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1、关于微生物的生长及其控制(3)现在学习的是第1页，共36页第一节第一节微生物生长微生物生长1微生物生长的概念微生物生长的概念微微生生物物在在适适宜宜的的外外界界环环境境条条件件下下，不不断断地地吸吸收收营营养养物物质质，并并按按自自身身的的代代谢谢方方式式进进行行新新陈陈代代谢谢，如如同同化化作作用用大大于于异异化化作作用用，其其结结果果是是原原生生质质的的总总量量（包包括括重重量量、体体积积、大大小小）不不断断地地增增加加，称称为为微微生生物物的的生生长长现现象象。生生长长定定义义为为微微生生物物细细胞胞在在群群体体水水平平上上增增加加，也也可可以以认认为为是是微微生生物物群群体体数数量量增
2、增加加。许许多多微微生生物物是是以以二二分分裂裂的的方方式式生生长长的的。一一般般细细胞胞分分裂裂和和染染色色体体复复制是协调控制的。制是协调控制的。单单细细胞胞微微生生物物如如细细菌菌的的生生长长，往往往往伴伴随随着着细细胞胞数数目目的的增增加加。当当细细胞胞增增长长到到一一定定程程度度时时，就就以以二二分分裂裂方方式式，形形成成两两个个相相似似的的子子细细胞胞，子子细细胞胞又又重重复复上上述述过过程程，使使细细胞胞数数目目增增加加，称称为为繁繁殖殖。在在多多细细胞胞微微生生物物中中，例例如如某某些些霉霉菌菌，细细胞胞数数目目的的增增加加如如不不伴伴随随着着个个体体数数目目的的增增加加，只只
3、能能叫叫生生长长，不不能能叫叫繁繁殖殖。例例如如菌菌丝丝细细胞胞的的不不断断延延长长或或分分裂裂产产生生同同类类细细胞胞均均属属生生长长，只只有有通通过过形形成成无无性性孢孢子子或或有有性性孢孢子子使使得得个个体体数数目目增增加加的的过过程程才叫做繁殖。才叫做繁殖。现在学习的是第2页，共36页第二节第二节微生物群体生长的规律微生物群体生长的规律微生物的群体生长规律微生物的群体生长规律单单细细胞胞的的微微生生物物，如如细细菌菌、放放线线菌菌在在液液体体培培养养基基中中，可可以以均均匀匀地地分分布布，每每个个细细胞胞接接触触的的环环境境条条件件相相同同，都都有有充充分分的的营营养养物物质质，故故每
4、每个个细细胞胞都都迅迅速速地地生生长长繁繁殖殖。霉霉菌菌多多数数是是多多细细胞胞微微生生物物，菌菌体体呈呈丝丝状状，在在液液体体培培养养基基中中生生长长繁繁殖殖的的情情况况与与单单细细胞胞微微生生物物不不一一样样，如如果果采采取取摇摇床床培培养养，则则霉霉菌菌在在液液体体培培养养中中的的生生长长繁繁殖殖情情况况，近近似似于于单单细细胞胞微微生生物物。因因液液体体被被搅搅动动，菌菌丝丝处处于于分分布布比比较较均均匀匀的的状状态态，而而且且菌菌丝丝在在生生长长繁繁殖殖过过程程中中不不会会像像在在固固体体培培养养基基上上那那样样有有分分化化现现象，孢子产生也较少。象，孢子产生也较少。（1）典型的生长
5、曲线）典型的生长曲线微生物生长繁殖的速度非常快，一般细菌在适宜的条件下，大约微生物生长繁殖的速度非常快，一般细菌在适宜的条件下，大约2030分钟就可以分裂一次，如果不断迅速地分裂，短时间内可分钟就可以分裂一次，如果不断迅速地分裂，短时间内可达惊人的数目，但实际上是不可能的。达惊人的数目，但实际上是不可能的。现在学习的是第3页，共36页在在培培养养条条件件保保持持稳稳定定的的状状况况下下，定定时时取取样样测测定定培培养养液液中中微微生生物物的的菌菌体体数数目目，发发现现在在培培养养的的开开始始阶阶段段，菌菌体体数数目目并并不不增增加加，一一定定时时间间后后，菌菌体体数数目目就就增增长长很很快快，
