢子分離器進(jìn)行機(jī)械操作，挑取單孢子或單細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)。也可以采

4、用特制的毛細(xì)管在載玻片的瓊脂涂層上選取單孢子并行培養(yǎng)。也可以采用特制的毛細(xì)管在載玻片的瓊脂涂層上選取單孢子并切割下來，然后移到合適的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。切割下來，然后移到合適的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。 選擇性培養(yǎng)基分離法選擇性培養(yǎng)基分離法 各種微生物對不同的化學(xué)試劑、染料、抗生素等具有不同各種微生物對不同的化學(xué)試劑、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力，利用這些特性可配制合適某種微生物而限制其它的抵抗能力，利用這些特性可配制合適某種微生物而限制其它微生物生長的選擇培養(yǎng)基，用它來培養(yǎng)微生物以獲得純培養(yǎng)。微生物生長的選擇培養(yǎng)基，用它來培養(yǎng)微生物以獲得純培養(yǎng)。 微生物純培養(yǎng)分離方法的比較微生物純培養(yǎng)分離方法的比較分

5、離方法分離方法應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍平皿劃線法平皿劃線法方法簡便，多用于分離細(xì)菌方法簡便，多用于分離細(xì)菌稀釋倒平皿法稀釋倒平皿法即可定性，又可定量，用途廣泛即可定性，又可定量，用途廣泛單細(xì)胞挑取法單細(xì)胞挑取法局限于高度專業(yè)化的科學(xué)研究局限于高度專業(yè)化的科學(xué)研究利用選擇培養(yǎng)基法利用選擇培養(yǎng)基法適用于分離某些生理類型較特殊的適用于分離某些生理類型較特殊的微生物微生物二、微生物的培養(yǎng)方法二、微生物的培養(yǎng)方法 按物按物理狀態(tài)理狀態(tài)好氧菌好氧菌一般適用于兼性厭氧一般適用于兼性厭氧1 1、實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)法、實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)法常用于實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)菌種常用于實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)擴(kuò)大培養(yǎng)2 2、工業(yè)生產(chǎn)培養(yǎng)法、工業(yè)生產(chǎn)培養(yǎng)法固態(tài)

6、培養(yǎng)法固態(tài)培養(yǎng)法液態(tài)培養(yǎng)法液態(tài)培養(yǎng)法好氧菌的曲法培養(yǎng)好氧菌的曲法培養(yǎng)厭氧菌的堆積培養(yǎng)法厭氧菌的堆積培養(yǎng)法淺盤培養(yǎng)：淺盤培養(yǎng)：青霉素、檸檬酸青霉素、檸檬酸深層液體通氣培養(yǎng)深層液體通氣培養(yǎng)廣泛使用廣泛使用制曲釀酒制曲釀酒同步培養(yǎng)法同步培養(yǎng)法：使群體中的細(xì)胞處于比較一致的同樣使群體中的細(xì)胞處于比較一致的同樣的生長發(fā)育階段上，使大多數(shù)細(xì)胞達(dá)到同時(shí)生長或的生長發(fā)育階段上，使大多數(shù)細(xì)胞達(dá)到同時(shí)生長或分裂的培養(yǎng)方法。分裂的培養(yǎng)方法。同步生長：以同步培養(yǎng)方法使群體細(xì)胞能處于同一同步生長：以同步培養(yǎng)方法使群體細(xì)胞能處于同一生長階段，并同時(shí)進(jìn)行分裂的生長方式生長階段，并同時(shí)進(jìn)行分裂的生長方式 通過同步培養(yǎng)方法獲得

7、的細(xì)胞被稱為通過同步培養(yǎng)方法獲得的細(xì)胞被稱為 同步細(xì)胞或同步培養(yǎng)物同步細(xì)胞或同步培養(yǎng)物一、同步培養(yǎng)一、同步培養(yǎng)1 1、同步培養(yǎng)的方法、同步培養(yǎng)的方法獲得同步生長細(xì)胞的方法獲得同步生長細(xì)胞的方法機(jī)械方法機(jī)械方法 離心方法離心方法過濾分離法過濾分離法硝酸纖維素濾膜法硝酸纖維素濾膜法硝硝酸酸纖纖維維素素濾濾膜膜法法離離心心法法 溫度溫度培養(yǎng)基成份控制培養(yǎng)基成份控制光照和黑暗交替培養(yǎng)光照和黑暗交替培養(yǎng) 誘導(dǎo)法誘導(dǎo)法（環(huán)境條件（環(huán)境條件控制技術(shù)）控制技術(shù)）2 2、同步生長、同步生長同步生長：表現(xiàn)為階梯式的曲線；同步生長：表現(xiàn)為階梯式的曲線；隨即生長：表現(xiàn)為直線隨即生長：表現(xiàn)為直線由于細(xì)胞的個(gè)體差異，同步

8、生長往由于細(xì)胞的個(gè)體差異，同步生長往往只能維持往只能維持2-3個(gè)世代，隨后又逐漸個(gè)世代，隨后又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機(jī)生長。轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機(jī)生長。 同步培養(yǎng)物常被用來研究在單同步培養(yǎng)物常被用來研究在單個(gè)細(xì)胞上難以研究的生理與遺傳特個(gè)細(xì)胞上難以研究的生理與遺傳特性和作為工業(yè)發(fā)酵的種子，它是一性和作為工業(yè)發(fā)酵的種子，它是一種理想的材料。種理想的材料。二、細(xì)菌群體的生長規(guī)律二、細(xì)菌群體的生長規(guī)律典型生長曲線典型生長曲線微生物的特點(diǎn)：微生物的特點(diǎn)： 個(gè)體微小個(gè)體微小肉眼看到或接觸到的微生物是成千上肉眼看到或接觸到的微生物是成千上萬個(gè)單個(gè)的微生物組成的群體。萬個(gè)單個(gè)的微生物組成的群體。微生物接種是群體接種，接種后的生長

9、微生物接種是群體接種，接種后的生長是微生物群體繁殖生長。是微生物群體繁殖生長。對細(xì)菌群體生長規(guī)律的了解是對其進(jìn)行研究與利用的基礎(chǔ)。對細(xì)菌群體生長規(guī)律的了解是對其進(jìn)行研究與利用的基礎(chǔ)。 基本概念：基本概念：分批培養(yǎng)分批培養(yǎng) 是微生物培養(yǎng)的一種方式。指的是在三角瓶或者發(fā)酵罐等培養(yǎng)容器中，放入一定量的培養(yǎng)基，接種微生物細(xì)胞，置于合適的條件下進(jìn)行培養(yǎng)。整個(gè)培養(yǎng)過程中，既沒有新鮮培養(yǎng)基的加入，也沒有內(nèi)部培養(yǎng)物的移出，最后一次性收獲細(xì)胞或者代謝產(chǎn)物的培養(yǎng)過程。對分批培養(yǎng)條件下的微生物生長進(jìn)行測定：對分批培養(yǎng)條件下的微生物生長進(jìn)行測定：定時(shí)取樣測定細(xì)胞數(shù)量，以定時(shí)取樣測定細(xì)胞數(shù)量，以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)培養(yǎng)時(shí)間

