北工大微生物學(xué)第5章

北工大微生物學(xué)第5章第1頁/共99頁第五章微生物的生長微生物的生長微生物的繁殖發(fā)育-----------由生長到繁殖第2頁/共99頁生物個體物質(zhì)有規(guī)律地、不可逆增加，導(dǎo)致個體體積擴大的生物學(xué)過程。生長：生物個體生長到一定階段，通過特定方式產(chǎn)生新的生命個體，即引起生命個體數(shù)量增加的生物學(xué)過程。繁殖：生長是一個逐步發(fā)生的量變過程，繁殖是一個產(chǎn)生新的生命個體的質(zhì)變過程。在高等生物里這兩個過程可以明顯分開，但在低等特別是在單細胞的生物里，由于細胞小，這兩個過程是緊密聯(lián)系又很難劃分的過程。第3頁/共99頁第一節(jié):微生物生長的測定方法第二節(jié):微生物的生長規(guī)律第三節(jié):影響微生物生長的因素第四節(jié):接種和培養(yǎng)第五節(jié):控制微生物生長的方法第4頁/共99頁第一節(jié):微生物生長的測定方法第5頁/共99頁

細菌個體細胞一般太小，通常采用電子顯微鏡觀測，但無法觀測到整個生長的動態(tài)過程真菌細胞相對體積較大，可采用顯微鏡觀測和記錄活細胞的整個生長過程，如使用微分—干涉相差顯微鏡、相差顯微鏡和熒光顯微鏡等進行。

測定群體微生物細胞數(shù)目的增加測定群體微生物細胞物質(zhì)量的增加第6頁/共99頁一個微生物細胞合適的外界條件，吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進行代謝。如果同化作用的速度超過了異化作用個體的生長原生質(zhì)的總量（重量、體積、大?。┚筒粩嘣黾尤绻骷毎M分是按恰當?shù)谋壤鲩L時，則達到一定程度后就會發(fā)生繁殖，引起個體數(shù)目的增加。群體內(nèi)各個個體的進一步生長群體的生長第7頁/共99頁單位時間里微生物數(shù)量或生物量（Biomass）的變化微生物生長：微生物生長的測定：個體計數(shù)群體重量測定群體生理指標測定評價培養(yǎng)條件、營養(yǎng)物質(zhì)等對微生物生長的影響；評價不同的抗菌物質(zhì)對微生物產(chǎn)生抑制(或殺死)作用的效果；客觀地反映微生物生長的規(guī)律；第8頁/共99頁一.微生物細胞量的測定1.干重法

將微生物菌體或離心得到的細胞沉淀物置100—105℃的烘箱中干燥至水份去除，然后再稱重。

2.細胞成分含量法(氮量法----14%)

如蛋白質(zhì)、還原糖、總糖、核酸等含量的測定。因為每個細胞成分的含量是一定的，單位體積培養(yǎng)液中微生物群體細胞數(shù)目越多，總的細胞成分的含量就越多。蛋白質(zhì)總量=含氮量×6.25細胞總量=蛋白質(zhì)總量÷65%第9頁/共99頁3.渾濁度法在一定范圍內(nèi),小顆粒散射的光量與濃度成正比.光束穿過細胞懸液,通過的光量由于散射而減少,因而可以作為細胞密度測定,這種測定通常采用光電比色計或分光光度計進行.第10頁/共99頁在一定波長下，測定菌懸液的光密度，以光密度(opticaldensity,即O.D.)表示菌量。實驗測量時應(yīng)控制在菌濃度與光密度成正比的線性范圍內(nèi)，否則不準確。第11頁/共99頁二.細胞數(shù)的測定1.血球計數(shù)板法第12頁/共99頁2.平皿菌落計數(shù)法第13頁/共99頁采用培養(yǎng)平板計數(shù)法要求操作熟練、準確，否則難以得到正確的結(jié)果：樣品充分混勻；每支移液管及涂布棒只能接觸一個稀釋度的菌液；同一稀釋度三個以上重復(fù),取平均值；每個平板上的菌落數(shù)目合適，便于準確計數(shù)；第14頁/共99頁當樣品中菌數(shù)很低時，可以將一定體積的湖水、海水或飲用水等樣品通過膜過濾器，然后將膜轉(zhuǎn)到相應(yīng)的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，對形成的菌落進行統(tǒng)計。3.薄膜過濾平皿計數(shù)法第15頁/共99頁3.薄膜過濾平皿計數(shù)法第16頁/共99頁主要適用于只能進行液體培養(yǎng)的微生物，或采用液體鑒別培養(yǎng)基進行直接鑒定并計數(shù)的微生物。對未知樣品進行十倍稀釋，然后根據(jù)估算取三個連續(xù)的稀釋度平行接種多支試管，對這些平行試管的微生物生長情況進行統(tǒng)計，長菌的為陽性，未長菌的為陰性，然后根據(jù)數(shù)學(xué)統(tǒng)計計算出樣品中的微生物數(shù)目。第17頁/共99頁生理指標法微生物的生理指標，如呼吸強度，耗氧量、酶活性、生物熱等與其群體的規(guī)模成正相關(guān)。樣品中微生物數(shù)量多或生長旺盛，這些指標愈明顯，因此可以借助特定的儀器如瓦勃氏呼吸儀、微量量熱計等設(shè)備來測定相應(yīng)的指標。第18頁/共99頁微生物生長測定方法比較測定細胞數(shù)目方法特點與應(yīng)用總細胞數(shù)血球計數(shù)板法較快速簡便，但較費時薄膜過濾染色法快速簡便，適于含菌數(shù)很低的空氣、水等中的總菌計數(shù)活細胞數(shù)

