微生物生長與環(huán)境條件

1、微生物生長與環(huán)境條件微生物生長與環(huán)境條件通過本章的學(xué)習(xí)，要求掌握：通過本章的學(xué)習(xí)，要求掌握：1、微生物生長量的測定方式。、微生物生長量的測定方式。2、細(xì)菌純培養(yǎng)生長曲線各個(gè)時(shí)期的主要特點(diǎn)。、細(xì)菌純培養(yǎng)生長曲線各個(gè)時(shí)期的主要特點(diǎn)。3、物理、化學(xué)手段用于控制微生物生長的方法及原理。、物理、化學(xué)手段用于控制微生物生長的方法及原理。重點(diǎn)：重點(diǎn)：細(xì)菌純培養(yǎng)生長曲線。細(xì)菌純培養(yǎng)生長曲線。難點(diǎn)：難點(diǎn)： 如何利用細(xì)菌純培養(yǎng)生長曲線的對數(shù)生長期來計(jì)算細(xì)菌的如何利用細(xì)菌純培養(yǎng)生長曲線的對數(shù)生長期來計(jì)算細(xì)菌的代時(shí)和代數(shù)。代時(shí)和代數(shù)。生長生長(Growth) 是指細(xì)胞從環(huán)境吸取營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)代謝作用合成新的細(xì)胞成是指細(xì)

2、胞從環(huán)境吸取營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)代謝作用合成新的細(xì)胞成分，細(xì)胞各組分有規(guī)律的增長，導(dǎo)致細(xì)胞體積增大和重分，細(xì)胞各組分有規(guī)律的增長，導(dǎo)致細(xì)胞體積增大和重量增加。量增加。 繁殖繁殖(Reproduction) 微生物生長到一定階段由于細(xì)胞內(nèi)各種細(xì)胞結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和重微生物生長到一定階段由于細(xì)胞內(nèi)各種細(xì)胞結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和重建導(dǎo)致產(chǎn)生新的生命個(gè)體，即引起生命個(gè)體數(shù)量增加的建導(dǎo)致產(chǎn)生新的生命個(gè)體，即引起生命個(gè)體數(shù)量增加的整個(gè)生物學(xué)過程。整個(gè)生物學(xué)過程。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+ +個(gè)體與群落間關(guān)系個(gè)體與群落間關(guān)系獲得純培養(yǎng)的方法獲得純培養(yǎng)的方法稀釋

3、倒平板法稀釋倒平板法pour plate method涂布平板法涂布平板法spread plate method平板劃線分離法平板劃線分離法streak plate method利用選擇培養(yǎng)基分離利用選擇培養(yǎng)基分離單細(xì)胞（單孢子）分離法單細(xì)胞（單孢子）分離法純培養(yǎng)純培養(yǎng)(pure culture)(pure culture)只有一種微生物生長只有一種微生物生長的培養(yǎng)物，或者嚴(yán)格的說是從一個(gè)細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)繁殖而得的培養(yǎng)物，或者嚴(yán)格的說是從一個(gè)細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)繁殖而得到的后代到的后代. .1 1、稀釋倒平板法、稀釋倒平板法操作較麻煩，對操作較麻煩，對好氧菌、熱敏感好氧菌、熱敏感菌效果不好！菌效果不好！2

4、 2、涂布平板法、涂布平板法使用較多的常規(guī)使用較多的常規(guī)方法，但有時(shí)涂方法，但有時(shí)涂布不均勻！布不均勻！稀釋的菌液稀釋的菌液融化的固體融化的固體培養(yǎng)基培養(yǎng)基3 3、平板劃線分離法、平板劃線分離法特點(diǎn)：快速、方便。特點(diǎn)：快速、方便。 分區(qū)劃線（適用于濃度較大的樣品）分區(qū)劃線（適用于濃度較大的樣品） 連續(xù)劃線（適用于濃度較小的樣品）連續(xù)劃線（適用于濃度較小的樣品）4 4、選擇培養(yǎng)基分離法、選擇培養(yǎng)基分離法含氨芐青霉素含氨芐青霉素的的LB平板培養(yǎng)基平板培養(yǎng)基沒有一種培養(yǎng)基或一種培養(yǎng)條件能夠滿足自然界中一切生物沒有一種培養(yǎng)基或一種培養(yǎng)條件能夠滿足自然界中一切生物 生長的要求，在一定程度上所有的培養(yǎng)基都