10、為橫坐標(biāo)，以，以細(xì)胞細(xì)胞數(shù)量的對數(shù)為縱坐標(biāo)數(shù)量的對數(shù)為縱坐標(biāo)作圖，得到一條反映細(xì)菌在整個(gè)培養(yǎng)期作圖，得到一條反映細(xì)菌在整個(gè)培養(yǎng)期間生長規(guī)律的曲線。間生長規(guī)律的曲線。 生長曲線生長曲線一條典型的細(xì)菌生長曲線可以分為四個(gè)生長時(shí)期：一條典型的細(xì)菌生長曲線可以分為四個(gè)生長時(shí)期： 延滯期，對數(shù)期，穩(wěn)定期延滯期，對數(shù)期，穩(wěn)定期和和衰亡期衰亡期生長曲線可分：生長曲線可分：遲緩期遲緩期對數(shù)期對數(shù)期 衰亡期衰亡期 穩(wěn)定期穩(wěn)定期 1.1.延滯期延滯期將少量菌種接入新鮮培養(yǎng)基后，在開始一段時(shí)間內(nèi)菌數(shù)不立即增加，或增將少量菌種接入新鮮培養(yǎng)基后，在開始一段時(shí)間內(nèi)菌數(shù)不立即增加，或增加很少，生長速度接近于零。也稱加很少，

11、生長速度接近于零。也稱延遲期、適應(yīng)期延遲期、適應(yīng)期。l 細(xì)胞生理特點(diǎn)：細(xì)胞生理特點(diǎn)： 分裂遲緩、菌體大、分裂遲緩、菌體大、DNADNA含量高代謝活躍含量高代謝活躍 細(xì)胞處于活躍生長中，只是分裂遲緩，此階段后期，少數(shù)細(xì)胞開始分裂，細(xì)胞處于活躍生長中，只是分裂遲緩，此階段后期，少數(shù)細(xì)胞開始分裂，曲線略有上升。曲線略有上升。l 出現(xiàn)的原因：出現(xiàn)的原因： 為了調(diào)整代謝（需要合成多種酶，輔酶和某些中間代謝產(chǎn)物）為了調(diào)整代謝（需要合成多種酶，輔酶和某些中間代謝產(chǎn)物）l 影響因素：影響因素： 菌種的遺傳性、菌齡、接種量、及移種前后所處的環(huán)境條件等。菌種的遺傳性、菌齡、接種量、及移種前后所處的環(huán)境條件等。l

12、縮短意義：縮短意義：可以縮短生產(chǎn)周期，提高設(shè)備利用率?？梢钥s短生產(chǎn)周期，提高設(shè)備利用率。l 縮短措施：縮短措施：1 1）增加接種量）增加接種量 2 2）調(diào)整營養(yǎng)成分）調(diào)整營養(yǎng)成分 3 3）采用對數(shù)期的種子接種）采用對數(shù)期的種子接種 4 4）選用繁殖快的菌種）選用繁殖快的菌種 把細(xì)菌接種到新鮮的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時(shí)，并不把細(xì)菌接種到新鮮的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時(shí)，并不立即進(jìn)行分裂繁殖，細(xì)菌增殖數(shù)為，這時(shí)需要立即進(jìn)行分裂繁殖，細(xì)菌增殖數(shù)為，這時(shí)需要合成多種酶，輔酶和某些中間代合成多種酶，輔酶和某些中間代謝產(chǎn)物，要經(jīng)過一個(gè)調(diào)整和適應(yīng)過程謝產(chǎn)物，要經(jīng)過一個(gè)調(diào)整和適應(yīng)過程 。延滯期出現(xiàn)原因2.2.對數(shù)期對數(shù)期以以最大的

13、速率最大的速率生長和分裂，細(xì)菌數(shù)量呈對數(shù)增加，細(xì)菌內(nèi)各成分按比例生長和分裂，細(xì)菌數(shù)量呈對數(shù)增加，細(xì)菌內(nèi)各成分按比例有規(guī)律地增加，表現(xiàn)為平衡生長。有規(guī)律地增加，表現(xiàn)為平衡生長。l 細(xì)胞的生理特點(diǎn)：細(xì)胞的生理特點(diǎn)： 細(xì)胞生長速率最大細(xì)胞生長速率最大，細(xì)胞數(shù)量呈指數(shù)增加，細(xì)胞數(shù)量呈指數(shù)增加 均衡生長均衡生長：個(gè)體形態(tài)、化學(xué)組成和生理特性等均一致：個(gè)體形態(tài)、化學(xué)組成和生理特性等均一致 代時(shí)（代時(shí)（G，世代時(shí)間，增代時(shí)間）或倍增時(shí)間：最短世代時(shí)間，增代時(shí)間）或倍增時(shí)間：最短 酶系活躍，代謝旺盛酶系活躍，代謝旺盛l 出現(xiàn)原因：出現(xiàn)原因：細(xì)胞完成生理調(diào)整，基質(zhì)營養(yǎng)和環(huán)境適宜細(xì)胞完成生理調(diào)整，基質(zhì)營養(yǎng)和環(huán)境適

14、宜 l可作為代謝生理等研究材料，增殖酵母菌的最適材料，作為發(fā)酵的種可作為代謝生理等研究材料，增殖酵母菌的最適材料，作為發(fā)酵的種子可縮短延遲期。子可縮短延遲期。l影響影響指數(shù)期指數(shù)期代時(shí)長短的因素代時(shí)長短的因素 1） 菌種：菌種：不同的微生物及微生物的不同菌株代時(shí)不同不同的微生物及微生物的不同菌株代時(shí)不同 2） 營養(yǎng)成分：營養(yǎng)成分：營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中生長代時(shí)短營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中生長代時(shí)短 3） 營養(yǎng)物濃度：營養(yǎng)物濃度： 低濃度（低濃度（0.12.0mg/ml）影響菌體產(chǎn)量、生長速率）影響菌體產(chǎn)量、生長速率 提高濃度（提高濃度（2.08.0mg/ml）影響菌體產(chǎn)量）影響菌體產(chǎn)量 進(jìn)一步提高不影響菌

15、體產(chǎn)量、生長速率進(jìn)一步提高不影響菌體產(chǎn)量、生長速率 生長限制因子：凡處于低濃度范圍內(nèi)可影響菌體產(chǎn)量、生長限制因子：凡處于低濃度范圍內(nèi)可影響菌體產(chǎn)量、R的某營養(yǎng)物的某營養(yǎng)物 4） 培養(yǎng)溫度：培養(yǎng)溫度：在一定范圍，生長速率與培養(yǎng)溫度呈正相關(guān)在一定范圍，生長速率與培養(yǎng)溫度呈正相關(guān)3.3.穩(wěn)定期穩(wěn)定期l 出現(xiàn)原因：出現(xiàn)原因：營養(yǎng)尤其生長限制因子的消耗，營養(yǎng)物比例失調(diào)，有害代謝產(chǎn)營養(yǎng)尤其生長限制因子的消耗，營養(yǎng)物比例失調(diào)，有害代謝產(chǎn)物積累，物積累， Ph值等理化條件不適值等理化條件不適l 細(xì)胞生理特點(diǎn)：細(xì)胞生理特點(diǎn)： 分裂速度降低分裂速度降低 活細(xì)胞數(shù)達(dá)到最大值活細(xì)胞數(shù)達(dá)到最大值 開始積累儲(chǔ)藏物質(zhì)開始積

16、累儲(chǔ)藏物質(zhì) 積累發(fā)酵產(chǎn)物（次生代謝物，對數(shù)期積累發(fā)酵產(chǎn)物（次生代謝物，對數(shù)期-菌體生長期，穩(wěn)定期菌體生長期，穩(wěn)定期-代謝產(chǎn)物合成期）代謝產(chǎn)物合成期） 芽孢細(xì)菌產(chǎn)生芽孢芽孢細(xì)菌產(chǎn)生芽孢l 實(shí)踐意義：實(shí)踐意義：生產(chǎn)收獲時(shí)期（菌體及相平行的代謝產(chǎn)物）；細(xì)胞物質(zhì)生物測生產(chǎn)收獲時(shí)期（菌體及相平行的代謝產(chǎn)物）；細(xì)胞物質(zhì)生物測定；促進(jìn)連續(xù)培養(yǎng)原理提出和工藝技術(shù)創(chuàng)建定；促進(jìn)連續(xù)培養(yǎng)原理提出和工藝技術(shù)創(chuàng)建活細(xì)胞數(shù)保持動(dòng)態(tài)平衡（活細(xì)胞數(shù)保持動(dòng)態(tài)平衡（正生長和負(fù)生長相等正生長和負(fù)生長相等），生長曲線進(jìn)入平坦階），生長曲線進(jìn)入平坦階段，菌體產(chǎn)量與營養(yǎng)物質(zhì)的消耗間呈有規(guī)律的比例關(guān)系。段，菌體產(chǎn)量與營養(yǎng)物質(zhì)的消耗間呈有規(guī)

