第六章-微生物的生長及其控制

第六章_微生物的生長及其控制第一頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五6.掌握控制有害微生物的幾個(gè)重要概念；熟練掌握高溫滅菌的種類和相應(yīng)的參數(shù)條件，特別是濕熱滅菌方法(巴氏消毒法、超高溫瞬時(shí)滅菌法、連續(xù)滅菌法及高壓蒸汽滅菌法的注意事項(xiàng))；高溫滅菌對培養(yǎng)基成分的有害影響及其防止措施。7.了解幾種常用化學(xué)殺菌劑、消毒劑和治療劑的種類和功效，以及其殺菌、抑菌原理，熟練掌握抗代謝藥物磺胺類藥物的治療機(jī)制，抗生素的概念以及抗藥性產(chǎn)生的機(jī)理等。第二頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五個(gè)體生長→個(gè)體繁殖→群體生長群體生長＝個(gè)體生長＋個(gè)體繁殖生長是一個(gè)逐漸發(fā)生的量變的過程，是繁殖的基礎(chǔ)；繁殖是一個(gè)質(zhì)變的過程，是生長的結(jié)果。生長：指細(xì)胞物質(zhì)有規(guī)律、不可逆增加的過程。是有機(jī)體的細(xì)胞組分與結(jié)構(gòu)在量方面的增加。繁殖：是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)制和重建，導(dǎo)致產(chǎn)生一個(gè)新的細(xì)胞個(gè)體，即引起細(xì)胞個(gè)體數(shù)量增加的整個(gè)生物學(xué)過程。單細(xì)胞：由于細(xì)胞分裂引起個(gè)體數(shù)目的增加。多細(xì)胞：通過無性或有性孢子使個(gè)體數(shù)目增加的過程。第三頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)測定生長繁殖的方法第二節(jié)微生物的生長規(guī)律第三節(jié)影響微生物生長的主要因素第四節(jié)微生物培養(yǎng)法概論第五節(jié)有害微生物的控制第四頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（二）間接法1、比濁法：微生物培養(yǎng)物在其生長過程中，由于原生質(zhì)含量的增加，會(huì)引起培養(yǎng)物混濁度的增高。用分光光度計(jì)在可見光的450～650nm波段內(nèi)測定培養(yǎng)物的吸光度。第一節(jié)測定生長繁殖的方法一、測生長量（一）直接法1、測體積：在刻度離心管中測沉降量?！址?、測干重：可用離心法或過濾法測定，一般干重為濕重的10%～20%?！_第五頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五第六頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五第七頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2、生理指標(biāo)法——測定與微生物生長量相平行的生理指標(biāo)。1)測含氮量；

用凱氏定氮法等測其總氮量，再乘以系數(shù)6．25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。2)DNA含量測定法采用適當(dāng)?shù)臒晒庵甘緞┗蛉旧珓┡c菌體DNA作用，利用熒光比色或分光光度計(jì)法測得DNA的含量。3)其他生理指標(biāo)法測定碳、磷、RNA、ATP、DAP(二氨基庚二酸)等的含量。此外，產(chǎn)酸、產(chǎn)氣、耗氧、粘度和產(chǎn)熱等指標(biāo)，有時(shí)也應(yīng)用于生長量的測定。第八頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五二、計(jì)繁殖數(shù)——測定單細(xì)胞微生物的個(gè)體數(shù)目、絲狀微生物的孢子數(shù)。1、直接計(jì)數(shù)法（全數(shù)）——血球計(jì)數(shù)板法是測定一定容積中的細(xì)胞總數(shù)目的常規(guī)方法。特點(diǎn)是測定簡便、直接、快速，但測定的對象有一定的局限性，只適合于個(gè)體較大的微生物種類。第九頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五第十頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2、間接計(jì)數(shù)法（活菌數(shù)）——稀釋平板菌落計(jì)數(shù)法

是一種最常用的活菌計(jì)數(shù)法，包括澆注平板法和涂布平板法。第十一頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五第十二頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五

一、微生物的個(gè)體生長與同步生長第二節(jié)微生物的生長規(guī)律（一）細(xì)胞周期：指從一個(gè)新細(xì)胞的產(chǎn)生到分裂出兩個(gè)子細(xì)胞的全過程。它可簡單地分為兩個(gè)相互延續(xù)的時(shí)期，即細(xì)胞分裂期和分裂間期。分裂間期是細(xì)胞增殖的物質(zhì)準(zhǔn)備和積累階段，分裂期則是細(xì)胞增殖的實(shí)施過程。第十三頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（二）觀察微生物個(gè)體生長的方法：1、通過電子顯微鏡觀察細(xì)胞的超薄切片：2、同步培養(yǎng)法技術(shù)：設(shè)法使某個(gè)群體中的所有個(gè)體細(xì)胞盡可能處于同樣細(xì)胞分裂和生長周期中，然后通過分析此群體在各階段的生物化學(xué)特性變化來間接了解單個(gè)細(xì)胞的相應(yīng)變化規(guī)律。同步生長：通過同步培養(yǎng)的手段而使細(xì)胞群體中各個(gè)體處于分裂步調(diào)一致的生長狀態(tài)，稱為同步生長。第十四頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五(1)環(huán)境條件誘導(dǎo)法：1）溫度調(diào)整法：亞適生長溫度-->最適生長溫度培養(yǎng)。2）營養(yǎng)條件調(diào)整法：控制濃度或組成，使細(xì)胞只能進(jìn)行一次分裂。3）用穩(wěn)定期的培養(yǎng)物接種：穩(wěn)定期細(xì)胞處于衰老狀態(tài)，移入新鮮培養(yǎng)基，可得同步生長。4）抑制DNA合成法：DNA合成是細(xì)胞分裂前提。抑制一段時(shí)間再解除抑制第十五頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五(2)機(jī)械篩選法：利用物理方法從不同步的細(xì)菌群體中選擇出同步的群體。1)選擇性過濾法：2)密度梯度離心法：3)膜洗脫法某些濾膜可以吸附帶相反電荷的細(xì)胞，其過程：吸附、翻轉(zhuǎn)洗脫同步性只能保持2～3代第十六頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五第十七頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五二、微生物的群體生長規(guī)律（一）微生物在分批培養(yǎng)中的生長規(guī)律：分批培養(yǎng)即接種少量微生物在一密閉系統(tǒng)中生長繁殖，直到某些營養(yǎng)物耗盡，或有些代謝產(chǎn)物積聚到毒害濃度為止。1、典型生長曲線將少量純種單細(xì)胞微生物接種到恒容積的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)。在適宜條件下，其群體就會(huì)有規(guī)律地生長，定時(shí)取樣測定細(xì)胞含量，以細(xì)胞數(shù)目的對數(shù)值作縱坐標(biāo)，以培養(yǎng)時(shí)間作橫坐標(biāo)，就可以畫出一條有規(guī)律的曲線，這就是微生物的典型生長曲線。意義：描述單細(xì)胞微生物從生長開始到衰老死亡的一般規(guī)律。適用對象：