5、是選擇性的。生長的要求，在一定程度上所有的培養(yǎng)基都是選擇性的。含氨芐青霉素降含氨芐青霉素降解酶基因的質(zhì)粒解酶基因的質(zhì)粒 利用選擇培養(yǎng)基分離利用選擇培養(yǎng)基分離 根據(jù)所要分離的菌種的特性選用培養(yǎng)基：根據(jù)所要分離的菌種的特性選用培養(yǎng)基：分離真菌用馬丁氏培養(yǎng)基，分離真菌用馬丁氏培養(yǎng)基，pH偏酸；分離放線偏酸；分離放線菌用高氏菌用高氏1號，號，pH中性偏堿。中性偏堿。根據(jù)不同菌對化學(xué)試劑的敏感性：分離放線菌，根據(jù)不同菌對化學(xué)試劑的敏感性：分離放線菌，培養(yǎng)基中加培養(yǎng)基中加10%酚，抑制細(xì)菌、真菌；從土壤酚，抑制細(xì)菌、真菌；從土壤中分離真菌，加鏈霉素，抑制細(xì)菌生長。中分離真菌，加鏈霉素，抑制細(xì)菌生長。根據(jù)分

6、離對象的營養(yǎng)特征：分離能發(fā)酵纖維素根據(jù)分離對象的營養(yǎng)特征：分離能發(fā)酵纖維素的菌株，培養(yǎng)基以纖維素為唯一碳源。分離固的菌株，培養(yǎng)基以纖維素為唯一碳源。分離固氮菌，用無氮培養(yǎng)基。分離厭氧菌，可以消除氮菌，用無氮培養(yǎng)基。分離厭氧菌，可以消除培養(yǎng)基中的氧氣培養(yǎng)基中的氧氣5 5、單細(xì)胞挑取法、單細(xì)胞挑取法毛細(xì)管法：毛細(xì)管法：用毛細(xì)管提取微生物個(gè)體，適于較大微生物用毛細(xì)管提取微生物個(gè)體，適于較大微生物顯微操作儀：顯微操作儀：用顯微針、鉤、環(huán)等挑取單個(gè)細(xì)胞或孢子用顯微針、鉤、環(huán)等挑取單個(gè)細(xì)胞或孢子小液滴法：小液滴法：將經(jīng)過適當(dāng)稀釋后的樣品制成小液滴，在顯將經(jīng)過適當(dāng)稀釋后的樣品制成小液滴，在顯微鏡下選取只含一

7、個(gè)細(xì)胞的液滴來進(jìn)行純培養(yǎng)物的分離。微鏡下選取只含一個(gè)細(xì)胞的液滴來進(jìn)行純培養(yǎng)物的分離。采用顯微分離法采用顯微分離法在顯微鏡下在顯微鏡下從從混雜群體中直接分離單個(gè)細(xì)胞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)以獲得純或單個(gè)個(gè)體進(jìn)行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)。培養(yǎng)。v 細(xì)胞總數(shù)測量（直接計(jì)數(shù)法）細(xì)胞總數(shù)測量（直接計(jì)數(shù)法） v 活菌數(shù)測量（間接計(jì)數(shù)法）活菌數(shù)測量（間接計(jì)數(shù)法） v 細(xì)胞生物量測量細(xì)胞生物量測量目鏡測微尺目鏡測微尺每個(gè)大格又可分為每個(gè)大格又可分為1010個(gè)個(gè)小格，每小格的實(shí)際長小格，每小格的實(shí)際長度為度為0.01mm0.01mm總長總長0.1mm0.1mm總長總長1mm1mm共分為共分為1010

8、格格細(xì)胞大小的測定細(xì)胞大小的測定兩重合線間鏡臺(tái)測微尺的格數(shù)兩重合線間鏡臺(tái)測微尺的格數(shù) X 10兩重合線間目鏡測微尺的格數(shù)兩重合線間目鏡測微尺的格數(shù)細(xì)胞總數(shù)測量細(xì)胞總數(shù)測量1 1、顯微鏡計(jì)數(shù)器直接計(jì)數(shù)、顯微鏡計(jì)數(shù)器直接計(jì)數(shù)血球計(jì)數(shù)板和血球計(jì)數(shù)板和Petrof HausserPetrof Hausser細(xì)菌細(xì)菌計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)板2 2、比濁法、比濁法原理：原理：在一定在一定范圍內(nèi)，菌懸液范圍內(nèi)，菌懸液中的細(xì)胞濃度與中的細(xì)胞濃度與混濁度成正比，混濁度成正比，即與光密度即與光密度（OD值）成正值）成正比，菌數(shù)越多，比，菌數(shù)越多，光密度越大，但光密度越大，但與透光度成反比。與透光度成反比?；罹鷶?shù)測量活菌數(shù)測量

9、1 1、稀釋平板計(jì)數(shù)法、稀釋平板計(jì)數(shù)法以菌落形成單位以菌落形成單位CFU(colony forming units)表示。表示。2 2、最大概率數(shù)法、最大概率數(shù)法(most probable number, MPN) 稀釋度稀釋度 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 重復(fù)數(shù)重復(fù)數(shù) 5 5 5 5 5 5 出現(xiàn)生長的管數(shù)出現(xiàn)生長的管數(shù) 5 5 5 4 1 0X 5X 5X 5X 5測定不占優(yōu)勢，但具有某種特測定不占優(yōu)勢，但具有某種特殊生理功能的類群。殊生理功能的類群。3 3、濃縮法（濾膜法）、濃縮法（濾膜法）測定空氣、水等含菌量測定空氣、水等含菌量低的樣品當(dāng)中的活菌數(shù)低的

