環(huán)境工程微生物學(xué)

第七章微生物的生長(zhǎng)繁殖及其控制7.1細(xì)菌的群體生長(zhǎng)7.2基質(zhì)濃度與微生物比生長(zhǎng)速率的關(guān)系7.3研究微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)方法7.4微生物純培養(yǎng)物的分離及生長(zhǎng)的測(cè)定7.5環(huán)境因素對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響7.6微生物生長(zhǎng)的控制微生物的生長(zhǎng)(microbialgrowth)是指微生物吸收營(yíng)養(yǎng)物經(jīng)代謝轉(zhuǎn)化為自身細(xì)胞成使細(xì)胞體積擴(kuò)大或細(xì)胞質(zhì)量增加的生物學(xué)過(guò)程。微生物的繁殖(microbialreproduction)系指微生物長(zhǎng)到一定階段，由于細(xì)胞結(jié)構(gòu)復(fù)制與重建并通過(guò)特定方式產(chǎn)生新個(gè)體——個(gè)體數(shù)目增加的生物學(xué)過(guò)程。生長(zhǎng)是一個(gè)量變(個(gè)體由小到大或由輕到重)的過(guò)程；繁殖是一個(gè)質(zhì)變(新生命個(gè)體誕生)的過(guò)程。微生物群體生長(zhǎng)的研究更具有實(shí)際意義。7.1細(xì)菌的群體生長(zhǎng)微生物的群體生長(zhǎng)(groupgrowthofmicroorganisms)是指在一定時(shí)間內(nèi)細(xì)胞數(shù)量的增加。7.1.1細(xì)菌的群體生長(zhǎng)規(guī)律——生長(zhǎng)曲線(xiàn)將一定數(shù)量的純種微生物細(xì)胞接種于一定體積的液體培養(yǎng)基內(nèi)，在一定條件下進(jìn)行培養(yǎng)，以生長(zhǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，以細(xì)菌數(shù)目的對(duì)數(shù)值（或細(xì)胞生物量）為縱坐標(biāo)繪制的一條曲線(xiàn)稱(chēng)為生長(zhǎng)曲線(xiàn)。7.1.1細(xì)菌的群體生長(zhǎng)規(guī)律——生長(zhǎng)曲線(xiàn)(1)延遲期延遲期(1agphase)：又叫遲緩期、遲滯期或調(diào)整期，是細(xì)菌對(duì)新環(huán)境的適應(yīng)過(guò)程。特點(diǎn)：分裂遲、代謝力強(qiáng)細(xì)胞數(shù)目不增加，但代謝十分活躍。核酸含量增加，誘導(dǎo)酶大量產(chǎn)生，合成中間產(chǎn)物，細(xì)胞體積增長(zhǎng)很快，對(duì)環(huán)境變化較為敏感。(2)對(duì)數(shù)期對(duì)數(shù)期(logphase)：又叫指數(shù)期或生長(zhǎng)旺盛期。特點(diǎn)：細(xì)菌的繁殖速度最快，以幾何級(jí)數(shù)增加，即按2n的速度增加。細(xì)菌數(shù)目的增加與培養(yǎng)時(shí)間成正比。細(xì)胞活性最大，細(xì)胞組分合成非常迅速，細(xì)菌生長(zhǎng)代謝十分旺盛，菌體有規(guī)律地高速繁殖，世代時(shí)間最短。有毒代謝物積累很少，對(duì)不良因素的抵抗力很強(qiáng)，細(xì)胞死亡極少甚至不死亡。(2)對(duì)數(shù)期（續(xù)）單細(xì)胞增加一代所需要的時(shí)間稱(chēng)為世代時(shí)間(G)。