平皿菌落計數(shù)法簡易價廉，但花費時間較長，不能立刻知道結(jié)果薄膜過濾平皿法靈敏度高,不用于高密度培養(yǎng)物，不能立刻知道結(jié)果測定物質(zhì)量比濁法快速簡便，敏感度低，適于不發(fā)酵液或液體中的快速總細胞數(shù)估計，但需事先標定細胞濕重法較為簡便，但含水量不定，準確度差細胞成分含量法如測定蛋白質(zhì)、核酸、還原糖的含量等細胞干重法較為費時，易受顆粒雜質(zhì)干擾，敏感度低第19頁/共99頁第二節(jié)微生物的生長規(guī)律

微生物的生長表現(xiàn)在微生物的個體生長與群體生長兩個水平上。

微生物個體生長表現(xiàn)為個體質(zhì)量和體積的增加。

微生物群體生長是以微生物細胞的數(shù)量或微生物群體細胞物質(zhì)量的增加作為生長的指標。因而要了解微生物的生長規(guī)律，就要了解微生物的個體生長和群體生長兩個方面。第20頁/共99頁單細胞微生物個體生長表現(xiàn)為細胞體積的增加和細胞內(nèi)物質(zhì)含量的增加兩個方面,當細胞生長到一定時期，就分裂成為兩個子細胞。多細胞微生物個體生長則反映在構(gòu)成個體的細胞數(shù)目增加和每個細胞個體生長兩個方面。第21頁/共99頁細菌細胞生長的兩種類型：根據(jù)細胞是否在分裂發(fā)生之前就啟動新一輪DNA復(fù)制而將細菌細胞生長分為快速生長和慢速生長兩種類型。

復(fù)制區(qū)個體的細胞第22頁/共99頁為什么要研究微生物群體生長?

因為絕大多數(shù)微生物個體微小，個體質(zhì)量和體積的變化不易觀察，所以常是以微生物的群體作為研究對象，以微生物群體細胞的數(shù)量或群體細胞物質(zhì)量的增加作為生長的指標。微生物的群體生長第23頁/共99頁微生物的特點：個體微小肉眼看到或接觸到的微生物是成千上萬個單個的微生物組成的群體。微生物接種是群體接種,接種后的生長是微生物群體繁殖生長對細菌群體生長規(guī)律的了解是對其進行研究與利用的基礎(chǔ)第24頁/共99頁生長曲線生長曲線(GrowthCurve)：

細菌接種到定量的液體培養(yǎng)基中，定時取樣測定細胞數(shù)量，以培養(yǎng)時間為橫座標，以菌數(shù)為縱座標作圖，得到的一條反映細菌在整個培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線。在微生物學(xué)中提到的“生長”，均指群體生長。第25頁/共99頁生長曲線一條典型的生長曲線至少可以分為