10、樣品當(dāng)中的活菌數(shù)硝酸纖維素膜硝酸纖維素膜細(xì)胞生物量測量細(xì)胞生物量測量1 1、細(xì)胞干重法、細(xì)胞干重法2 2、DNADNA含量測定法含量測定法每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞約含每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞約含-5 ng3 3、ATPATP含量測定法含量測定法4 4、代謝活性法、代謝活性法 物質(zhì)的消耗物質(zhì)的消耗 產(chǎn)生量產(chǎn)生量 對氧的吸收對氧的吸收 發(fā)酵糖產(chǎn)酸量發(fā)酵糖產(chǎn)酸量 二氧化碳的釋放量等二氧化碳的釋放量等適用于含菌量高，不含或少含顆粒性雜質(zhì)的樣品適用于含菌量高，不含或少含顆粒性雜質(zhì)的樣品 微生物細(xì)胞中的微生物細(xì)胞中的ATP含量恒定含量恒定 概念：概念： 將某種單細(xì)胞微生物少量接種到恒定容積將某種單細(xì)胞微生物少量接種到恒定容積的液

11、體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，定時(shí)取樣分析。的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，定時(shí)取樣分析。以菌數(shù)的對數(shù)為縱坐標(biāo)，生長時(shí)間為橫以菌數(shù)的對數(shù)為縱坐標(biāo)，生長時(shí)間為橫坐標(biāo)作圖而得到的生長曲線。坐標(biāo)作圖而得到的生長曲線。生長曲線的制作生長曲線的制作活菌計(jì)數(shù)活菌計(jì)數(shù)？一條典型的生長曲線至少可以分為一條典型的生長曲線至少可以分為 延滯期，對數(shù)期，穩(wěn)定期和衰亡期等四個(gè)生長時(shí)期延滯期，對數(shù)期，穩(wěn)定期和衰亡期等四個(gè)生長時(shí)期v細(xì)菌數(shù)量不增加或增加細(xì)菌數(shù)量不增加或增加很少，代謝活躍；很少，代謝活躍； v細(xì)胞內(nèi)的代謝活力強(qiáng)，細(xì)胞內(nèi)的代謝活力強(qiáng)，特別是合成一些必需的特別是合成一些必需的酶類；酶類；v細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)RNA，尤其是，尤其是rRNA的含量

12、很高，細(xì)的含量很高，細(xì)胞的嗜堿性強(qiáng)；胞的嗜堿性強(qiáng)； v細(xì)胞體積增大，拉長；細(xì)胞體積增大，拉長；v抗性有所降低，對不良抗性有所降低，對不良環(huán)境因素表現(xiàn)很敏感。環(huán)境因素表現(xiàn)很敏感。A （一）延緩期（一）延緩期 （lag phase） 少量微生物接種到新培養(yǎng)液后細(xì)胞數(shù)目不增加的時(shí)期少量微生物接種到新培養(yǎng)液后細(xì)胞數(shù)目不增加的時(shí)期影響延滯期長短的因素：影響延滯期長短的因素： 菌種：繁殖速度較快的菌種的延滯期一般較短菌種：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：“種子種子”所處的生長曲線上的階段所處的生長曲線上的階段 接種量：接種量：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

13、除延滯期 培養(yǎng)基成分：營養(yǎng)成分及其變化影響延滯期培養(yǎng)基成分：營養(yǎng)成分及其變化影響延滯期（二）對數(shù)期（二）對數(shù)期 （ log phase ） 細(xì)胞以幾何級數(shù)速度分裂的一段時(shí)期細(xì)胞以幾何級數(shù)速度分裂的一段時(shí)期v代時(shí)最短，生長速代時(shí)最短，生長速度最快；度最快； v細(xì)胞穩(wěn)定（平衡）細(xì)胞穩(wěn)定（平衡）生長：細(xì)胞內(nèi)各種生長：細(xì)胞內(nèi)各種物質(zhì)按比例生長，物質(zhì)按比例生長，菌體成分均勻；菌體成分均勻； v酶活性高，代謝穩(wěn)酶活性高，代謝穩(wěn)定，菌體大小基本定，菌體大小基本一致。一致。 B 繁殖代數(shù)（繁殖代數(shù)（n） 12=21 24=22 48=23 816=24 16=1* *24 x2=x1* *2n lgx2 =

