微生物的生長(zhǎng)及其控制NXPowerLite

微生物的生長(zhǎng)及其控制NXPowerLite生物個(gè)體物質(zhì)有規(guī)律地、不可逆增加，導(dǎo)致個(gè)體體積擴(kuò)大的生物學(xué)過(guò)程。生長(zhǎng)：生物個(gè)體生長(zhǎng)到一定階段，通過(guò)特定方式產(chǎn)生新的生命個(gè)體，即引起生命個(gè)體數(shù)量增加的生物學(xué)過(guò)程。繁殖：生長(zhǎng)是一個(gè)逐步發(fā)生的量變過(guò)程，繁殖是一個(gè)產(chǎn)生新的生命個(gè)體的質(zhì)變過(guò)程。在高等生物里這兩個(gè)過(guò)程可以明顯分開(kāi)，但在低等特別是在單細(xì)胞的生物里，由于細(xì)胞小，這兩個(gè)過(guò)程是緊密聯(lián)系又很難劃分的過(guò)程。一個(gè)微生物細(xì)胞合適的外界條件，吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行代謝。如果同化作用的速度超過(guò)了異化作用個(gè)體的生長(zhǎng)原生質(zhì)的總量（重量、體積、大?。┚筒粩嘣黾尤绻骷?xì)胞組分是按恰當(dāng)?shù)谋壤鲩L(zhǎng)時(shí)，則達(dá)到一定程度后就會(huì)發(fā)生繁殖，引起個(gè)體數(shù)目的增加。群體內(nèi)各個(gè)個(gè)體的進(jìn)一步生長(zhǎng)群體的生長(zhǎng)群體生長(zhǎng)=個(gè)體生長(zhǎng)+個(gè)體繁殖個(gè)體生長(zhǎng)→個(gè)體繁殖→群體生長(zhǎng)在一定時(shí)間和條件下細(xì)胞數(shù)量的增加（微生物群體生長(zhǎng)）微生物生長(zhǎng):在微生物學(xué)中提到的“生長(zhǎng)”，一般均指群體生長(zhǎng)，這一點(diǎn)與研究大生物時(shí)有所不同。第一節(jié)微生物的生長(zhǎng)及其測(cè)定分化（differentiation）：細(xì)胞通過(guò)分裂在形態(tài)、功能及蛋白質(zhì)（酶）合成等方面發(fā)生穩(wěn)定差異的過(guò)程；或在一定條件下，細(xì)胞朝著不同方向發(fā)展，使其形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理發(fā)生了一系列的變化，最后形成另一種類(lèi)型細(xì)胞的過(guò)程，是基因轉(zhuǎn)錄或翻譯水平上有序表達(dá)的結(jié)果。如細(xì)菌芽孢的生產(chǎn)及萌發(fā)，酵母菌出芽繁殖、產(chǎn)生子囊孢子繁殖，霉菌的無(wú)性及有性繁殖等。一、細(xì)菌的個(gè)體生長(zhǎng)細(xì)菌的個(gè)體生長(zhǎng)包括細(xì)胞結(jié)構(gòu)的復(fù)制與再生、細(xì)胞的分裂與控制。染色體DNA的復(fù)制和分離細(xì)菌個(gè)體生長(zhǎng)過(guò)程中，染色體連續(xù)復(fù)制。在迅速生長(zhǎng)的細(xì)菌里，不僅在細(xì)胞分裂之前完成了染色體的復(fù)制，而且也開(kāi)始了2個(gè)子細(xì)胞DNA的復(fù)制。DNA復(fù)制起點(diǎn)附著在細(xì)胞膜上，隨著膜的生長(zhǎng)和細(xì)胞的分裂，2個(gè)未來(lái)的子細(xì)胞基因組不斷地分離開(kāi)來(lái)，最后達(dá)到2個(gè)子細(xì)胞中。細(xì)胞壁擴(kuò)增桿菌在生長(zhǎng)過(guò)程中，新合成的肽聚糖在細(xì)胞壁中新老細(xì)胞壁間隔分布，新合成的細(xì)胞壁在多個(gè)位點(diǎn)插入；球菌新合成的肽聚糖固定在赤道板附近插入，導(dǎo)致新老細(xì)胞壁能明顯分開(kāi)，老細(xì)胞壁不斷被推向兩端。新合成的肽聚糖可通過(guò)其短肽的第三個(gè)二氨基氨基酸（Lys）的氨基連到老肽聚糖短肽的第四個(gè)氨基酸的羧基上，或通過(guò)新合成肽聚糖短肽的第四個(gè)氨基酸的氨基連到老肽聚糖短肽的第三位二氨基氨基酸的游離羧基上，導(dǎo)致肽聚糖的擴(kuò)增。細(xì)菌的分裂與調(diào)節(jié)在細(xì)菌長(zhǎng)度的中間位置，通過(guò)細(xì)胞膜內(nèi)陷并伴隨合成的肽聚糖插入，導(dǎo)致橫隔壁向心生長(zhǎng)，最后在中心會(huì)合，完成一次分裂。二、真菌的生長(zhǎng)（一）真菌對(duì)大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的降解1、纖維素降解纖維素是植物細(xì)胞壁的主要組成成分，其含碳量約占自然界有機(jī)體中碳總量的40%，纖維素是由許多以β-1,4–糖苷鍵聯(lián)接而成的葡萄糖單糖的聚合體，在葡萄糖單糖上的第六碳原子呈反式聯(lián)接，從而導(dǎo)致整個(gè)纖維素結(jié)構(gòu)呈穩(wěn)定的扁帶狀的微纖維，在微纖維之間還有牢固的氫鍵連接，天然纖維素具有一定的結(jié)晶區(qū)和無(wú)定形區(qū)，聚合度很大，一般為1000～10000，結(jié)構(gòu)緊密。

纖維素酶降解纖維素生成葡萄糖的一組酶的總稱(chēng)，不是單種酶，而是起協(xié)調(diào)作用的多組份酶系。纖維素酶系由C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶組成。C1酶：作用于不溶性纖維素表面，使結(jié)晶纖維素鏈開(kāi)裂、長(zhǎng)鏈纖維素分子末端部分游離，從而使纖維素鏈易于水化，是對(duì)纖維素最初起作用的酶。Cx酶：包括內(nèi)切β-1,4-葡聚糖酶和外切β-1,4-葡聚糖酶。內(nèi)切型葡聚糖酶從高分子聚合物內(nèi)部任意位置切開(kāi)β-1,4鍵，產(chǎn)生新的未端，主要生成纖維二糖、纖維三糖等。外切型葡聚糖酶作用于低分子多糖，從非還原性末端游離出葡萄糖。β-葡萄糖苷酶：將纖維二糖、纖維三糖及其它低分子纖維糊精分解為葡萄糖。C1酶組分活力反映出真菌崩解天然纖維素結(jié)構(gòu)能力，Cx酶組分是真菌生長(zhǎng)過(guò)程中獲取碳源物質(zhì)的主要限制因子。上述三種酶之間有明顯的協(xié)調(diào)作用。C1酶Cx酶2、木質(zhì)素降解由苯基丙烷為單體組成的天然聚合物，是維管束植物的主要成分，是植物世界中僅次于纖維素的最豐富的有機(jī)高分子聚合物。在同一植物中，木質(zhì)素的含量是恒定的，不同植物中木質(zhì)素含量相差較大，例如軟木（針葉樹(shù)）中木質(zhì)素含量為27％～37％，而硬木（闊葉樹(shù)）中木質(zhì)素含量為16％～29％，草本植物中占14%～25%。它與纖維素、半纖維素被稱(chēng)為植物體的“三素”，植物光合作用所固定的CO2有很大一部分被轉(zhuǎn)化為木質(zhì)素。參與木質(zhì)素降解的酶類(lèi)包括：木質(zhì)素過(guò)氧化物酶（LigninPeroxidase，lip）：催化非酚類(lèi)芳香族底物，以H2O2為最初底物；錳過(guò)氧化物酶（ManganesePeroxidase，MnP）：催化酚類(lèi)、胺類(lèi)等依賴(lài)Mn的氧化，以H2O2為最初底物；多酚氧化酶（以漆酶為主，laccase）、香草醛酸還原酶/醌還原酶。木質(zhì)素降解過(guò)程主要是氧化反應(yīng)，其中最重要的降解酶是lip、MnP、laccase。漆酶是含Cu的氧化酶，催化木質(zhì)素相關(guān)酚類(lèi)的電子氧化，尤其是丁香型木質(zhì)素，形成酚氧基。導(dǎo)致Cα氧化芳香基斷裂以及側(cè)鏈上CαCβ之間斷裂，需O2作為氧化劑。3、半纖維素降解半纖維素不是均一聚糖，而是由許多不同的單糖聚合而成的混合體，大多帶有支鏈。構(gòu)成主鏈的單糖主要是葡萄糖、木糖和甘露糖，支鏈主要是阿拉伯糖、木糖、半乳糖、果糖、葡萄糖或葡萄糖酸等。各種糖所占比例隨原料變化而變化，其中木聚糖在半纖維素中所占比例最大，一般在50%以上，有的占90%以上。這些糖之間分別以共價(jià)鍵、氫鍵、酯鍵或醚鍵相連接，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。半纖維素由半纖維素酶降解。由于半纖維素所包括的化合物種類(lèi)很多，半纖維素酶也各不相同，主要包括β-葡聚糖酶、半乳聚糖酶、木聚糖酶和甘露糖酶、阿拉伯聚糖酶等。例如木聚糖由木聚糖酶水解，阿拉伯聚糖由阿拉伯聚糖酶水解。半纖維素比纖維素容易分解，但也需多種酶促反應(yīng)才能完全水解。半纖維素的降解首先被內(nèi)切酶（葡聚糖酶、木聚糖酶等）分解而產(chǎn)生過(guò)渡性短鏈，再被糖苷酶水解為單糖。存在于植物細(xì)胞壁的雜多糖，造紙廢水和人造纖維廢水中含半纖維素。分解過(guò)程TCA循環(huán)聚糖酶CO2+H2O半纖維素單糖+糖醛酸H2O各種發(fā)酵產(chǎn)物厭氧分解分解纖維素的微生物大多數(shù)能分解半纖維素。許多芽孢桿菌、假單胞菌、節(jié)細(xì)菌及放線(xiàn)菌能分解半纖維素。霉菌有根霉、曲霉、小克銀漢霉、青霉及鐮刀霉。4、果膠質(zhì)的轉(zhuǎn)化

果膠(Pectin)是一組聚半乳糖醛酸，水溶性，分子量5-30萬(wàn)。在適宜條件下其溶液能形成凝膠和部分發(fā)生甲氧基化（甲酯化，形成甲醇酯）,其主要成分是部分甲酯化的α-(l,4)-D-聚半乳糖醛酸，殘留的羧基單元以游離酸的形式存在或形成銨、鉀、鈉和鈣等鹽。

