第五章微生物的生長及其影響因素課件

第五章微生物的生長及其影響因素微生物生長微生物的生長規(guī)律環(huán)境因素對微生物生長的影響第五章微生物的生長及其影響因素微生物生長1第一節(jié)微生物的生長個體生長個體繁殖群體生長群體生長個體生長+個體繁殖由于微生物的個體極小，所以常用群體生長來反映個體生長的狀況一、微生物生長的概念第一節(jié)微生物的生長個體生長個體繁2比例計數(shù)法直接法血球計數(shù)法計繁殖數(shù)液體稀釋法間接法平板菌落計數(shù)法二、微生物生長量的測定

3測體積直接法稱干重測生長量比濁法間接法測含碳量生理指標法測含氮量其它（P、DNA）

4一、微生物的個體生長和同步生長同步生長的概念：采用一定的方法使細胞群體處于分裂步調(diào)一致的狀態(tài)，稱為同步生長通過環(huán)境條件誘導同步生長群體獲得同步生長的方法（溫度、培養(yǎng)基成分等）

通過物理方法選擇同步生長群體

（離心方法、過濾分離、硝酸纖維素濾膜）第二節(jié)微生物的生長規(guī)律一、微生物的個體生長和同步生長同步生長的概念：采用一定的5㏒細胞數(shù)

延滯期指數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期單細胞微生物的典型生長曲線二、微生物生長曲線二、微生物生長曲線6適應(yīng)期

生長速度為零細胞體積急劇增大細胞內(nèi)的RNA尤其是rRNA含量增高，細胞呈嗜堿性合成代謝活躍，易產(chǎn)生誘導酶對外界不良環(huán)境條件敏感適應(yīng)期生長速度為零7影響適應(yīng)期長短的因素接種齡接種量培養(yǎng)基成分

發(fā)酵工業(yè)上需盡量縮短該期，以降低生產(chǎn)成本在食品工業(yè)上，盡量在此期進行消毒或滅菌影響適應(yīng)期長短的因素接種齡8對數(shù)期生長速度常數(shù)R最大細胞進行平衡生長酶系活躍，代謝旺盛影響指數(shù)期微生物增代時間的因素菌種營養(yǎng)成分營養(yǎng)物的濃度

發(fā)酵工業(yè)上盡量延長該期，以達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入此期對數(shù)期9穩(wěn)定期特點：

1生長速率常數(shù)R等于02菌體產(chǎn)量達到了最高值3合成次生代謝產(chǎn)物4細胞內(nèi)出現(xiàn)儲藏物質(zhì)，芽孢菌內(nèi)開始產(chǎn)生芽孢產(chǎn)生原因：

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)，如碳氮比不合適有害代謝廢物的積累（酸、醇、毒素等）物化條件（pH、氧化還原勢等）不合適穩(wěn)定期特點：10衰亡期特點：

1R為負值2細胞的形態(tài)發(fā)生變化，出現(xiàn)不規(guī)則的衰退形3釋放次生代謝產(chǎn)物，芽孢等4菌體開始自溶產(chǎn)生原因：

生長條件的進一步惡化，使細胞內(nèi)的分解代謝大大超過合成代謝，繼而導致菌體的死亡衰亡期特點：11主要的生長參數(shù)遲緩時間：實際達到對數(shù)生長期所需時間與理想條件下達到對數(shù)期所需時間之差。延緩生長量反映了遲緩期給細胞物質(zhì)的工業(yè)化生產(chǎn)造成的損失。比生長率：表示生長速度與生長基質(zhì)濃度之間的關(guān)系，當營養(yǎng)物質(zhì)濃度很低時，比生長率與營養(yǎng)物質(zhì)濃度成正比?？偵L量：通過培養(yǎng)獲得的微生物總量與原來接種的微生物量之差值。產(chǎn)量常數(shù)：總生長量與消耗基質(zhì)總量之比。主要的生長參數(shù)遲緩時間：實際達到對數(shù)生長期所需時間與理想條件12第三節(jié)環(huán)境對微生物生長的影響溫度水分氧氣pH滲透壓氧化還原電位化學藥物第三節(jié)環(huán)境對微生物生長的影響溫度13溫度不同的微生物生長的溫度范圍不同，根據(jù)生長與溫度的關(guān)系，微生物的生長有三個溫度基點，即最適、最高、最低生長溫度，根據(jù)微生物的最適生長溫度的不同，可將微生物分為：低溫微生物、中溫微生物和高溫微生物，它們的生長溫度如下表低溫菌中溫菌高溫菌最適生長溫度10-2025-30，37-4050-55最低生長溫度-10-510-20，10-2025-45最高生長溫度25-3040-4570-80溫度不同的微生物生長的溫度范圍不同，根據(jù)生長與溫度的關(guān)14高溫對微生物生長的影響嗜熱微生物的生長特性