14、lgx1 + nlg2 n=（lgx2 - lgx1）/lg2 n = 3.3 lg (x2 /x1 )代時(shí)（代時(shí)（ G ）：即每增加一代所需要的時(shí)間即每增加一代所需要的時(shí)間G=（t2 - t1）/nG =（t2 - t1 ）/3.3 lg (x2 /x1) 例如：在一細(xì)菌培養(yǎng)液中第一次測得的細(xì)菌數(shù)例如：在一細(xì)菌培養(yǎng)液中第一次測得的細(xì)菌數(shù)為為 104 /ml，經(jīng)過培養(yǎng)，經(jīng)過培養(yǎng) 4 h后，又測得菌液中的后，又測得菌液中的細(xì)菌數(shù)為細(xì)菌數(shù)為 108 /ml，求此菌的世代時(shí)間和在此時(shí)，求此菌的世代時(shí)間和在此時(shí)間內(nèi)繁殖的代數(shù)。間內(nèi)繁殖的代數(shù)。 根據(jù)公式：根據(jù)公式：G = （t2 - t1 ）/3.3

15、lg (x2 /x1) t2 - t1 = （4 - 0） 60 min = 240 min x2 = 108 x1 = 104 lg(x2 /x1 ) = lg108 - lg104 = 8 - 4 = 4 代入上式代入上式 G = 240/3.3 4 = 240/13.2 = 18 min 即在上述培養(yǎng)液中，世代時(shí)間為即在上述培養(yǎng)液中，世代時(shí)間為 18 min。 細(xì)菌繁殖代數(shù)細(xì)菌繁殖代數(shù) n = (t2 - t1)/G = 240/18 = 13.3 繁代。繁代。影響對數(shù)期微生物代時(shí)的因素：影響對數(shù)期微生物代時(shí)的因素： 菌種：不同菌種的代時(shí)差別極大菌種：不同菌種的代時(shí)差別極大 營養(yǎng)成分：同

16、一種細(xì)菌在營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中生長，營養(yǎng)成分：同一種細(xì)菌在營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中生長，代時(shí)較短代時(shí)較短 營養(yǎng)物濃度：影響微生物營養(yǎng)物濃度：影響微生物的生長速率和總生長量的生長速率和總生長量 培養(yǎng)溫度培養(yǎng)溫度（三）穩(wěn)定期（三）穩(wěn)定期 （ stationary phase ） 新繁殖的細(xì)胞數(shù)與衰亡的細(xì)胞數(shù)相等新繁殖的細(xì)胞數(shù)與衰亡的細(xì)胞數(shù)相等v生長速度為零，新生生長速度為零，新生= =死亡，死亡，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡；達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡； v活菌數(shù)總量達(dá)到最大值；活菌數(shù)總量達(dá)到最大值； v胞內(nèi)儲(chǔ)藏物開始形成（肝胞內(nèi)儲(chǔ)藏物開始形成（肝糖粒、脂肪粒等）；糖粒、脂肪粒等）； v某些芽孢菌芽孢開始形成；某些芽孢菌芽孢開始形成；

17、 v某些細(xì)菌過量積累次級代某些細(xì)菌過量積累次級代謝產(chǎn)物，如抗生素、維生謝產(chǎn)物，如抗生素、維生素等。素等。 C 穩(wěn)定期到來的主要原因：穩(wěn)定期到來的主要原因： 營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的消耗營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的消耗 營養(yǎng)物的比例失調(diào)，例如營養(yǎng)物的比例失調(diào)，例如C/N的比值不合的比值不合適適 酸、醇、毒素或酸、醇、毒素或H2O2等有害代謝產(chǎn)物的積等有害代謝產(chǎn)物的積累累 pHpH、氧化還原勢等物化條件越來越不適宜、氧化還原勢等物化條件越來越不適宜（四）衰亡期（四）衰亡期 （ decline phase ） 個(gè)體死亡速度超過新生速度，因此整個(gè)群體出現(xiàn)負(fù)生長個(gè)體死亡速度超過新生速度，因此整個(gè)群體出現(xiàn)

18、負(fù)生長 v生長速率負(fù)增長；生長速率負(fù)增長； v細(xì)胞形態(tài)多樣，出現(xiàn)畸形，細(xì)胞形態(tài)多樣，出現(xiàn)畸形，形成衰退型；形成衰退型； 蛋白水解蛋白水解酶活躍，出現(xiàn)細(xì)胞自溶現(xiàn)酶活躍，出現(xiàn)細(xì)胞自溶現(xiàn)象；象； v芽孢細(xì)菌芽孢大量釋放。芽孢細(xì)菌芽孢大量釋放。 D 同步培養(yǎng)法同步培養(yǎng)法synchronous culture ：設(shè)法使培：設(shè)法使培養(yǎng)的微生物處于比較一致的生長發(fā)育階段上的養(yǎng)的微生物處于比較一致的生長發(fā)育階段上的培養(yǎng)方法。培養(yǎng)方法。 同步生長（同步生長（synchronous growth）的概念：）的概念：一個(gè)細(xì)胞群體中各個(gè)細(xì)胞都在同一時(shí)間進(jìn)行分一個(gè)細(xì)胞群體中各個(gè)細(xì)胞都在同一時(shí)間進(jìn)行分裂的狀態(tài)，稱為同步生

