微生物的生長控制-微生物生長繁殖的控制（食品微生物控制技術(shù)課件）

工業(yè)規(guī)模的微生物培養(yǎng)《食品微生物檢驗(yàn)技術(shù)》目錄/Contents01分批發(fā)酵02補(bǔ)料分批發(fā)酵01分批發(fā)酵指在一個(gè)密閉系統(tǒng)內(nèi)投入有限數(shù)量的營養(yǎng)物質(zhì)后，接入少量的微生物菌種進(jìn)行培養(yǎng)，使微生物生長繁殖，在特定的條件下完成一個(gè)周期的微生物培養(yǎng)方法。在發(fā)酵過程中，除了不斷進(jìn)行通氣（好氧發(fā)酵）和為調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH而加入酸堿溶液外，與外界沒有其它物料交換。培養(yǎng)基的量一次性加入，產(chǎn)品一次性收獲，是曾經(jīng)廣泛采用的一種發(fā)酵方式。02補(bǔ)料分批發(fā)酵所謂分批補(bǔ)料培養(yǎng)技術(shù)，就是指在分批培養(yǎng)伊始，投入較低濃度的底物，然后在發(fā)酵過程中，當(dāng)微生物開始消耗底物后，再以某種方式向培養(yǎng)系統(tǒng)中補(bǔ)加一定的物料，使培養(yǎng)基中的底物濃度在較長時(shí)間內(nèi)保持在一定范圍內(nèi)，以維持微生物的生長和產(chǎn)物的形成，并避免不利因素的產(chǎn)生，從而達(dá)到提高容積產(chǎn)量、產(chǎn)物濃度和產(chǎn)物得率的目的。目前在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用較多。03連續(xù)發(fā)酵在微生物的整個(gè)培養(yǎng)期間，通過一定的方式使微生物生長處于平衡生長狀態(tài)，能以恒定的生長速率生長的一種培養(yǎng)方法。若在一個(gè)開放的系統(tǒng)中(恒定容積的流動(dòng)系統(tǒng))培養(yǎng)微生物，培養(yǎng)過程中不斷補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)和以同樣的速率移出培養(yǎng)物，是實(shí)現(xiàn)微生物連續(xù)培養(yǎng)的基本原則。03連續(xù)發(fā)酵最簡單的連續(xù)培養(yǎng)裝置包括：培養(yǎng)室、無菌培養(yǎng)基儲(chǔ)存器和調(diào)節(jié)流速的控制系統(tǒng)。無菌培養(yǎng)基儲(chǔ)存器調(diào)節(jié)流速的控制閥03連續(xù)發(fā)酵根據(jù)控制培養(yǎng)基流入培養(yǎng)容器方式的不同可分兩種類型：恒濁器連續(xù)培養(yǎng)和恒化器連續(xù)培養(yǎng)。恒化器：培養(yǎng)基流速恒定，通過控制培養(yǎng)基中某一生長限制性底物的濃度來調(diào)節(jié)微生物的生長速率,使微生物維持恒定生長速率的連續(xù)培養(yǎng)裝置。恒濁器：根據(jù)培養(yǎng)室內(nèi)微生物的生長密度，借光電控制系統(tǒng)來控制培養(yǎng)基的流速，以取得菌體密度高、生長速率恒定的微生物細(xì)胞連續(xù)培養(yǎng)器裝置。環(huán)境因素對微生物生長的影響《食品微生物檢驗(yàn)技術(shù)》目錄/Contents01環(huán)境因素對微生物生長的影響02影響微生物生長的物理因素01環(huán)境因素對微生物生長的影響環(huán)境條件的改變，在一定限度內(nèi)，可引起微生物形態(tài)、生理、生長、繁殖等特征的改變，或抵抗、適應(yīng)環(huán)境條件方面的改變。當(dāng)環(huán)境條件的變化超過一定界限，則導(dǎo)致微生物的死亡。研究環(huán)境條件與微生物之間的相互關(guān)系，有助于了解微生物在自然界的分布與作用，并可能采取有效措施，促進(jìn)有益微生物的生長繁殖，限制甚至完全破壞有害微生物的生命活動(dòng)。02影響微生物生長的物理因素(1)溫度

每種微生物都有三個(gè)基本溫度（cardinaltemperature）最低生長溫度02影響微生物生長的物理因素(2)滲透壓水活度（aw）可定量表示環(huán)境中微生物可實(shí)際利用的自由水(游離水)的含量；各種微生物生長繁殖的aw范圍在0.60～0.998之間。除少數(shù)真菌外，多數(shù)微生物在aw