遲緩期，對數(shù)期，穩(wěn)定期和衰亡期等四個生長時期第26頁/共99頁微生物生長曲線第27頁/共99頁一.延滯期分裂遲緩、代謝活躍

細胞形態(tài)變大或增長，例如巨大芽孢桿菌，在遲緩期末，細胞的平均長度比剛接種時長6倍。一般來說處于遲緩期的細菌細胞體積最大細胞內(nèi)RNA，尤其是rRNA含量增高，合成代謝活躍，核糖體、酶類和ATP的合成加快，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶。對外界不良條件反應(yīng)敏感。細胞處于活躍生長中，只是分裂遲緩在此階段后期，少數(shù)細胞開始分裂，曲線略有上升。第28頁/共99頁遲緩期出現(xiàn)的原因：微生物接種到一個新的環(huán)境，暫時缺乏分解和催化有關(guān)底物的酶，或是缺乏充足的中間代謝產(chǎn)物等。為產(chǎn)生誘導(dǎo)酶或合成中間代謝產(chǎn)物，就需要一段適應(yīng)期.調(diào)整代謝遲緩期的長短與菌種的遺傳性、菌齡以及移種前后所處的環(huán)境條件等因素有關(guān)，短的只需要幾分鐘，長的需數(shù)小時。在生產(chǎn)實踐中縮短遲緩期的常用手段(1)通過遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性使遲緩期縮短；(2)利用對數(shù)生長期的細胞作為種子；(3)盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大；(4)適當擴大接種量第29頁/共99頁延滯期特點?

生長速率等于零細胞合成新的成分補充消耗的材料適應(yīng)新的培養(yǎng)基或別的培養(yǎng)條件細胞形態(tài)變大或變長對外界不良環(huán)境敏感第30頁/共99頁二.對數(shù)期延滯期以后,緊接著是一個生長速率達到高峰的時期.特點?生長速率最快，細胞呈對數(shù)增長生長速率恒定代謝旺盛，細胞成分平衡發(fā)展?群體的生理特性較一致第31頁/共99頁影響對數(shù)期的因素

菌種：不同菌種的代時差異極大營養(yǎng)成分：營養(yǎng)越豐富，代時越短營養(yǎng)物濃度：影響微生物的生長速率和總生長量培養(yǎng)溫度：影響微生物的生長速率對數(shù)期的實踐意義

是代謝、生理研究的良好材料是增殖噬菌體的最適宿主菌齡是發(fā)酵生產(chǎn)中用作“種子”的最佳種齡

G+染色鑒定時采用此期微生物第32頁/共99頁三.穩(wěn)定期特點：

活細胞總數(shù)維持不變，即新繁殖的細胞數(shù)與衰亡的細胞數(shù)相等，菌體總數(shù)達到最高點。細胞生長速率為零細胞生理上處于衰老，代謝活力鈍化，細胞成分合成緩慢，G+染色發(fā)生變化。第33頁/共99頁為什么細胞總數(shù)不再增加？營養(yǎng)物質(zhì)被消耗不能滿足生長需要代謝廢物或有害物質(zhì)積累到抑制生長水平

pH、氧化還原勢等物化條件越來越不適應(yīng)第34頁/共99頁穩(wěn)定期的實踐意義是發(fā)酵生產(chǎn)中以菌體為終產(chǎn)品的最佳收獲期；某些代謝產(chǎn)物特別是次生代謝產(chǎn)物發(fā)生在此階段，某些細菌的芽孢也發(fā)生在此階段，故又稱作代謝產(chǎn)物合成期；導(dǎo)致了連續(xù)培養(yǎng)原理的提出和工藝技術(shù)的改進。第35頁/共99頁四.衰亡期特點：