19、長，進(jìn)行同步分裂的細(xì)裂的狀態(tài)，稱為同步生長，進(jìn)行同步分裂的細(xì)胞稱為同步細(xì)胞。胞稱為同步細(xì)胞。 同步細(xì)胞群體在任何一時(shí)刻都處在細(xì)胞周期的同步細(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)等研究的良好而是細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)等研究的良好材料。材料。同步培養(yǎng)方法同步培養(yǎng)方法 選擇法選擇法誘導(dǎo)法誘導(dǎo)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)獲得同步生長的方法主要有兩類：獲得同步生長的方法主要有兩類：環(huán)境

20、條件誘導(dǎo)法：變換溫度、光線、培養(yǎng)基等，造成與正常環(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。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。影響細(xì)胞代謝。Helmstetter-Cummings 法法原理：一些細(xì)菌細(xì)胞會(huì)緊緊吸附于硝酸纖維微孔濾膜原理：一些細(xì)菌細(xì)胞會(huì)緊緊吸附于硝酸纖維微孔濾膜上。上。步驟：菌懸液通過微孔濾膜，細(xì)胞吸附其上；反置濾步驟：菌懸液通過微孔濾膜，細(xì)胞吸附其上；反置濾膜，以新鮮培養(yǎng)液通過濾膜，洗掉浮游細(xì)胞；除去起膜，以新鮮培養(yǎng)液通過濾膜，洗掉浮游

21、細(xì)胞；除去起始洗脫液后就可以得到剛剛分裂下來的新生細(xì)胞，即始洗脫液后就可以得到剛剛分裂下來的新生細(xì)胞，即為同步培養(yǎng)。為同步培養(yǎng)。細(xì)菌的同步生長和非同步生長細(xì)菌的同步生長和非同步生長同步生長的時(shí)間，因菌同步生長的時(shí)間，因菌種和條件而變化，由于種和條件而變化，由于同步群體的個(gè)體差異，同步群體的個(gè)體差異，同步生長不能無限地維同步生長不能無限地維持，往往會(huì)逐漸破壞，持，往往會(huì)逐漸破壞，最多能維持最多能維持2323個(gè)世代個(gè)世代，又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機(jī)生，又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機(jī)生長，即非同步化長，即非同步化原核細(xì)胞的生長周期一原核細(xì)胞的生長周期一般較短，可分為般較短，可分為DNADNA復(fù)復(fù)制的準(zhǔn)備前期（制的準(zhǔn)備前期（

22、I I），），DNADNA復(fù)制期（復(fù)制期（R R），細(xì)胞），細(xì)胞分裂期（分裂期（D D）。）。真核細(xì)胞的生長周期真核細(xì)胞的生長周期一一 些些 基基 本本 術(shù)術(shù) 語語化療化療(Chemotherapy) 滅菌滅菌(Sterilization) 防腐防腐(Antisepsis) 消毒消毒(Dis-infection) 化療化療(chemotherapy) v是指利用具有選擇性的化學(xué)物質(zhì)如磺胺、抗生素等是指利用具有選擇性的化學(xué)物質(zhì)如磺胺、抗生素等對生物體內(nèi)部被微生物感染的組織或病變細(xì)胞進(jìn)行對生物體內(nèi)部被微生物感染的組織或病變細(xì)胞進(jìn)行治療，以殺死組織內(nèi)的病原微生物或病變細(xì)胞，但治療，以殺死組織內(nèi)的病原

23、微生物或病變細(xì)胞，但對機(jī)體本身無毒害作用的治療措施。對機(jī)體本身無毒害作用的治療措施。 滅菌（滅菌（sterilization) v是指用物理或化學(xué)因子，是指用物理或化學(xué)因子，殺滅物體中的所有活微生殺滅物體中的所有活微生物，包括最耐熱的細(xì)菌芽物，包括最耐熱的細(xì)菌芽孢。孢。 紫外線紫外線滅菌器滅菌器 高壓滅菌鍋高壓滅菌鍋手提式高壓滅菌鍋手提式高壓滅菌鍋防腐防腐( (antisepsis) ) v在某些化學(xué)物質(zhì)或物理因子作用下，能在某些化學(xué)物質(zhì)或物理因子作用下，能防止或抑制微生物生長的一種措施，它防止或抑制微生物生長的一種措施，它能防止食品腐敗或防止其它物質(zhì)霉變。能防止食品腐敗或防止其它物質(zhì)霉變。