17、律的比例關(guān)系。l細(xì)胞生理特點(diǎn)：細(xì)胞生理特點(diǎn)：1）個(gè)體死亡的速度超過新生的速度）個(gè)體死亡的速度超過新生的速度(繁殖數(shù)繁殖數(shù)死亡數(shù)死亡數(shù))，整個(gè)群體就呈現(xiàn)出，整個(gè)群體就呈現(xiàn)出負(fù)生長（負(fù)生長（R合成速度合成速度l細(xì)菌生長曲線的用途：細(xì)菌生長曲線的用途： 研究上研究上 生產(chǎn)上生產(chǎn)上4.4.衰亡期衰亡期穩(wěn)定期后如再繼續(xù)培養(yǎng)，細(xì)菌死亡率逐漸增加，以致死亡數(shù)大大超過穩(wěn)定期后如再繼續(xù)培養(yǎng)，細(xì)菌死亡率逐漸增加，以致死亡數(shù)大大超過新生數(shù)，總活菌數(shù)明顯下降，稱為衰亡期。新生數(shù)，總活菌數(shù)明顯下降，稱為衰亡期。 三、連續(xù)培養(yǎng)三、連續(xù)培養(yǎng)反映的是分批培養(yǎng)時(shí)的典型生長曲線生長規(guī)律反映的是分批培養(yǎng)時(shí)的典型生長曲線生長規(guī)律將微

18、生物置于一定容積的培養(yǎng)基中，經(jīng)過培養(yǎng)生將微生物置于一定容積的培養(yǎng)基中，經(jīng)過培養(yǎng)生長，最后一次收獲長，最后一次收獲培養(yǎng)基一次加入，不予補(bǔ)充，不再更換，導(dǎo)致出現(xiàn)穩(wěn)定培養(yǎng)基一次加入，不予補(bǔ)充，不再更換，導(dǎo)致出現(xiàn)穩(wěn)定期和衰亡期。期和衰亡期。我們期望：長期保持對數(shù)生長期的平衡生長狀態(tài)。我們期望：長期保持對數(shù)生長期的平衡生長狀態(tài)。n連續(xù)培養(yǎng)：連續(xù)培養(yǎng)：在一定恒定的容積的流動(dòng)系統(tǒng)中培養(yǎng)微生物，在在一定恒定的容積的流動(dòng)系統(tǒng)中培養(yǎng)微生物，在分批培養(yǎng)達(dá)到對數(shù)期的后期時(shí)，一方面以一定速率不斷地加分批培養(yǎng)達(dá)到對數(shù)期的后期時(shí)，一方面以一定速率不斷地加入新的培養(yǎng)基，另一方面又以相同的速率流出培養(yǎng)物（菌體入新的培養(yǎng)基，另一

19、方面又以相同的速率流出培養(yǎng)物（菌體和代謝產(chǎn)物），以使培養(yǎng)系統(tǒng)中的細(xì)胞數(shù)量和營養(yǎng)狀態(tài)保持和代謝產(chǎn)物），以使培養(yǎng)系統(tǒng)中的細(xì)胞數(shù)量和營養(yǎng)狀態(tài)保持恒定。恒定。n連續(xù)培養(yǎng)用于生產(chǎn)實(shí)踐就稱連續(xù)培養(yǎng)用于生產(chǎn)實(shí)踐就稱連續(xù)發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵. eg：丙酮丁醇發(fā)酵、酒精發(fā)酵：丙酮丁醇發(fā)酵、酒精發(fā)酵 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率，縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率， 節(jié)省培菌工作，便于自動(dòng)控制等，節(jié)省培菌工作，便于自動(dòng)控制等， 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。高效、節(jié)約產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。高效、節(jié)約 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 營養(yǎng)物利用率一般低于單批培養(yǎng)營養(yǎng)物利用率一般低于單批培養(yǎng) 染菌問題染菌問題 菌種退化問題等菌種退化問題等 微生物生長表現(xiàn)為微

20、生物數(shù)量或質(zhì)量的變化，通過此類指微生物生長表現(xiàn)為微生物數(shù)量或質(zhì)量的變化，通過此類指標(biāo)測定可以了解微生物的生長狀況，如：標(biāo)測定可以了解微生物的生長狀況，如：1 1、評價(jià)培養(yǎng)條件、營養(yǎng)物質(zhì)等對微生物生長的影響；、評價(jià)培養(yǎng)條件、營養(yǎng)物質(zhì)等對微生物生長的影響；2 2、評價(jià)不同的抗菌物質(zhì)對微生物產(chǎn)生抑制（或殺死）作用的、評價(jià)不同的抗菌物質(zhì)對微生物產(chǎn)生抑制（或殺死）作用的效果；效果；3 3、客觀地反映微生物生長規(guī)律等、客觀地反映微生物生長規(guī)律等計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)法生長量法生長量法微生物生長的測定：微生物生長的測定： 一、計(jì)數(shù)法一、計(jì)數(shù)法可用于細(xì)菌、酵母等單細(xì)胞微生物，以及放線菌和霉菌的可用于細(xì)菌、酵母等單細(xì)胞微生

21、物，以及放線菌和霉菌的孢子計(jì)數(shù)。孢子計(jì)數(shù)。1. 顯微鏡下的顯微鏡下的直接計(jì)數(shù)法直接計(jì)數(shù)法（1 1） 血球計(jì)數(shù)板血球計(jì)數(shù)板（2 2） 細(xì)菌計(jì)數(shù)法細(xì)菌計(jì)數(shù)法2. 間接計(jì)數(shù)法間接計(jì)數(shù)法活菌計(jì)數(shù)法活菌計(jì)數(shù)法（1 1） 比濁法比濁法（2 2） 稀釋平板計(jì)數(shù)法稀釋平板計(jì)數(shù)法（3 3） 薄膜過濾計(jì)數(shù)法薄膜過濾計(jì)數(shù)法原理：原理：將將1 1cmcm2 20.1mm0.1mm的薄層空間的薄層空間劃分為劃分為400400小格，從中均勻分布地小格，從中均勻分布地選取選取8080或或100100小格，計(jì)數(shù)其中的細(xì)小格，計(jì)數(shù)其中的細(xì)胞數(shù)目，換算成單位體積中的細(xì)胞數(shù)目，換算成單位體積中的細(xì)胞數(shù)。胞數(shù)。1.1.血球血球/ /