果膠存在于植物的細(xì)胞壁和細(xì)胞內(nèi)層，為內(nèi)部細(xì)胞的支撐物質(zhì)。不同的蔬菜，水果口感有區(qū)別，主要是由它們含有的果膠含量以及果膠分子的差異決定的。柑橘、檸檬、柚子等果皮中約含30％果膠，是果膠的最豐富來(lái)源。按果膠的組成可有同質(zhì)多糖和雜多糖(最常見(jiàn))兩種類(lèi)型：同質(zhì)多糖型果膠如D-半乳聚糖、L-阿拉伯聚糖和D-半乳糖醛酸聚糖等；雜多糖果膠由半乳糖醛酸聚糖、半乳聚糖和阿拉伯聚糖以不同比例組成，通常稱(chēng)為果膠酸。部分甲酯化的果膠酸稱(chēng)為果膠酯酸。天然果膠中約20％～60％的羧基被酯化，分子量為2萬(wàn)～4萬(wàn)。鼠李糖雜多糖果膠同質(zhì)多糖型果膠果膠酶是分解果膠質(zhì)的原果膠酶、果膠酯酶以及聚半乳糖醛酸酶的總稱(chēng)。原果膠酶能夠水解不溶性原果膠為水溶性果膠，切斷聚甲氧基半乳糖醛酸和阿拉伯糖之間的化學(xué)鍵；果膠酯酶能夠分解水溶性果膠分子中的甲氧基（-0CH2）與半乳糖醛酸之間的酯鍵，形成半乳糖醛酸和甲醇；聚半乳糖醛酸酶能切斷果膠酸的α-1,4-糖苷鍵，形成游離的半乳糖醛酸?！竟z酯酶的作用位置

┄→表示聚半乳糖醛酸酶的作用位置

5、淀粉的轉(zhuǎn)化淀粉的種類(lèi)直鏈淀粉（α-1,4-糖苷鍵結(jié)合）支鏈淀粉（α-1,6-糖苷鍵結(jié)合）淀粉酶(amylase)一般作用于可溶性淀粉、直鏈淀粉、糖元等α-1,4-葡聚糖，水解α-1,4-糖苷鍵的酶。根據(jù)作用的方式可分為α-淀粉酶與β-淀粉酶。（1）α-淀粉酶：廣泛分布于動(dòng)物（唾液、胰臟等）、植物（麥芽、山萮菜）及微生物。以Ca2+為必需因子，既作用于直鏈淀粉，亦作用于支鏈淀粉，無(wú)差別地切斷α-1，4-鏈，引起底物溶液粘度的急劇下降和碘反應(yīng)的消失（故又稱(chēng)為液化酶），最終產(chǎn)物在分解直鏈淀粉時(shí)以麥芽糖為主，還有麥芽三糖及少量葡萄糖。在分解支鏈淀粉時(shí)，除麥芽糖、葡萄糖外，還生成分支部分具有α-1,6-鍵的α-極限糊精。（2）β-淀粉酶：從非還原性末端逐次以麥芽糖為單位切斷α－1,4-葡聚糖鏈。主要見(jiàn)于高等植物中（大麥、小麥、甘薯、大豆等），但也在細(xì)菌、牛乳、霉菌中存在。直鏈淀粉能完全分解得到麥芽糖和少量的葡萄糖；作用于支鏈淀粉或葡聚糖的時(shí)候，切斷至α－1,6-鍵的前面反應(yīng)就停止了，因此生成分子量比較大的極限糊精。（3）糖化酶又稱(chēng)葡萄糖淀粉酶，能在常溫條件下將淀粉分子的α-1,4-和α-1,6-糖苷鍵切開(kāi)，而使淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖。（4）支鏈淀粉酶水解支鏈淀粉中α-１,６-糖苷鍵，切下整個(gè)側(cè)枝，形成長(zhǎng)短不一的直鏈淀粉。（二）真菌菌絲的頂端生長(zhǎng)菌絲養(yǎng)分的輸送是通過(guò)基質(zhì)內(nèi)的菌絲吸收，然后輸送到菌絲的頂端。真菌菌絲頂端部位呈圓拱形，菌絲的生長(zhǎng)點(diǎn)在頂端，即其生長(zhǎng)部位僅限于菌絲頂端的圓拱形區(qū)域，在直徑均勻的后部管狀區(qū)域則幾乎不再伸長(zhǎng)。菌絲的生長(zhǎng)速率在頂端最大，距頂端lμm處壁的合成速率可能是50μm處的50倍，而在伸長(zhǎng)區(qū)的基部，生長(zhǎng)速率可能降為零。

菌絲頂端生長(zhǎng)和頂端菌絲細(xì)胞內(nèi)泡囊的聚集有關(guān)，在頂端1～2μm的頂部區(qū)域含有大量的原生質(zhì)的泡囊（vesicle）。當(dāng)生長(zhǎng)停止時(shí)，這些泡囊就擴(kuò)散開(kāi)，分布在整個(gè)細(xì)胞中，只有當(dāng)這些泡囊重新聚集在頂端時(shí)，生長(zhǎng)才重新開(kāi)始。泡囊的作用：①運(yùn)輸細(xì)胞壁溶解酶去破壞原來(lái)壁組成之間的鍵；②運(yùn)輸新的細(xì)胞壁物質(zhì)，并在細(xì)胞壁合成酶的作用下并入細(xì)胞壁中，增加細(xì)胞壁的面積；③在生長(zhǎng)期間增加原生質(zhì)膜的表面積。菌絲頂端泡囊中含有豐富的多糖、幾丁質(zhì)合成酶類(lèi)、細(xì)胞壁溶解酶類(lèi)、細(xì)胞壁合成酶類(lèi)以及一些合成細(xì)胞壁的前體物質(zhì)等。當(dāng)它們移向頂端與原生質(zhì)膜融合后，釋放它們的內(nèi)含物并融合到細(xì)胞壁中。頂端生長(zhǎng)被認(rèn)為是細(xì)胞壁水解、細(xì)胞壁的合成和細(xì)胞壁的膨壓之間的動(dòng)力平衡，破壞這一平衡便會(huì)改變生長(zhǎng)的模式。（三）菌絲的分枝生長(zhǎng)菌絲是通過(guò)分枝來(lái)增加頂端數(shù)目，增加生長(zhǎng)點(diǎn)數(shù)量，從而保證其較快的生長(zhǎng)速度。菌絲在生長(zhǎng)中，單個(gè)菌絲生長(zhǎng)量是不變的，即菌絲頂端的數(shù)目總是與菌絲的長(zhǎng)度和細(xì)胞質(zhì)的體積保持一定的比例關(guān)系。當(dāng)細(xì)胞質(zhì)的體積超過(guò)現(xiàn)存頂端數(shù)目時(shí)，新的頂端就產(chǎn)生了。（四）菌絲生長(zhǎng)的4個(gè)時(shí)期

1.生長(zhǎng)遲緩期：少量菌絲接種到新鮮培養(yǎng)基后，由于菌絲轉(zhuǎn)接過(guò)程中的機(jī)械損傷、前后環(huán)境的差異等，在開(kāi)始培養(yǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，菌絲有一個(gè)適應(yīng)過(guò)程，因而生長(zhǎng)很緩慢。遲緩期的長(zhǎng)短與菌種類(lèi)型、菌齡、培養(yǎng)基種類(lèi)及前后環(huán)境如溫度、濕度、培養(yǎng)基成分等差異程度有關(guān)。在培養(yǎng)環(huán)境和培養(yǎng)基成分等相似的條件下，液體培養(yǎng)時(shí)菌絲遲緩期一般1天左右，固體培養(yǎng)時(shí)遲緩期一般1～3天。2.生長(zhǎng)快速期（對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期）：生長(zhǎng)遲緩期過(guò)后，菌絲適應(yīng)了新的環(huán)境，開(kāi)始進(jìn)入快速生長(zhǎng)期，菌絲生長(zhǎng)表現(xiàn)為直線(xiàn)上升，日均生長(zhǎng)速度最大。3.生長(zhǎng)減速期：由于養(yǎng)分的逐漸消耗、基質(zhì)中氧氣的缺乏、對(duì)菌體本身有害的代謝產(chǎn)物的積累等，菌絲生長(zhǎng)進(jìn)入減速期，表現(xiàn)為日均生長(zhǎng)速度越來(lái)越小。4.生長(zhǎng)停止期：在液體培養(yǎng)時(shí)，菌絲干重逐漸減少，菌絲老化自溶，菌絲細(xì)胞中的有機(jī)質(zhì)分解而把N、P釋放到培養(yǎng)液中，鏡檢可發(fā)現(xiàn)菌絲內(nèi)液泡增多，貯藏物質(zhì)減少。