單細(xì)胞微生物：細(xì)菌、酵母

不適合絲狀生長的真菌或放線菌第十八頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2、典型生長曲線的分期及各分期的意義第十九頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五(1)延滯期(停滯期、調(diào)整期)：是指把少量微生物接種到新培養(yǎng)液中后，在開始培養(yǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，細(xì)胞數(shù)目不增加的時(shí)期。1)特點(diǎn)：a.生長速率常數(shù)為零；生長速率常數(shù)：每小時(shí)的分裂代數(shù)。b.細(xì)胞形態(tài)變大或增大；c.細(xì)胞內(nèi)RNA尤其是rRNA含量增高，原生質(zhì)呈嗜堿性。d.合成代謝活躍，核糖體、酶類和ATP的合成加速，易產(chǎn)生各種誘導(dǎo)酶；e.對外界不良條件的反應(yīng)敏感。第二十頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五3)縮短延滯期的手段：以對數(shù)期的菌體作種子菌；b.適當(dāng)增大接種量：一般采用3%-8%的接種量，根據(jù)生產(chǎn)上的具體情況而定，最高不超過1/10。2)形成原因：調(diào)整代謝，合成新的酶系和中間代謝產(chǎn)物以適應(yīng)新環(huán)境。c.培養(yǎng)基的成分：種子培養(yǎng)基盡量接近發(fā)酵培養(yǎng)基。第二十一頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五4)實(shí)踐意義：延滯期的長短直接影響發(fā)酵周期，發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)中要盡量縮短延滯期，選擇對數(shù)期接種齡的細(xì)胞做種子，增大接種量，使發(fā)酵培養(yǎng)基的成分與種子培養(yǎng)基成分接近。第二十二頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五(2)對數(shù)期logphase又叫指數(shù)期，指微生物在培養(yǎng)過程中以幾何級數(shù)速度分裂的一段時(shí)期。在生長曲線中，緊接著延滯期后的一段時(shí)期。1)特點(diǎn)：此時(shí)菌體細(xì)胞生長的速率常數(shù)R最大，分裂快，代時(shí)短，細(xì)胞進(jìn)行平衡生長，菌體內(nèi)酶系活躍，代謝旺盛，菌體數(shù)目以幾何級數(shù)增加，群體的形態(tài)與生理特征最一致，抗不良環(huán)境的能力強(qiáng)。第二十三頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2)重要參數(shù)：a.繁殖代數(shù)n：指數(shù)生長期愈長，n愈多，則菌體產(chǎn)量愈高。X2

=

X1

·

2n

以對數(shù)表示：lgX2

=lgX1＋nlg2

∴

n

=

3.322(lgX2－lgX1)第二十四頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五b.生長速率常數(shù)R：即每小時(shí)的分裂代數(shù)。c.代時(shí)G：單個(gè)細(xì)胞完成一次分裂所需時(shí)間，亦即增加一代所需時(shí)間。受菌種、培養(yǎng)基營養(yǎng)成分的影響。第二十五頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五影響微生物對數(shù)期增代時(shí)間的因素較多，主要有：

菌種

：不同微生物代時(shí)差別大。菌種代時(shí)(min)大腸桿菌12.5-17枯草芽孢桿菌26-32嗜酸乳桿菌66-87乳酸鏈球菌26-48金黃色葡萄球菌27-30結(jié)核分枝桿菌792-932活躍硝化桿菌1200釀酒酵母120第二十六頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五營養(yǎng)成分：同種微生物，營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基，其代時(shí)就短，反之則長。營養(yǎng)物濃度：很低時(shí)影響。

固定環(huán)境條件，其他必需營養(yǎng)都過量，改變其中一特定生長必需底物的濃度，與比生長速度的關(guān)系可用Monod公式表示：式中：為最大比生長速度；S為限制生長底物濃度；Ks為比生長速度是最大比生長速度一半時(shí)的底物濃度；當(dāng)S<<Ks時(shí)，當(dāng)Ks<<S時(shí)，第二十七頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五生長限制因子：凡是處于較低濃度范圍內(nèi)，可影響生長速率和菌體產(chǎn)量的營養(yǎng)物，就稱生長限制因子。第二十八頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五營養(yǎng)濃度對生長速度和菌體產(chǎn)量的影響培養(yǎng)時(shí)間不同營養(yǎng)物濃度水平只有最大收獲量受影響生長速度和最大收獲量受影響細(xì)胞數(shù)或菌體量第二十九頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五培養(yǎng)溫度：在微生物的最適生長溫度范圍時(shí)，代時(shí)就短。第三十頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五4)實(shí)踐意義：指數(shù)期的微生物是研究生理、代謝等的良好材料；是增殖噬菌體的最適菌齡；是發(fā)酵生產(chǎn)中用做種子的最佳種齡，通過補(bǔ)加營養(yǎng)物質(zhì)延長指數(shù)期。第三十一頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（3）穩(wěn)定期：即活細(xì)胞數(shù)保持相對穩(wěn)定的時(shí)期。1)特點(diǎn)：a.生長速率常數(shù)為零；b.菌體產(chǎn)量達(dá)到最高；c.活菌數(shù)相對穩(wěn)定；d.細(xì)胞開始貯存貯藏物；e.芽孢在這個(gè)時(shí)期形成；f.有些微生物在此時(shí)形成次生代謝產(chǎn)物。第三十二頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2)形成原因；a.營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的耗盡；b.營養(yǎng)物的比例失調(diào)；c.有害代謝產(chǎn)物的積累；d.物化條件的變化。3)實(shí)踐意義a.是菌體或與菌體生長相平行的代謝產(chǎn)物的最佳收獲期；b.是對某些生長因子進(jìn)行測定的必要前提；穩(wěn)定期的重要參數(shù)—生長產(chǎn)量常數(shù)Y：

指菌體產(chǎn)量與限制性營養(yǎng)物消耗的比例關(guān)系。第三十三頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五c.對連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)的設(shè)計(jì)和研究有指導(dǎo)意義。4）延長：補(bǔ)料，調(diào)pH、溫度等。4、衰亡期