22、細(xì)菌計(jì)數(shù)板法細(xì)菌計(jì)數(shù)板法利用血球計(jì)數(shù)板或細(xì)菌計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下對微生物數(shù)量進(jìn)利用血球計(jì)數(shù)板或細(xì)菌計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下對微生物數(shù)量進(jìn)行直接計(jì)數(shù)（計(jì)算一定容積的樣品中微生物的數(shù)量）。行直接計(jì)數(shù)（計(jì)算一定容積的樣品中微生物的數(shù)量）。每毫升原液中細(xì)菌數(shù)（每毫升原液中細(xì)菌數(shù)（cell / ml）=每小格平均細(xì)菌數(shù)每小格平均細(xì)菌數(shù)*稀釋倍數(shù)稀釋倍數(shù)*4*106 （血球計(jì)數(shù)板）（血球計(jì)數(shù)板）=每中方格平均細(xì)菌數(shù)每中方格平均細(xì)菌數(shù)*稀釋倍數(shù)稀釋倍數(shù)*1.25*106 （細(xì)菌計(jì)數(shù)板）（細(xì)菌計(jì)數(shù)板）優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：快速簡便，還可以知道細(xì)胞的大小和形態(tài)特征：快速簡便，還可以知道細(xì)胞的大小和形態(tài)特征缺點(diǎn)：不進(jìn)行特殊染色時(shí)，不

23、能區(qū)分死菌與活菌，所計(jì)為總菌數(shù)；缺點(diǎn)：不進(jìn)行特殊染色時(shí)，不能區(qū)分死菌與活菌，所計(jì)為總菌數(shù)； 不適于對運(yùn)動(dòng)細(xì)菌的計(jì)數(shù)；不適于對運(yùn)動(dòng)細(xì)菌的計(jì)數(shù)； 需要相對高的細(xì)菌濃度；需要相對高的細(xì)菌濃度； 個(gè)體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察；個(gè)體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察； 采用特定的染色技術(shù)也可對活菌和死菌分別進(jìn)行計(jì)數(shù)，采用特定的染色技術(shù)也可對活菌和死菌分別進(jìn)行計(jì)數(shù)，如利用美蘭染液可進(jìn)行酵母的活菌計(jì)數(shù)。如利用美蘭染液可進(jìn)行酵母的活菌計(jì)數(shù)。美蘭染液美蘭染液酵母細(xì)胞酵母細(xì)胞區(qū)分死活細(xì)胞區(qū)分死活細(xì)胞2.2.比濁法比濁法比濁法比濁法：樣品中由于菌體細(xì)胞對光的消散作用而呈渾濁，細(xì)：樣品中由于菌體細(xì)胞對光的消散作用而呈渾濁，

24、細(xì)胞數(shù)目越多，對光的消散作用越強(qiáng)，渾濁度越高。胞數(shù)目越多，對光的消散作用越強(qiáng)，渾濁度越高。濁度可以濁度可以用比色計(jì)或分光光度計(jì)測量，以光吸收值來表示用比色計(jì)或分光光度計(jì)測量，以光吸收值來表示。單細(xì)胞生單細(xì)胞生物在一定的范圍內(nèi)的光吸收值的大小與液體中細(xì)胞數(shù)目及細(xì)物在一定的范圍內(nèi)的光吸收值的大小與液體中細(xì)胞數(shù)目及細(xì)胞物質(zhì)量成正比胞物質(zhì)量成正比，因而可用做溶液中總細(xì)胞的計(jì)數(shù)。檢測時(shí)，因而可用做溶液中總細(xì)胞的計(jì)數(shù)。檢測時(shí)需用直接顯微鏡計(jì)數(shù)或平板活菌計(jì)數(shù)法制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。需用直接顯微鏡計(jì)數(shù)或平板活菌計(jì)數(shù)法制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。該方法缺點(diǎn)是靈敏度差，優(yōu)點(diǎn)是簡便、快速、不干擾或不破該方法缺點(diǎn)是靈敏度差，優(yōu)點(diǎn)是簡便、快

25、速、不干擾或不破壞樣品。檢測時(shí)可使用三角瓶在不同的培養(yǎng)時(shí)間重復(fù)測定樣壞樣品。檢測時(shí)可使用三角瓶在不同的培養(yǎng)時(shí)間重復(fù)測定樣品的濁度，因而廣泛地用作生長速率的測定。品的濁度，因而廣泛地用作生長速率的測定。3.3.稀釋平板計(jì)數(shù)法稀釋平板計(jì)數(shù)法活菌計(jì)數(shù)法活菌計(jì)數(shù)法原理原理：活菌計(jì)數(shù)法是通過在培養(yǎng)基形成的菌落來間接確定其：活菌計(jì)數(shù)法是通過在培養(yǎng)基形成的菌落來間接確定其活菌數(shù)的方法，也稱平板計(jì)數(shù)法。原理是每個(gè)活細(xì)菌在適宜活菌數(shù)的方法，也稱平板計(jì)數(shù)法。原理是每個(gè)活細(xì)菌在適宜的培養(yǎng)基和良好的生長條件下可以通過生長形成菌落。的培養(yǎng)基和良好的生長條件下可以通過生長形成菌落。技術(shù)要求：樣品充分混勻，操作熟練快速（技

26、術(shù)要求：樣品充分混勻，操作熟練快速（1520min完成完成操作），嚴(yán)格無菌操作；操作），嚴(yán)格無菌操作；注意事項(xiàng)：每一支吸管只能用于一個(gè)稀釋度，樣品混勻處注意事項(xiàng)：每一支吸管只能用于一個(gè)稀釋度，樣品混勻處理，傾注平板時(shí)的培養(yǎng)基溫度；理，傾注平板時(shí)的培養(yǎng)基溫度；適用范圍：中溫、好氧和兼性厭氧、能在營養(yǎng)瓊脂上生長適用范圍：中溫、好氧和兼性厭氧、能在營養(yǎng)瓊脂上生長的微生物，的微生物，誤差：多次稀釋造成的誤差是主要來源，其次還有由于樣誤差：多次稀釋造成的誤差是主要來源，其次還有由于樣品內(nèi)菌體分布不均勻、以及不當(dāng)操作品內(nèi)菌體分布不均勻、以及不當(dāng)操作4.4.薄膜過濾計(jì)數(shù)法薄膜過濾計(jì)數(shù)法常用該法測定含菌量較少

27、的空氣和水中的微生物數(shù)目。常用該法測定含菌量較少的空氣和水中的微生物數(shù)目。將定量的樣品通過薄膜（硝化纖維素薄膜、醋酸纖維將定量的樣品通過薄膜（硝化纖維素薄膜、醋酸纖維薄膜）過濾，菌體被阻留在濾膜上，取下濾膜進(jìn)行培薄膜）過濾，菌體被阻留在濾膜上，取下濾膜進(jìn)行培養(yǎng)，然后計(jì)算菌落數(shù)，可求出樣品中所含菌數(shù)。養(yǎng)，然后計(jì)算菌落數(shù)，可求出樣品中所含菌數(shù)。 二、生物量的測定二、生物量的測定1 1、重量法、重量法（1 1）以）以干重干重/ /濕重濕重 直接衡量微生物群體的生物量；直接衡量微生物群體的生物量；（2 2）通過樣品中）通過樣品中含量穩(wěn)定的細(xì)胞成分含量穩(wěn)定的細(xì)胞成分，如蛋白質(zhì)，如蛋白質(zhì)/ /核酸含量的核

28、酸含量的測定，間接推算微生物群體的生物量；測定，間接推算微生物群體的生物量；測定多細(xì)胞及絲狀的放線菌和真菌生長情況的有效方法測定多細(xì)胞及絲狀的放線菌和真菌生長情況的有效方法n將一定量的菌液中的菌體通過離心或過濾分離出來將一定量的菌液中的菌體通過離心或過濾分離出來, ,然后烘然后烘干干( (干燥溫度可采用干燥溫度可采用105105、100100或或80)80)、稱重。一般干重、稱重。一般干重為濕重的為濕重的10%10%20%20%，而一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞一般重約，而一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞一般重約1010-12-121010-13-13g g。n該法適合菌濃較高的樣品。該法適合菌濃較高的樣品。舉例：大腸桿菌一個(gè)細(xì)胞