三、微生物生長(zhǎng)的測(cè)定單位時(shí)間里微生物數(shù)量或生物量（Biomass）的變化微生物生長(zhǎng)：（參見(jiàn)P151）微生物生長(zhǎng)的測(cè)定：個(gè)體計(jì)數(shù)群體重量測(cè)定群體生理指標(biāo)測(cè)定評(píng)價(jià)培養(yǎng)條件、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響；評(píng)價(jià)不同的抗菌物質(zhì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制(或殺死)作用的效果；客觀(guān)地反映微生物生長(zhǎng)的規(guī)律；第一節(jié)微生物生長(zhǎng)的測(cè)定（一）以數(shù)量變化對(duì)微生物生長(zhǎng)情況進(jìn)行測(cè)定通常用來(lái)測(cè)定細(xì)菌、酵母菌等單細(xì)胞微生物的生長(zhǎng)情況或樣品中所含微生物個(gè)體的數(shù)量（細(xì)菌、孢子、酵母菌）1、培養(yǎng)平板計(jì)數(shù)法（參見(jiàn)P153）采用培養(yǎng)平板計(jì)數(shù)法要求操作熟練、準(zhǔn)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(gè)稀釋度的菌液；同一稀釋度三個(gè)以上重復(fù),取平均值；每個(gè)平板上的菌落數(shù)目合適，便于準(zhǔn)確計(jì)數(shù)；一個(gè)菌落可能是多個(gè)細(xì)胞一起形成，所以在科研中一般用菌落形成單位（colonyformingunits，CFU）來(lái)表示，而不是直接表示為細(xì)胞數(shù)。（一）以數(shù)量變化對(duì)微生物生長(zhǎng)情況進(jìn)行測(cè)定2、膜過(guò)濾培養(yǎng)法當(dāng)樣品中菌數(shù)很低時(shí)，可以將一定體積的湖水、海水或飲用水等樣品通過(guò)膜過(guò)濾器，然后將將膜轉(zhuǎn)到相應(yīng)的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，對(duì)形成的菌落進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。（一）以數(shù)量變化對(duì)微生物生長(zhǎng)情況進(jìn)行測(cè)定3、Themostprobablenumbermethod（液體稀釋法）主要適用于只能進(jìn)行液體培養(yǎng)的微生物，或采用液體鑒別培養(yǎng)基進(jìn)行直接鑒定并計(jì)數(shù)的微生物。對(duì)未知樣品進(jìn)行十倍稀釋?zhuān)缓蟾鶕?jù)估算取三個(gè)連續(xù)的稀釋度平行接種多支試管，對(duì)這些平行試管的微生物生長(zhǎng)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)菌的為陽(yáng)性，未長(zhǎng)菌的為陰性，然后根據(jù)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)計(jì)算出樣品中的微生物數(shù)目。（一）以數(shù)量變化對(duì)微生物生長(zhǎng)情況進(jìn)行測(cè)定4、顯微鏡直接計(jì)數(shù)法（參見(jiàn)P152）1）常規(guī)方法：采用細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血球計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下對(duì)微生物數(shù)量進(jìn)行直接計(jì)數(shù)（計(jì)算一定容積里樣品中微生物的數(shù)量）。缺點(diǎn)：不能區(qū)分死菌與活菌；不適于對(duì)運(yùn)動(dòng)細(xì)菌的計(jì)數(shù)；需要相對(duì)高的細(xì)菌濃度；個(gè)體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀(guān)察；（一）以數(shù)量變化對(duì)微生物生長(zhǎng)情況進(jìn)行測(cè)定4、顯微鏡直接計(jì)數(shù)法2）其它方法：將已知顆粒濃度的樣品（例如血液）與待測(cè)細(xì)胞細(xì)胞濃度的樣品混勻后在顯微鏡下根據(jù)二者之間的比例直接推算待測(cè)微生物細(xì)胞濃度。比例計(jì)數(shù)：過(guò)濾計(jì)數(shù)：當(dāng)樣品中菌數(shù)很低時(shí)，可以將一定體積的湖水、海水或飲用水等樣品通過(guò)膜過(guò)濾器。然后將濾膜干燥、染色，并經(jīng)處理使膜透明，再在顯微鏡下計(jì)算膜上(或一定面積中)的細(xì)菌數(shù)；活菌計(jì)數(shù)：采用特定的染色技術(shù)也可分別對(duì)活菌和死菌進(jìn)行分別計(jì)數(shù)涂片染色法應(yīng)用：可同時(shí)計(jì)數(shù)不同微生物的菌數(shù)，適于土壤、牛奶中細(xì)菌計(jì)數(shù)。方法：用鏡臺(tái)測(cè)微尺計(jì)算出視野面積；取0.1ml菌液涂于1cm2面積上，

計(jì)數(shù)后代入公式：每ml原菌液含菌數(shù)=視野中平均菌數(shù)×(涂布面積/視野面積)×10×稀釋倍數(shù)染色后活菌計(jì)數(shù)法

采用特定的染色技術(shù)進(jìn)行活菌染色，然后用光學(xué)顯微鏡計(jì)數(shù)的方法?？煞謩e對(duì)活菌和死菌進(jìn)行計(jì)數(shù)。Eg.美藍(lán)酵母活細(xì)胞→無(wú)色

死細(xì)胞→藍(lán)色Eg.細(xì)菌經(jīng)丫啶橙染色后，在紫外光顯微鏡下可觀(guān)察活細(xì)胞→橙色熒光死細(xì)胞→綠色熒光（二）以生物量為指標(biāo)測(cè)定微生物的生長(zhǎng)1、比濁法在一定波長(zhǎng)下，測(cè)定菌懸液的光密度，以光密度(opticaldensity,即O.D.)表示菌量。實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)應(yīng)控制在菌濃度與光密度成正比的線(xiàn)性范圍內(nèi)，否則不準(zhǔn)確。測(cè)體積法：粗放型，在刻度離心管中測(cè)沉降量稱(chēng)干重法：精確型，離心法和過(guò)濾法獲得菌體細(xì)胞，微生物的干重一般為其濕重的10％～20％，而一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞一般重約10-12～10-13g。測(cè)定多細(xì)胞及絲狀真菌生長(zhǎng)情況的有效方法2、重量法以干重、濕重直接衡量微生物群體的生物量；以E.coli為例，一般液體的培養(yǎng)物（culture）中，細(xì)胞濃度通常為2×109個(gè)／mL，100mL培養(yǎng)物約可得10～90mg干重的細(xì)胞；高密度培養(yǎng)（highcell-densityculture，HCDC）中，細(xì)胞產(chǎn)量最高記錄可達(dá)到174g/L。蛋白質(zhì)含氮量為16%。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×1.54每個(gè)細(xì)菌DNA含量相當(dāng)恒定，平均為8.4×10-5ng，將一定體積的細(xì)菌懸液離心，提取細(xì)胞DNA，求得DNA含量，則可計(jì)算出該體積下的細(xì)菌懸液所含有的細(xì)菌總數(shù)。通過(guò)樣品中蛋白質(zhì)、核酸含量的測(cè)定間接推算

微生物群體的生物量3、生理指標(biāo)法（參見(jiàn)P154）微生物的生理指標(biāo)，如呼吸強(qiáng)度，耗氧量、酶活性（琥珀酸脫氫酶、谷氨酸脫羧酶等）、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(zhǎng)旺盛，這些指標(biāo)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(jì)等設(shè)備來(lái)測(cè)定相應(yīng)的指標(biāo)。（參見(jiàn)P354，表12-12）常用于對(duì)微生物的快速鑒定與檢測(cè)一種特定的微生物，每一個(gè)細(xì)胞中的ATP濃度幾乎是一個(gè)常數(shù)，所以測(cè)定這種微生物的ATP含量，即可知其細(xì)胞數(shù)。已知細(xì)胞數(shù)的微生物樣品測(cè)定ATP含量測(cè)定未知細(xì)胞數(shù)的微生物樣品的ATP含量換算出每個(gè)細(xì)胞所含的ATP量即可算出未知樣中細(xì)胞數(shù)ATP濃度的測(cè)定E＋L＋AMP＋H2O熒光素酶E還原型熒光素LH2E-LH2

?AMP復(fù)合物ATPppiMg2＋＋＋＋＋光O2生物發(fā)光儀

在這個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)中，酶、熒光素和O2都過(guò)量時(shí)，光的強(qiáng)度與ATP的量成正比?？捎蒙锇l(fā)光儀測(cè)定光照強(qiáng)度，從而換算出ATP的濃度。

生物發(fā)光儀現(xiàn)用于各種樣品中細(xì)胞數(shù)的測(cè)定。Eg.臨床上測(cè)血液、尿液中的菌數(shù)；工業(yè)上發(fā)酵液中的菌數(shù)；環(huán)境污染狀況的測(cè)定等。大型真菌生長(zhǎng)的測(cè)定1、菌落半徑增長(zhǎng)速度測(cè)定法

將待測(cè)菌株點(diǎn)種于固體培養(yǎng)基平板中心，生長(zhǎng)一定時(shí)間后在顯微鏡下用測(cè)微尺測(cè)定，測(cè)量時(shí)先在菌落邊緣選一單根的菌絲側(cè)枝處作參照點(diǎn)，定時(shí)測(cè)量生長(zhǎng)長(zhǎng)度，可求出一定時(shí)間的菌絲生長(zhǎng)速度。此法簡(jiǎn)單簡(jiǎn)便，但不精確，常用來(lái)做初步測(cè)定。

菌絲生長(zhǎng)速度（mm/d）=（菌落直徑-接種塊直徑）/2×培養(yǎng)時(shí)間（d）2、菌落直線(xiàn)擴(kuò)展速度測(cè)定法用一U形培養(yǎng)管，管長(zhǎng)40cm，內(nèi)徑1.3cm，兩端5cm處彎成45o角，內(nèi)盛固體培養(yǎng)基達(dá)直徑一半，兩端加棉塞滅菌，凝固后從一端接種，定時(shí)測(cè)定生長(zhǎng)踞離，并計(jì)算生長(zhǎng)率。生產(chǎn)中，可測(cè)定菌瓶或菌袋中菌落擴(kuò)展速度：定時(shí)在擴(kuò)展邊緣劃線(xiàn)，然后測(cè)定兩條線(xiàn)間的長(zhǎng)度距離。此法簡(jiǎn)單簡(jiǎn)便，但不精確，常用來(lái)做初步測(cè)定。3、菌絲干重測(cè)定法

配制液體培養(yǎng)基，定量接種，不同時(shí)間取樣，抽濾獲得菌絲球或菌絲片，如菌絲較粘也可采用離心方法，取得菌絲后在70～80℃烘干，測(cè)定菌絲體干重，用干重平均值/培養(yǎng)基體積（g/mL）來(lái)表示菌體的生長(zhǎng)量。該方法直接、可靠，但只適用于菌體濃度較高的樣品；而且要求樣品不含菌絲體以外的其它干物質(zhì)（難溶解的培養(yǎng)基成分干擾結(jié)果）。也可以直接采用測(cè)定菌絲濕重法，省去烘干步驟（不如干重法準(zhǔn)確）。4、菌絲生物量間接測(cè)定法

與細(xì)菌類(lèi)似，根據(jù)已知菌絲含N量、RNA含量等，通過(guò)分析樣品中的全氮量或核糖核酸量而推算菌絲重量。例如已知一般干菌絲含N4.5%～8.5%，RNA含量是2.0%～4.0%，據(jù)此通過(guò)分析樣品中的全氮量或核糖核酸量，而推算菌絲重量。第二節(jié)細(xì)菌的群體生長(zhǎng)微生物的特點(diǎn)：個(gè)體微小肉眼看到或接觸到的微生物是成千上萬(wàn)個(gè)單個(gè)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(zhǎng)是微生物群體繁殖生長(zhǎng)。（參見(jiàn)P134）對(duì)細(xì)菌群體生長(zhǎng)規(guī)律的了解是對(duì)其進(jìn)行研究與利用的基礎(chǔ)一、生長(zhǎng)曲線(xiàn)生長(zhǎng)曲線(xiàn)(GrowthCurve)：

細(xì)菌接種到定量的液體培養(yǎng)基中，定時(shí)取樣測(cè)定細(xì)胞數(shù)量，以培養(yǎng)時(shí)間為橫座標(biāo)，以菌數(shù)為縱座標(biāo)作圖，得到的一條反映細(xì)菌在整個(gè)培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線(xiàn)。在微生物學(xué)中提到的“生長(zhǎng)”，均指群體生長(zhǎng)。一、生長(zhǎng)曲線(xiàn)細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線(xiàn)一般用菌數(shù)的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)作圖一、生長(zhǎng)曲線(xiàn)一條典型的生長(zhǎng)曲線(xiàn)至少可以分為