6、继继而而菌菌体体数数目目增增长长速速度度保保持持稳稳定定，最最后后增增长长速速度度逐逐渐渐下下降降以以致致等等于于零零。如如果果以以培培养养时时间间为为横横坐坐标标，以以单单细细胞胞增增长长数数目目的的对对数数值值作作纵纵坐坐标标，就就可可作作出出一一条条生生长长曲曲线线。这这生生长长曲曲线线（growthcurve）代代表表单单细胞微生物从生长开始到衰老死亡的一般规律。细胞微生物从生长开始到衰老死亡的一般规律。根据微生物的生长速率常数（根据微生物的生长速率常数（growthrateconstant），即每小时的），即每小时的分裂代数的不同，一般把典型的生长曲线粗分为延滞期、对数期、稳分裂代数
7、的不同，一般把典型的生长曲线粗分为延滞期、对数期、稳定期和衰亡期四个时期。定期和衰亡期四个时期。（一）（一）延滞期（延滞期（lagphase）又叫适应期、缓慢期或调整期，是指把少量微生物接种到新培养液刚开始的又叫适应期、缓慢期或调整期，是指把少量微生物接种到新培养液刚开始的一段时间细胞数目不增加的时期，甚至细胞数目还可能减少。延滞期有如下一段时间细胞数目不增加的时期，甚至细胞数目还可能减少。延滞期有如下特点：（特点：（1）生长的速率常数为零。（）生长的速率常数为零。（2）细胞的体积增大，）细胞的体积增大，DNA、含量增、含量增多为分裂做准备。（多为分裂做准备。（3）合成代谢旺盛，核糖体、酶类和
8、）合成代谢旺盛，核糖体、酶类和ATP的合成加快，的合成加快，易产生诱导酶。（易产生诱导酶。（4）对不良环境敏感，例如）对不良环境敏感，例如pH、NaCl溶液浓度、温度溶液浓度、温度和抗生素等化学物质。和抗生素等化学物质。现在学习的是第4页，共36页为为了了提提高高生生产产效效率率，发发酵酵工工业业中中常常常常要要采采取取措措施施缩缩短短延延滞滞期期，具具有有十十分分重重要要的的意意义义，其其方方法法主主要要有有：（1）以以对对数数期期的的菌菌体体作作种种子子菌菌，（2）适适当当增增大大接接种种量量，生生产产上上接接种种量量的的多多少少是是影影响响延延滞滞期期的的一一个个重重要要因因素素，接接种
9、种量量大大，延延滞滞期期短短，接接种种量量小小，则则延延滞滞期期长长。一一般般采采用用38%的的接接种种量量，最最高高不不超超过过1/10。（3）培培养养基基的的成成分分为为了了缩缩短短培培养养基基的的营营养养成成分分差差异异，常常常常在在种种子子培培养养基基中中加加入入生生产产培培养养基基的的某某些些营营养养成成分分，即即是是种种子子培培养养基基尽尽量量接近发酵培养基。接近发酵培养基。（二）对数期（二）对数期（logarithmicphase）又又叫叫指指数数期期，指指在在生生长长曲曲线线中中，紧紧接接着着延延滞滞期期后后的的一一段段时时期期。此此时时菌菌体体细细胞胞生生长长的的速速率率常常