29、一般重約舉例：大腸桿菌一個(gè)細(xì)胞一般重約10121013g，液體培養(yǎng)物液體培養(yǎng)物中細(xì)胞濃度達(dá)到中細(xì)胞濃度達(dá)到2109個(gè)個(gè)/ml時(shí)，時(shí)，100ml培養(yǎng)物可得培養(yǎng)物可得1090mg干重的細(xì)胞。干重的細(xì)胞。干重法干重法將微生物培養(yǎng)液離心，收集細(xì)胞沉淀物，然后稱重。將微生物培養(yǎng)液離心，收集細(xì)胞沉淀物，然后稱重。濕重法濕重法n蛋白質(zhì)是細(xì)胞的主要物質(zhì)，含量穩(wěn)定，而氮是蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)是細(xì)胞的主要物質(zhì)，含量穩(wěn)定，而氮是蛋白質(zhì)的主要成分，通過測含氮量就可推知微生物的濃度。主要成分，通過測含氮量就可推知微生物的濃度。n一般微生物細(xì)胞的含氮量比較穩(wěn)定，可以用凱氏定氮法一般微生物細(xì)胞的含氮量比較穩(wěn)定，可以用凱氏定氮法等

30、測其總量，再乘以系數(shù)等測其總量，再乘以系數(shù)6.256.25即為粗蛋白含量，蛋白含量即為粗蛋白含量，蛋白含量越高，說明菌體數(shù)和細(xì)胞物質(zhì)量越高。越高，說明菌體數(shù)和細(xì)胞物質(zhì)量越高。n一般細(xì)菌含氮量為干重的一般細(xì)菌含氮量為干重的12.5%12.5%，酵母菌為，酵母菌為7.5%7.5%，霉菌為，霉菌為6.0%6.0%，根據(jù)一定體積培養(yǎng)液中的含氮量再乘以，根據(jù)一定體積培養(yǎng)液中的含氮量再乘以6.256.25，就可，就可測得粗蛋白的含量。測得粗蛋白的含量。測含氮量測含氮量微生物的生理指標(biāo)，如呼吸強(qiáng)度，耗氧量、酶活性、生物熱微生物的生理指標(biāo)，如呼吸強(qiáng)度，耗氧量、酶活性、生物熱等與其群體的生長成正相關(guān)。等與其群體

31、的生長成正相關(guān)。樣品中微生物數(shù)量多或生長旺盛，這些指標(biāo)愈明顯，因此的樣品中微生物數(shù)量多或生長旺盛，這些指標(biāo)愈明顯，因此的可借助特定儀器如瓦勃氏呼吸儀等設(shè)備來測定相應(yīng)的指標(biāo)?？山柚囟▋x器如瓦勃氏呼吸儀等設(shè)備來測定相應(yīng)的指標(biāo)。DNADNA含量測定法含量測定法 微生物細(xì)胞的微生物細(xì)胞的DNADNA含量比較穩(wěn)定，采用適當(dāng)?shù)臒晒庵甘緞┖勘容^穩(wěn)定，采用適當(dāng)?shù)臒晒庵甘緞┡c菌體與菌體DNADNA作用，熒光比色或分光光度計(jì)法測作用，熒光比色或分光光度計(jì)法測DNADNA含量。含量。其它生理指標(biāo)其它生理指標(biāo) 環(huán)境條件的改變，在一定限度內(nèi)，可引起微生物形態(tài)、環(huán)境條件的改變，在一定限度內(nèi)，可引起微生物形態(tài)、生理、生

32、長、繁殖等特征的改變，或抵抗、適應(yīng)環(huán)境條件方生理、生長、繁殖等特征的改變，或抵抗、適應(yīng)環(huán)境條件方面的改變。當(dāng)環(huán)境條件的變化超過一定能夠界限，則導(dǎo)致微面的改變。當(dāng)環(huán)境條件的變化超過一定能夠界限，則導(dǎo)致微生物的死亡。生物的死亡。一、營養(yǎng)物質(zhì)一、營養(yǎng)物質(zhì)二、水活度二、水活度三、溫度三、溫度四、四、pH五、氧五、氧影響微生物生長的環(huán)境因素主要有：影響微生物生長的環(huán)境因素主要有： 水活度（水活度（aw）可定量表示環(huán)境中微生物可實(shí)際利用的自由可定量表示環(huán)境中微生物可實(shí)際利用的自由水水(游離水游離水)的含量的含量各種微生物生長繁殖的各種微生物生長繁殖的aw范圍在范圍在0.600.998之間。除少數(shù)真菌之間。

33、除少數(shù)真菌外，多數(shù)微生物在外，多數(shù)微生物在aw 低于低于0.600.70的干燥條件下不能生長。的干燥條件下不能生長。 利用干燥來保存食品、衣物等的原理：低利用干燥來保存食品、衣物等的原理：低aw可防止微生物可防止微生物生長。生長。各種微生物對干燥的抵抗力不同。各種微生物對干燥的抵抗力不同。 如：醋酸菌失水后很快會(huì)死亡；但酵母菌可保存數(shù)月；如：醋酸菌失水后很快會(huì)死亡；但酵母菌可保存數(shù)月； 產(chǎn)生莢膜的細(xì)菌的抗干燥能力較強(qiáng)；產(chǎn)生莢膜的細(xì)菌的抗干燥能力較強(qiáng)； 細(xì)胞小形、厚壁的細(xì)菌抗干燥能力較強(qiáng)。細(xì)胞小形、厚壁的細(xì)菌抗干燥能力較強(qiáng)。 細(xì)菌芽孢、放線菌孢子、酵母菌子囊孢子、霉菌孢子抗細(xì)菌芽孢、放線菌孢子、

34、酵母菌子囊孢子、霉菌孢子抗干燥能力強(qiáng)，在干燥條件下可長期不死，可用于菌種保藏。干燥能力強(qiáng)，在干燥條件下可長期不死，可用于菌種保藏。 最低生長溫度最低生長溫度能生長的最低溫度能生長的最低溫度最適生長溫度最適生長溫度生長速度最高的溫度生長速度最高的溫度最高生長溫度最高生長溫度能生長的最高溫度能生長的最高溫度最適生長溫度并非等于最適發(fā)酵溫度，或生長得率最高時(shí)的溫度。最適生長溫度并非等于最適發(fā)酵溫度，或生長得率最高時(shí)的溫度。例：乳酸鏈球菌的生長最適溫度為例：乳酸鏈球菌的生長最適溫度為34， 發(fā)酵產(chǎn)酸最快的溫度為發(fā)酵產(chǎn)酸最快的溫度為30生長溫度生長溫度三基點(diǎn)三基點(diǎn)溫度對微生物生長的影響：溫度對微生物生長

35、的影響：1 1）影響酶的活性）影響酶的活性 ：酶促反應(yīng)中每種酶都有最適酶促反應(yīng)溫：酶促反應(yīng)中每種酶都有最適酶促反應(yīng)溫度，溫度變化影響酶促反應(yīng)速率；度，溫度變化影響酶促反應(yīng)速率；2 2）影響細(xì)胞質(zhì)膜的流動(dòng)性）影響細(xì)胞質(zhì)膜的流動(dòng)性 ：溫度高流動(dòng)性大，有利于物：溫度高流動(dòng)性大，有利于物 質(zhì)的運(yùn)輸；質(zhì)的運(yùn)輸；3 3）影響物質(zhì)的溶解度）影響物質(zhì)的溶解度 溫度上升物質(zhì)的溶解度增加；溫度上升物質(zhì)的溶解度增加；pH = - - lg H+微生物生長的微生物生長的pHpH值范圍值范圍每一種微生物都存在生長每一種微生物都存在生長pHpH的三基點(diǎn)：的三基點(diǎn)：最適生長最適生長pHpH 最適發(fā)酵最適發(fā)酵pHpH從而影響