遲緩期，對(duì)數(shù)期，穩(wěn)定期和衰亡期等四個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期一、生長(zhǎng)曲線(xiàn)遲緩期(Lagphase)：將少量菌種接入新鮮培養(yǎng)基后，在開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)菌數(shù)不立即增加，或增加很少，生長(zhǎng)速度接近于零。也稱(chēng)延遲期、適應(yīng)期。遲緩期的特點(diǎn)：分裂遲緩、代謝活躍細(xì)胞形態(tài)變大或增長(zhǎng)，例如巨大芽孢桿菌，在遲緩期末，細(xì)胞的平均長(zhǎng)度比剛接種時(shí)長(zhǎng)6倍。一般來(lái)說(shuō)處于遲緩期的細(xì)菌細(xì)胞體積最大細(xì)胞內(nèi)RNA，尤其是rRNA含量增高，合成代謝活躍，核糖體、酶類(lèi)和ATP的合成加快，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶。對(duì)外界不良條件反應(yīng)敏感。細(xì)胞處于活躍生長(zhǎng)中，只是分裂遲緩在此階段后期，少數(shù)細(xì)胞開(kāi)始分裂，曲線(xiàn)略有上升。遲緩期出現(xiàn)的原因：微生物接種到一個(gè)新的環(huán)境，暫時(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)的需數(shù)小時(shí)。在生產(chǎn)實(shí)踐中縮短遲緩期的常用手段：(1)通過(guò)遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性使遲緩期縮短；(2)利用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)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(dāng)擴(kuò)大接種量一、生長(zhǎng)曲線(xiàn)對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期(Logphase)：又稱(chēng)指數(shù)生長(zhǎng)期(Exponentialphase)以最大的速率生長(zhǎng)和分裂，細(xì)菌數(shù)量呈對(duì)數(shù)增加，細(xì)菌內(nèi)各成分按比例有規(guī)律地增加，表現(xiàn)為平衡生長(zhǎng)。對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)菌個(gè)體形態(tài)、化學(xué)組成和生理特性等均較一致，代謝旺盛、生長(zhǎng)迅速、代時(shí)穩(wěn)定，所以是研究微生物基本代謝的良好材料。它也常在生產(chǎn)上用作種子，使微生物發(fā)酵的遲緩期縮短，提高經(jīng)濟(jì)效益。t1–t00.639G=——————=—————nmm：比生長(zhǎng)速率在細(xì)菌個(gè)體生長(zhǎng)里，每個(gè)細(xì)菌分裂繁殖一代所需的時(shí)間為代時(shí)(Generationtime)，在群體生長(zhǎng)里細(xì)菌數(shù)量增加一倍所需的時(shí)間稱(chēng)為倍增時(shí)間（Doublingtime)。代時(shí)通常以G表示。比生長(zhǎng)速率（μ）：每單位數(shù)量的細(xì)菌或物質(zhì)在單位時(shí)間（h）內(nèi)增加的量。μ=（lgNt-lgN0）/(t-t0)×2.303比生長(zhǎng)速率與微生物的生長(zhǎng)基質(zhì)濃度密切相關(guān)。莫諾（Monod）經(jīng)驗(yàn)公式表示比生長(zhǎng)速率與生長(zhǎng)基質(zhì)濃度之間的關(guān)系：μ=μm×[S/(Ks+S)]μm為最大比生長(zhǎng)速率；S為生長(zhǎng)的基質(zhì)濃度，Ks為比生長(zhǎng)速率為最大比生長(zhǎng)速率一半時(shí)的基質(zhì)濃度，在同種基質(zhì)中為一個(gè)常數(shù)，通常很小。當(dāng)基質(zhì)濃度很高時(shí)，S=Ks+S，μ=μm，細(xì)菌以最大比生長(zhǎng)速率生長(zhǎng)，如對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)菌。當(dāng)基質(zhì)濃度很低時(shí)，Ks+S=Ks，μ=（μm/Ks）·S，比生長(zhǎng)速率與基質(zhì)濃度成正比?？偵L(zhǎng)量：在某一時(shí)間里，培養(yǎng)獲得的微生物總量與原來(lái)接種的微生物量的差值，客觀(guān)上反映了培養(yǎng)基與培養(yǎng)條件是否適合微生物的生長(zhǎng)。產(chǎn)量常數(shù)：培養(yǎng)過(guò)程中所獲得的總生長(zhǎng)量與獲得該總生長(zhǎng)量所消耗基質(zhì)總量的比值：K=（總生長(zhǎng)量/所消耗基質(zhì)的總量），代表微生物對(duì)基質(zhì)同化的效率，反映微生物利用某種基質(zhì)生長(zhǎng)的效果，在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)采取有效措施，提高K值，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。需鈉貝內(nèi)克菌結(jié)核分支桿菌高山組囊藍(lán)細(xì)菌深紅紅螺菌桃褐腐病菌肉毒桿菌柱胞魚(yú)腥藻蛋白核小球藻扁盤(pán)柵藻淡水硅藻中肋骨條藻三角角藻小眼蟲(chóng)卡氏棘阿米巴尾草履蟲(chóng)四膜蟲(chóng)黑熱病原蟲(chóng)藍(lán)氏賈第蟲(chóng)影響微生物增代時(shí)間（代時(shí)）的因素：1）菌種，不同的微生物及微生物的不同菌株代時(shí)不同；2）營(yíng)養(yǎng)成分，在營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)代時(shí)短3）營(yíng)養(yǎng)物濃度，在一定范圍內(nèi)，生長(zhǎng)速率與營(yíng)養(yǎng)物濃度呈正比，凡是處于較低濃度范圍內(nèi)，可影響生長(zhǎng)速率的營(yíng)養(yǎng)物成分，就稱(chēng)為生長(zhǎng)限制因子。4）溫度，在一定范圍，生長(zhǎng)速率與培養(yǎng)溫度呈正相關(guān)。一、生長(zhǎng)曲線(xiàn)（參見(jiàn)P131）穩(wěn)定生長(zhǎng)期(Stationaryphase)：由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗，代謝產(chǎn)物積累和pH等環(huán)境變化，逐步不適宜于細(xì)菌生長(zhǎng)，導(dǎo)致生長(zhǎng)速率降低直至零(即細(xì)菌分裂增加的數(shù)量等于細(xì)菌死亡數(shù))。穩(wěn)定生長(zhǎng)期又稱(chēng)恒定期或最高生長(zhǎng)期，此時(shí)培養(yǎng)液中活細(xì)菌數(shù)最高并維持穩(wěn)定。細(xì)胞重要的分化調(diào)節(jié)階段；儲(chǔ)存糖原等細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物，芽孢桿菌在此階段形成芽孢或建立自然感受態(tài)等。也是發(fā)酵過(guò)程積累代謝產(chǎn)物的重要階段，某些放線(xiàn)菌抗生素的大量形成也在此時(shí)期。生產(chǎn)上常通過(guò)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（補(bǔ)料）或取走代謝產(chǎn)物、調(diào)節(jié)pH、調(diào)節(jié)溫度、對(duì)好氧菌增加通氣、攪拌或振蕩等措施延長(zhǎng)穩(wěn)定生長(zhǎng)期，以獲得更多的菌體物質(zhì)或積累更多的代謝產(chǎn)物。一、生長(zhǎng)曲線(xiàn)衰亡期(Decline或Deathphase)：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)耗盡和有毒代謝產(chǎn)物的大量積累，細(xì)菌死亡速率超過(guò)新生速率，整個(gè)群體呈現(xiàn)出負(fù)增長(zhǎng)。該時(shí)期死亡的細(xì)菌以對(duì)數(shù)方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分細(xì)菌產(chǎn)生抗性也會(huì)使細(xì)菌死亡的速率降低，仍有部分活菌存在。細(xì)菌代謝活性降低，細(xì)菌衰老并出現(xiàn)自溶，產(chǎn)生或釋放出一些產(chǎn)物，如氨基酸、轉(zhuǎn)化酶、外肽酶或抗生素等。細(xì)胞呈現(xiàn)多種形態(tài)，有時(shí)產(chǎn)生畸形，細(xì)胞大小懸殊，有些革蘭氏染色反應(yīng)陽(yáng)性菌變成陰性反應(yīng)等。EcotypeandPeriodicselectionTheecotypedescribesacollectionofstrainsthatshowssomelevelofecologicaldistinctiveness[growth(orlossofgrowth)onanewcarbonsubstrateortheabilitytocauseincreased/decreaseddiseasesymptomsforapathogenicspecies]withinitsspecies.Anecotypehaveonlyasmallgenecontent(orexpression)differencecomparedwithotherecotypesofthesamespecies.periodicselection:thepopulationisperiodicallyreplacedbyanewtypearisinginthepredominantcomponentandcharacterizedbyaselectiveadvantageovertheprevioustype.

Naturalselectionpurges消除了thegeneticdiversitywithinanecotypetonearlyzero.InoculatedasinglestrainofEscherichiacoliinaglucoselimitedchemostat恒化器andculturedforalongtime(800generations).Thecellsarecompetingonlyforglucose,andallothernutrientsareinexcess.Theculturestransferredperiodicallyintofreshchemostatstomakesurethattheglasswallsofthechemostatdidnotprovideanotherniche.E.coli,whilemetabolizingglucose,excretesacetateandalittleglycerol.Thesecompoundsarelatertakenupagainandused.Theonestrainevolvedintoatleastthreestrainswhichcoexist:astrainevolvedwhichwasaspecialistonglucose,butcouldnolongertakeupandmetabolizeeitheracetateandglycerol;twootherstrainsaroseeachofwhichspecializedonacetateorglycerolwhileretainingtheabilitytoutilizeanyglucosetheycouldacquire.Thusthebacteriahavecreatedthreenicheswherebeforeonlyoneexistedandthethreecoexistingstrains,noneofwhichcanbecomeextinctwithinthissystem,canevolveintoseparatespeciesovertime.Onemightevenconsiderthemseparatespeciesalreadybytheecologicaldefinitionofspecies.不同的微生物或同一種微生物對(duì)不同物質(zhì)的利用能力是不同的。有的物質(zhì)可直接被利用(例如葡萄糖或NH+4等)；有的需要經(jīng)過(guò)一定的適應(yīng)期后才能獲得利用能力（例如乳糖或NO3-等）。前者通常稱(chēng)為速效碳源（或氮源），后者稱(chēng)為遲效碳源（或氮源）。當(dāng)培養(yǎng)基中同時(shí)含有這兩類(lèi)碳源（或氮源）時(shí)，微生物在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)形成二次生長(zhǎng)現(xiàn)象。（參見(jiàn)P136）一、生長(zhǎng)曲線(xiàn)由于采用活菌計(jì)數(shù)比較麻煩，并要求嚴(yán)格進(jìn)行操作，否則不易得到準(zhǔn)確的結(jié)果，重復(fù)性也差，因此在實(shí)際工作中多采用分光光度計(jì)測(cè)定OD值的方法繪制細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線(xiàn)。二、同步培養(yǎng)（參見(jiàn)P138）同步培養(yǎng)(Synchronousculture)：