即總活菌數(shù)明顯下降的時(shí)期。1)特點(diǎn)：a.細(xì)胞形態(tài)多樣；b.出現(xiàn)細(xì)胞自溶現(xiàn)象；c.有次生代謝產(chǎn)物的形成；d.芽孢在此時(shí)釋放。2)形成原因：不利的外界環(huán)境引起細(xì)胞內(nèi)的分解代謝大大超過合成代謝，繼而導(dǎo)致菌體死亡。第三十四頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五延滯期對數(shù)期穩(wěn)定期死亡期特征μ=0μ=μmaxμ=死亡率μ﹤死亡率群體動(dòng)態(tài)細(xì)胞數(shù)幾乎不增細(xì)胞數(shù)以指數(shù)增加活細(xì)胞數(shù)達(dá)最大，并保持恒定活細(xì)胞數(shù)顯著下降細(xì)胞生理狀態(tài)代謝活躍，調(diào)整和適應(yīng)新環(huán)境養(yǎng)分過剩，生長繁殖旺盛，生理均一養(yǎng)分消耗大，代謝物積累，芽孢形成細(xì)胞衰老，死亡并自溶影響因素菌株、遺傳、菌齡、接種量、培養(yǎng)條件菌株遺傳性、培養(yǎng)條件菌株遺傳性、培養(yǎng)條件實(shí)際意義影響發(fā)酵周期接種菌種，實(shí)驗(yàn)材料獲得代謝產(chǎn)物第三十五頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五絲狀微生物的群體生長規(guī)律絲狀微生物的純培養(yǎng)采用孢子接種，在液體培養(yǎng)基中震蕩培養(yǎng)或深層通氣加攪拌培養(yǎng)，菌絲體通過斷裂繁殖不形成產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)?？梢杂镁z干重作為衡量生長的指標(biāo)，即以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以菌絲干重為縱坐標(biāo)，繪制生長曲線。可分為三個(gè)階段：1、生長停滯期2、迅速生長期3、衰退期第三十六頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五1、生長停滯期:造成生長停滯的原因一是孢子萌發(fā)前真正的停滯狀態(tài)，另一種是生長已經(jīng)開始，但還無法測定。2、迅速生長期:菌絲體干重迅速增加，其立方根與時(shí)間呈直線關(guān)系，菌絲干重不以幾何級數(shù)增加，沒有對數(shù)生長期。生長主要表現(xiàn)在菌絲尖端的伸長和出現(xiàn)分支、斷裂等，此時(shí)期的菌體呼吸強(qiáng)度達(dá)到高峰，有的開始積累代謝產(chǎn)物。3、衰退期:菌絲體干重下降，到一定時(shí)期不再變化。大多數(shù)次級代謝產(chǎn)物在此期合成，大多數(shù)細(xì)胞都出現(xiàn)大的空泡。有些菌絲體還會(huì)發(fā)生自溶菌絲體，這與菌種和培養(yǎng)條件有關(guān)。第三十七頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（二）微生物在連續(xù)培養(yǎng)中的生長規(guī)律連續(xù)培養(yǎng)：指微生物接種到培養(yǎng)基里以后的整個(gè)生長期間，微生物能持續(xù)地以比較恒定的生長速率常數(shù)進(jìn)行生長，從而導(dǎo)致微生物的生長過程能“不斷”地進(jìn)行下去的一種培養(yǎng)方法。第三十八頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五單批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)的關(guān)系：第三十九頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五1、原理：當(dāng)微生物在單批培養(yǎng)方式下生長達(dá)到對數(shù)期后期時(shí)，一方面以一定的速度流進(jìn)新鮮培養(yǎng)基并攪拌，另一方面以溢流方式流出培養(yǎng)液，使培養(yǎng)物達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，其中的微生物就能長期保持對數(shù)期的平衡生長狀態(tài)和穩(wěn)定的生長速率。第四十頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2、特點(diǎn)：連續(xù)培養(yǎng)中微生物可長期保持指數(shù)期的平衡生長狀態(tài)和穩(wěn)定的生長速率。3、連續(xù)培養(yǎng)方法：第四十一頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五(1)按不同控制方式分：1）恒濁連續(xù)培養(yǎng)：不斷調(diào)節(jié)流速使培養(yǎng)液濁度保持恒定。a.裝置——恒濁器：指根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長密度，并借光電控制系統(tǒng)來控制培養(yǎng)液流速，以取得菌體密度高、生長速率恒定的微生物細(xì)胞的連續(xù)培養(yǎng)器。b.原理：根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長密度，用光電控制系統(tǒng)（濁度計(jì)）來檢測培養(yǎng)液的濁度（即菌液濃度），并控制培養(yǎng)液的流速，從而獲得菌體密度高、生長速度恒定的微生物細(xì)胞的連續(xù)培養(yǎng)液。當(dāng)培養(yǎng)器中濁度增高時(shí)，通過光電控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，可促使培養(yǎng)液流速加快，反之則慢，以此來達(dá)到恒密度的目的。c.適用：收獲菌體及與菌體相平行的產(chǎn)物。第四十二頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五第四十三頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五測定所培養(yǎng)微生物的光密度值自動(dòng)調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入和培養(yǎng)物流出培養(yǎng)室的流速使培養(yǎng)物維持在某一恒定濁度當(dāng)培養(yǎng)室中的濁度超過預(yù)期數(shù)值時(shí)，流速加快，使?jié)岫冉档?；?dāng)培養(yǎng)室中的濁度低于預(yù)期數(shù)值時(shí)，流速減慢，使?jié)岫壬撸缓銤崤囵B(yǎng)器的工作精度是由光電控制系統(tǒng)的靈敏度來決定的如果所用培養(yǎng)基中有過量的必需營養(yǎng)物，就可以使菌體維持最高的生長速率。使用范圍：用于生產(chǎn)大量菌體、生產(chǎn)與菌體生長相平行的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸、乙醇等。第四十四頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2)恒化連續(xù)培養(yǎng)：恒定流速，及時(shí)補(bǔ)充營養(yǎng)，營養(yǎng)物濃度基本恒定，從而保持恒定生長速率。又稱恒組成連續(xù)培養(yǎng)。