10、数数R最最大大，分分裂裂快快，细细胞胞每每分分裂裂繁繁殖殖一一次次的的增增代代时时间间（即即代代时时，generationtime）短短，细细胞胞进进行行平平衡衡生生长长，菌菌体体内内酶酶系系活活跃跃，代代谢谢旺旺盛盛，菌菌体体数数目目以以几几何何级级数数增增加加，细细胞胞以以惊惊人人的的速速度度产产生生，群群体体的的形形态态与与生生理特征最一致，抗不良环境的能力强。理特征最一致，抗不良环境的能力强。现在学习的是第5页，共36页图图3-12生长曲线中的指数期生长曲线中的指数期现在学习的是第6页，共36页现在学习的是第7页，共36页 (三三)稳定期稳定期（stationaryphase）在在分分
11、批批培培养养中中，指指数数生生长长不不可可能能无无限限制制地地存存在在。可可以以计计数数一一下下，一一个个单单细细胞胞细细菌菌代代时时为为20分分钟钟，如如果果以以指指数数生生长长连连续续生生长长48小小时时，则则生生成成的的群群体体细细胞胞重重量量约约是是地地球球的的许许多多倍倍。这这种种现现象象给给人人印印象象格格外外深深刻刻，因因为为一一个个单单细细胞胞重重量量约约为为11012g。显显然然，在在指指数数生生长长延延长长到到48小小时时之之前前，一一定定有有一一些些物物质质限限制制了了群群体体细细胞胞生生长长，因因此此进进入入稳稳定定期期。稳稳定定期期又又叫叫最最高高生生长长期期或或恒恒
12、定定期期。处处于于稳稳定定期期的的微微生生物物其其特特点点是是新新繁繁殖殖的的细细胞胞数数与与衰衰亡亡细细胞胞数数几几乎乎相相等等，细细胞胞数数目目没有净增加或净减少，即是正生长与负生长达动态平衡，此时生长速度逐渐趋向于零。没有净增加或净减少，即是正生长与负生长达动态平衡，此时生长速度逐渐趋向于零。出现稳定期的原因主要有：出现稳定期的原因主要有：（1）营养物质特别是生长限制因子的耗尽，营养物质的比例失调，例如）营养物质特别是生长限制因子的耗尽，营养物质的比例失调，例如C/N比值不合适等；比值不合适等；（2）酸、醇、毒素或过氧化氢等有害代谢产物的累积；）酸、醇、毒素或过氧化氢等有害代谢产物的累积
13、；（3）pH、氧化还原势等环境条件越来越不适宜等。、氧化还原势等环境条件越来越不适宜等。在稳定期虽然没有出现生长，但许多细胞功能包括能量代谢和某些生化合成过程都仍然在继续，在稳定期虽然没有出现生长，但许多细胞功能包括能量代谢和某些生化合成过程都仍然在继续，稳定期的微生物，在数量上达到了最高水平，产物的积累也达到了高峰，这时，菌体的总产量稳定期的微生物，在数量上达到了最高水平，产物的积累也达到了高峰，这时，菌体的总产量与所消耗的营养物质之间存在着一定关系。此外，由于对稳定期到来的原因进行研究，促进了与所消耗的营养物质之间存在着一定关系。此外，由于对稳定期到来的原因进行研究，促进了连续培养技术的产
14、生和研究。生产上常常通过补料、调节温度和连续培养技术的产生和研究。生产上常常通过补料、调节温度和pH等措施，延长稳定期，以等措施，延长稳定期，以积累更多的代谢产物。积累更多的代谢产物。现在学习的是第8页，共36页（四）衰亡期（四）衰亡期（declinephase或或deathphase）如如果果群群体体细细胞胞达达到到稳稳定定期期后后仍仍继继续续培培养养，这这些些细细胞胞或或许许仍仍能能维维持持生生命命和和继继续续进进行行代代谢谢，但但它它们们也也可可能能死死亡亡。如如果果出出现现死死亡亡，就就认认为为群群体体细细胞胞处处于于衰衰亡亡期期。稳稳定定期期后后，微微生生物物死死亡亡率率逐逐渐渐增增