低于0.60～0.70的干燥條件下不能生長。

02影響微生物生長的物理因素(3)酸堿度酸堿度（pH）通過影響細(xì)胞質(zhì)膜的透性、膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、物質(zhì)的溶解性或電離性來影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，從而影響微生物的生長速率。最低生長pH02影響微生物生長的物理因素(4)氧氣微生物對氧的需求或耐受能力在不同類群種變化很大。專性好氧微生物兼性厭（好）氧微生物專性厭氧微生物02影響微生物生長的物理因素(5)輻射輻射滅菌(RadiationSterilization)是利用電磁輻射產(chǎn)生的電磁波殺死大多數(shù)物質(zhì)上的微生物的一種有效方法。用于滅菌的電磁波有微波，紫外線(UV)、X-射線和γ-射線等。03影響微生物生長的化學(xué)因素抗微生物劑，一類能夠殺死微生物或抑制微生物生長的化學(xué)物質(zhì)?？刮⑸飫┓沁x擇性（對所有細(xì)胞均有毒性）消毒劑(Disinfectant)防腐劑(Antisepsis)抗代謝藥物溫度對于微生物的影響《食品微生物檢驗(yàn)技術(shù)》目錄/Contents01溫度對于微生物的影響02滅菌消毒的概念01溫度對于微生物的影響溫度對微生物的影響是廣泛的，改變溫度必然會(huì)影響微生物體內(nèi)所進(jìn)行的多種生物化學(xué)反應(yīng)。適宜的溫度能刺激微生物的生長，不適的溫度會(huì)改變微生物的形態(tài)、代謝、毒力等，甚至導(dǎo)致其死亡。利用溫度對微生物的影響，在實(shí)驗(yàn)室和發(fā)酵生產(chǎn)實(shí)踐中可以采用低溫或高溫的方法抑制和殺死有害的微生物。02滅菌消毒的概念滅菌：滅菌是采用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體表面及內(nèi)部所有的微生物營養(yǎng)體及芽孢的過程。消毒：消毒是用較為溫和的理化因素僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對人或動(dòng)植物有害的病原微生物，而對被消毒的對象基本無害的措施。03高溫對于微生物的影響微生物對熱的忍受力依菌的種類、菌齡而異。微生物的營養(yǎng)體、霉菌的孢子、細(xì)菌的芽孢等對于溫度敏感程度不一。微生物對熱的忍受力還受微生物所處環(huán)境的其他條件的影響。比如環(huán)境pH、滲透壓、培養(yǎng)基組成等的影響。比如在酸性條件下，微生物對熱的耐受力明顯下降；而環(huán)境中富含蛋白質(zhì)時(shí)，利于保護(hù)菌體，增加微生物細(xì)胞對熱的抗性。03高溫對于微生物的影響（1）干熱滅菌（dryheatsterilization）烘箱內(nèi)熱空氣滅菌干熱滅菌140℃，3h；160℃，2h；適用于金屬和玻璃器皿；石蠟油和粉料物質(zhì)。03高溫對于微生物的影響（2）濕熱滅菌（moistheatsterilzation）利用熱水或者蒸汽滅菌的方法。在相同溫度下，比干熱滅菌更有效。①濕熱蒸汽穿透力強(qiáng)；②能快速破壞維持核酸和蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的穩(wěn)定性；③蒸汽凝結(jié)放出大量的汽化潛熱能迅速殺滅物體上的微生物。

原因03高溫對于微生物的影響①巴氏消毒法（Pasteurization）用較低的溫度處理不宜進(jìn)行高溫滅菌的液態(tài)風(fēng)味食品或調(diào)料，以殺滅其中的無芽孢病原菌，又不影響其原有風(fēng)味的消毒方法。適用于牛奶、啤酒、果酒和飲料等液態(tài)食品03高溫對于微生物的影響②煮沸消毒法采用在100℃下煮沸數(shù)分鐘的方法，可殺死細(xì)菌的營養(yǎng)細(xì)胞和部分芽孢，一般用于飲用水的消毒。③間歇滅菌法（fractionalsterilizationortyndallization）03高溫對于微生物的影響④高壓蒸汽滅菌法（autoclaving）利用提高壓力使水的沸點(diǎn)升高，以提高水蒸氣的溫度，從而有效地殺滅微生物。0.1MPa（121℃），15~30min04低溫對