a.裝置——恒化器是通過控制培養(yǎng)液恒定的流速，來調(diào)節(jié)生長限制因子在營養(yǎng)液中的濃度，使微生物始終在低于其最高生長速率條件下進(jìn)行生長繁殖的連續(xù)培養(yǎng)裝置。b.原理：通過控制某一種營養(yǎng)物的濃度，使其成為限制性的因子，而其他營養(yǎng)物均為過量，這樣，細(xì)菌的生長速率將取決于限制性因子的濃度。隨著細(xì)菌的生長，菌體的密度會(huì)隨時(shí)間的增長而增高，而限制性生長因子的濃度又會(huì)隨時(shí)間的增長而降低，兩者互相作用的結(jié)果，出現(xiàn)微生物的生長速率正好與恒速加入的新鮮培養(yǎng)基流速相平衡。這樣，既可獲得一定生長速率的均一菌體，又可獲得雖低于最高菌體產(chǎn)量，但能保持穩(wěn)定菌體密度的菌體。c.適用：科研第四十五頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五第四十六頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五第四十七頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五恒濁法與恒化法的比較：裝置控制對象培養(yǎng)基培養(yǎng)基流速生長速率產(chǎn)物應(yīng)用范圍恒濁器菌體密度（內(nèi)控制）無限制生長因子不恒定最高大量菌體及與菌體相平行的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)為主恒化器培養(yǎng)基流速（外控制）有限制生長因子恒定低于最高不同生長速率的菌體實(shí)驗(yàn)室為主第四十八頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五(2)按培養(yǎng)器的級數(shù)分—單級連續(xù)培養(yǎng)器和多級連續(xù)培養(yǎng)器多級連續(xù)培養(yǎng)以單級連續(xù)培養(yǎng)為基礎(chǔ)，主要用于產(chǎn)物生產(chǎn)與菌體生長不平行的培養(yǎng)類型上第四十九頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五4、連續(xù)培養(yǎng)的實(shí)踐意義：(1)連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)：高效、低耗、利于自控、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。(2)連續(xù)培養(yǎng)的缺點(diǎn)：菌種易于退化、易遭雜菌污染、營養(yǎng)物利用率較低。第五十頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五5、連續(xù)發(fā)酵：連續(xù)培養(yǎng)如用于發(fā)酵工業(yè)中，就稱為連續(xù)發(fā)酵。連續(xù)發(fā)酵的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：①自控；②高效；③產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定；④節(jié)約了大量動(dòng)力、人力、水和蒸汽，使水、汽、電的負(fù)荷減少。缺點(diǎn)：①菌種易于退化；②容易污染；③營養(yǎng)物的利用率低于分批培養(yǎng)。第五十一頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（三）微生物的高密度培養(yǎng)HighCell-DensityCulture

一般是指微生物在液體培養(yǎng)中細(xì)胞群體密度超過常規(guī)培養(yǎng)10倍以上的生長狀態(tài)或培養(yǎng)技術(shù)

基因工程菌生產(chǎn)（E.coli）生產(chǎn)多肽類藥物高密度培養(yǎng)的意義與進(jìn)展提高產(chǎn)物的比生產(chǎn)率高密度培養(yǎng)的方法最佳培養(yǎng)基成分及相應(yīng)最佳含量補(bǔ)料溶解氧的濃度防止或去除有害代謝產(chǎn)物第五十二頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五一、營養(yǎng)物質(zhì)二、溫度（一）微生物的生長溫度—生長溫度三基點(diǎn)即微生物的最低生長溫度、最適生長溫度、最高生長溫度。第三節(jié)影響微生物生長的主要因素最適生長溫度：某菌分裂代時(shí)最短或生長速率最高時(shí)的培養(yǎng)溫度。第五十三頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五第五十四頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五青霉素生產(chǎn)的四階段控制，根據(jù)不同生理代謝過程的溫度特點(diǎn)，比30℃恒溫提高14.7%0hr－5hr→30℃：生長5hr－40hr→25℃：發(fā)酵40hr-125hr→20℃：累積代謝產(chǎn)物125hr-165hr→25℃酸奶生產(chǎn)菌種培養(yǎng)—乳酸鏈球菌最適溫度，34℃發(fā)酵劑與酸奶發(fā)酵—抑制雜菌，用45℃生產(chǎn)后期—產(chǎn)香，4-8℃第五十五頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（二）按生長溫度劃分的微生物類型(1)低溫微生物存在于兩極地區(qū)的水域、土壤及海洋深處、腐敗的冷藏食物中。專性低溫菌最適生長溫度為15~18℃，兼性低溫菌最適生長溫度為25~30℃。(2)中溫微生物絕大多數(shù)微生物屬中溫微生物，最適宜于20~40℃之間。(3)高溫微生物常見于溫泉、堆肥及其他腐爛有機(jī)物中，適宜45~50℃以上溫度生長。第五十六頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（三）溫度對微生物的影響：1、溫度對微生物生長的影響具體表現(xiàn)在：①影響酶活性，最終影響細(xì)胞物質(zhì)合成；②影響細(xì)胞質(zhì)膜的流動(dòng)性，從而影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與代謝產(chǎn)物的分泌；③影響物質(zhì)的溶解度，最終影響微生物的生長。2、低溫對微生物的影響：(1)在高于冰點(diǎn)的低溫條件下，中溫及高溫微生物體內(nèi)的大量飽和脂肪酸會(huì)凝固，造成生長代謝停止，而低溫微生物仍能生長繁殖；(2)在低于冰點(diǎn)的低溫條件下，細(xì)胞內(nèi)水分凍結(jié)、生化反應(yīng)停止，細(xì)胞因冰晶形成而脫水，同時(shí)冰晶對細(xì)胞膜造成物理損傷，從而導(dǎo)致微生物死亡。第五十七頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五3、高溫對微生物的影響機(jī)理蛋白質(zhì)和核酸等變性、破壞，致使酶失活參與新陳代謝的物質(zhì)失活熱對微生物的致死作用

在一定的溫度條件下，以作用時(shí)間為橫坐標(biāo)，殘存的活細(xì)胞數(shù)為縱坐標(biāo)，可得到微生物細(xì)胞在高溫作用下的死亡動(dòng)力學(xué)規(guī)律第五十八頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五4、影響微生物對熱抵抗力的因素

：⑴

菌種：嗜熱菌的抗熱力大于嗜溫菌和嗜冷菌，芽孢大于非芽孢菌，球菌大于非芽孢桿菌，革蘭氏陽性菌大于革蘭氏陰性菌，霉菌大于酵母菌，霉菌和酵母的孢子大于其菌絲體。⑵

菌齡

：對數(shù)生長期的菌體抗熱力較差，而穩(wěn)定期的老齡細(xì)胞較強(qiáng)。

⑶

菌體數(shù)量：菌數(shù)愈多，抗熱力愈強(qiáng)。

⑷

基質(zhì)的因素：

水、脂肪、糖、蛋白質(zhì)等物質(zhì)含量、pH值。

⑸

加熱的溫度和時(shí)間

：加熱的溫度越高，微生物的抗熱力越弱，越容易死亡，加熱的時(shí)間越長，熱致死作用越大。第五十九頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五二、氧：（一）按對氧的需求劃分的微生物類型根據(jù)氧與微生物生長的關(guān)系可將微生物分為好氧、微好氧、耐氧、兼性厭氧和專性厭氧五種類型。第六十頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五微生物類型最適生長的O2體積分?jǐn)?shù)好氧等于或大于20％微好氧2％一l0％耐氧2％以下兼性厭氧有氧或無氧專性厭氧不需要氧、有氧時(shí)死亡第六十一頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（1)專性好氧菌：