已知：t1時(shí)細(xì)菌數(shù)為X1；t2，繁殖n代后的細(xì)菌數(shù)X2=2nX1，計(jì)算世代時(shí)間G：G=（t2-t1）/nn=3.3(logX2-logX1)G=（t2-t1）/(3.3logX2/X1)G與培養(yǎng)條件相關(guān)如E.coli，培養(yǎng)溫度為21.5-21.8℃時(shí)，G=62.2min；37℃時(shí)，G=17min；超過(guò)50℃時(shí)便不能生長(zhǎng)。(3)穩(wěn)定期穩(wěn)定期(stationaryphase)：又叫最高生長(zhǎng)期或平衡期。特點(diǎn)：生長(zhǎng)率下降并出現(xiàn)部分菌體死亡，繁殖率與死亡率趨于平衡，活菌數(shù)保持相對(duì)穩(wěn)定；細(xì)菌代謝活力降低，細(xì)胞內(nèi)開(kāi)始貯藏物質(zhì)；芽孢細(xì)菌的芽孢開(kāi)始形成。適合于收獲大量的菌體。(4)衰亡期衰亡期(declinephase)：又稱(chēng)死亡期。特點(diǎn)：細(xì)菌代謝活力大大下降，死亡率明顯增加，活菌數(shù)迅速減少，甚至按幾何級(jí)數(shù)下降。芽孢細(xì)菌已形成芽孢，菌體出現(xiàn)自溶現(xiàn)象(即內(nèi)源呼吸)，并釋放出氨基酸、酶及抗生素等產(chǎn)物；菌體細(xì)胞產(chǎn)生畸形，有的革蘭染色陽(yáng)性菌變?yōu)楦锾m陰性菌。7.1.2微生物生長(zhǎng)曲線(xiàn)在廢水生物處理中的指導(dǎo)作用以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，以活性污泥干重為縱坐標(biāo)繪制的曲線(xiàn)為活性污泥生長(zhǎng)曲線(xiàn)；與細(xì)菌生長(zhǎng)曲線(xiàn)類(lèi)似；7.1.2微生物生長(zhǎng)曲線(xiàn)在廢水生物處理中的指導(dǎo)作用（續(xù)）還表示為微生物的代謝速率與食料／微生物(質(zhì)量或濃度)的關(guān)系。遲緩期和對(duì)數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期7.2基質(zhì)濃度與微生物比生長(zhǎng)速率的關(guān)系1942年[法]學(xué)者莫諾特(Monod)提出；μ——微生物比生長(zhǎng)速率，時(shí)間-1，即單位生物量的增長(zhǎng)速度，x為微生物的濃度；μmax——微生物的最大比生長(zhǎng)速率，時(shí)間-1；S——基質(zhì)濃度（質(zhì)量/容積）Ks——比生長(zhǎng)速率為最大比生長(zhǎng)速率一半時(shí)的基質(zhì)濃度。7.3研究微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)方法7.3.1微生物的分批培養(yǎng)(bathcultureofmicroorganisms)分批培養(yǎng)是將微生物接種到一定體積的液體培養(yǎng)基中，使其在一定條件下生長(zhǎng)繁殖的培養(yǎng)方法。特點(diǎn)培養(yǎng)基一次加入不再更換且不予補(bǔ)充。微生物經(jīng)歷了一個(gè)細(xì)胞數(shù)量由少到多直至達(dá)到最大數(shù)量，而后又從多到少直至衰減死亡的生長(zhǎng)過(guò)程，序批式間歇曝氣(SBR)是分批培養(yǎng)的具體應(yīng)用。7.3.2微生物的連續(xù)培養(yǎng)微生物的連續(xù)培養(yǎng)(continuouscultureofmicroorganisms)：在微生物的整個(gè)培養(yǎng)期間，通過(guò)一定的方式使微生物能以恒定的比生長(zhǎng)速率增長(zhǎng)并能持續(xù)生長(zhǎng)下去的一種培養(yǎng)方法。恒濁連續(xù)培養(yǎng)：控制流速使菌液濁度維持恒定；用于發(fā)酵工業(yè)。