15、加加，以以致致死死亡亡数数大大大大超超过过新新生生数数，群群体体中中活活菌菌数数目目急急剧剧下下降降，出出现现了了“负负生生长长”（R为为负负值值），此此阶阶段段叫叫衰衰亡亡期期。这这时时，细细胞胞形形态态多多样样，例例如如产产生生很很多多膨膨大大、不不规规则则的的退退化化形形态态；有有的的细细胞胞内内多多液液泡泡，革革兰兰氏氏染染色色反反应应为为阳阳性性的的变变成成阴阴性性；有有的的微微生生物物因因蛋蛋白白水水解解酶酶活活力力的的增增强强发发生生自自溶溶（autolysis）；有有的的微微生生物物在在这这时时产产生生抗抗生生素素等等次次生生代代谢谢产产物物；对对于于芽芽孢孢杆杆菌菌，芽孢释放
16、往往也发生在这一时期。芽孢释放往往也发生在这一时期。现在学习的是第9页，共36页衰亡期微生物形态发生变化衰亡期微生物形态发生变化现在学习的是第10页，共36页酵母菌和霉菌的生长曲线酵母菌和霉菌的生长曲线n酵母菌的生长曲线：酵母菌的生长曲线：与单细胞微生物基本与单细胞微生物基本相似。相似。n丝状真菌的生长曲线：在液丝状真菌的生长曲线：在液体或深层培养中，以菌丝干体或深层培养中，以菌丝干重作为衡量的指标，菌丝的重作为衡量的指标，菌丝的生长过程分为生长过程分为3个阶段：生个阶段：生长停滞期、迅速生长期、衰长停滞期、迅速生长期、衰亡期，亡期，6个时期，即停滞期、个时期，即停滞期、指数期、线性期、减速期
17、、指数期、线性期、减速期、稳定期、衰亡期。稳定期、衰亡期。现在学习的是第11页，共36页微生物的连续培养与分批培养微生物的连续培养与分批培养分批培养：菌体培养后，一次性收获菌体或代谢产物的培养方法。分批培养：菌体培养后，一次性收获菌体或代谢产物的培养方法。我我们们讨讨论论群群体体生生长长，在在固固定定体体积积培培养养基基中中出出现现的的微微生生物物生生长长会会连连续续不不断断地地被被生生长长的的微微生生物物体体活活动动所所改改变变，直直到到培培养养基基不不再再适适合合它它的的生生长长。在在分分批批培培养养的的指指数数前前期期，培培养养条条件件或或许许可可以以维维持持相相对对稳稳定定，但但在在后
18、后期期，当当细细胞胞数数目目变变得得非非常常大大的的时时候候，培培养养基基的的化化学学组组成成一一般般会会发发生生巨巨大大的的变变化化。对对许许多多研研究究来来说说，都都希希望望能能长长时时间间地地保保持持培培养养物物处处于于一一种种稳稳定定的的环环境境中中，这这就就可可以以通通过过使使用用连连续续培培养养而而获获得得。连连续续培培养养(continuousculture)又又叫叫开开放放培培养养(openculture)，是是相相对对分分批批培培养养(batchculture)或密闭培养或密闭培养(closedculture)而言的。而言的。连连续续培培养养是是在在研研究究典典型型生生长长曲
19、曲线线的的基基础础上上，认认识识到到了了稳稳定定期期到到来来的的原原因因，采采取取在在培培养养器器中中不不断断补补充充新新鲜鲜营营养养物物质质，另另一一方方面面，及及时时不不断断地地以以同同样样速速度度排排出出培培养养物物（包包括括菌菌体体和和代代谢谢产产物物）。这这样样，培培养养物物就就可可达达动动态态平平衡衡，其其中中的的微微生生物物可可长长期期保保持持在在对对数数期期的的平平衡衡生生长长状状态态和和稳稳定定的的生生长长速速率率上上。连连续续培培养养不不仅仅可可随随时时为为微微生生物物的的研研究究工工作作提提供供一一定定生生理理状状态态的的实实验验材材料料，而而且且可可提提高高发发酵酵工工