在正常大氣壓下進(jìn)行好氧呼吸產(chǎn)能，細(xì)胞含SOD和過氧化氫酶，包括絕大多數(shù)真菌和許多細(xì)菌、放線菌。（2)微好氧菌：只能在較低的養(yǎng)分壓（0.01~0.03巴，正常大氣壓為0.2巴）下才能正常生長的微生物，通過呼吸鏈并以氧為最終氫受體而產(chǎn)能。（3)兼性厭氧菌：

在有氧或無氧條件下都能生長，但有氧的情況下生長得更好；有氧時(shí)進(jìn)行呼吸產(chǎn)能，無氧時(shí)進(jìn)行發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能；細(xì)胞含SOD和過氧化氫酶。包括許多酵母菌和不少細(xì)菌。第六十二頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（4)厭氧菌:只能在無氧條件下才能生長的微生物，其生命活動(dòng)所需能量是通過發(fā)酵、無氧呼吸、循環(huán)光合磷酸化或甲烷發(fā)酵等提供；細(xì)胞內(nèi)缺乏SOD和細(xì)胞色素氧化酶，大多數(shù)還缺乏過氧化氫酶。常見的有梭菌屬、梭桿菌屬、擬桿菌屬等。（5）耐氧菌：

一類可在分子氧存在時(shí)進(jìn)行厭氧呼吸的厭氧菌，即它們的生長不需要氧，但分子氧存在對它也無毒害。它們不具有呼吸鏈，僅依靠專性發(fā)酵獲得能量。細(xì)胞內(nèi)存在SOD和過氧化物酶，但沒有過氧化氫酶。通常的乳酸菌屬于耐氧菌。第六十三頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（二）氧對微生物的影響：第六十四頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五

通過代謝產(chǎn)生的超氧基化合物的毒害作用；細(xì)胞氧化還原電勢的改變導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)正常的代謝過程不能進(jìn)行；還原性煙酰胺核苷酸類物質(zhì)濃度降低。生物去除超氧陰離子自由基等各種有害的活性氧的機(jī)制：

第六十五頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五三、pH1、微生物的生長pH：(1)不同的微生物都有其生長的pH范圍，即最高、最適與最低三個(gè)數(shù)值微生物最低pH最適pH最高pH細(xì)菌3-57.0-8.08-10酵母菌2-33.8-6.07-8霉菌1-34.0-5.87-8（2）不同微生物有不同的最適pH：真菌在酸性范圍內(nèi)，細(xì)菌在中性偏堿范圍內(nèi)，放線菌在堿性范圍內(nèi)。第六十六頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（3）同種微生物在不同生長階段和不同的生理生化過程有不同的最適pH。Aspergillusniger黑曲霉2.0－2.5：有利于合成檸檬酸2.5－6.5：菌體生長7：合成草酸Clostridiumacetobutylicum丙酮丁醇梭菌5.5－7.0：菌體生長繁殖4.3－5.3：丙酮丁醇發(fā)酵（4）微生物細(xì)胞內(nèi)的pH多接近于中性。因此胞內(nèi)酶的最適pH也接近于中性，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pH則接近環(huán)境pH。第六十七頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2、按生長pH劃分的微生物類型(1)最適生長pH偏于堿性范圍內(nèi)的微生物1)嗜堿微生物：2)耐堿微生物：(2)最適生長pH偏于酸性范圍內(nèi)的微生物1)嗜酸微生物：2)耐酸微生物：3、pH對微生物生長的影響：(1)pH的改變使蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子所帶電荷發(fā)生改變，從而影響其生物活性；(2)pH會(huì)引起細(xì)胞膜電荷變化，導(dǎo)致微生物細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)的能力改變；(3)pH會(huì)改變環(huán)境中營養(yǎng)物質(zhì)的可給性及有害物質(zhì)的毒性。第六十八頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五4、對微生物生命活動(dòng)過程中pH的控制(1)微生物生命活動(dòng)中pH的改變1）糖類和脂肪代謝產(chǎn)酸；

2）蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)堿；3）其他物質(zhì)代謝產(chǎn)生酸堿。第六十九頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五(2)pH的控制：“治標(biāo)”：指根據(jù)表面現(xiàn)象而進(jìn)行直接、及時(shí)、快速但不持久的表面化調(diào)節(jié)。“治本”：指根據(jù)內(nèi)在機(jī)制而采用的間接、緩效但可發(fā)揮持久作用的調(diào)節(jié)。第七十頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五四、水分活度（Aw）Aw

食品在密閉容器中的水蒸氣壓（P）與在相同溫度下的純水蒸氣壓（P0）之比值。由于純水中加入溶質(zhì)后，溶液中分子之間的引力增加，冰點(diǎn)下降、沸點(diǎn)上升、蒸氣壓下降，且溶液中溶質(zhì)越多，蒸氣壓下降越低，故P＜P0，

因此：Aw純水=1，Aw無水食品=0一般食品的：0＜Aw＜1第七十一頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五1、不同類群微生物的生長和水分活度的關(guān)系細(xì)菌生長所需的水分活性比酵母菌、霉菌高

一般在0.90~0.99之間，G+球菌＜G-

如金黃色葡萄球菌可在0.86以下生長一般食品腐敗菌生長的最低Aw在0.94~0.99之間芽孢萌發(fā)時(shí)要求的水分，比營養(yǎng)體所要求的水分高水分活度影響微生物的生長速度和最終的生長量第七十二頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五三類微生物的生長要求微生物種類Aw要求細(xì)菌部分球菌在0.9以下，嗜鹽菌為0.75以外，絕大部分在0.94-0.99酵母嗜滲透壓酵母0.60，大部分為0.88-0.94霉菌干性霉菌為0.65，大部分為0.73-0.94第七十三頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2.Aw對微生物生長的影響酵母菌生長的水分活度