?細胞以指數(shù)速率死亡，有時細胞死亡速率降低是由于抗性細胞的積累；細胞變形退化，有的發(fā)生自溶，G+染色發(fā)生變化。第36頁/共99頁影響衰亡期的因素及實踐意義與菌種的遺傳特性有關(guān):有些細菌的培養(yǎng)經(jīng)歷所有的各個生長時期，幾天以后死亡,有些細菌培養(yǎng)幾個月乃至幾年以后仍然有一些活的細胞；與是否產(chǎn)芽孢有關(guān)：產(chǎn)芽孢的細菌更易于幸存下來；與營養(yǎng)物質(zhì)和有毒物質(zhì)有關(guān)：補充營養(yǎng)和能源，以及中和環(huán)境毒性，可以減緩死亡期細胞的死亡速率，延長細菌培養(yǎng)物的存活時間。第37頁/共99頁第三節(jié)影響微生物生長的因素天然環(huán)境特點：天然環(huán)境比人工條件常常要更復(fù)雜和更動態(tài)。天然環(huán)境中微生物生長特點：在自然環(huán)境中，微生物常常合成一些人工條件下生長時所不產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)，如細菌粘掖層。因為微生物細胞能夠感受自然環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的各種化合物，其直接反應(yīng)就是合成一些有用的結(jié)構(gòu)和酶以便在特定的環(huán)境中生存生長。大量研究揭示，自然環(huán)境條件下的細菌能夠生長在復(fù)雜的群落中，表現(xiàn)出生長在試管中的純培養(yǎng)微生物所不曾發(fā)生的某些現(xiàn)象。第38頁/共99頁第三節(jié)影響微生物生長的因素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。第39頁/共99頁一.營養(yǎng)物濃度Liebig

最低濃度定律：即微生物總生物量由環(huán)境中滿足于微生物生長所需營養(yǎng)物質(zhì)的最低濃度所決定。當環(huán)境中某種營養(yǎng)物質(zhì)被消耗飴盡或至一定濃度以下時，可使微生物的生長停止，即使此時培養(yǎng)基中沒有任何毒性物質(zhì)存在，而且其他營養(yǎng)物質(zhì)仍很豐富，當添加少量這種營養(yǎng)物質(zhì)時則微生物的生長可以重新開始第40頁/共99頁有報道指出，一些微生物即使喪失了利用標準培養(yǎng)技術(shù)在簡易實驗室培養(yǎng)基上生長的能力，也仍然能夠在疾病侵染過程中起重要作用。Shelford耐受定律：當環(huán)境因子低于或高于某一個微生物不能生存或生長的閾值時，就成為生長限制因子，而與營養(yǎng)物質(zhì)的供給無關(guān)。二.溫度第41頁/共99頁二.溫度溫度是影響微生物生長的一個重要因子。每種微生物都有3種基本溫度。

最低生長溫度：低于這個溫度以下不再生長。最適生長溫度：在此溫度時生長速度最快。最高生長溫度：在此溫度以上不可能生長。第42頁/共99頁最高溫度最低溫度最適溫度二、溫度-10----100度第43頁/共99頁第44頁/共99頁微生物的三種類型(溫度）第45頁/共99頁低溫的應(yīng)用?高溫的應(yīng)用?

1、低溫對微生物具有抑制或殺死作用，故常用低溫保藏食品。2、處于低溫狀態(tài)的微生物，代謝活動降低，生長繁殖停滯，但仍維持存活狀態(tài)，一旦遇到適合的生活環(huán)境就可生長繁殖。因此，常用低溫保存微生物菌種。高溫可引起微生物蛋白質(zhì)和核酸不可逆的變性，產(chǎn)生致死作用，故廣泛用于消毒滅菌。溫度對微生物的影響具體表現(xiàn)在那些方面？第46頁/共99頁

高溫滅菌方法?1、干熱滅菌

（1)焚燒滅菌法（incineration）：用火焰焚燒。（2)烘箱熱空氣法：常用烘箱160℃處理2小時以上。2、濕熱滅菌（1)水煮沸法：水煮沸100℃，15分鐘以上。（2)高壓蒸汽鍋法（autoclaving）：高壓鍋（0.1013MPa或1.05㎏/cm2

或15磅/英寸2

）121℃處理15～30分鐘。（3)間歇滅菌法(tyndallization):100℃處理15-30分鐘，再置于28～37℃下，如此反復(fù)三次。（4)巴斯德消毒法（pasteurization)：71.6℃處理15分鐘或62.9℃處理30分鐘。第47頁/共99頁

高壓蒸汽鍋法是實驗室及生產(chǎn)中最常用的滅菌方法。使用高壓鍋時，要注意完全排除鍋內(nèi)的冷空氣，使之充滿飽和蒸汽，否則會因蒸汽中混有空氣而比相應(yīng)純蒸汽的溫度降低，影響滅菌效果。高壓鍋如何使用？溫度為什么對微生物有影響第48頁/共99頁三、水分微生物只能在水溶液中生長微生物不能生活在純水中1.水分活性值水溶液與純水的性質(zhì)不同:沸點上升.冰點下降.