36、微生物的生長速率從而影響微生物的生長速率最低生長最低生長pHpH；最適生長最適生長pHpH；最高生長最高生長pHpH；EgEg：大腸桿菌：大腸桿菌 最低最低pH4.3 , pH4.3 , 最適最適pH6.0-8.0 , pH6.0-8.0 , 最高最高pH9.5pH9.5嗜堿微生物嗜堿微生物: :喜歡偏堿環(huán)境，多數(shù)細(xì)菌、放線菌喜歡偏堿環(huán)境，多數(shù)細(xì)菌、放線菌 細(xì)菌：最適細(xì)菌：最適pH7.0-8.0 pH7.0-8.0 放線菌放線菌:7.:7.0-8.00-8.0嗜酸微生物嗜酸微生物：適合偏酸環(huán)境，多數(shù)真菌和酵母菌適合偏酸環(huán)境，多數(shù)真菌和酵母菌 霉菌：最適霉菌：最適pH3.8-6.0 pH3.8-

37、6.0 酵母菌酵母菌: 4.0-5.8 4.0-5.8 耐堿微生物耐堿微生物：pHpH9 9可生活可生活, ,如脫氮硫桿菌如脫氮硫桿菌pH11pH11下可生活下可生活耐酸微生物：耐酸微生物：pHpH4 4可生活，如氧化硫硫桿菌可生活，如氧化硫硫桿菌pH1pH1下可生活下可生活微生物的類型（按最適生長微生物的類型（按最適生長pHpH范圍來分）范圍來分） 不同微生物最適生長不同微生物最適生長pH可能不同，同種微生物在不同生長可能不同，同種微生物在不同生長階段和不同生理、生化過程中，也有不同的最適階段和不同生理、生化過程中，也有不同的最適pH要求。要求。 黑曲霉：在黑曲霉：在pH2.02.5時(shí)，有利

38、于合成檸檬酸，時(shí)，有利于合成檸檬酸， 在在pH2.56.5范圍內(nèi)，就以菌體生長為主，范圍內(nèi)，就以菌體生長為主， 在在pH7左右時(shí)，則大量合成草酸。左右時(shí)，則大量合成草酸。丙酮丁醇梭菌：在丙酮丁醇梭菌：在pH5.57.0內(nèi)，以菌體生長繁殖為主，內(nèi)，以菌體生長繁殖為主， 在在pH4.35.3范圍內(nèi)進(jìn)行丙酮、丁醇發(fā)酵。范圍內(nèi)進(jìn)行丙酮、丁醇發(fā)酵。 無論微生物生長的無論微生物生長的pH范圍多廣泛，細(xì)胞內(nèi)的范圍多廣泛，細(xì)胞內(nèi)的pH一般都接一般都接近中性。胞內(nèi)酶的最適近中性。胞內(nèi)酶的最適pH也接近中性，而位于周質(zhì)空間的酶也接近中性，而位于周質(zhì)空間的酶和分泌到細(xì)胞外的胞外酶的最適和分泌到細(xì)胞外的胞外酶的最適p

39、H則接近環(huán)境的則接近環(huán)境的pH。 微生物的代謝對環(huán)境微生物的代謝對環(huán)境pHpH影響影響微生物生長環(huán)境微生物生長環(huán)境pHpH調(diào)節(jié)措施調(diào)節(jié)措施“治標(biāo)治標(biāo)” 外源直接流加酸、堿中和外源直接流加酸、堿中和（直接，快速但不能持久）直接，快速但不能持久）“治本治本”治本：（緩慢，但較持久）治本：（緩慢，但較持久）過酸過酸加適當(dāng)?shù)醇舆m當(dāng)?shù)矗蛩?、尿素、NaNONaNO3 3、NHNH4 4OHOH或蛋白質(zhì)）或蛋白質(zhì)）提高通氣量提高通氣量過堿過堿加適當(dāng)碳源加適當(dāng)碳源（糖、乳酸、醋酸或油脂等糖、乳酸、醋酸或油脂等）降低通氣量降低通氣量pHpH調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)根據(jù)微生物與氧的關(guān)系，可將微生物分為好氧和厭氧兩大類。根據(jù)

40、微生物與氧的關(guān)系，可將微生物分為好氧和厭氧兩大類。 必須在高濃度分子氧條件下（必須在高濃度分子氧條件下（20%20%以上）生長。以上）生長。（絕大多數(shù)真菌，多數(shù)放線菌，部分細(xì)菌）（絕大多數(shù)真菌，多數(shù)放線菌，部分細(xì)菌）不需氧可生長，而在有氧條件下生長更好不需氧可生長，而在有氧條件下生長更好 （酵母菌，許多細(xì)菌）（酵母菌，許多細(xì)菌）只能在較低的氧濃度（只能在較低的氧濃度（2 2-10%-10%）下生長）下生長 （彎曲桿菌）（彎曲桿菌）不需要氧，只以發(fā)酵產(chǎn)能，但氧無毒害作用不需要氧，只以發(fā)酵產(chǎn)能，但氧無毒害作用 （乳酸桿菌，腸膜明串珠菌，糞腸球菌）（乳酸桿菌，腸膜明串珠菌，糞腸球菌）專性厭氧菌專性厭

41、氧菌只能在無氧條件下生長，有氧時(shí)即被殺死只能在無氧條件下生長，有氧時(shí)即被殺死（擬桿菌，梭菌屬，雙歧桿菌屬，甲烷菌）（擬桿菌，梭菌屬，雙歧桿菌屬，甲烷菌）u專性好氧微生物專性好氧微生物 分子氧作為最終電子受體，氧參與合成固醇及不飽和分子氧作為最終電子受體，氧參與合成固醇及不飽和脂肪酸；細(xì)胞含有超氧化物歧化酶和過氧化氫酶。脂肪酸；細(xì)胞含有超氧化物歧化酶和過氧化氫酶。 對氧化還原電位的要求：對氧化還原電位的要求： E Eh h+0.1v +0.1v 可生長，最適在可生長，最適在+0.3-0.4v+0.3-0.4v 如：霉菌、大部分放線菌及部分細(xì)菌如：霉菌、大部分放線菌及部分細(xì)菌u兼性須氧微生物兼性須

42、氧微生物 E Eh h+0.1v +0.1v 通過好氧呼吸獲取能量通過好氧呼吸獲取能量 E Eh h+0.1v +0.1v 通過發(fā)酵或無氧呼吸獲取能量通過發(fā)酵或無氧呼吸獲取能量 細(xì)胞含有細(xì)胞含有SODSOD和過氧化氫酶和過氧化氫酶 如：許多酵母和細(xì)菌如：許多酵母和細(xì)菌 釀酒酵母、大腸桿菌、產(chǎn)氣桿菌等釀酒酵母、大腸桿菌、產(chǎn)氣桿菌等 u微好氧菌微好氧菌 只能在較低的氧分壓下才能正常生長；也通過有氧呼吸只能在較低的氧分壓下才能正常生長；也通過有氧呼吸獲取能量。獲取能量。 如：霍亂弧菌、氫單胞菌屬等如：霍亂弧菌、氫單胞菌屬等u耐氧微生物耐氧微生物 一類可在分子氧存在條件下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌。僅一類可