恒化連續(xù)培養(yǎng)：控制培養(yǎng)基中某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度保持恒定，使細(xì)菌的比生長(zhǎng)速率保持恒定；大部分用于污水生物處理(SBR法除外)。7.4微生物純培養(yǎng)物的分離及生長(zhǎng)的測(cè)定7.4.1純培養(yǎng)物的分離(1)稀釋平皿分離法7.4.1純培養(yǎng)物的分離(2)劃線(xiàn)分離：將已滅菌的培養(yǎng)基待溶化后倒入無(wú)菌平皿內(nèi)，凝固后，用接種環(huán)沾取少許待分離的樣品，在無(wú)菌條件下，于培養(yǎng)基表面進(jìn)行扇形、方格等不同形式的劃線(xiàn)，使微生物得以分散，經(jīng)保溫培養(yǎng)一定時(shí)間后，可出現(xiàn)單個(gè)菌落。照此方法重復(fù)劃線(xiàn)便可獲得純種。7.4.1純培養(yǎng)物的分離(2)劃線(xiàn)分離：斜線(xiàn)法曲線(xiàn)法方格法放射法四格法7.4.1純培養(yǎng)物的分離(3)選擇分離：利用微生物所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、環(huán)境條件等的差異性，創(chuàng)造條件以達(dá)到分離純種的目的；如若篩選厭氧菌必須創(chuàng)造無(wú)氧環(huán)境，以限制好氧茵的生長(zhǎng)。7.4.2微生物生長(zhǎng)的測(cè)定7.4.2.1細(xì)胞數(shù)目的測(cè)定(1)平板稀釋活菌計(jì)數(shù)法菌落數(shù)即代表樣品中的活菌數(shù)。使用較廣，但存在不足：①?gòu)睦碚撋弦粋€(gè)菌落是由一個(gè)活細(xì)胞發(fā)育而成的，但事實(shí)上有時(shí)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起也形成一個(gè)菌落；②有的細(xì)菌分裂遲緩或生長(zhǎng)緩慢，形成的菌落很小，甚至長(zhǎng)出較晚，易漏掉；③由于操作過(guò)程中造成的意外損傷，如培養(yǎng)基過(guò)熱致使細(xì)胞死亡等，會(huì)帶來(lái)較大的誤差。(2)直接計(jì)數(shù)測(cè)定法在顯微鏡下用計(jì)數(shù)器直接計(jì)數(shù)細(xì)胞的方法。血球計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)酵母菌、霉菌孢子、藻類(lèi)及原生動(dòng)物等個(gè)體較大的微生物；細(xì)菌計(jì)數(shù)片或PotraffHausser計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)細(xì)菌等較小的細(xì)胞(2)直接計(jì)數(shù)測(cè)定法（續(xù)）支持蓋玻片的脊從這里加入樣品。小心操作避免溢流；在蓋玻片與計(jì)數(shù)板之間有0.02mm的高度；25個(gè)大方格，面積1mm2。計(jì)算室體積0.02mm3。顯微觀(guān)察計(jì)數(shù)；計(jì)數(shù)大方格中的所有細(xì)胞，選擇幾個(gè)方格進(jìn)行計(jì)數(shù)，最后算平均值。（這里有12個(gè)細(xì)胞）計(jì)算每升樣品中的細(xì)胞數(shù)：12個(gè)細(xì)胞×25方格×50×103=1.5×107細(xì)胞數(shù)/mm2細(xì)胞數(shù)/mm3細(xì)胞數(shù)/mm3(ml)(2)直接計(jì)數(shù)測(cè)定法（續(xù)）涂片顯微鏡直接計(jì)數(shù)法：利用涂片面積與視野面積之比來(lái)計(jì)算出樣品中微生物量A、計(jì)算視野面積B、在載玻片中部劃正方形C、取0.01ml稀釋菌液涂片、固定、染色D、觀(guān)察計(jì)數(shù)2cm(2)直接計(jì)數(shù)測(cè)定法（續(xù)）涂片顯微鏡直接計(jì)數(shù)法2cm個(gè)/mL=每個(gè)視野的平均菌數(shù)××