酵母菌生長所需的水分活度比細(xì)菌低，比霉菌高，在0.88~0.94之間霉菌生長的水分活度

多數(shù)霉菌生長所需的Aw最低為0.80，但在0.65時(shí)，尚有少數(shù)干性霉菌生長。當(dāng)Aw低于0.64時(shí)任何霉菌都不能生長。干燥便成為一種很好的食品保藏方法。第七十四頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五3.不同食品的水分活性新鮮食品原料包括動(dòng)物性原料和植物性原料，如魚、肉、水果、蔬菜，均含有較多的水分，雖原料的種類不同，但其Aw多數(shù)在0.98~0.99之間，適宜于多種微生物尤其是細(xì)菌生長。干制食品0.80~0.85適宜于霉菌生長，其保藏期1~2周，0.72，保藏期為三個(gè)月，0.65時(shí)保藏期為1~3年（如奶粉）第七十五頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五五、滲透壓1、滲透壓對微生物的影響膜內(nèi)外滲透壓相等：細(xì)胞正常生長膜內(nèi)＞膜外（低滲透壓環(huán)境）：細(xì)胞吸水膨脹膜外＞膜內(nèi)（高滲環(huán)境）：脫水、質(zhì)壁分離第七十六頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2、微生物對滲透壓的適應(yīng)性絕大多數(shù)微生物可以在0.85~0.9%NaCl的較低溶質(zhì)濃度的條件下生長，有些微生物必須在含2%以上的鹽濃度條件才能良好生長，稱為嗜鹽性微生物。不同類群的微生物對鹽的耐受力不同，但18~25%的鹽濃度才能完全抑制微生物的生長。絕大多數(shù)細(xì)菌不能在較高滲透壓食品中生存，多數(shù)霉菌，少數(shù)的酵母菌能耐受較高的滲透壓。采用鹽漬（5~30%食鹽）或蜜餞（30~80%糖）等方式，利用高滲條件可保存食品。第七十七頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五六、輻射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個(gè)地方的能量。七、超聲波

超聲波（頻率在20000赫茲以上）具有強(qiáng)烈的生物學(xué)作用。第七十八頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)微生物培養(yǎng)法概論一、微生物培養(yǎng)裝置應(yīng)滿足以下條件：1、提供豐富而均勻的營養(yǎng)物質(zhì)；2、能保證微生物獲得適宜的溫度和對絕大多數(shù)微生物所必需的良好通氣條件(只有少數(shù)厭氧菌例外)；3、為微生物提供一個(gè)適宜的物理化學(xué)條件和嚴(yán)防雜菌的污染。第七十九頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五二、微生物培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)：1、從少量培養(yǎng)發(fā)展到大規(guī)模培養(yǎng)；2、從淺層培養(yǎng)發(fā)展到厚層(固體制曲)或深層(液體攪拌)培養(yǎng)；3、從以固體培養(yǎng)技術(shù)為主發(fā)展到以液體培養(yǎng)技術(shù)為主；4、從靜止式液體培養(yǎng)發(fā)展到通氣攪拌式的液體培養(yǎng)；5、從單批培養(yǎng)發(fā)展到連續(xù)培養(yǎng)以至多級連續(xù)培養(yǎng)；6、從利用分散的微生物細(xì)胞發(fā)展到利用固定化的細(xì)胞集團(tuán)；7、從單純利用微生物細(xì)胞到大量培養(yǎng)、利用高等動(dòng)、植物細(xì)胞；8、從利用野生菌種發(fā)展到利用變異株以及“工程菌”；9、從單菌發(fā)酵發(fā)展到混菌發(fā)酵；10、從低密度培養(yǎng)發(fā)展到高密度培養(yǎng)；11、從人工控制的發(fā)酵罐到多傳感器、計(jì)算機(jī)在線控制的自動(dòng)發(fā)酵罐。第八十頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五三、培養(yǎng)方法（一）根據(jù)培養(yǎng)時(shí)是否需要氧氣:1、好氧培養(yǎng)：也稱“好氣培養(yǎng)”。微生物在培養(yǎng)時(shí)，需要有氧氣加入，否則就不能生長良好。在實(shí)驗(yàn)室中，斜面培養(yǎng)是通過棉花塞從外界獲得無菌的空氣。三角燒瓶液體培養(yǎng)多數(shù)是通過搖床振蕩，使外界的空氣源源不斷地進(jìn)入瓶中。第八十一頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2、厭氧培養(yǎng)：也稱“厭氣培養(yǎng)”。微生物在培養(yǎng)時(shí)，不需要氧氣參加。a.降低培養(yǎng)基中的氧化還原電位：常將還原劑如谷胱甘肽、硫基醋酸鹽等，加入到培養(yǎng)基中，便可達(dá)到目的。b.化合去氧：用焦性沒食子酸吸收氧氣；用磷吸收氧氣；用好氧菌與厭氧混合培養(yǎng)吸收氧氣；用植物組織如發(fā)芽的種子吸收氧氣；用產(chǎn)生氫氣與氧化合的方法除氧。c.隔絕阻氧：深層液體培養(yǎng)；用石蠟油封存；半固體穿刺培養(yǎng)。d.替代驅(qū)氧:用二氧氣碳驅(qū)代氧氣；用氮?dú)怛?qū)代氧氣；用真空驅(qū)代氧氣；用氫氣驅(qū)代氧氣；用混和氣體驅(qū)代氧氣。第八十二頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（二）根據(jù)培養(yǎng)基的物理狀態(tài):1、固體培養(yǎng)：2、液體培養(yǎng)：第八十三頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五四、實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)法（一）固體培養(yǎng)1、好氧菌的培養(yǎng)：主要有試管斜面、培養(yǎng)皿瓊脂平板及較大型的克氏扁瓶、茄子瓶等的平板培養(yǎng)方法。2、厭氧菌的培養(yǎng)：培養(yǎng)厭氧菌除了一是需要特殊的培養(yǎng)裝置，二是還要配制特殊的培養(yǎng)基。在這種培養(yǎng)基里，除了要滿足六種營養(yǎng)要素外，還要加入還原劑和氧化還原勢的指示劑。（1）高層瓊脂柱：用加有還原劑的固體或半固體培養(yǎng)基裝入試管中，以培養(yǎng)相應(yīng)的厭氧菌。第八十四頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（2）厭氧培養(yǎng)皿：1）Brewer皿：利用皿蓋去創(chuàng)造一個(gè)狹窄空間，加上還原性培養(yǎng)基的配合使用而達(dá)到無氧培養(yǎng)的目的。2）Spray皿或Bray皿：利用皿底有兩個(gè)相互隔開的空間，其中之一故焦性沒食子酸，另—?jiǎng)t放NaoH溶液，待在皿蓋平板上接入待培養(yǎng)的厭氧菌后，立即密閉之。經(jīng)搖動(dòng)，使焦性沒食子酸與NaoH溶液接觸，發(fā)生吸氧反應(yīng)，從而造成無氧環(huán)境。第八十五頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（3）亨蓋特（Hungate）滾管技術(shù)（4）厭氧罐技術(shù)：（5）厭氧手套箱技術(shù)：第八十六頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五厭氧培養(yǎng)設(shè)備第八十七頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五添加刃天青后的培養(yǎng)基放置3天后第八十八頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五厭氧手套箱第八十九頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五(二)液體培養(yǎng)1、好氧菌的液體培養(yǎng)：在進(jìn)行液體培養(yǎng)時(shí)，一般可通過增加液體與氧的接觸面積或提高氧分壓來提高溶氧速率，具體措施有：①淺層液體培養(yǎng)；②利用往復(fù)式或旋轉(zhuǎn)式搖床對三角瓶培養(yǎng)物作振蕩培養(yǎng)；③在深層液體培養(yǎng)器的底部通入加壓空氣，并用氣體分布器使其以小氣泡形式均勻噴出；④對培養(yǎng)液進(jìn)行機(jī)械攪拌，并在培養(yǎng)器的壁上設(shè)置阻擋裝置。第九十頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五具體方法：（1）試管液體培養(yǎng)：裝液量可多可少。此法的通氣效果一股均不夠理想，僅適合培養(yǎng)兼性厭氧茵。（2）三角瓶淺層培養(yǎng)：在靜止?fàn)顟B(tài)下，三角瓶內(nèi)的通氣狀況與其中裝液量和棉塞通氣程度對微生物的生長速度和生長量有很大的關(guān)系。此法一般也僅適宜培養(yǎng)兼性厭氧茵。（3）搖瓶培養(yǎng)：又稱振蕩培養(yǎng)。即將三角瓶內(nèi)培養(yǎng)液用8層紗布包住瓶口，以取代一般的棉花塞（利于通氣和防止雜菌污染），同時(shí)降低瓶內(nèi)的裝液量，把它放到往復(fù)式或旋轉(zhuǎn)式搖床上作有節(jié)奏的振蕩，以達(dá)到提高溶氧量的目的。此法目前仍廣泛地用于菌種的篩選以及進(jìn)行生理、生化和發(fā)酵等試驗(yàn)中。（4）臺(tái)式發(fā)酵罐：第九十一頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2、厭氧菌的液體培養(yǎng)：有機(jī)還原劑：巰基乙酸、半胱氨酸、維生素C或皰肉（牛肉小顆粒）等)無機(jī)還原劑：鐵絲等氧氣隔絕措施：封以凡士林—石蠟層