24、消毒消毒(disinfection) v消毒是指殺死或消除所有的病原微生消毒是指殺死或消除所有的病原微生物，可以起到防止感染或傳播的作用。物，可以起到防止感染或傳播的作用。但不能殺死所有的芽孢。但不能殺死所有的芽孢。 消毒劑消毒劑指微生物能進(jìn)行繁殖的最低溫度界限。指微生物能進(jìn)行繁殖的最低溫度界限。 指使微生物達(dá)到最大生長速度的溫度。指使微生物達(dá)到最大生長速度的溫度。 指微生物能生長繁殖的最高溫度界限。指微生物能生長繁殖的最高溫度界限。 指能在指能在1010分鐘內(nèi)殺死微生物的高溫界限。分鐘內(nèi)殺死微生物的高溫界限。 在一定溫度下殺死微生物所需要的最短時(shí)間。在一定溫度下殺死微生物所需要的最短時(shí)間。極

25、端嗜熱菌極端嗜熱菌嗜熱菌嗜熱菌中溫菌中溫菌適冷菌適冷菌嗜冷菌嗜冷菌微生物生長的溫度類型微生物生長的溫度類型-125 -5 102025301025403070低溫保藏菌種就是利用這個(gè)原理。低溫保藏菌種就是利用這個(gè)原理。1 1）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）一些細(xì)菌、酵母菌和霉菌的瓊脂斜面菌種通?？梢蚤L時(shí)間地保藏在地保藏在44的冰箱中；的冰箱中；2 2）-20-20、-70-70和液氮保藏（和液氮保藏（-196-196）。）。 當(dāng)環(huán)境溫度低于微生物的最適生長溫度時(shí)，微生當(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，但微生物的原生質(zhì)結(jié)構(gòu)并未破壞時(shí)，物的生長繁殖停

26、止，但微生物的原生質(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時(shí)間內(nèi)保持活力，當(dāng)溫度不會(huì)很快造成死亡并能在較長時(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)。提高時(shí)，可以恢復(fù)正常的生命活動(dòng)。1 1、低溫對微生物的影響、低溫對微生物的影響低溫保藏菌種低溫保藏菌種利用高溫滅菌的方法利用高溫滅菌的方法 干熱滅菌干熱滅菌 通過高溫干燥的空氣達(dá)通過高溫干燥的空氣達(dá)到滅菌效果到滅菌效果：高溫可引起蛋白質(zhì)、核酸和脂類等重要生：高溫可引起蛋白質(zhì)、核酸和脂類等重要生物高分子發(fā)生降解或改變其空間結(jié)構(gòu)等，從而變物高分子發(fā)生降解或改變其空間結(jié)構(gòu)等，從而變性或破壞。性或破壞。 濕熱滅菌濕熱滅菌 更有效，因濕熱蒸汽

27、不但更有效，因濕熱蒸汽不但透射力強(qiáng)，還能破壞維持透射力強(qiáng)，還能破壞維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的氫鍵。的氫鍵。2 2、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，酶變性失活，代謝停滯而高溫下蛋白質(zhì)不可逆變性，酶變性失活，代謝停滯而死亡。死亡。蛋白質(zhì)含水蛋白質(zhì)含水（%）蛋白質(zhì)凝固溫蛋白質(zhì)凝固溫（oC） 滅菌時(shí)間滅菌時(shí)間(min)5056302574803018809030614530016017030蛋白質(zhì)含水量與凝固溫度關(guān)系蛋白質(zhì)含水量與凝固溫度關(guān)系干熱滅菌干熱滅菌 干熱滅菌干熱滅菌 160-170160-170處理處理1 1-2h,2h,適用于玻璃器皿、

28、適用于玻璃器皿、金屬用具等耐熱金屬用具等耐熱物品的滅菌。物品的滅菌。 優(yōu)點(diǎn)：可保持物品優(yōu)點(diǎn)：可保持物品的干燥。的干燥。 灼熱滅菌法灼熱滅菌法 常用于金屬性接種工常用于金屬性接種工具、污染物品及實(shí)具、污染物品及實(shí)驗(yàn)材料等廢棄物的驗(yàn)材料等廢棄物的處理。處理。v巴斯德消毒法：巴斯德消毒法：用較低的溫度（如用較低的溫度（如62-63,30 min62-63,30 min）處理牛奶、酒類等飲料，以殺死其中的病原菌如結(jié)處理牛奶、酒類等飲料，以殺死其中的病原菌如結(jié)核桿菌、傷寒桿菌等，同時(shí)又不損害營養(yǎng)與風(fēng)味的核桿菌、傷寒桿菌等，同時(shí)又不損害營養(yǎng)與風(fēng)味的方法。方法。v煮沸消毒法：煮沸消毒法：100100，15m