蒸汽壓下降.水分子活性—水溶液中能夠自由運動的水分子的比例第49頁/共99頁三、水分2.微生物的生長和水分活性各種微生物都有狹小的水活性區(qū)域.aw的大小—反映了溶液中溶質(zhì)的多少.溶質(zhì)濃度與水分活性aw值成反比.aw的大小—反映了微生物對水的依賴程度第50頁/共99頁三、水分嗜高滲微生物：只能在高滲溶液中生長的微生物。耐高滲微生物：能夠忍耐高滲環(huán)境，并在高滲環(huán)境中生長離開了高滲環(huán)境仍然能夠生長的微生物。

第51頁/共99頁四、氧氣根據(jù)微生物對氧氣的需要情況進行分類:5種第52頁/共99頁好氧微生物兼性好氧微生物耐氧厭氧微生物厭氧微生物微好氧微生物第53頁/共99頁

根據(jù)微生物與氧的關(guān)系分為：

1、好氧微生物：需要氧才能生長的微生物，包含專性好氧微生物和微好氧微生物。

2、兼性好氧微生物:在有氧或無氧條件下均可生長的微生物。

3、厭氧微生物：可分為耐氧厭氧微生物和嚴格厭氧微生物，前者盡管不需要氧，但可耐受氧，并在氧存在下仍能生長，而后者指對氧敏感，有氧時即被殺死的微生物。第54頁/共99頁氧毒害厭氧菌的機制：超氧陰離子是活性氧的形式之一，帶奇數(shù)電子，負電荷。它即有分子性質(zhì)，也有離子性質(zhì)，反應(yīng)力極強，性質(zhì)極不穩(wěn)定。在體內(nèi)可破壞各種重要生物高分子和膜，也可形成其他活性氧化物。在體內(nèi)，超氧陰離子自由基可以自由酶促(如黃嘌呤氧化酶)或非酶促方式形成。O2+eO2(O2).-生物體的針對措施：超氧化物歧化酶(superoxidedismutase-SOD)是其中之一。好氧、耐氧微生物的超氧化物歧化酶將超氧陰離子轉(zhuǎn)化為毒性稍低的過氧化氫，過氧化氫酶再將過氧化氫轉(zhuǎn)化為無毒的水。厭氧微生物因為沒有超氧化物歧化酶，超氧陰離子自由基可造成其損害。四、氧氣第55頁/共99頁2O2

.-+2HSOD好氧、耐氧微生物

H2O2+O2過氧化氫酶過氧化物酶好氧菌H2O+?O22H2ONADH2

NAD耐氧菌實驗證明，大腸桿菌的超氧化物歧化酶突變，就變成“嚴格厭氧菌”第56頁/共99頁

五pH

pH影響微生物的生長。每種微生物都有最適pH和一定的pH范圍。1、大多數(shù)細菌最適pH為6.5～7.5。2、放線菌最適pH為7.5～8。3、酵母、霉菌最適pH為5～6第57頁/共99頁五、pHpH影響微生物生長機制：（1）pH影響生活環(huán)境中營養(yǎng)物質(zhì)的可給態(tài)和有毒物質(zhì)的毒性；（2）pH影響菌體細胞膜的帶電荷性質(zhì)、膜的穩(wěn)定性及膜對物質(zhì)的吸收能力；（3）一定范圍的介質(zhì)pH還可造成菌體表面蛋白變性或水解。