第九十二頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五五、生產(chǎn)實(shí)線中的微生物培養(yǎng)裝置（一）固態(tài)培養(yǎng)法1、好氧菌的曲法培養(yǎng)：（1）原理：將接過種的固體基質(zhì)薄薄地?cái)備佋谌萜鞅砻?，這樣，既可使微生物獲得充分的氧氣，又可讓微生物在生長過程中產(chǎn)生的熱量及時(shí)釋放。（2）曲的構(gòu)成：第九十三頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（3）曲的種類：瓶曲、袋曲、盤曲、簾子曲、轉(zhuǎn)鼓曲、通風(fēng)曲等。第九十四頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2、厭氧的堆積培養(yǎng)法：白酒生產(chǎn)中的大型深層地窯堆積式固體發(fā)酵。(二)液體培養(yǎng)法1、好氧菌的培養(yǎng)（1）淺盤培養(yǎng)：用較大型的盤子對微生物進(jìn)行淺層液體靜止培養(yǎng)。（2）深層液體通氣培養(yǎng)：——發(fā)酵罐發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)：鋼質(zhì)圓筒形直立容器，有扁球形的底和蓋，其高與直徑之比一般為1：2~2.5，還有一套必要的附屬裝置。第九十五頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五主要作用：為微生物提供豐富而均勻的養(yǎng)料，良好的通氣和攪拌，適宜的溫度和酸城度，并能確保防止雜菌的污染。2、厭氧菌大規(guī)模的液體培養(yǎng)裝置

第九十六頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五發(fā)酵罐第九十七頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五瑞士比歐公司小型發(fā)酵罐第九十八頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五中試發(fā)酵罐第九十九頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五第五節(jié)有害微生物的控制（一）抑制和殺滅：抑制是在亞致死劑量因子作用下導(dǎo)致微生物生長停止，但在移去這種因子后生長仍可以恢復(fù)的生物學(xué)現(xiàn)象。殺滅是在致死劑量因子或在亞致死劑量因子長時(shí)間作用下，導(dǎo)致微生物生長能力不可逆喪失，即使這種因子移去后生長仍不能恢復(fù)的生物學(xué)現(xiàn)象。一、幾個(gè)基本概念第一百頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（二）滅菌：——?dú)⑺浪形⑸?。滅菌是指采用?qiáng)烈的理化因素使任何物體內(nèi)外部的一切微生物（包括芽孢和營養(yǎng)體）永遠(yuǎn)喪失其生長繁殖能力的措施。滅菌后的物體不再有可存活的微生物。商業(yè)滅菌：指食品經(jīng)過殺菌處理后，按照所規(guī)定的微生物檢驗(yàn)方法，在所檢食品中無活的微生物檢出，或者僅能檢出極少數(shù)的非病原微生物，但它們在食品保藏過程中，是不可能進(jìn)行生長繁殖的，這種滅菌要求就叫做商業(yè)滅菌。（三）消毒：——?dú)⑺酪磺胁≡⑸?。消毒是利用某種方法殺死或滅活物質(zhì)或物體中所有病原微生物的一種措施，它可以起到防止感染或傳播的作用。具有消毒作用的化學(xué)物質(zhì)稱為消毒劑。第一百零一頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（四）防腐：——利用理化因素抑制微生物生長繁殖。防腐是在某些化學(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，它能防止食物腐敗或防止其他物質(zhì)霉變。具有防腐作用的化學(xué)物質(zhì)稱為防腐劑。1、低溫：2、缺氧：3、干燥：4、