29、in15min以上。以上。 v間隙滅菌法：間隙滅菌法：用流通蒸汽反復(fù)多次處理的滅菌法。用流通蒸汽反復(fù)多次處理的滅菌法。v高壓蒸汽滅菌法：高壓蒸汽滅菌法：2 2（15b/in15b/in）的蒸汽壓，）的蒸汽壓，121121處處理理15-30min15-30min。濕熱滅菌濕熱滅菌各種細(xì)菌的芽孢在濕熱中的各種細(xì)菌的芽孢在濕熱中的 致死溫度和致死時(shí)間致死溫度和致死時(shí)間菌菌 種種100100o oC C105105o oC C110110o oC C115115o oC C121121o oC C炭疽芽孢桿菌炭疽芽孢桿菌510_枯草芽孢桿菌枯草芽孢桿菌617_嗜熱脂肪芽孢桿菌嗜熱脂肪芽孢桿菌_12肉毒

30、梭狀芽孢桿菌肉毒梭狀芽孢桿菌33010032104破傷風(fēng)梭菌破傷風(fēng)梭菌515510_pHpH對微生物生長的影響對微生物生長的影響 氫離子影響細(xì)胞質(zhì)膜電荷和養(yǎng)料吸收氫離子影響細(xì)胞質(zhì)膜電荷和養(yǎng)料吸收; ; 影響酶的活性影響酶的活性; ; 改變環(huán)境中養(yǎng)料的可給態(tài)和有害物質(zhì)的改變環(huán)境中養(yǎng)料的可給態(tài)和有害物質(zhì)的毒性毒性; ; 影響代謝產(chǎn)物的積累影響代謝產(chǎn)物的積累; ; 抑制雜菌生長。抑制雜菌生長。微生物生長的微生物生長的pH值三基點(diǎn)：值三基點(diǎn)：各種微生物都有其生長的最各種微生物都有其生長的最低、最適和最高低、最適和最高pH值。值。低于低于最低、或最低、或超過超過最高生長最高生長pHpH值時(shí)，值時(shí)，微生物

31、生長受抑制或?qū)е滤劳?。微生物生長受抑制或?qū)е滤劳?。微生物在基質(zhì)中生長，由于代謝產(chǎn)物的積累，也會(huì)改微生物在基質(zhì)中生長，由于代謝產(chǎn)物的積累，也會(huì)改變變pHpH值。值。 微生物微生物最低最低pHpH值值最適最適pHpH值值最高最高pHpH值值圓褐固氮菌圓褐固氮菌4.57.47.69.0大豆根瘤菌大豆根瘤菌4.26.87.011.0亞硝酸細(xì)菌亞硝酸細(xì)菌7.07.88.69.4氧化硫桿菌氧化硫桿菌1.02.02.84.06.0嗜酸乳桿菌嗜酸乳桿菌4.04.65.86.06.8放線菌放線菌5.07.08.010.0酵母菌酵母菌3.05.06.08.0黑曲霉黑曲霉1.55.06.09.0水的活度水的活度是指

32、在一定的溫度和壓力下，溶液的蒸汽壓力和純是指在一定的溫度和壓力下，溶液的蒸汽壓力和純水的蒸汽壓力之比，即：水的蒸汽壓力之比，即： w w = = （P P溶液溶液）（）（P P純水純水） 微生物生長需要的水的活度在微生物生長需要的水的活度在 。當(dāng)環(huán)境中的。當(dāng)環(huán)境中的 w w值低于微生值低于微生物生長需要時(shí)，微生物的生長受阻，甚至停止生長。物生長需要時(shí)，微生物的生長受阻，甚至停止生長。 幾類微生物生長的最適幾類微生物生長的最適 aw微生物類群微生物類群a aw w一般細(xì)菌一般細(xì)菌0.910.91酵母菌酵母菌0.880.88霉菌霉菌0.800.80嗜鹽細(xì)菌嗜鹽細(xì)菌0.760.76嗜鹽真菌嗜鹽真菌0

33、.650.65嗜高滲酵母嗜高滲酵母0.600.60一般來說，細(xì)菌生長需要的一般來說，細(xì)菌生長需要的 w w值值 霉菌霉菌 鹽細(xì)菌鹽細(xì)菌 耐旱真菌耐旱真菌 由于一般微生物不能耐受高滲透壓，所以日常生活中常由于一般微生物不能耐受高滲透壓，所以日常生活中常用高濃度的鹽或糖保存食物，如腌漬蔬菜、肉類及蜜餞用高濃度的鹽或糖保存食物，如腌漬蔬菜、肉類及蜜餞等。糖的濃度通常為等。糖的濃度通常為50-70%50-70%，鹽的濃度為，鹽的濃度為10-15%10-15%。等滲溶液：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)，等滲溶液：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)，高滲溶液：溶液的溶質(zhì)濃度高于胞內(nèi)溶質(zhì)濃度