(4)影響代謝過程中酶的活性.第58頁/共99頁微生物最低pH最適pH最高pH圓褐固氮菌4.57.4~7.69.0大豆根瘤菌4.26.8~7.011.4亞硝酸細菌7.07.8~8.69.4氧化硫硫桿菌1.02.0~2.84.0~6.0嗜酸乳酸桿菌4.0~4.65.8~6.66.8放線菌5.07.0~8.010.0酵母菌3.05.0~6.08.0黑曲霉1.55.0~6.09.0多種微生物生長的最低、最適與最高pH值第59頁/共99頁(一)嗜中性微生物生長的pH范圍是pH5.—8.0，最適生長pH近中性（pH7.0）。大多數(shù)細菌屬于嗜中性微生物。（二）嗜酸性微生物最適生長pH在5.5以下生長的微生物稱之為嗜酸性微生物。（三）嗜堿性微生物生長的pH范圍是pH7.0—11.5，最適生長pH在8.0以上。第60頁/共99頁六.滲透壓滲透壓逐漸改變---微生物生長的影響不大滲透壓突然變化---微生物生長的影響大微生物對滲透壓的要求因種類的不同而有差異第61頁/共99頁六.滲透壓嗜鹽微生物：需要在含高濃度氯化鈉鹽溶液中才能生長的微生物。

溫和嗜鹽微生物:僅需要在含大約3%氯化鈉的介質(zhì)中生長，如很多海洋細菌。極端嗜鹽微生物：需要在9%甚至飽和氯化鈉溶液中生長，如某些古生菌，通?？稍陲柡望}池中發(fā)現(xiàn)它們的蹤影。第62頁/共99頁七.氧化還原電位微生物對氧化還原電位有一定的要求氧化還原電位受多因素的影響:氧分壓.PH.培養(yǎng)基中的氧化態(tài)化合物的濃度和還原態(tài)化合物的濃度.微生物代謝產(chǎn)物的性質(zhì)等.通入空氣或加入氧化劑--氧化還原電位提高加入還原性物質(zhì)—谷光甘肽--氧化還原電位降低第63頁/共99頁八.輻射第64頁/共99頁

（一）紫外線

紫外輻射能作用于核酸，引起致死突變。紫外線穿透能力很差，不能穿過玻璃、衣物、紙張等，但能夠在空氣中傳播，可用作物體表面或室內(nèi)空氣的滅菌。經(jīng)紫外輻射處理后，受損傷的微生物細胞若再暴露于可見光中，一部分可恢復(fù)正常，這稱為光復(fù)活現(xiàn)象。第65頁/共99頁紫外輻射對核酸的影響紫外線常作用于核酸形成胸腺嘧啶二聚體。第66頁/共99頁（二）電離輻射

X射線、α射線、β射線和γ射線均為電離輻射。電離輻射的殺菌作用主要是間接地通過射線本身引起環(huán)境中水分子和細胞中水分子在吸收能量后導(dǎo)致電離所產(chǎn)生的自由基起作用，如H20-、OH.、OH-等，上述離子常與液體內(nèi)存在的氧分子作用，產(chǎn)生一些具強氧化性的過氧化物，如H2O2與HO2等使細胞內(nèi)某些重要的蛋白質(zhì)和酶發(fā)生變化，如使酶蛋白的-SH基氧化，從而使細胞受到損傷或死亡。第67頁/共99頁八.輻射（三）可見光輻射九.化學(xué)藥物十.生物因素第68頁/共99頁根據(jù)控制作用的效果分類1.滅菌（sterilization）:

凡是能夠殺死或消除材料或物體上全部微生物的方法；2.消毒(disinfection):

能夠殺死、消除或降低材料或物體上的病原微生物，使之不致引起疾病的方法；3.防腐(antisepsis):

能夠防止或抑制微生物生長，但不能殺死微生物群體的方法。4.化療:化學(xué)治療劑進行疾病治療.(抗生素.磺胺類)5.無菌:沒有生命力的微生物存在.第五節(jié).控制微生物生長的方法第69頁/共99頁一、物理方法(一).溫度1.高溫的滅菌作用(1)、高溫的滅菌原理為了表示各種微生物耐熱性的大小,在食品工業(yè)中,常用以下的數(shù)值作為比較的標準熱死時間熱死溫度D值—利用一定溫度進行加熱,活菌數(shù)減少一個對數(shù)周期所需要的時間Z值-----在熱死時間曲線中,時間降低一個對數(shù)周期所需要升高的溫度F值-----在一定的基質(zhì)中,溫度為121.1度,加熱殺死一定數(shù)量微生物所需的時間利用溫度進行滅菌.消毒和抑菌,是常用簡便的方法第70頁/共99頁(2).高溫滅菌方法干熱滅菌①干熱滅菌：150～170度下處理1-2小時。適用于玻璃器皿、金屬用具等耐熱物品的滅菌。優(yōu)點：可保持物品的干燥②火焰滅菌（灼燒滅菌）：常用于金屬性接種工具、污染物品及實驗材料等廢棄物的處理。第71頁/共99頁濕熱滅菌是利用熱蒸汽滅菌。濕熱滅菌在相同溫度下，濕熱的效力比干熱滅菌好。為什么？