高溫菌在高溫下生長的原因：

抗熱的酶，膜中的高飽和脂肪酸

高溫菌的生長特性：生長曲線的各個時期均短暫，因此常會在腐敗食品中檢測不到，這在食品檢驗中要特別注意高溫對微生物生長的影響嗜熱微生物的生長特性15影響微生物對熱抵抗力的因素：菌種的遺傳特性菌齡微生物的數(shù)量基質(zhì)的特性（組成、濃度、理化條件）加熱的時間與溫度

影響微生物對熱抵抗力的因素：16影響加壓蒸汽滅菌效果的因素滅菌物體的含菌量滅菌鍋內(nèi)空氣的排除程度滅菌物體的pH值滅菌對象的體積加熱與散熱的速度影響加壓蒸汽滅菌效果的因素滅菌物體的含菌量17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：

形成沉淀物（有機沉淀物如多肽類，無機沉淀物如磷酸鹽）；破壞營養(yǎng)；提高色澤（褐變?nèi)绠a(chǎn)生氨基糖等）；改變培養(yǎng)基的pH值；降低培養(yǎng)基的濃度消除有害影響的措施采用特殊的加熱滅菌法過濾除菌法加入螯合劑

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：18低溫對微生物生長的影響低溫微生物耐低溫的原因：

胞內(nèi)酶耐低溫；細胞膜中不飽和脂肪酸的含量高。低于冰點的溫度對微生物的影響：水分的喪失；冰晶對細胞膜的物理損傷。

速凍、緩凍與反復凍溶對微生物細胞的影響低溫對微生物生長的影響低溫微生物耐低溫的原因：19低溫的用途菌種保藏

液氮的溫度（-195℃）、干冰溫度（-70℃）、-20℃和4℃（常加大分子保護劑如糊精、血清白蛋白等）食品冷藏冷藏（0-4℃）與動藏（-18℃）低溫的用途菌種保藏20水分水分約占微生物細胞組成的70-85%，環(huán)境中缺水時（干燥的環(huán)境）引起微生物細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的變性和鹽類濃度的增高，抑制微生物的生長，甚至造成微生物的死亡。干燥對微生物的作用受環(huán)境溫度、失水速度、菌齡、微生物所處基質(zhì)等條件的影響。干燥用于食品保藏的方法可分為兩類，即自然干燥（熏干、曬干、冷凍干燥）和人工干燥（常壓干燥如熱風、噴霧、凍結(jié)、微波等；真空干燥如真空和冷凍真空干燥）水分水分約占微生物細胞組成的70-85%，環(huán)境中缺水時（干燥21氧氣根據(jù)微生物生長與氧氣的關(guān)系，可將微生物分為以下幾種：

專性好氧菌：在正常大氣壓下（0.2巴）進行好氧呼吸產(chǎn)能好氧菌微好氧菌：只能在0.01-0.03巴大氣壓下生活耐氧菌：只能以發(fā)酵產(chǎn)能，但分子氧無毒害（專性）厭氧菌：只能生長在無氧或基本無氧條件下，氧劇毒兼性厭氧菌：以呼吸為主，兼營發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能過氧化物歧化酶、過氧化氫酶、細胞色素氧化酶的分布情況氧氣根據(jù)微生物生長與氧氣的關(guān)系，可將微生物分為以下幾種：22

pH值根據(jù)微生物生長的最適pH值，將微生物分為：嗜堿微生物：硝化細菌、尿素分解菌、多數(shù)放線菌耐堿微生物：許多鏈霉菌中性微生物：絕大多數(shù)細菌，一部分真菌嗜酸微生物：硫桿菌屬耐酸微生物：乳酸桿菌、醋酸桿菌不同的微生物最適生長的pH值不同，同一種微生物在不同的生理階段對pH值的要求也不同，在發(fā)酵工業(yè)中，控制pH值尤其重要，如黑曲霉在pH2-2.5主要產(chǎn)檸檬酸，pH2.5-6.5以菌體生長為主，pH7時以合成草酸為主各類微生物生長的最適pH值：細菌為6.5-7.5，放線菌為7.5-8.0，霉菌和酵母菌為4-6