34、高滲溶液：溶液的溶質(zhì)濃度高于胞內(nèi)溶質(zhì)濃度, ,低滲溶液：溶液的溶質(zhì)濃度低于胞內(nèi)溶質(zhì)濃度為低滲溶液：溶液的溶質(zhì)濃度低于胞內(nèi)溶質(zhì)濃度為. .滲透壓對微生物的影響滲透壓對微生物的影響利用高滲透壓保存食物利用高滲透壓保存食物耐低水活度的機(jī)制耐低水活度的機(jī)制 提高細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)的濃度而從外界獲得水分：提高細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)的濃度而從外界獲得水分： 1 1、從外界泵入離子、從外界泵入離子 2 2、胞內(nèi)合成某些溶質(zhì)、胞內(nèi)合成某些溶質(zhì)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: :

35、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 專性厭氧菌專性厭氧菌需氧微生物需氧微生物必須在有分子氧的條件下才能生長，有完整的呼吸鏈，必須在有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以分子氧作為最終氫受體。培養(yǎng)時(shí)需加棉塞。培養(yǎng)時(shí)需加棉塞。厭氧微生物厭氧微生物分子氧對它有毒害，短期接觸空氣，也會(huì)抑制其生長分子氧對它有毒害，短期接觸空氣，也會(huì)抑制其生長甚至致死；甚至致死； 產(chǎn)生超氧化物、過氧化氫產(chǎn)生超氧化物、過氧化氫 O2 + e - O2- O2-+H2O2 O2 + OH - + OH SOD酶與酶與H2O

36、2酶酶 2O2- + 2H + H2O2 + O2 2H2O2 2 H2O + O2兼性需氧微生物兼性需氧微生物有氧時(shí)進(jìn)行有氧呼吸，無氧時(shí)進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)能。有氧時(shí)進(jìn)行有氧呼吸，無氧時(shí)進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)能。氧化還原電位勢氧化還原電位勢(Eh) 好氧微生物：好氧微生物： 0.1 V 0.1 V；最適；最適； 厭氧微生物：厭氧微生物： 0.1V; 0.1V; 兼性好氧微生物兼性好氧微生物EhEh值在值在 0.1 0.1 伏以上行好氣性伏以上行好氣性呼吸，呼吸，Eh Eh 值在值在 0.1 0.1 伏以下行厭氣性呼吸。伏以下行厭氣性呼吸。產(chǎn)甲烷細(xì)菌：產(chǎn)甲烷細(xì)菌：-330 mV-330 mV；影響影響EhEh的因素

37、很多，分子態(tài)氧的影響尤為重要。其次的因素很多，分子態(tài)氧的影響尤為重要。其次是培養(yǎng)基中氧化還原物質(zhì)及是培養(yǎng)基中氧化還原物質(zhì)及pHpH值的影響值的影響指通過空氣或外層空間以波動(dòng)方式從一個(gè)地方傳播或傳遞到另一地方的能源。指通過空氣或外層空間以波動(dòng)方式從一個(gè)地方傳播或傳遞到另一地方的能源。它們或是離子或是電磁波。它們或是離子或是電磁波。是能量通過空間傳遞的一種物理現(xiàn)象。是能量通過空間傳遞的一種物理現(xiàn)象。電磁輻射電磁輻射 電離輻射電離輻射 1 1、可見光：、可見光：波長在波長在400760nm的電磁輻射。的電磁輻射。大部分微生物不需要光，大部分微生物不需要光，只有光能營養(yǎng)型的微生物才需要只有光能營養(yǎng)型的

38、微生物才需要光光作為能源。作為能源。有的微生物對光有趨光性，如閃光須霉。擔(dān)子菌有的微生物對光有趨光性，如閃光須霉。擔(dān)子菌形成子實(shí)體也需要散射光的照射。形成子實(shí)體也需要散射光的照射。一般可見光對大多數(shù)化能微生物沒有影響，但是，太強(qiáng)或連一般可見光對大多數(shù)化能微生物沒有影響，但是，太強(qiáng)或連續(xù)長時(shí)間照射也會(huì)導(dǎo)致微生物死亡。因續(xù)長時(shí)間照射也會(huì)導(dǎo)致微生物死亡。因微生物細(xì)胞經(jīng)照射后，微生物細(xì)胞經(jīng)照射后，在有氧情況下，產(chǎn)生光化學(xué)氧化反應(yīng)，生成在有氧情況下，產(chǎn)生光化學(xué)氧化反應(yīng)，生成H2O2，能發(fā)生強(qiáng)，能發(fā)生強(qiáng)烈氧化作用，引起細(xì)胞死亡。烈氧化作用，引起細(xì)胞死亡。2 2、紫外線（）波長在紫外線（）波長在100 400nm的電磁輻射。的電磁輻射。紫外線殺菌或誘變原理：紫外線殺菌或誘變原理：紫外線紫外線作用于作用于DNA ，使其產(chǎn)生胸腺嘧啶二聚體（，使其產(chǎn)生胸腺嘧啶二聚體（TT），引起），引起DNA