100×稀釋倍數(shù)涂片面積一個(gè)視野面積（3）濾膜過(guò)濾計(jì)數(shù)法將滅菌的濾膜安裝于濾器上，取適量水樣放入過(guò)濾器漏斗內(nèi)過(guò)濾，將過(guò)濾面向上放于平板培養(yǎng)基上培養(yǎng)，計(jì)算膜上菌落數(shù)10-1原液10ml10-110-210-310-410-510-61ml1ml1ml1ml1ml（4）MPN法

MaximumPossibleNumber10-210-310-410-510-63+3+2+1+0+數(shù)量指標(biāo)321，查表得到MPN值（4）MPN法(5)比濁法懸液中細(xì)胞濃度與濁度成正比，與透光度成反比。用光電比色計(jì)測(cè)定菌懸液，以光密度值表示菌液的細(xì)胞濃度。濾光片入射光l0含細(xì)胞的樣品透射光l光電池(測(cè)試投射光

l)記錄器↓單位分光光度計(jì)-光密度（OD）=Logl0/l1、標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制：用一系列已知菌數(shù)的菌懸液測(cè)定吸光度，作出吸光度-菌數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。2、測(cè)出未知菌懸液的吸光度，從標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)中查出相對(duì)應(yīng)的菌數(shù)。注意：待測(cè)樣品顏色太深或含其它懸浮物較多時(shí)，不宜使用此法(5)比濁法（續(xù)）細(xì)胞數(shù)目或干重7.4.2.2細(xì)胞物質(zhì)的測(cè)定(1)干物質(zhì)的測(cè)定通常細(xì)菌干重約占濕重的1／5～1／4，即lmg干菌體相當(dāng)于4～5mg濕菌體，約含4×109～5×109個(gè)菌體。(2)DNA含量的測(cè)定每個(gè)細(xì)菌平均含DNA8.4×10-6μg，據(jù)此，通過(guò)DNA含量還可換算出菌體的數(shù)量。(3)含氮量的測(cè)定蛋白質(zhì)含氮量為16%，一般細(xì)菌中蛋白質(zhì)含量約為菌體干重的65%，有的僅約為14%。蛋白質(zhì)總量=含氮量×6.25細(xì)胞總量=蛋白質(zhì)總量÷65%≈蛋白質(zhì)總量×l.547.5環(huán)境因素對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響7.5.1溫度最適生長(zhǎng)溫度是微生物生長(zhǎng)繁殖最快的溫度；最低生長(zhǎng)溫度是微生物生長(zhǎng)繁殖速度最低的溫度，若再低于這個(gè)溫度微生物則不能生長(zhǎng)；最高生長(zhǎng)溫度是微生物生長(zhǎng)繁殖的最高溫度界限，高于這個(gè)溫度，微生物不能進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖，甚至趨于解體死亡7.5.1.1不同溫度范圍的微生物種類(lèi)低溫微生物(psychrophilicmicroorganism)(嗜冷微生物)中溫微生物(mesophilicmicroorganism)高溫微生物(thermophilicmicroorganism)(嗜熱微生物)微生物類(lèi)型溫度范圍所處環(huán)境最低溫度最適溫度最高溫度低溫微生物-5～010～2025～30南北兩極、海洋、冷泉、冷庫(kù)等中溫微生物10～2025～3740～50土壤、根際、人體及溫血?jiǎng)游锔邷匚⑸?3～3050～6070～90溫泉、堆肥、土表等高溫環(huán)境7.5.1.2溫度對(duì)微生物的影響(1)低溫對(duì)微生物的影響既能抑制微生物又能殺死部分微生物。