第72頁/共99頁①熱蒸汽對細胞成分的破壞作用更強②熱蒸汽比熱空氣穿透力強③蒸汽潛熱大，當氣體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w時可放出大量熱量，故可迅速提高滅菌物體的溫度。第73頁/共99頁

煮沸消毒：水，1000C處理15min以上。

高壓蒸汽滅菌(autoclave):

應(yīng)用最廣泛的滅菌方法。將待滅菌的微生物放置在有少量水的加壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)。將鍋內(nèi)的水加熱煮沸，并將其中的空氣徹底驅(qū)盡后將鍋封閉。再持續(xù)加熱就會使鍋內(nèi)的蒸汽壓逐漸上升，從而使溫度達1000C以上。為達到良好的滅菌效果，一般要求溫度應(yīng)達到1210C（壓力為1kg/cm2或15磅/平方英寸）,時間維持15～20分鐘，也可采取較低溫度（1150C,壓力為0.7kg/cm2或10磅/平方英寸）維持35分鐘的方法。使用于一切微生物學(xué)實驗，醫(yī)療結(jié)構(gòu)或發(fā)酵工廠中對培養(yǎng)基等多種器材、物料的滅菌。濕熱滅菌

煮沸消毒、高壓蒸汽滅菌、間歇加熱滅菌、巴氏消毒第74頁/共99頁該法不是利用高壓來殺死微生物，而是利用提高壓力使水的沸點升高，以提高水蒸汽的溫度，更加有效地殺滅微生物。第75頁/共99頁

巴氏消毒法(pasteurization):低溫消毒法，一般在

630C,30min或720C,15min。用于牛奶，啤酒，果酒，醬油等不能進行高溫滅菌的液體?？蓺⑺榔渲械牟≡缃Y(jié)核桿菌、傷寒桿菌等，同時又不損害營養(yǎng)與風(fēng)味。

間隙滅菌法：用流通蒸汽反復(fù)多次處理的滅菌法。第76頁/共99頁(3).溫度和時間(4).