使群體中的細(xì)胞處于比較一致的，生長(zhǎng)發(fā)育均處于同一階段上，即大多數(shù)細(xì)胞能同時(shí)進(jìn)行生長(zhǎng)或分裂的培養(yǎng)方法。

以同步培養(yǎng)方法使群體細(xì)胞能處于同一生長(zhǎng)階段，并同時(shí)進(jìn)行分裂的生長(zhǎng)。同步生長(zhǎng)：通過(guò)同步培養(yǎng)方法獲得的細(xì)胞被稱(chēng)為同步細(xì)胞或同步培養(yǎng)物二、同步培養(yǎng)同步培養(yǎng)物常被用來(lái)研究在單個(gè)細(xì)胞上難以研究的生理與遺傳特性和作為工業(yè)發(fā)酵的種子，它是一種理想的材料。機(jī)械方法離心方法過(guò)濾分離法硝酸纖維素濾膜法環(huán)境條件控制技術(shù)溫度：適宜和不適宜溫度交替處理培養(yǎng)基成份控制：營(yíng)養(yǎng)不足培養(yǎng)一段時(shí)間，再轉(zhuǎn)入營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基培養(yǎng)。將不同步細(xì)菌轉(zhuǎn)入抗生素培養(yǎng)基培養(yǎng)，再轉(zhuǎn)入完全培養(yǎng)基培養(yǎng)其他（如光照和黑暗交替培養(yǎng)）芽孢細(xì)菌培養(yǎng)到產(chǎn)生芽孢，加熱殺死營(yíng)養(yǎng)體，轉(zhuǎn)入新的培養(yǎng)基，讓芽孢統(tǒng)一萌發(fā)形成菌體。第二節(jié)細(xì)菌的群體生長(zhǎng)繁殖二、同步培養(yǎng)硝酸纖維素濾膜法是最經(jīng)典的獲得同步生長(zhǎng)的方法由于細(xì)胞的個(gè)體差異，同步生長(zhǎng)往往只能維持2-3個(gè)世代，隨后又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機(jī)生長(zhǎng)。將細(xì)菌懸液通過(guò)墊有膜的過(guò)濾器將濾膜顛倒過(guò)來(lái)，再讓培養(yǎng)基流過(guò)濾器，洗去未結(jié)合的細(xì)菌將濾器放入適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，仍將培養(yǎng)基流過(guò)濾器，洗下新分裂的細(xì)菌，收集。三、連續(xù)培養(yǎng)將微生物置于一定容積的培養(yǎng)基中，經(jīng)過(guò)培養(yǎng)生長(zhǎng)，最后一次收獲。分批培養(yǎng)（batchculture）or封閉培養(yǎng)（closedculture）培養(yǎng)基一次加入，不予補(bǔ)充，不再更換。連續(xù)培養(yǎng)(Continousculture）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)速率生長(zhǎng)并能持續(xù)生長(zhǎng)下去的一種培養(yǎng)方法。（參見(jiàn)P140）培養(yǎng)過(guò)程中不斷的補(bǔ)充營(yíng)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。三、連續(xù)培養(yǎng)控制連續(xù)培養(yǎng)的方法恒濁連續(xù)培養(yǎng)不斷調(diào)節(jié)流速而使細(xì)菌培養(yǎng)液濁度保持恒定恒化連續(xù)培養(yǎng)保持恒定的流速，通過(guò)保持某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（稱(chēng)細(xì)菌比生長(zhǎng)速率的控制因子，如氨基酸、氨、銨鹽等氮源，或葡萄糖等碳源，或無(wú)機(jī)鹽，或生長(zhǎng)因子）的濃度基本恒定的方式，使細(xì)菌的比生長(zhǎng)速率恒定。三、連續(xù)培養(yǎng)（一）恒濁連續(xù)培養(yǎng)測(cè)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(guò)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?；恒濁培養(yǎng)器的工作精度是由光電控制系統(tǒng)的靈敏度來(lái)決定的如果所用培養(yǎng)基中有過(guò)量的必需營(yíng)養(yǎng)物，就可以使菌體維持最高的生長(zhǎng)速率。三、連續(xù)培養(yǎng)（一）恒濁連續(xù)培養(yǎng)一般用于菌體以及與菌體生長(zhǎng)平行的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的發(fā)酵工業(yè)（連續(xù)發(fā)酵）連續(xù)發(fā)酵與單批發(fā)酵相比的優(yōu)點(diǎn)：縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率；便于自動(dòng)控制；降低動(dòng)力消耗及體力勞動(dòng)強(qiáng)度；產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定；缺點(diǎn)：雜菌污染和菌種退化三、連續(xù)培養(yǎng)二）恒化連續(xù)培養(yǎng)使培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長(zhǎng)速率下進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖。三、連續(xù)培養(yǎng)二）恒化連續(xù)培養(yǎng)恒化連續(xù)培養(yǎng)中，必需將某種必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)控制在較低的濃度，以作為限制性因子，而其他營(yíng)養(yǎng)物均過(guò)量。（細(xì)菌的生長(zhǎng)速率取決于限制性因子的濃度，并低于最高生長(zhǎng)速率）限制性因子必須是機(jī)體生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如氨基酸和氨等氮源，或是葡萄糖、麥芽糖等碳源或者是無(wú)機(jī)鹽，因而可在一定濃度范圍內(nèi)能決定該機(jī)體生長(zhǎng)速率。三、連續(xù)培養(yǎng)通過(guò)控制流速可以得到生長(zhǎng)速率不同但密度基本恒定的培養(yǎng)物多用于科研遺傳學(xué)：突變株分離；生理學(xué)：不同條件下的代謝變化；生態(tài)學(xué)：模擬自然營(yíng)養(yǎng)條件建立實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停坏谌?jié)環(huán)境對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響一、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)二、水活度三、溫度四、pH五、滲透壓六、氧七、表面張力八、輻射九、液體靜壓力十、聲能影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素主要有：1.微生物生長(zhǎng)的適宜溫度最低生長(zhǎng)溫度能生長(zhǎng)的最低溫度最適生長(zhǎng)溫度生長(zhǎng)速度最高的溫度最高生長(zhǎng)溫度能生長(zhǎng)的最高溫度最適生長(zhǎng)溫度并非等于最適發(fā)酵溫度，或生長(zhǎng)得率最高時(shí)的溫度。生長(zhǎng)溫度三基點(diǎn)一、溫度每種微生物都有三個(gè)基本溫度（cardinaltemperature）(1)嗜冷微生物（psychrophile）最低生長(zhǎng)溫度0℃以下，最適生長(zhǎng)溫度≦15℃，最高生長(zhǎng)溫度20℃左右；（地球兩極，海洋深處）

能在0℃生長(zhǎng)，但最適生長(zhǎng)溫度20℃~40℃。（冷水，土壤，引起冰箱食物腐敗的主要微生物類(lèi)群）-----耐冷微生物(psychrotolernt),又稱(chēng)兼性嗜冷微生物嗜冷微生物在低溫下能生長(zhǎng)的原因：①嗜冷微生物的酶在低溫下能有效起催化作用，其酶的二級(jí)結(jié)構(gòu)含有較多的α‐螺旋，能使酶蛋白在寒冷環(huán)境中有較強(qiáng)的彈性。②嗜冷微生物的酶有較強(qiáng)的極性，含有較少的親水性氨基酸，有助于在低溫下保持蛋白質(zhì)的彈性及酶的活性。③嗜冷微生物細(xì)胞膜的脂類(lèi)中不飽和脂肪酸的含量較高，在低溫下膜也能保持半流動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)微生物的最適生長(zhǎng)溫度，可將微生物分為三類(lèi)：（2）嗜溫微生物(mesophiles)，又稱(chēng)中溫菌最低生長(zhǎng)溫度10℃左右，最適生長(zhǎng)溫度25~37℃，最高生長(zhǎng)溫度45℃左右（大多數(shù)微生物，人類(lèi)病原菌）。嗜溫微生物又可分為寄生和腐生兩類(lèi)：寄生嗜溫微生物的最適生長(zhǎng)溫度相對(duì)較高，大腸桿菌是典型的寄生嗜溫微生物；腐生嗜溫微生物的相對(duì)較低，發(fā)酵工業(yè)中常用的黑曲霉、啤酒酵母、枯草桿菌均為腐生嗜溫微生物。(3)嗜熱微生物（thermophiles）最低生長(zhǎng)溫度45℃，最適生長(zhǎng)溫度55℃~65℃，最高生長(zhǎng)溫度80℃（大部分為細(xì)菌。溫泉，堆肥）

發(fā)酵工業(yè)中應(yīng)用的德氏乳酸桿菌的最適生長(zhǎng)溫度為45～50℃，嗜熱糖化芽孢桿菌為65℃.----嗜高溫微生物（hyperthermophiles）最低生長(zhǎng)溫度65℃，最適生長(zhǎng)溫度80~90℃，最高生長(zhǎng)溫度100℃以上（古生菌，熱泉、火山噴氣口、海底火山噴氣口）微生物在高溫環(huán)境下為何能生存呢？胞內(nèi)酶和蛋白質(zhì)在高溫時(shí)更穩(wěn)定（分子中1個(gè)或多個(gè)部位被某些氨基酸所取代，能以特殊的方式折疊，抵抗溫度的變性作用）;細(xì)胞質(zhì)膜富含飽和脂肪酸，因而膜在高溫下仍很穩(wěn)定并發(fā)揮功能;其核酸有熱穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)，tRNA在特定的堿基區(qū)域含較多GC對(duì).2.低溫對(duì)微生物的影響(1)冰凍對(duì)微生物的影響①冰凍使細(xì)胞內(nèi)游離水形成冰晶，對(duì)細(xì)胞造成機(jī)械性損傷；②冰凍導(dǎo)致細(xì)胞失去可利用的水分，形成脫水干燥狀態(tài)，細(xì)胞質(zhì)的pH值和膠體狀態(tài)發(fā)生改變，甚至可引起胞內(nèi)蛋白質(zhì)部分變性等；③微生物所處的基質(zhì)也因冰凍而產(chǎn)生一系列復(fù)雜的變化。(2)低溫對(duì)微生物作用的有關(guān)因素冰點(diǎn)附近會(huì)加速微生物死亡微生物種類(lèi)不同抵抗低溫能力不同微生物所處的環(huán)境不同，對(duì)低溫的抵抗能力不同冰凍和解凍的反復(fù)交替容易造成微生物細(xì)胞破裂(3)低溫用于食品保藏