低溫抑制作用的原因是菌體內(nèi)的水分凍結(jié)，無(wú)法進(jìn)行生化反應(yīng)，甚至有些大分子物質(zhì)，如酶蛋白、核糖體等因低溫導(dǎo)致松散而失活。低溫致死微生物的原因是細(xì)胞內(nèi)的水分形成冰晶，使細(xì)胞脫水，原生質(zhì)的膠體狀態(tài)遭到破壞。冰晶還會(huì)對(duì)菌體造成物理?yè)p傷。低溫能降低微生物的代謝活性，因此，低溫下可以保藏食品；但低溫不能用來(lái)消毒和滅菌。(2)高溫對(duì)微生物的影響當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)了微生物的最高生長(zhǎng)溫度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致微生物死亡，而且隨著溫度的升高死亡加快。幼齡比老齡菌對(duì)高溫更為敏感；無(wú)芽孢的細(xì)菌、霉菌、酵母菌的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞50～65℃l0min便可死亡，100℃幾分鐘死亡；放線(xiàn)菌的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞75～80℃l0min死亡，抗熱性較強(qiáng)；酵母菌和霉菌的孢子70～80℃l0min死亡；細(xì)菌芽孢在100℃以下難以致死，超過(guò)l00℃時(shí)需要十幾分鐘、幾十分鐘，甚至幾十小時(shí)才能死亡。(2)高溫對(duì)微生物的影響（續(xù)）細(xì)菌種類(lèi)濕熱滅菌溫度／℃致死時(shí)間／min煮沸致死時(shí)間／min枯草芽孢桿菌1006～l7>60肉毒梭菌120～12110360蠟狀芽孢桿菌1006炭疽芽孢桿菌1055～l0幾種芽孢桿菌的致死溫度和時(shí)間(2)高溫對(duì)微生物的影響（續(xù)）

微生物高溫致死的原因：①細(xì)胞內(nèi)的酶遇熱失活，不能進(jìn)行正常的代謝；②非酶蛋白和核酸等細(xì)胞成分的破壞；③細(xì)胞膜中脂類(lèi)的熱溶解使膜出現(xiàn)小孔，細(xì)胞內(nèi)含物泄漏。7.5.2pH值(1)不同微生物要求的pH值微生物種類(lèi)pH值微生物種類(lèi)pH值最低

最適最高最低最適最高細(xì)菌5.07.0～8.010.0霉菌1.53.0～6.09.0放線(xiàn)菌5.07.5～8.010.0原生動(dòng)物5.06.5～8.09.0酵母菌3.05.0～6.08.0(2)pH值對(duì)微生物的影響導(dǎo)致細(xì)胞膜電荷的改變→影響細(xì)胞膜對(duì)某些離子性化合物的選擇透性→影響微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。直接影響酶的活性。酶活性↓影響環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)物的解離狀態(tài)及所帶電荷的性質(zhì)。因?yàn)榧?xì)菌表面帶有負(fù)電荷，中性分子易進(jìn)入細(xì)胞，離子化合物難以進(jìn)入。pH值變化時(shí)就會(huì)影響某些營(yíng)養(yǎng)物(如氨、磷酸鹽等)的可利用性。(3)由微生物活動(dòng)引起環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)物pH值的改變及調(diào)節(jié)辦法①有些微生物分解糖類(lèi)物質(zhì)產(chǎn)生有機(jī)酸如丁酸梭菌分解葡萄糖產(chǎn)生丁酸，使pH值降低；②含氮有機(jī)物被微生物降解后產(chǎn)生氨等堿性物質(zhì)，使pH值上升；③細(xì)胞選擇性吸收離子性物質(zhì)而引起pH值的改變?nèi)缫訬aNO3作氮源時(shí)，NO3-被吸收后，pH值會(huì)上升；以（NH4)2SO4作氮源時(shí)，NH4+被吸收后，pH值會(huì)下降。