pH值根據(jù)微生物生長的最適pH值，將微生物分為：23滲透壓微生物生長與滲透壓的關(guān)系（高滲透壓、低滲透壓對微生物生長的影響）根據(jù)微生物對高滲透壓耐性的不同，將其分為以下三類：高度嗜鹽細菌（20-30%食鹽溶液中生長）嗜鹽細菌中等嗜鹽細菌（5-18%的食鹽溶液中生長）低等嗜鹽細菌（2-5%的食鹽溶液中生長）耐鹽細菌（可在10%以下的食鹽溶液中生長）耐糖細菌（可在60%以下的含糖高滲溶液中生長）*普通微生物一般在0.85-0.90的食鹽溶液中生長滲透壓微生物生長與滲透壓的關(guān)系（高滲透壓、低滲透壓對微生物生24氧化還原電位一般需氧微生物Eh值在+0.1以上就可以生長，以0.3—0.4為合適，厭氧微生物只能在+0.1以下生長，兼性厭氧微生物對Eh值的要求相對較為廣泛。氧化還原電位一般需氧微生物Eh值在+0.1以上就可以生長，以25化學藥物1.重金屬鹽類：銅、汞鹽。2.氧化劑：次氯酸鈣等。3.有機化合物：酚、醇、醛等。4.表面活性劑：新潔而滅5.鹵族元素及其化合物：碘、氯化物。6.染料：結(jié)晶紫。7.毒性物質(zhì)：KCN、CO等。化學藥物26第五章微生物的生長及其影響因素微生物生長微生物的生長規(guī)律環(huán)境因素對微生物生長的影響第五章微生物的生長及其影響因素微生物生長27第一節(jié)微生物的生長個體生長個體繁殖群體生長群體生長個體生長+個體繁殖由于微生物的個體極小，所以常用群體生長來反映個體生長的狀況一、微生物生長的概念第一節(jié)微生物的生長個體生長個體繁28比例計數(shù)法直接法血球計數(shù)法計繁殖數(shù)液體稀釋法間接法平板菌落計數(shù)法二、微生物生長量的測定

29測體積直接法稱干重測生長量比濁法間接法測含碳量生理指標法測含氮量其它（P、DNA）

30一、微生物的個體生長和同步生長同步生長的概念：采用一定的方法使細胞群體處于分裂步調(diào)一致的狀態(tài)，稱為同步生長通過環(huán)境條件誘導同步生長群體獲得同步生長的方法（溫度、培養(yǎng)基成分等）

通過物理方法選擇同步生長群體

（離心方法、過濾分離、硝酸纖維素濾膜）第二節(jié)微生物的生長規(guī)律一、微生物的個體生長和同步生長同步生長的概念：采用一定的31㏒細胞數(shù)

延滯期指數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期單細胞微生物的典型生長曲線二、微生物生長曲線二、微生物生長曲線32適應(yīng)期

生長速度為零細胞體積急劇增大細胞內(nèi)的RNA尤其是rRNA含量增高，細胞呈嗜堿性合成代謝活躍，易產(chǎn)生誘導酶對外界不良環(huán)境條件敏感適應(yīng)期生長速度為零33影響適應(yīng)期長短的因素接種齡接種量培養(yǎng)基成分

發(fā)酵工業(yè)上需盡量縮短該期，以降低生產(chǎn)成本在食品工業(yè)上，盡量在此期進行消毒或滅菌影響適應(yīng)期長短的因素接種齡34對數(shù)期生長速度常數(shù)R最大細胞進行平衡生長酶系活躍，代謝旺盛影響指數(shù)期微生物增代時間的因素菌種營養(yǎng)成分營養(yǎng)物的濃度

發(fā)酵工業(yè)上盡量延長該期，以達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入此期對數(shù)期35穩(wěn)定期特點：

1生長速率常數(shù)R等于02菌體產(chǎn)量達到了最高值3合成次生代謝產(chǎn)物4細胞內(nèi)出現(xiàn)儲藏物質(zhì)，芽孢菌內(nèi)開始產(chǎn)生芽孢產(chǎn)生原因：

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)，如碳氮比不合適有害代謝廢物的積累（酸、醇、毒素等）物化條件（pH、氧化還原勢等）不合適穩(wěn)定期特點：36衰亡期特點：

1R為負值2細胞的形態(tài)發(fā)生變化，出現(xiàn)不規(guī)則的衰退形3釋放次生代謝產(chǎn)物，芽孢等4菌體開始自溶產(chǎn)生原因：