根據(jù)各類(lèi)食品的特點(diǎn)和保藏要求不同，將低溫保藏食品的溫度可作如下的劃分：

寒冷溫度：指在室溫和冷藏溫度之間的溫度。嗜冷微生物能在這一溫度范圍內(nèi)緩慢生長(zhǎng)，保藏食品的有效期較短，一般僅適宜于保藏果蔬食品。冷藏溫度：指在0～5℃之間的溫度。一些嗜冷微生物尚能緩慢生長(zhǎng)，能阻止幾乎所有的引起食物中毒的病原菌生長(zhǎng)（除肉毒桿菌E型尚能在3.3℃生長(zhǎng)和產(chǎn)生毒素外）。冷藏溫度可用于儲(chǔ)存果蔬、魚(yú)肉、禽蛋、乳類(lèi)等食品。凍藏溫度：指低于0℃以下的溫度。在–18℃以下的溫度幾乎阻止所有微生物的生長(zhǎng)。3.高溫對(duì)微生物的影響微生物對(duì)熱的忍受力依菌的種類(lèi)、菌齡而異。微生物的營(yíng)養(yǎng)體、霉菌的孢子、細(xì)菌的芽孢等。微生物對(duì)熱的忍受力還受微生物所處環(huán)境的其他條件的影響.環(huán)境pH、滲透壓、培養(yǎng)基組成等的影響。如在酸性條件下，微生物對(duì)熱的耐受力明顯下降；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(duì)熱的抗性。二、pHpH=-lg[H+]pH通過(guò)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(lái)影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。微生物生長(zhǎng)的pH值范圍每一種微生物都存在生長(zhǎng)pH的三基點(diǎn)：最適生長(zhǎng)pH≠最適發(fā)酵pH從而影響微生物的生長(zhǎng)速率最低生長(zhǎng)pH；最適生長(zhǎng)pH；最高生長(zhǎng)pH；根據(jù)微生物生長(zhǎng)的pH范圍，將其分以下幾類(lèi)：嗜酸菌（acidophile）只能生活在低pH（小于4）條件下，在中性pH下即死亡的微生物（硫細(xì)菌屬，熱原菌屬等古生菌）嗜中性菌(neutrophile)生長(zhǎng)最適pH5.5~8.0（大多數(shù)微生物以及病原菌等）嗜堿菌(alkalophile)耐酸菌：可生活在pH5以下，但在中性pH下也能生活專(zhuān)性生活在pH10～11的堿性條件下而不能生活在中性條件下的微生物。(堿性鹽湖和碳酸鹽含量高的土壤中)。多數(shù)嗜堿菌為芽孢桿菌屬，少數(shù)屬于古生菌。耐堿菌：在堿性環(huán)境下能生長(zhǎng)，但在中性條件下不死亡。不同微生物最適生長(zhǎng)pH可能不同，同種微生物在不同生長(zhǎng)階段和不同生理、生化過(guò)程中，也有不同的最適pH要求。黑曲霉：在pH2.0～2.5時(shí)，有利于合成檸檬酸，在pH2.5～6.5范圍內(nèi)，就以菌體生長(zhǎng)為主，在pH7左右時(shí)，則大量合成草酸。丙酮丁醇梭菌：在pH5.5～7.0內(nèi)，以菌體生長(zhǎng)繁殖為主，在pH4.3～5.3范圍內(nèi)進(jìn)行丙酮、丁醇發(fā)酵。無(wú)論微生物生長(zhǎng)的pH范圍多廣泛，細(xì)胞內(nèi)的pH一般都接近中性。胞內(nèi)酶的最適pH也接近中性，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)境的pH。微生物生長(zhǎng)環(huán)境pH調(diào)節(jié)措施“治標(biāo)”外源直接流加酸、堿中和（直接，快速但不能持久）“治本”治本：（緩慢，但較持久）過(guò)酸加適當(dāng)?shù)矗蛩亍aNO3、NH4OH或蛋白質(zhì)）提高通氣量過(guò)堿加適當(dāng)碳源（糖、乳酸、醋酸或油脂等）降低通氣量pH調(diào)節(jié)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)的含量三、水活度和滲透壓各種微生物生長(zhǎng)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(zhǎng)。利用干燥來(lái)保存食品、衣物等的原理：低aw可防止微生物生長(zhǎng)。各種微生物對(duì)干燥的抵抗力不同。如：醋酸菌失水后很快會(huì)死亡；但酵母菌可保存數(shù)月；產(chǎn)生莢膜的細(xì)菌的抗干燥能力較強(qiáng)；細(xì)胞小形、厚壁的細(xì)菌抗干燥能力較強(qiáng)。細(xì)菌芽孢、放線(xiàn)菌孢子、酵母菌子囊孢子、霉菌孢子抗干燥能力強(qiáng)，在干燥條件下可長(zhǎng)期不死，可用于菌種保藏。1、水份及水活度等滲環(huán)境：適宜生長(zhǎng)低滲環(huán)境：吸水膨脹高滲環(huán)境：質(zhì)壁分離微生物如何適應(yīng)低滲或高滲環(huán)境？大多數(shù)細(xì)菌、藻類(lèi)和真菌具有堅(jiān)硬的細(xì)胞壁，可維持細(xì)胞的形狀和完整性。在高滲環(huán)境中，大多數(shù)原核生物通過(guò)合成或吸收膽堿、甜菜堿、氨基酸（脯氨酸，谷氨酸等）、K+，藻類(lèi)和真菌利用蔗糖和多元醇（阿拉伯糖醇、甘油、甘露醇）來(lái)提高胞內(nèi)滲透壓。在低滲環(huán)境中，細(xì)胞通過(guò)合成內(nèi)含物、打開(kāi)所有的壓敏通道使溶質(zhì)滲出（原核生物），以降低胞內(nèi)滲透壓。2.滲透壓低度嗜鹽菌：耐受3％(0.2～0.5mol/L)左右NaCl的微生物；中度嗜鹽菌：耐受3%~12%(0.5～2.5mol/L)NaCl的微生物；極端嗜鹽菌：能夠在12％～30％(2.5～5.2mol/L)NaCl中生長(zhǎng)的嗜鹽菌。耐鹽微生物：能在高鹽和低鹽環(huán)境下均能正常生活的微生物。必須在高鹽濃度下才能生長(zhǎng)的微生物稱(chēng)為嗜鹽微生物（嗜鹽菌）。根據(jù)微生物對(duì)鹽濃度耐受程度，可分為以下幾類(lèi)：能夠在高糖環(huán)境中生長(zhǎng)的微生物叫作嗜高滲微生物，它們的生長(zhǎng)繁殖是引起蜜餞、果脯類(lèi)高糖食品腐敗變質(zhì)的主要原因。四、氧氣根據(jù)微生物與氧的關(guān)系，可將微生物分為好氧和厭氧兩大類(lèi)。好氧菌（aerobe）專(zhuān)性好氧菌(strickaerobe)必須在有氧條件下（20%以上）生長(zhǎng)。（絕大多數(shù)真菌，多數(shù)放線(xiàn)菌，部分細(xì)菌）

兼性厭氧菌（facultativeaerobe）不需氧可生長(zhǎng)，而在有氧條件下生長(zhǎng)更好（酵母菌，許多細(xì)菌）

微好氧菌（microaerophilicbacteria）只能在較低的氧分壓下（2~10%）生長(zhǎng)

（彎曲桿菌）厭氧菌（anerobe）耐氧菌(aerotolerantanaerobe)

有氧（2%以下）和無(wú)氧條件下生長(zhǎng)狀況相同（乳酸桿菌，腸膜明串珠菌，糞腸球菌）專(zhuān)性厭氧菌(anaerobe)

只能在無(wú)氧條件下生長(zhǎng)，有氧時(shí)即被殺死（擬桿菌，梭菌屬，雙歧桿菌屬，甲烷菌）1.微生物對(duì)氧的需求2.厭氧菌的氧毒害機(jī)制O2+e-O2

-.（超氧陰離子自由基）O2-.+e-+H+H2O2（過(guò)氧化氫）H2O2+e-+H+H2O+OH·（羥基自由基）三種好氧菌及耐氧菌中，都有超氧化物歧化酶（SOD），它可使劇毒的O2－.歧化成毒性稍低的H2O2。再在好氧微生物中的過(guò)氧化氫酶作用下，H2O2進(jìn)一步分解成無(wú)毒的H2O；在耐氧菌中的過(guò)氧化物酶作用下，H2O2還原成無(wú)毒的H2O。專(zhuān)性厭氧菌沒(méi)有SOD，無(wú)法使O2－.歧化成H2O2，因此在有氧條件下細(xì)胞內(nèi)形成的O2－.就使自身受到毒害，直至死亡。3.兩類(lèi)微生物的培養(yǎng)方式好氧菌：振蕩培養(yǎng)或通氣攪拌厭氧菌：含還原劑（巰基乙醇，半胱氨酸，庖肉等）的培養(yǎng)基；抽取培養(yǎng)系統(tǒng)的空氣，填充氮?dú)夂虲O2；厭氧罐（利用H2和鈀催化劑,使氧與H2結(jié)合成水）。五、表面張力另外，許多有機(jī)酸、醇、甘油、洗滌劑、多肽、蛋白質(zhì)等都能降低溶液的表面張力。一些無(wú)機(jī)鹽可以增加溶液的表面張力。表面張力：液體表面的分子被它周?chē)鸵后w內(nèi)部的分子所吸引，在液體表面產(chǎn)生一種使液體表面積縮小的力。能改變?nèi)芤罕砻鎻埩Φ奈镔|(zhì)稱(chēng)為表面活性劑。表面活性劑主要分為：陰離子型、陽(yáng)離子型和中性型（非離子型）三類(lèi)。陰離子型:包括高級(jí)脂肪酸的鈉鹽和鉀鹽、肥皂和磺等。（抑制G+、影響細(xì)胞膜合成及肥皂的除菌作用）陽(yáng)離子型:由季胺化合物組成，能吸附在微生物細(xì)胞膜表面，損傷細(xì)胞膜。（新潔爾滅）中性型：在水中不電離，主要作為乳化劑用。培養(yǎng)基液面菌膜的形成和表面張力關(guān)系密切。六、輻射