加pH緩沖劑進(jìn)行控制pH的變化。7.5.3氧化還原電位好氧微生物：適宜的值為+0.3～+0.4V，0.1V以上進(jìn)行好氧呼吸，0.1V以下進(jìn)行無(wú)氧發(fā)酵?；钚晕勰嘞到y(tǒng)：+0.2～+0.6V；厭氧消化池以-0.1～-0.2V為宜。好氧微生物，通入空氣或投加氧化劑以提高氧化還原電位；培養(yǎng)厭氧微生物時(shí)，加入還原性物質(zhì)以降低氧化還壓電位。影響氧化還原電位的因素很多，有氧分壓、氫分壓、pH值等?；|(zhì)

黃素蛋白

鐵-硫蛋白泛醌細(xì)胞色素細(xì)胞色素細(xì)胞色素還原電位（V）-0.42H27.5.4溶解氧(DO)(1)專(zhuān)性好氧微生物，只有在有氧分子存在的條件下才能正常生活的微生物，稱(chēng)為專(zhuān)性好氧微生物。如污水好氧生物處理的進(jìn)水BOD5是0.2～0.3g／L，曝氣池混合液懸浮固體為2～3g／L時(shí)，溶解氧維持在3～4mg／L為宜。(2)專(zhuān)性厭氧微生物只有在無(wú)氧條件下才能生長(zhǎng)的微生物稱(chēng)為專(zhuān)性厭氧微生物。專(zhuān)性厭氧微生物只有脫氫酶系統(tǒng)，分子氧對(duì)它們具有致死作用，其原因是：①當(dāng)環(huán)境中有氧時(shí)，從基質(zhì)脫下的氫還原NAD產(chǎn)生NADH2，NADH2與O2直接作用生成H2O2；②O2分子直接進(jìn)入菌體后可轉(zhuǎn)化成游離的O2-。H2O2和O2-均有強(qiáng)烈的毒害作用而專(zhuān)性厭氧微生物恰又缺乏清除H2O2的過(guò)氧化氫酶和破壞O2-的氧化物歧化酶，因而中毒死亡。(3)兼性好氧微生物既能在有氧條件下生活，又能在無(wú)氧條件下生活的微生物，稱(chēng)為兼性好氧微生物或稱(chēng)為兼性厭氧微生物。這類(lèi)微生物具有氧化酶和脫氫酶系統(tǒng)。有氧時(shí)，氧化酶系統(tǒng)工作；無(wú)氧時(shí)，氧化酶系統(tǒng)變鈍，脫氫酶系統(tǒng)工作。如酵母菌，在有氧情況下，將葡萄糖徹底氧化成CO2和H2O；在無(wú)氧情況下，發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生大量的乙醇。7.5.5重金屬及其化合物有些重金屬微生物生命活動(dòng)不可缺少的成分，有的參與酶的組成，有的是細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分。當(dāng)環(huán)境中金屬離子濃度比較高時(shí)，就會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制作用。有些重金屬不是微生物所需要的，只要存在，對(duì)微生物就產(chǎn)生不利影響。7.6微生物生長(zhǎng)的控制7.6.1物理方法的控制7.6.1.1高溫滅茵消毒滅菌是指將所有微生物(包括芽孢)全部徹底消滅的物理或化學(xué)方法；消毒是指殺死全部病原微生物(主要是營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞)的物理或化學(xué)方法。7.6.1.1高溫滅茵消毒(1)高溫滅菌法①濕熱滅菌在相同溫度下濕熱比干熱殺菌效果好因蛋白質(zhì)含水量越多，其凝固溫度越低。