高滲透壓：5、高酸度：6、高醇度：7、加防腐劑：（五）化療：利用具有選擇毒性化學(xué)藥物或抗生素來抑制宿主體內(nèi)病原微生物的生長繁殖，借以達(dá)到治療的一種措施。第一百零二頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五二、物理消毒滅菌法：(一)高溫滅菌的種類第一百零三頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五1、干熱滅菌法（1）原理：干熱可使破壞細(xì)胞膜破壞、蛋白質(zhì)變性和原生質(zhì)干燥，并可使各種細(xì)胞成分發(fā)生氧化變質(zhì)。（2）應(yīng)用范圍：1）烘箱內(nèi)熱空氣滅菌法（150~170℃，1~2hr）：金屬器械、洗凈的玻璃器皿。2）火焰灼燒法：接種環(huán)、接種針等。第一百零四頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2、濕熱滅菌：即以100℃以上的加壓蒸氣進(jìn)行滅菌。（1）相同溫度及相同作用時(shí)間下，濕熱滅菌法比干熱滅菌法更有效：濕熱空氣穿透力強(qiáng)，能破壞維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的氫鍵，能加速其變性。第一百零五頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（2）種類：1)常壓法a.巴氏消毒法：用較低的溫度處理牛乳或其他液態(tài)食品，殺死其中可能存在的無芽孢病原菌而又不損害營養(yǎng)與風(fēng)味的消毒方法。a)低溫維持法(LTH)：要求62.8℃保持30min；b)高溫瞬時(shí)法(HTST)：要求71.7℃維持至少15s；b.煮沸消毒法：a)適用范圍：一般用于飲用水的消毒。b)條件：100℃下數(shù)分鐘。c.間隙滅菌法：又稱丁達(dá)爾滅菌法或分段滅菌法。a)適用范圍：適用于不耐熱培養(yǎng)基的滅菌。b)條件：80—100℃下蒸煮15—60分鐘，保溫過夜，三天。第一百零六頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2)加壓法：a.常規(guī)加壓法a)適用范圍：適合于一切微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)或發(fā)酵工廠中對培養(yǎng)基及多種器材、物料的滅菌。b)條件：121℃(壓力為lkg／cm2)，時(shí)間維持15—20分鐘，也可采用在較低的溫度(115℃，即0.7kg／cm2)下維持35分鐘的方法。b.連續(xù)加壓滅菌法：在發(fā)酵行業(yè)里也稱“連消法”。a)適用范圍：在大規(guī)模的發(fā)酵工廠中作培養(yǎng)基滅菌用。主要操作是將培養(yǎng)基在發(fā)酵罐外連續(xù)不斷地進(jìn)行加熱、維持和冷卻，然后才進(jìn)入發(fā)酵罐。b)條件：在135—140℃下處理5—l5秒鐘。第一百零七頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五c)連消法的優(yōu)點(diǎn)：①因采用高溫瞬時(shí)滅菌，故既可殺滅微生物，又可最大限度減少營養(yǎng)成分的破壞，從而提高了原料的利用率；②由于總的滅菌時(shí)間較分批滅菌法明顯減少，所以縮短了發(fā)酵罐的占用周期，從而提高了它的利用率；③由于蒸汽負(fù)荷均勻．故提高了鍋爐的利用率；④適宜于自動(dòng)化操作；⑤降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。第一百零八頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五(3)利用溫度進(jìn)行滅菌的定量指標(biāo)：1）熱死時(shí)間指在某一溫度下，殺死某微生物水懸浮液群體所需的最短時(shí)間。2）熱死溫度：又稱熱死點(diǎn)，指在一定時(shí)間內(nèi)（一般為10min），殺死某微生物水懸浮液群體所需的最低溫度。3）D值利用一定溫度進(jìn)行加熱，活菌數(shù)減少一個(gè)對數(shù)周期（即90%的活菌數(shù)被殺死）時(shí)，所需要的時(shí)間（分）。測定D值時(shí)的加熱溫度，即在D的右下角表明。第一百零九頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五4）Z值如果在加熱致死曲線中，時(shí)間降低一個(gè)對數(shù)周期（即縮短90%的加熱時(shí)間）所需要升高的溫度數(shù)。這所需要升高的溫度數(shù)，即為Z值。5）F值

：在一定的基質(zhì)中，其溫度為121.1℃，加熱殺死一定數(shù)量微生物所需要的時(shí)間（分），即為F值。第一百一十頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五第一百一十一頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五(4)影響加壓蒸汽滅菌效果的因素：1)滅菌物體含菌量的影響；第一百一十二頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2)滅菌鍋內(nèi)空氣排除程度的影響；第一百一十三頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五3)滅菌對象pH的影響；pH6.0一8.0時(shí)，微生物較不易死亡；pH＜6.0時(shí)，易引起微生物死亡。4)滅菌對象的體積；體積大小影響熱傳導(dǎo)速率5)加熱與散熱速度上磅速度：達(dá)到壓力所需要的時(shí)間下磅速度：從規(guī)定壓力降到零的時(shí)間維持時(shí)間第一百一十四頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五(5)高溫對培養(yǎng)基成分的有害影響及其防止：1)有害影響；第一百一十五頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五2)消除措施；a.采用特殊加熱滅菌法；分別單獨(dú)滅菌、低壓滅菌、間歇滅菌a)對易破壞的含糖培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌時(shí)，應(yīng)先將糖液與其他成分分別滅菌后再合并；b)對含ca2+或Fe3+的培養(yǎng)基與磷酸鹽先作分別滅菌，然后再混合，就不易形成磷酸鹽沉淀；c)對含有在高溫下易破壞成分的培養(yǎng)基可進(jìn)行低壓滅菌(在112℃即0.57kg／cm2或8磅／英寸2下滅菌15分鐘)或間歇滅菌；d)在大規(guī)模發(fā)酵工業(yè)中，可采用連續(xù)加壓滅菌法進(jìn)行培養(yǎng)基的滅菌。第一百一十六頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五b.過濾除菌法：各種濾器

濾膜過濾裝置、燒結(jié)玻璃板過濾器、石棉板過濾器、素?zé)蛇^濾器、硅藻土過濾器

缺點(diǎn)：無法去除病毒和噬菌體c.其他方法。避免發(fā)生沉淀：

EDTA（乙二胺四乙酸）NTA（氮川三乙酸）

氣體滅菌劑：氧化乙烯第一百一十七頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（二）過濾除菌：適用于血清、抗生素及糖液等的除菌。

第一百一十八頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五過濾除菌第一百一十九頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（三）輻射滅菌：紫外線、放射性同位素、微波等。第一百二十頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五三、化學(xué)消毒滅菌法是應(yīng)用能抑制或殺死微生物的化學(xué)制劑進(jìn)行消毒滅菌的方法。（一）影響消毒與滅菌的因素：1、化學(xué)藥品及濃度的高低；2、處理微生物的時(shí)間長短；3、微生物的種類；4、微生物所處的環(huán)境。第一百二十一頁，共一百三十三頁，編輯于2023年，星期五（二）消毒滅菌效果的評價(jià)：1、石炭酸系數(shù)(p.c.)—評價(jià)表面消毒劑的相對殺菌強(qiáng)度指在一定時(shí)間內(nèi)，被試藥劑能殺死全部供試菌的最高稀釋度與達(dá)到同效的石炭酸的最高稀釋度之比。2、最低抑制濃度（MIC）——評定某化學(xué)藥物藥效強(qiáng)弱指在一定條件下，某化學(xué)藥劑抑制特定微生物的最低濃度。3、半致死劑量（LD50）——評定某化學(xué)藥物