能量借助于波動(dòng)傳播的輻射稱(chēng)為電磁輻射。與微生物生命活動(dòng)有關(guān)的主要有可見(jiàn)光及紫外線(xiàn)借助于原子及亞原子粒子的高速運(yùn)動(dòng)傳遞的輻射稱(chēng)為微粒輻射。與微生物有關(guān)的主要有X射線(xiàn)和γ射線(xiàn)；該兩種射線(xiàn)均能使被作用物質(zhì)發(fā)生電離，故又稱(chēng)電離輻射。

小于1nm的為電離輻射，如γ射線(xiàn)和X射線(xiàn)。UV射線(xiàn)屬于非電離輻射1、可見(jiàn)光：光能營(yíng)養(yǎng)微生物的能源。但是對(duì)于大多數(shù)化能營(yíng)養(yǎng)微生物可見(jiàn)光連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間照射，可使微生物致死。2、紫外線(xiàn)：波長(zhǎng)在139~390nm的電磁輻射波，265～266nm的紫外線(xiàn)對(duì)微生物的作用最強(qiáng)，主要作用于核酸引起T=T形成。此外，紫外線(xiàn)還能使空氣中的氧變?yōu)槌粞?，臭氧分解放出的?qiáng)氧化劑新生態(tài)氧［O］，也有殺菌作用。

3、電離輻射：X射線(xiàn)與α射線(xiàn)、β射線(xiàn)和γ射線(xiàn)均為電離輻射。能從分子中逐出電子而使之電離。因此，電離輻射的殺菌作用是間接地通過(guò)射線(xiàn)激發(fā)環(huán)境和細(xì)胞中的水分子，使水分子在吸收能量后被電離產(chǎn)生自由基而起作用。

微生物種類(lèi)、不同生理狀態(tài)的微生物以及處于不同環(huán)境的微生物細(xì)胞對(duì)電離輻射的敏感性也不同。七、液體靜壓力某些能生活在大洋底部的微生物不能在常壓下生長(zhǎng)，這種菌叫做嗜壓菌。人工培養(yǎng)只能在高壓的特殊容器里進(jìn)行。在食品發(fā)酵工業(yè)中，隨著發(fā)酵設(shè)備的大型化，處于發(fā)酵設(shè)備底部的微生物的生長(zhǎng)代謝，也會(huì)受到液體靜壓力的影響，曾有工廠(chǎng)發(fā)現(xiàn)200m3發(fā)酵罐（高18m）底部的酵母在酒精發(fā)酵中形態(tài)發(fā)生了變化。八、聲能超聲波（頻率在20,000赫茲以上）具有強(qiáng)烈的生物學(xué)作用。超聲波的作用是使細(xì)胞破裂，所以幾乎所有的微生物都能受其破壞，其效果與頻率、處理時(shí)間、微生物種類(lèi)、細(xì)胞大小、性狀及數(shù)量等均有關(guān)系。高頻率比低頻率殺菌效果好；球菌較桿菌抗性強(qiáng)；細(xì)菌芽孢具更強(qiáng)的抗性，大多數(shù)情況下不受超聲波的影響；病毒也有較強(qiáng)的抗性。應(yīng)用：超聲滅菌、超聲細(xì)胞破碎儀第四節(jié)微生物生長(zhǎng)繁殖的控制控制（有害）微生物的生長(zhǎng)速率或消滅不需要的微生物，在實(shí)際應(yīng)用中具有重要的意義。抑制(Inhibition)：生長(zhǎng)停止，但不死亡；死亡(Death)：生長(zhǎng)能力不可逆喪失；防腐(Antisepsis)：防止或抑制霉腐微生物在食品等物質(zhì)上的生長(zhǎng)；化療(Chemotherapy)：殺死或抑制宿主體內(nèi)的病原微生物；消毒(Disinfection)：殺死或滅活病原微生物（營(yíng)養(yǎng)體細(xì)胞）；滅菌(Sterilization)：殺死包括芽孢在內(nèi)的所有微生物；（參見(jiàn)P154）理化因子抑菌還是殺菌作用的相關(guān)因素：理化因子的強(qiáng)度或濃度；同一濃度理化因子作用時(shí)間的長(zhǎng)短；不同種類(lèi)的微生物；同種微生物的不同生長(zhǎng)時(shí)期；一、控制微生物的化學(xué)物質(zhì)抗微生物劑(Antimicrobialagent)生物合成的天然產(chǎn)物人工合成的化合物一類(lèi)能夠殺死微生物或抑制微生物生長(zhǎng)的化學(xué)物質(zhì)化學(xué)物質(zhì)的抗微生物能力的測(cè)定液體培養(yǎng)法最低抑制濃度（minimuminhibitoryconcentration（MIC））實(shí)驗(yàn)平板培養(yǎng)法抑菌圈（zoneofinhibition）試驗(yàn)對(duì)殺菌或抑菌作用無(wú)法區(qū)分一、控制微生物的化學(xué)物質(zhì)抗微生物劑抑菌：抑菌劑(Bacteriostaticagent)殺菌殺菌劑(Bactericide)溶菌劑(Bacteriolysis)待測(cè)化學(xué)物質(zhì)對(duì)數(shù)生長(zhǎng)培養(yǎng)物定時(shí)測(cè)定總菌數(shù)和活菌數(shù)一、控制微生物的化學(xué)物質(zhì)抗微生物劑非選擇性（對(duì)所有細(xì)胞均有毒性）有選擇性（對(duì)病原微生物毒性更強(qiáng)）消毒劑(Disinfectant)防腐劑(Antisepsis)抗代謝藥物抗生素中草藥有效成分（化學(xué)治療劑）（一）防腐劑和消毒劑特點(diǎn)：

對(duì)一切活細(xì)胞都有毒性，不能用于人或動(dòng)物體內(nèi)的化學(xué)治療。消毒劑：可殺死微生物，通常用于非生物材料的滅菌或消毒。防腐劑：能殺死微生物或抑制其生長(zhǎng)，但對(duì)人及動(dòng)物的體表組織無(wú)毒性或毒性低，可作為外用抗微生物藥物。Disinfectantsandantisepticsareantimicrobialagentsusedinquitedifferentsituations.Disinfectantsarechemicalsthatkillmicrorganismsandareusedonintanimateobjects.Antiseptics,ontheotherhand,arechemicalagentsthatkillorinhibitgrowthofmicroorganismsandthataresufficientlynontoxictobeappliedtolivingtissues.（一）防腐劑和消毒劑各種抗微生物化學(xué)制劑殺菌能力的比較標(biāo)準(zhǔn)：石炭酸系數(shù)：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和達(dá)到同效的石炭酸的最高稀釋度的比率。一般規(guī)定處理時(shí)間為10分鐘，而供試菌定為Salmonellatyphi（傷寒沙門(mén)氏菌）。在臨床上最早使用的消毒劑----石炭酸（一）防腐劑和消毒劑廣泛用于一些熱敏感的或無(wú)法進(jìn)行高溫滅菌的物品或場(chǎng)所的滅菌：溫度計(jì)、帶有透鏡的儀器設(shè)備、聚乙烯管或?qū)Ч艿?；墻壁、樓板與儀器設(shè)備等表面和自來(lái)水；空氣；（二）抗代謝物

有些化合物在結(jié)構(gòu)上與生物體所必需的代謝物很相似，以至可以和特定的酶結(jié)合，從而阻礙了酶的功能，干擾了代謝的正常進(jìn)行，這些物質(zhì)稱(chēng)為抗代謝物(Antimetabolite)。葉酸對(duì)抗物（磺胺）、嘌呤對(duì)抗物（6-巰基嘌呤）、苯丙氨酸對(duì)抗物（對(duì)氟苯丙氨酸）、尿嘧啶對(duì)抗物（5-氟尿嘧啶）胸腺嘧啶對(duì)抗物（5-溴胸腺嘧啶）等等（二）抗代謝物

磺胺藥物是最早發(fā)現(xiàn)，也是最常見(jiàn)的化學(xué)療劑，抗菌譜廣，能治療多種傳染性疾病。大多數(shù)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌（如肺炎球菌、溶血性鏈球菌等）某些革蘭氏陰性細(xì)菌（如痢疾桿菌、腦膜炎球菌、流感桿菌等）對(duì)放線(xiàn)菌也有一定的作用。1934年，德國(guó)I.G.Farben染料廠(chǎng)的G.Domagk一種紅色染料（prontosil），白鼠靜脈注射，可治療因鏈球菌引起的感染，但在體外卻無(wú)作用。1935年，進(jìn)一步證明prontosil對(duì)人的鏈球菌病也有效。法國(guó)人Trefouel和英國(guó)人Fullerprontosil在體內(nèi)轉(zhuǎn)化成了具有抑菌作用的磺胺（二）抗代謝物

磺胺是葉酸組成部分對(duì)氨基苯甲酸的結(jié)構(gòu)類(lèi)似物作用機(jī)理：磺胺類(lèi)藥物：磺胺、磺胺胍（SG）、磺胺嘧啶（SD）、磺胺甲噁唑（SMZ）、磺胺二甲嘧啶等二氫蝶啶+對(duì)氨基苯甲酸二氫蝶酸二氫葉酸四氫葉酸前體一碳基轉(zhuǎn)移嘌呤、嘧啶、核苷酸、絲氨酸、甲硫氨酸等123酶1：二氫蝶酸合成酶，酶2：二氫葉酸合成酶，酶3：二氫葉酸還原酶TMP（三甲基二氨嘧啶）能抑制二氫葉酸還原酶，為磺胺藥物的增效劑磺胺對(duì)人體細(xì)胞無(wú)毒性，因?yàn)槿巳狈膶?duì)氨基苯甲酸合成葉酸的相關(guān)酶----二氫葉酸合成酶，不能用外界提供的對(duì)氨基苯甲酸自行合成葉酸，而必須直接利用葉酸為生長(zhǎng)因子進(jìn)行生長(zhǎng)?；前返囊志饔檬且?yàn)楹芏嗉?xì)菌需要自己合成葉酸而生長(zhǎng)。（三）抗生素是由某些生物合成或半合成的一類(lèi)次級(jí)代謝產(chǎn)物或衍生物，它們?cè)诤艿蜐舛葧r(shí)就能抑制或影響它種生物的生命活動(dòng)，如殺死微生物或抑制其生長(zhǎng)?？股?Antibiotic)：1、概念自本世紀(jì)40年代以來(lái)，已找到上萬(wàn)種新抗生素，合成了近10萬(wàn)種半合成抗生素，但其中在臨床上常用的僅幾十種。（三）抗生素2、作用機(jī)制抑制細(xì)菌細(xì)胞壁合成、破壞細(xì)胞質(zhì)膜、作用于呼吸鏈以干擾氧化磷酸化、抑制蛋白質(zhì)和核酸合成