影響滅菌的因素微生物的種類微生物的菌齡微生物的數(shù)量培養(yǎng)基的狀態(tài)第77頁/共99頁(5).滅菌對培養(yǎng)成分的影響PH普遍下降產(chǎn)生渾濁或沉淀體積和濃度變化營養(yǎng)成分有時破壞2.中溫的消毒作用第78頁/共99頁3.低溫抑菌作用低溫是通過降低酶反應(yīng)速度使微生物生長受到抑制，但不能殺死微生物。1．冷藏法可以將新鮮食物放置在5℃保存（通常冰箱冷藏室的溫度），防止腐敗。然而貯藏只能維持幾天，因為低溫條件下有些耐冷微生物仍能夠緩慢生長，最終造成食品腐敗。2．冷凍法家庭或食品工業(yè)中采用-10至-20℃左右的冷凍溫度，使食品冷凍成固態(tài)加以保存，在此條件下，微生物基本上不再生長，因而可以比冷藏法更長時間地保存食品。第79頁/共99頁（二）.輻射有四種類型的輻射作用:紫外光、電離輻射、某種條件下的強可見光、微波等，可用作控制微生物的生長和保存食品。第80頁/共99頁1.紫外光200—300nm范圍的紫外光殺菌作用最好。殺菌作用機制：使蛋白質(zhì)（約280nm）和核酸（約260nm）吸收變性失活；也可產(chǎn)生有毒的光化學(xué)產(chǎn)物-自由基，結(jié)合到DNA、RNA和蛋白質(zhì)分子上，干擾細胞的代謝過程。紫外光穿透能力很差，不能穿過玻璃、衣物、紙張或大多數(shù)其他物體，但能夠在空氣中傳播，因而常用于消毒而不是滅菌。主要用作物體表面或室內(nèi)空氣的殺菌。也有采用特殊的紫外光輻射裝置替代加熱或漂白粉處理方法消毒像飲用水等液體。第81頁/共99頁2.電離輻射主要使用X射線和γ射線。當X射線或γ射線撞擊分子時，形成離子和自由基分子，故可稱電離輻射。電離輻射產(chǎn)生H2O2，使蛋白質(zhì)發(fā)生變化，細胞受到損傷或死亡。電離輻射主要用于其他方法所不能解決的塑料制品、醫(yī)療設(shè)備、藥品和食品的滅菌。第82頁/共99頁3.強可見光400—700nm波長范圍的強可見光也具有直接的殺菌效應(yīng)，它們能夠氧化細菌細胞內(nèi)的光敏感分子，如核黃素和卟啉環(huán)（構(gòu)成氧化酶的成分）。實驗室應(yīng)注意避免將細菌培養(yǎng)物暴露于強光下。此外，曙紅和四甲基藍能夠吸收強可見光使蛋白質(zhì)和核酸氧化，因此常將兩者結(jié)合用作滅活病毒和細菌。4.微波微波是一種紅外線。微波并不直接影響微生物,但可通過被輻照物體產(chǎn)熱而殺死微生物。然而由于微波加熱食品通常存在不均勻問題,微生物逃逸微波加熱現(xiàn)象常會發(fā)生。第83頁/共99頁(三).過濾除菌控制液體中微生物的群體可以通過將微生物從液體中移走而不是殺死的方法來實現(xiàn)。（a）注射式微孔濾器（b）小型過濾裝置（c）層流生物安全柜

圖6—16常用膜濾器（四）.超聲波第84頁/共99頁

化學(xué)控制方法主要是指利用各種化學(xué)藥劑控制微生物生長的方法?？刮⑸锏幕瘜W(xué)試劑物理狀態(tài)不同：液態(tài)的、氣態(tài)的和固態(tài)的殺菌效果和對人體或動物體影響不同：消毒劑、防腐劑、化學(xué)治療劑二、化學(xué)方法第85頁/共99頁（一）消毒劑和防腐劑

消毒劑是指那些可抑制或殺滅微生物，但對人體也可能產(chǎn)生有害作用的化學(xué)試劑。主要用于抑制或殺滅物體表面、器械、排泄物和周圍環(huán)境中的微生物。

防腐劑是指那些可以抑制微生物生長，但對人體或動物體的毒性較低的化學(xué)試劑。可用于機體表面，如皮膚、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。

但現(xiàn)時消毒劑和防腐劑之間的界限已不很嚴格，如高濃度的石碳酸（3%-5%）用于器皿表面消毒，而低濃度的石碳酸（0.5%）則用于生物制品的防腐劑。理想的化學(xué)消毒劑和防腐劑應(yīng)當是作用快、效力高但對組織損傷小，穿透性強但腐蝕小，配制方便且穩(wěn)定，價格低廉易生產(chǎn)，并且無怪味。第86頁/共99頁1.消毒防腐劑的作用原理(1).微生物蛋白質(zhì)變性或凝固(2).破壞菌體的酶系統(tǒng),影響其代謝(3).降低微生物表面張力,增加細胞膜的通透性,使細胞發(fā)生溶解或破裂第87頁/共99頁2.常用消毒劑的種類及用途第88頁/共99頁(二)化學(xué)治療劑

化學(xué)治療劑是指那些能夠特異性地作用于某些微生物并具有選擇性的化學(xué)藥劑，它們與非特異性的化學(xué)藥劑相比對人體幾乎沒有什么毒性或毒性很小，可用作治療微生物引起的疾病。第89頁/共99頁1、抗代謝藥物

是指一類在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與細胞內(nèi)必要代謝物的結(jié)構(gòu)相似，并可干擾正常代謝活動的化學(xué)物質(zhì)。最常用的是磺胺類藥物?；前放c葉酸合成前體對氨基苯甲酸（PABA