43、在分子氧存在條件下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌。僅依靠發(fā)酵獲得能量細(xì)胞內(nèi)有依靠發(fā)酵獲得能量細(xì)胞內(nèi)有SODSOD和過氧化物酶，但無過氧化和過氧化物酶，但無過氧化氫酶。氫酶。 如：乳鏈球菌、乳酸乳桿菌、膜明串珠菌如：乳鏈球菌、乳酸乳桿菌、膜明串珠菌u耐氧微生物耐氧微生物 一類可在分子氧存在條件下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌。僅一類可在分子氧存在條件下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌。僅依靠發(fā)酵獲得能量細(xì)胞內(nèi)有依靠發(fā)酵獲得能量細(xì)胞內(nèi)有SODSOD和過氧化物酶，但無過氧化和過氧化物酶，但無過氧化氫酶。氫酶。 如：乳鏈球菌、乳酸乳桿菌、膜明串珠菌如：乳鏈球菌、乳酸乳桿菌、膜明串珠菌微生物與氧的關(guān)系微生物與氧的關(guān)系 類型類型最適生長

44、的最適生長的O O2 2體積體積分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)代謝類型代謝類型好好 氧氧專性好專性好氧氧等于或大于等于或大于20%20%有氧呼吸有氧呼吸兼性好兼性好氧氧有氧或無氧有氧或無氧有氧呼吸；無氧有氧呼吸；無氧呼吸、發(fā)酵呼吸、發(fā)酵微好氧微好氧2-10%2-10%有氧呼吸有氧呼吸厭厭氧氧耐氧厭耐氧厭氧氧不需要氧，但有不需要氧，但有O O2 2存在無害存在無害發(fā)酵發(fā)酵專性厭專性厭氧氧不需要氧，有氧時(shí)不需要氧，有氧時(shí)死亡死亡發(fā)酵、無氧呼吸發(fā)酵、無氧呼吸第五節(jié)第五節(jié) 有害微生物的控制有害微生物的控制 在微生物研究、生產(chǎn)實(shí)踐與現(xiàn)實(shí)生活中，我在微生物研究、生產(chǎn)實(shí)踐與現(xiàn)實(shí)生活中，我們需要控制所不期望的微生物的生長。任何殺死

45、們需要控制所不期望的微生物的生長。任何殺死或抑制微生物生長的方法都可以達(dá)到控制微生物或抑制微生物生長的方法都可以達(dá)到控制微生物生長的目的，他們包括加熱、低溫、干燥、輻射、生長的目的，他們包括加熱、低溫、干燥、輻射、過濾等物理方法和消毒劑、防腐劑、化學(xué)治療等過濾等物理方法和消毒劑、防腐劑、化學(xué)治療等化學(xué)方法兩大類?；瘜W(xué)方法兩大類?？刂莆⑸锏纳L速率或消滅不需要微生物的幾種措施：控制微生物的生長速率或消滅不需要微生物的幾種措施：消毒消毒 ：利用某些理化方法殺死物體表面或內(nèi)部所有對人體或：利用某些理化方法殺死物體表面或內(nèi)部所有對人體或動(dòng)植物有害的病原菌，對被消毒對象基本無害的措施。動(dòng)植物有害的病原

46、菌，對被消毒對象基本無害的措施。包括化學(xué)消毒劑和巴氏消毒法等。包括化學(xué)消毒劑和巴氏消毒法等。 滅菌滅菌 :采用強(qiáng)烈理化因素，使物體內(nèi)外包括芽孢在內(nèi)的所有微采用強(qiáng)烈理化因素，使物體內(nèi)外包括芽孢在內(nèi)的所有微生物永遠(yuǎn)喪失其生長繁殖能力的措施。包括殺菌和溶菌等生物永遠(yuǎn)喪失其生長繁殖能力的措施。包括殺菌和溶菌等手段。手段。 化療：即化學(xué)治療。利用具有高度選擇毒力的化學(xué)物質(zhì)，抑化療：即化學(xué)治療。利用具有高度選擇毒力的化學(xué)物質(zhì)，抑制或殺死宿主體內(nèi)病原微生物，對宿主本身沒有或基本制或殺死宿主體內(nèi)病原微生物，對宿主本身沒有或基本沒有毒害作用的一種治療措施。沒有毒害作用的一種治療措施。防腐：在某些理化因素作用下抑

47、制霉腐微生物的生長繁殖，防腐：在某些理化因素作用下抑制霉腐微生物的生長繁殖，以防止食品和其他物品等發(fā)生霉腐的措施。防腐方法：以防止食品和其他物品等發(fā)生霉腐的措施。防腐方法：低溫、干燥、缺氧、高滲、防腐劑等。低溫、干燥、缺氧、高滲、防腐劑等。 理化因子抑菌還是殺菌作用的相關(guān)因素：理化因子抑菌還是殺菌作用的相關(guān)因素：1. 理化因子的性質(zhì)和作用機(jī)制；2.理化因子的強(qiáng)度或濃度；3.同一濃度理化因子作用時(shí)間的長短；4.不同種類的微生物；5.同種微生物的不同生長時(shí)期；一、控制微生物的物理方法 殺滅或抑制殺滅或抑制微生物的物理因素微生物的物理因素l 溫度溫度l 輻射作用輻射作用l 過濾過濾l 滲透壓滲透壓l

48、 干燥干燥l 超聲波超聲波（一）（一） 溫度溫度當(dāng)溫度超過微生物生長的最高溫度或低于生長的最低溫度都會(huì)當(dāng)溫度超過微生物生長的最高溫度或低于生長的最低溫度都會(huì)對微生物產(chǎn)生殺滅作用或抑制作用。對微生物產(chǎn)生殺滅作用或抑制作用。高溫使高溫使蛋白質(zhì)、核酸蛋白質(zhì)、核酸等重要生物大分子發(fā)生等重要生物大分子發(fā)生變性、破壞變性、破壞，以及，以及破壞破壞細(xì)胞膜上的類脂細(xì)胞膜上的類脂成分，導(dǎo)致微生物死亡。成分，導(dǎo)致微生物死亡。1 1、干熱滅菌、干熱滅菌干熱滅菌干熱滅菌烘箱內(nèi)熱空氣滅菌烘箱內(nèi)熱空氣滅菌火焰灼燒法火焰灼燒法170 170 ，1 1小時(shí)小時(shí)160 160 ，2 2小時(shí)小時(shí)121 121 ，1616小時(shí)小時(shí)

49、干熱滅菌原理：干熱滅菌原理：破壞細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)變性、原生質(zhì)干燥、破壞細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)變性、原生質(zhì)干燥、 高溫下的氧化作用。高溫下的氧化作用。2 2、濕熱滅菌、濕熱滅菌濕熱滅菌：是利用熱蒸汽滅菌，在同樣的溫度和相同作用濕熱滅菌：是利用熱蒸汽滅菌，在同樣的溫度和相同作用時(shí)間下，效果要好于干熱滅菌。因?yàn)椋簳r(shí)間下，效果要好于干熱滅菌。因?yàn)椋簼駸嵴羝┩噶?qiáng)濕熱蒸汽穿透力強(qiáng)能破壞維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)和氫健的穩(wěn)定性，加速這一能破壞維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)和氫健的穩(wěn)定性，加速這一重要生命大分子物質(zhì)的變性。重要生命大分子物質(zhì)的變性。蒸汽存在潛熱，當(dāng)氣體變?yōu)橐后w時(shí)可釋放出大量熱量，蒸汽存在潛熱，當(dāng)氣體變?yōu)橐后w時(shí)可釋放出大

50、量熱量，能迅速提高滅菌物體的溫度。能迅速提高滅菌物體的溫度。濕熱對一般營養(yǎng)體和孢子的殺滅條件濕熱對一般營養(yǎng)體和孢子的殺滅條件多數(shù)細(xì)菌和真菌的營養(yǎng)細(xì)胞：在多數(shù)細(xì)菌和真菌的營養(yǎng)細(xì)胞：在6060左右處理左右處理5-105-10分鐘；分鐘； 酵母菌和真菌的孢子：用酵母菌和真菌的孢子：用8080以上溫度處理；以上溫度處理； 細(xì)菌的芽孢：細(xì)菌的芽孢：121121處理處理1515分鐘可被殺死；分鐘可被殺死；1 1）巴氏消毒法）巴氏消毒法2 2）煮沸消毒法）煮沸消毒法3 3）間歇滅菌法）間歇滅菌法常常壓壓法法適用于牛奶、啤酒、果酒和飲料等液態(tài)食品適用于牛奶、啤酒、果酒和飲料等液態(tài)食品低溫維持（低溫維持（LTH