等抑制微生物的生長(zhǎng)或殺死它們回旋酶莫匹羅星嘌呤霉素

壯觀(guān)霉素喹諾酮類(lèi)

新生霉素碳青霉烯硝基呋喃阿米卡星（三）抗生素2、作用機(jī)制（三）抗生素2、作用機(jī)制（三）抗生素2、作用機(jī)制（三）抗生素2、作用機(jī)制青霉素b-內(nèi)酰胺環(huán)結(jié)構(gòu)與D-丙氨酸末端結(jié)構(gòu)相似，從而能占據(jù)D-丙氨酸的位置與轉(zhuǎn)肽酶結(jié)合，并將酶滅活，肽鏈之間無(wú)法彼此連接，抑制了細(xì)胞壁的合成。（三）抗生素2、作用機(jī)制由于不同微生物之間的細(xì)胞化學(xué)結(jié)構(gòu)和代謝的差異，不同的抗生素的抗菌譜各異。（三）抗生素3、細(xì)菌抗藥性的產(chǎn)生抗性菌株特點(diǎn)：細(xì)胞質(zhì)膜透性改變，使抗生素不進(jìn)入細(xì)胞或進(jìn)入細(xì)胞后被細(xì)胞主動(dòng)排出；藥物作用靶改變；合成了修飾抗生素的酶；抗性菌株發(fā)生遺傳變異，導(dǎo)致合成新的多聚體，以取代或部分取代原來(lái)的多聚體；（三）抗生素3、細(xì)菌抗藥性的產(chǎn)生避免出現(xiàn)細(xì)菌的耐藥性的措施：(1)第一次使用的藥物劑量要足；(2)避免在一個(gè)時(shí)期或長(zhǎng)期多次使用同種抗生素；(3)不同的抗生素(或與其他藥物)混合使用；(4)對(duì)現(xiàn)有抗生素進(jìn)行改造；(5)篩選新的更有效的抗生素；（三）抗生素3、細(xì)菌抗藥性的產(chǎn)生二、控制微生物的物理因素殺滅或抑制微生物的物理因素溫度輻射作用過(guò)濾滲透壓干燥超聲波等二、控制微生物的物理因素（參見(jiàn)P143）（一）溫度當(dāng)溫度超過(guò)微生物生長(zhǎng)的最高溫度或低于生長(zhǎng)的最低溫度都會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生殺滅作用或抑制作用二、控制微生物的物理因素（一）溫度高溫使蛋白質(zhì)、核酸等重要生物大分子發(fā)生變性、破壞，以及破壞細(xì)胞膜上的類(lèi)脂成分，導(dǎo)致微生物死亡。溫度愈高，十倍減少時(shí)間愈短二、控制微生物的物理因素（一）溫度D值大小還隨微生物的種類(lèi)、生長(zhǎng)時(shí)期、檢測(cè)培養(yǎng)基的性質(zhì)等因素有關(guān)。二、控制微生物的物理因素（一）溫度高溫的殺菌時(shí)間與樣品中的微生物濃度有關(guān)。當(dāng)微生物的濃度一致時(shí)，可以通過(guò)比較熱致死時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)衡量不同微生物的熱敏感性。第三節(jié)微生物生長(zhǎng)繁殖的控制二、控制微生物的物理因素（一）溫度1、干熱滅菌烘箱內(nèi)熱空氣滅菌火焰灼燒干熱滅菌160℃，2小時(shí)第三節(jié)微生物生長(zhǎng)繁殖的控制二、控制微生物的物理因素（一）溫度2、濕熱滅菌濕熱比干熱滅菌更好：更易于傳遞熱量；更易破壞保持蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的氫鍵等結(jié)構(gòu)；濕熱對(duì)一般營(yíng)養(yǎng)體和孢子的殺滅條件：多數(shù)細(xì)菌和真菌的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞：在60℃左右處理5-10分鐘；酵母菌和真菌的孢子：用80℃以上溫度處理；細(xì)菌的芽孢：121℃處理15分鐘以上；第三節(jié)微生物生長(zhǎng)繁殖的控制二、控制微生物的物理因素（一）溫度2、濕熱滅菌1）巴斯德消毒（pasteurization）60-85℃處理15秒至30分鐘2）煮沸消毒3）間歇滅菌（fractionalsterilizationORtyndallization）4）常規(guī)高壓滅菌（autoclaving）5）連續(xù)加壓滅菌（continuousautoclaving）121℃，15分鐘；115℃，30分鐘；135-150℃，5-15秒，工業(yè)上發(fā)酵培養(yǎng)基135-150℃，2-6秒，牛奶或其它液態(tài)食品（超高溫滅菌）影響高壓蒸汽滅菌的因素（1）滅菌物體的含菌基數(shù)；（2）滅菌鍋內(nèi)空氣的排除程度；（3）滅菌對(duì)象的pH值：6-8難滅，＜6.0易滅；（4）滅菌對(duì)象的體積（5）加熱與散熱的速度；（6）滅菌物體在鍋內(nèi)的排放方式和多少。高溫對(duì)培養(yǎng)基成分的影響（1）破壞培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)；（2）形成沉淀物：有機(jī)物形成多肽類(lèi)沉淀，形成磷酸鹽、碳酸鹽等沉淀；（3）提高培養(yǎng)基色澤：產(chǎn)生氨基糖、焦糖或黑色素等；（4）改變pH值（一般降低0.2-0.3）；（5）增加培養(yǎng)基體積；（6）降低培養(yǎng)基濃度：體積略微增加，破壞營(yíng)養(yǎng)等。減少高溫滅菌對(duì)培養(yǎng)基有害影響的措施（1）采用特殊加熱滅菌法對(duì)含糖培養(yǎng)基，將糖液與其他成份分開(kāi)滅菌，使用前混合。含鈣離子或鐵離子的培養(yǎng)基，應(yīng)與磷酸鹽分開(kāi)滅菌，滅菌后混合。含有糖類(lèi)等易被高溫破壞成分的培養(yǎng)基，應(yīng)低壓滅菌（112℃15min）或間歇滅菌。大規(guī)模發(fā)酵工廠(chǎng)，對(duì)培養(yǎng)基采用連續(xù)加壓蒸汽滅菌。（2）過(guò)濾除菌氨基酸、抗生素、抗體、疫苗等不能高溫滅菌的物體，要過(guò)濾除菌。（3）氣體滅菌采用氧化乙烯（環(huán)氧乙烷）對(duì)培養(yǎng)基個(gè)別成分滅菌處理，再混入已滅菌的其他物體。（4）對(duì)無(wú)機(jī)鹽，為克服相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成沉淀物，應(yīng)按照一定的順序加入；還可加入金屬螯合劑如0.01%EDTA(乙二胺四乙酸)或0.01%NTA（氮川三乙酸）等紡織金屬離子發(fā)生沉淀。二、控制微生物的物理因素（二）輻射作用輻射滅菌(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(xiàn)(UV)、X-射線(xiàn)和γ-射線(xiàn)等二、控制微生物的物理因素（三）過(guò)濾作用空氣和不耐熱的液體培養(yǎng)基的滅菌棉花、玻璃纖維或石棉濾膜核孔（四）高滲作用細(xì)胞膜是一種半透性膜，水會(huì)從環(huán)境中通過(guò)細(xì)胞膜借滲透作用進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。如果環(huán)境滲透壓高（水活度低），發(fā)生質(zhì)壁分離，微生物不能生長(zhǎng)。提高環(huán)境的滲透壓（降低水活度），可達(dá)到控制微生物生長(zhǎng)的目的：10%-15%NaCl腌制魚(yú)、肉、食品，糖漬加工水果（50%-70%糖）制作果脯、蜜餞等。0.3M-0.6M的陽(yáng)離子（K+等）、糖（蔗糖等）、氨基酸（glu、pro等）、氨基酸衍生物（甜菜堿等）可作為滲透壓保護(hù)劑。（五）干燥降低物質(zhì)的含水量至干燥（13%以下），可以抑制微生物的生長(zhǎng)，防治食品、衣物等的腐敗與霉變。（六）超聲波當(dāng)物體振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出聲音，每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)稱(chēng)為聲音的頻率，單位是赫茲。人類(lèi)耳朵能聽(tīng)到的聲波頻率為20～20000赫茲。當(dāng)聲波的振動(dòng)頻率大于20000赫茲或小于20赫茲時(shí)，我們便聽(tīng)不見(jiàn)了。把頻率高于20000赫茲的聲波稱(chēng)為“超聲波”。超聲波具有方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)?？捎糜跍y(cè)距，測(cè)速，清洗，焊接，碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué),軍事,工業(yè),農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。

（一）熱效應(yīng)機(jī)制超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)往往會(huì)使介質(zhì)的溫度升高：超聲振動(dòng)能量在通過(guò)介質(zhì)中不斷地被介質(zhì)吸收，部分振動(dòng)能被轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽挥捎诔暡ǖ恼駝?dòng)，使介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生強(qiáng)烈的高頻振蕩，介質(zhì)間相互摩擦而發(fā)熱；在不同組織的分界部分由于組織分層介質(zhì)聲阻抗不同，將產(chǎn)生反射，形成駐波引起分子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生摩擦而形成熱，此時(shí)在與駐波引起分子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生摩擦而形成熱。（二）空化效應(yīng)當(dāng)超聲波在液體中傳播時(shí)，液體中的微小氣泡（或空穴），在聲場(chǎng)的作用下被激活，空化泡收縮及崩潰瞬間，泡內(nèi)可呈現(xiàn)5000℃以上的高溫和幾百到上千個(gè)大氣壓的高壓，溫度變化率高到109K/s，逐漸導(dǎo)致產(chǎn)生自由基及聲致發(fā)光、次諧波、噪聲等現(xiàn)象，并伴隨有強(qiáng)大的沖擊波（對(duì)均相液體介質(zhì)）或時(shí)速達(dá)400km的射流（對(duì)非均相介質(zhì)），會(huì)產(chǎn)生一系列物理、化學(xué)或生物效應(yīng)。（三）化學(xué)效應(yīng)超聲波還引起化學(xué)作用，促進(jìn)化學(xué)作用，尤其是氧化還原、聚合、電化學(xué)及其它過(guò)程；超聲對(duì)高分子物質(zhì)有分解作用，超聲在有機(jī)體內(nèi)能引起分子產(chǎn)生高振動(dòng)速度，高速振動(dòng)分子間產(chǎn)生摩擦力，此力能使聚合的高分子遭到破壞，起到解聚的作用。第五節(jié)微生物適應(yīng)極端環(huán)境的機(jī)制一、