因此，濕熱中菌體吸收水分，蛋白質(zhì)易凝固濕熱的穿透力和熱傳導(dǎo)力比干熱大濕熱蒸汽存有潛熱，蒸汽變?yōu)橐后w時(shí)放出的潛熱能迅速提高滅菌物體的溫度，從而增加滅菌；7.6.1.1高溫滅茵消毒（續(xù)）高壓蒸汽滅菌法：是將待滅菌的物品放在一個(gè)密閉的高壓蒸汽鍋內(nèi)，加熱后，高壓鍋隔套間的水沸騰產(chǎn)生大量的蒸汽，待水蒸氣急劇地將鍋內(nèi)冷空氣自排氣閥中驅(qū)盡后，將排氣閥關(guān)閉，繼續(xù)加熱，鍋內(nèi)充滿(mǎn)飽和蒸汽。7.6.1.1高溫滅茵消毒（續(xù)）間歇滅菌：是用流通蒸汽反復(fù)幾次處理的滅菌方法，適用于不耐熱的藥品、營(yíng)養(yǎng)物、特殊培養(yǎng)基(如含糖培養(yǎng)基)等。將物品置于阿諾氏滅菌器、蒸鍋或蒸籠中，常壓下100℃滅菌15～30min，可殺死營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞；冷卻后，置于28～37℃保溫過(guò)夜，使未殺死的芽孢萌發(fā)成營(yíng)養(yǎng)體；再以同樣的方法加熱處理。如此反復(fù)三次，可殺死全部芽孢及營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。7.6.1.1高溫滅茵消毒（續(xù)）干熱滅菌將待滅菌的物品(主要是接種環(huán)和接種針等)在火焰上直接灼燒以殺死菌體，此法滅菌徹底；在烘干箱中利用熱空氣對(duì)金屬器皿、玻璃器皿等耐熱物品進(jìn)行滅菌，一般將溫度調(diào)到l60℃，滅菌l～2h。7.6.1.1高溫滅茵消毒（續(xù)）加熱消毒法，物品煮沸l(wèi)5min以上可殺死細(xì)菌所有的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和部分芽孢。若延長(zhǎng)煮沸時(shí)間，并在水中加入l%碳酸鈉或2%～5%石炭酸，效果更佳。7.6.1.2干燥干燥會(huì)使細(xì)胞休眠狀態(tài)。干燥對(duì)微生物產(chǎn)生的影響與微生物的種類(lèi)有關(guān)。酵母菌干燥時(shí)可存活數(shù)月；產(chǎn)莢膜菌、芽孢桿菌、真菌的孢子抗干燥能力很強(qiáng)，可存活數(shù)月至數(shù)年；而有些微生物，如淋病球菌、醋酸菌對(duì)干燥敏感，很快就會(huì)死亡。干燥對(duì)微生物的影響還與環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)物、氧氣、溫度等有關(guān)。7.6.1.3輻射通過(guò)空間傳遞的能量稱(chēng)為輻射。不同波長(zhǎng)輻射與殺菌作用的關(guān)系260nm7.6.1.3輻射（續(xù)）紫外線(xiàn)的殺菌機(jī)理：①蛋白質(zhì)在280nm處有強(qiáng)烈的吸收，輻射能影響酶和蛋白質(zhì)的合成，影響正常代謝；②在有氧情況下，微生物經(jīng)紫外線(xiàn)的作用可產(chǎn)生H2O2，由于的強(qiáng)氧化作用，導(dǎo)致細(xì)胞死亡；③核酸在260nm處對(duì)紫外線(xiàn)的吸收很強(qiáng)，可引起核酸結(jié)構(gòu)的改變，產(chǎn)生致死作用。其中，核酸中嘧啶堿基比嘌呤對(duì)紫外線(xiàn)更敏感，易形成胸腺嘧啶二聚體(T-T)，使雙鏈DNA不能正常復(fù)制，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。7.6.1.4滲透壓(1)在等滲溶液中，微生物正常生長(zhǎng)、繁殖。微生物實(shí)驗(yàn)中或注射用的0.85%的生理鹽水即等滲鹽水。(2)在低滲溶液中，菌體因吸收水分而膨脹甚至破裂；(3)在高滲溶液中，造成質(zhì)壁分離，微生物停止代謝或死亡。人們常利用高滲透壓溶液，如高濃度的鹽或糖保存食品。鹽的濃度一般為10%～15%，糖的濃度為50%～70%。7.6.2化學(xué)方法的控制7.6.2.1無(wú)機(jī)化合物堿具有殺菌作用。