51、）法法 ： 63 ，30min 高溫瞬時(shí)（高溫瞬時(shí)（HTST）法：法： 72 ，15s 目前一般都采用超高溫滅菌法：目前一般都采用超高溫滅菌法：135150，26s 用較低的溫度處理不宜進(jìn)行高溫滅菌的液態(tài)風(fēng)味食品或調(diào)料，以用較低的溫度處理不宜進(jìn)行高溫滅菌的液態(tài)風(fēng)味食品或調(diào)料，以殺滅其中的無芽孢病原菌，又不影響其原有風(fēng)味的消毒方法。殺滅其中的無芽孢病原菌，又不影響其原有風(fēng)味的消毒方法。 巴氏消毒條件：巴氏消毒條件： 采用在采用在100100下煮沸下煮沸3030分鐘的方法，可殺死細(xì)菌的營養(yǎng)細(xì)胞和部分分鐘的方法，可殺死細(xì)菌的營養(yǎng)細(xì)胞和部分芽孢，一般用于飲用水的消毒。芽孢，一般用于飲用水的消毒。 分段

52、滅菌法，適用于不耐熱培養(yǎng)基（如含硫培養(yǎng)基）。分段滅菌法，適用于不耐熱培養(yǎng)基（如含硫培養(yǎng)基）。80100 下下蒸煮蒸煮1560min，然后在然后在37 下保溫過夜，如此重復(fù)下保溫過夜，如此重復(fù)23次。次。4 4）常規(guī)高壓滅菌）常規(guī)高壓滅菌5 5）連續(xù)加壓滅菌）連續(xù)加壓滅菌加加壓壓法法 利用提高壓力使水的沸點(diǎn)升高，以提高水蒸氣的溫度，從而有利用提高壓力使水的沸點(diǎn)升高，以提高水蒸氣的溫度，從而有效地殺滅微生物。效地殺滅微生物。0.1MPa（121），），1530min適用于各種耐熱耐濕物品的滅菌，如一般培養(yǎng)基、生理鹽水等各種適用于各種耐熱耐濕物品的滅菌，如一般培養(yǎng)基、生理鹽水等各種溶液、工作服及實(shí)驗(yàn)

53、器材等。溶液、工作服及實(shí)驗(yàn)器材等。 用于大規(guī)模發(fā)酵工廠的大批量培養(yǎng)基的滅菌。讓培養(yǎng)基在管道用于大規(guī)模發(fā)酵工廠的大批量培養(yǎng)基的滅菌。讓培養(yǎng)基在管道的流動(dòng)過程中快速升溫、維持和冷卻。一般加熱至的流動(dòng)過程中快速升溫、維持和冷卻。一般加熱至135140下維下維持持515s。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 滅菌徹底，有效減少營養(yǎng)成分的破壞，提高原料利用率。滅菌徹底，有效減少營養(yǎng)成分的破壞，提高原料利用率。滅菌時(shí)間短，蒸汽負(fù)荷均衡，提高鍋爐利用率，適宜于自動(dòng)化操作滅菌時(shí)間短，蒸汽負(fù)荷均衡，提高鍋爐利用率，適宜于自動(dòng)化操作（二）（二） 輻射輻射 輻射滅菌是利用電磁輻射產(chǎn)生的電磁波殺死大多數(shù)物質(zhì)上輻射滅菌是利用電磁輻射產(chǎn)生的電

54、磁波殺死大多數(shù)物質(zhì)上的微生物的一種有效方法。的微生物的一種有效方法。用于滅菌的電磁波有微波，紫外線用于滅菌的電磁波有微波，紫外線( (UV)UV)、X-X-射線和射線和-射線等射線等用于滅菌的電磁波有用于滅菌的電磁波有: :微波微波: :通過熱產(chǎn)生殺死微生物的作用；通過熱產(chǎn)生殺死微生物的作用；紫外線紫外線( (UV):UV):使使DNADNA分子中相鄰的嘧啶形成嘧啶二聚體，抑制分子中相鄰的嘧啶形成嘧啶二聚體，抑制DNADNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄等功能，殺死微生物；復(fù)制與轉(zhuǎn)錄等功能，殺死微生物；X X射線和射線和y y射線射線: :使其他物質(zhì)氧化或產(chǎn)生自由基使其他物質(zhì)氧化或產(chǎn)生自由基( (OHOH、H H

55、) )破壞和破壞和改變生物大分子的結(jié)構(gòu)，以抑制或殺死微生物。改變生物大分子的結(jié)構(gòu)，以抑制或殺死微生物。 （三）過濾（三）過濾原理：原理：氣體或液體中微生物被微孔過濾介質(zhì)除去。氣體或液體中微生物被微孔過濾介質(zhì)除去。用具：用具：濾膜過濾裝置、石棉板過濾器和硅藻土過濾器等。濾膜過濾裝置、石棉板過濾器和硅藻土過濾器等。適用：適用：對熱不穩(wěn)定的物質(zhì)對熱不穩(wěn)定的物質(zhì)對于蛋白質(zhì)、酶、血清、維生素對于蛋白質(zhì)、酶、血清、維生素等熱敏性物質(zhì)，常采用過濾除菌法。等熱敏性物質(zhì)，常采用過濾除菌法。（四）干燥和滲透壓（四）干燥和滲透壓通過降低微生物可利用水的數(shù)量或活度而影響微生物的生長。通過降低微生物可利用水的數(shù)量或活度

56、而影響微生物的生長。1.1.干燥：干燥：使細(xì)胞失水造成代謝停止而抑制微生物生長，有時(shí)使細(xì)胞失水造成代謝停止而抑制微生物生長，有時(shí)也可引起某些微生物細(xì)胞的死亡也可引起某些微生物細(xì)胞的死亡。2.2.滲透壓：滲透壓：通過限制微生物可利用水而控制其生長的方法。通過限制微生物可利用水而控制其生長的方法。高滲環(huán)境中，水從細(xì)胞中流出，是細(xì)胞脫水。高滲環(huán)境中，水從細(xì)胞中流出，是細(xì)胞脫水。（五）超聲波（五）超聲波空穴作用空穴作用，可用于破碎細(xì)胞或者滅菌。，可用于破碎細(xì)胞或者滅菌。二、控制微生物的化學(xué)方法一類能夠殺死微生物或抑制微生物生長的化學(xué)物質(zhì)一類能夠殺死微生物或抑制微生物生長的化學(xué)物質(zhì) 。 抗微抗微生物劑生物劑 表面消毒劑表面消毒劑（非選擇性，對所有細(xì)胞均有毒性非選擇性，對所有細(xì)胞均有毒性） 化學(xué)治療劑化學(xué)治療劑（有選擇性，對病原微生物毒性更強(qiáng)有選擇性，對病原微生物毒性更強(qiáng)）消毒劑消毒劑防腐劑防腐劑抗代謝藥物抗代謝藥物抗生素抗生素消毒劑：消毒劑：可抑制或殺死微生物，通常用于非生物材料的滅菌可抑制或殺死微生物，通常用于非生物材料的滅菌或消毒?；蛳?。防腐劑：防腐劑：能殺死微生物或抑制其生長，但對人及動(dòng)物的體表組能