生長條件的進一步惡化，使細胞內(nèi)的分解代謝大大超過合成代謝，繼而導致菌體的死亡衰亡期特點：37主要的生長參數(shù)遲緩時間：實際達到對數(shù)生長期所需時間與理想條件下達到對數(shù)期所需時間之差。延緩生長量反映了遲緩期給細胞物質(zhì)的工業(yè)化生產(chǎn)造成的損失。比生長率：表示生長速度與生長基質(zhì)濃度之間的關(guān)系，當營養(yǎng)物質(zhì)濃度很低時，比生長率與營養(yǎng)物質(zhì)濃度成正比?？偵L量：通過培養(yǎng)獲得的微生物總量與原來接種的微生物量之差值。產(chǎn)量常數(shù)：總生長量與消耗基質(zhì)總量之比。主要的生長參數(shù)遲緩時間：實際達到對數(shù)生長期所需時間與理想條件38第三節(jié)環(huán)境對微生物生長的影響溫度水分氧氣pH滲透壓氧化還原電位化學藥物第三節(jié)環(huán)境對微生物生長的影響溫度39溫度不同的微生物生長的溫度范圍不同，根據(jù)生長與溫度的關(guān)系，微生物的生長有三個溫度基點，即最適、最高、最低生長溫度，根據(jù)微生物的最適生長溫度的不同，可將微生物分為：低溫微生物、中溫微生物和高溫微生物，它們的生長溫度如下表低溫菌中溫菌高溫菌最適生長溫度10-2025-30，37-4050-55最低生長溫度-10-510-20，10-2025-45最高生長溫度25-3040-4570-80溫度不同的微生物生長的溫度范圍不同，根據(jù)生長與溫度的關(guān)40高溫對微生物生長的影響嗜熱微生物的生長特性

高溫菌在高溫下生長的原因：

抗熱的酶，膜中的高飽和脂肪酸

高溫菌的生長特性：生長曲線的各個時期均短暫，因此常會在腐敗食品中檢測不到，這在食品檢驗中要特別注意高溫對微生物生長的影響嗜熱微生物的生長特性41影響微生物對熱抵抗力的因素：菌種的遺傳特性菌齡微生物的數(shù)量基質(zhì)的特性（組成、濃度、理化條件）加熱的時間與溫度

影響微生物對熱抵抗力的因素：42影響加壓蒸汽滅菌效果的因素滅菌物體的含菌量滅菌鍋內(nèi)空氣的排除程度滅菌物體的pH值滅菌對象的體積加熱與散熱的速度影響加壓蒸汽滅菌效果的因素滅菌物體的含菌量43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：

形成沉淀物（有機沉淀物如多肽類，無機沉淀物如磷酸鹽）；破壞營養(yǎng)；提高色澤（褐變?nèi)绠a(chǎn)生氨基糖等）；改變培養(yǎng)基的pH值；降低培養(yǎng)基的濃度消除有害影響的措施采用特殊的加熱滅菌法過濾除菌法加入螯合劑

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：44低溫對微生物生長的影響低溫微生物耐低溫的原因：

胞內(nèi)酶耐低溫；細胞膜中不飽和脂肪酸的含量高。低于冰點的溫度對微生物的影響：水分的喪失；冰晶對細胞膜的物理損傷。

速凍、緩凍與反復凍溶對微生物細胞的影響低溫對微生物生長的影響低溫微生物耐低溫的原因：45低溫的用途菌種保藏

液氮的溫度（-195℃）、干冰溫度（-70℃）、-20℃和4℃（常加大分子保護劑如糊精、血清白蛋白等）食品冷藏冷藏（0-4℃）與動藏（-18℃）低溫的用途菌種保藏46水分水分約占微生物細胞組成的70-85%，環(huán)境中缺水時（干燥的環(huán)境）引起微生物細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的變性和鹽類濃度的增高，抑制微生物的生長，甚至造成微生物的死亡。干燥對微生物的作用受環(huán)境溫度、失水速度、菌齡、微生物所處基質(zhì)等條件的影響。干燥用于食品保藏的方法可分為兩類，即自然干燥（熏干、曬干、冷凍干燥）和人工干燥（常壓干燥如熱風、噴霧、凍結(jié)、微波等；真空干燥如真空和冷凍真空干燥）水分水分約占微生物細胞組成的70-85%，環(huán)境中缺水時（干燥47氧氣根據(jù)微生物生長與氧氣的關(guān)系，可將微生物分為以下幾種：

專性好氧菌：在正常大氣壓下（0.2巴）進行好氧呼吸產(chǎn)能好氧菌微好氧菌：只能在0.01-0.03巴大氣壓下生活耐氧菌：只能以發(fā)酵產(chǎn)能，但分子氧無毒害（專性）厭氧菌：只能生長在無氧或基本無氧條件下，氧劇毒兼性厭氧菌：以呼吸為主，兼營發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能過氧化物歧化酶