G-細(xì)菌比G+細(xì)菌敏感；KOH，NaOH，Na2CO3是常用的堿類(lèi)殺菌劑。利用30%的NaOH溶液處理l0min，即可殺死芽孢；消滅細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)體可采用2%～4%NaOH的溶液；Na2CO3殺菌力很弱，主要用作輔助消毒劑。7.6.2化學(xué)方法的控制7.6.2.1無(wú)機(jī)化合物硫酸銅是殺藻劑每升水投加0.3～0.5mg，多數(shù)藻類(lèi)幾天內(nèi)便被殺死。測(cè)定DO時(shí)，常加入0.1%～l%硫酸銅抑制微生物的呼吸。二氯化汞是常用的消毒劑(1:500)～(1:2000)的升汞溶液對(duì)多數(shù)細(xì)菌有致死作用。銀、鉛等對(duì)微生物都有殺傷作用0.1%～l%硝酸銀用于皮膚消毒用0.1%～0.5%的鉛鹽溶液浸泡微生物幾分鐘內(nèi)即可死亡。7.6.2.2有機(jī)化合物(1)醇醇是脫水劑，可使蛋白質(zhì)脫水變性醇是脂溶劑，能溶解細(xì)胞膜上的脂類(lèi)而損傷細(xì)胞膜。醇的殺菌力隨分子量的增加而增加，即甲醇<乙醇<丙醇<丁醇<戊醇……。乙醇常用作消毒劑。70%的乙醇?xì)⒕Ч詈?，過(guò)高或過(guò)低均無(wú)作用。無(wú)水乙醇起不到殺菌作用。乙醇可用于微生物實(shí)驗(yàn)室一些用具，如載玻片、玻棒的消毒。7.6.2.2有機(jī)化合物（續(xù)）(2)酚(石炭酸)酚具有表面活性劑的作用，可破壞細(xì)胞膜，使細(xì)胞內(nèi)容物溢出其主要作用是引起蛋白質(zhì)變性。

酚的濃度／%

作用

酚的濃度／%

作用0.1抑制細(xì)菌生長(zhǎng)3.0～5.0幾分鐘殺死細(xì)菌0.5～1.0皮膚消毒5.0噴霧消毒空氣1.020min內(nèi)殺死細(xì)菌不同濃度酚的殺菌作用7.6.2.2有機(jī)化合物（續(xù)）(2)酚甲酚的殺菌力是酚的幾倍，甲酚與肥皂的混合液——來(lái)蘇兒具有很好的消毒效果。3%～5%的溶液可用于桌面、皮膚等的消毒。(3)甲醛市售的福爾馬林，即37%～40%的甲醛溶液，具有很好的殺菌作用，通常用l0%的溶液熏蒸消毒無(wú)菌室、廠(chǎng)房等。(4)染料結(jié)晶紫l／200000～1／300000對(duì)G+細(xì)菌有抑制作用，而對(duì)G-細(xì)菌需濃縮十倍才有抑制效應(yīng)；1／100000濃度的孔雀綠可抑制金黃色葡萄球菌(G+)，而l／30000的可抑制大腸桿菌(G-)。7.6.2.2有機(jī)化合物（續(xù)）(5)表面活性劑降低溶液表面張力的物質(zhì)叫表面活性劑，即去垢劑。能吸附于菌體表面，改變細(xì)胞壁的通透性，造成細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)多泄，致菌體死亡。陽(yáng)離子表面活性劑(如新潔爾滅)：可作用于幾乎所有的微生物，效力較高，無(wú)刺激，一般用于皮膚、機(jī)械等的消毒；陰離子表面活性劑(如肥皂、十二碳硫酸鈉)肥皂是溫和的殺菌劑，只對(duì)少數(shù)細(xì)菌，如肺炎球菌和鏈球菌有效，而對(duì)G-細(xì)菌、芽孢、葡萄球菌等均無(wú)效十二碳硫酸鈉是很好的殺菌劑，特別是對(duì)致病性球菌作用更顯著7.6.2.3抗生素的影響抗生素系指由微生物、動(dòng)植物產(chǎn)生的或用化學(xué)法合成的、對(duì)特異微生物的生長(zhǎng)有抑鍘殺滅作用的化合物。抗生素具有選擇性，即抗生素的作用對(duì)象有一定的范圍，這種作用范圍稱(chēng)為抗生素的“抗菌譜”。只對(duì)少數(shù)細(xì)菌有作用的(如青霉素只作用于G+細(xì)菌)稱(chēng)為窄譜抗生素；既對(duì)G+細(xì)菌又對(duì)G-細(xì)菌有作用的稱(chēng)為廣譜抗生素抗生素