20、业业的的生生产产效效益益和和自自动动化化水水平平，此此法法已已成成为为目目前前发发酵酵工工业业的的发发展展方向。方向。现在学习的是第12页，共36页第三节第三节微生物的生长条件及其控制微生物的生长条件及其控制影响微生物生长的外界因素很多，其一是前面讨论过的营养物影响微生物生长的外界因素很多，其一是前面讨论过的营养物质，其二是许多物理、化学因素。当环境条件的改变，在一质，其二是许多物理、化学因素。当环境条件的改变，在一定限度内，可引起微生物形态、生理、生长、繁殖等特征的定限度内，可引起微生物形态、生理、生长、繁殖等特征的改变；当环境条件的变化超过一定极限时，则导致微生物的改变；当环境条件的变化超
21、过一定极限时，则导致微生物的死亡。研究环境条件与微生物之间的相互关系，有助于了解死亡。研究环境条件与微生物之间的相互关系，有助于了解微生物在自然界的分布与作用，也可指导人们在食品加工中微生物在自然界的分布与作用，也可指导人们在食品加工中有效地控制微生物的生命活动，保证食品的安全性，延长食有效地控制微生物的生命活动，保证食品的安全性，延长食品的货架期。无论是在自然界中，生物体之间存在相互作用，品的货架期。无论是在自然界中，生物体之间存在相互作用，还是在实验室中纯培养的微生物之间的相互作用，环境因素还是在实验室中纯培养的微生物之间的相互作用，环境因素都能在很大程度上影响它们的生长和代谢产物的能力，
22、这里都能在很大程度上影响它们的生长和代谢产物的能力，这里重点讨论其中最主要的温度、重点讨论其中最主要的温度、pH、水的有效利用率和氧气、水的有效利用率和氧气等几大因素。等几大因素。现在学习的是第13页，共36页 生长繁殖，积累发酵产物生长繁殖，积累发酵产物环境环境微生物微生物生长抑制、变异、死亡生长抑制、变异、死亡食品质量控制食品质量控制消毒消毒是指杀死或消除所有病原微生物的措施，可达到防止传染病传播。防腐防腐指利用某些理化因子，使物体内外的微生物暂时处于不生长繁殖但又未死亡的方法。常用低温、干燥、盐腌、糖渍等方法，或加化学防腐剂于食品中防止食品腐败、变质。灭菌灭菌是指利用一切物理或化学因子，
23、使存在于物体内所有活的微生物，永久性地丧失其生活力，包括最耐热的细菌芽孢，是一种彻底杀菌措施。商业灭菌商业灭菌又叫杀菌，是从商品的需要出发对食品进行的灭菌，它是指食品经过杀菌处理后按照一定的检验方法检不出活的微生物或仅能检出极少数非病原微生物，而且它们在一定的保存期内不致引起食品变质腐败。死亡死亡对事物来说是不可逆的丧失了生长繁殖能力。现在学习的是第14页，共36页物理因素对微生物生长的影响物理因素对微生物生长的影响一、温度一、温度温温度度是是影影响响微微生生物物生生长长繁繁殖殖最最重重要要的的因因素素之之一一。在在一一定定温温度度范范围围内内，机机体体的的代代谢谢活活动动与与生生长长繁繁殖殖
24、随随着着温温度度的的上上升升而而增增加加，当当温温度度上上升升到到一一定定程程度度，开开始始对对机机体体产产生生不不利利的影响，如再继续升高，则细胞功能急剧下降以至死亡。的影响，如再继续升高，则细胞功能急剧下降以至死亡。与与其其他他生生物物一一样样，任任何何微微生生物物的的生生长长温温度度尽尽管管有有高高有有低低，但但总总有有最最低低生生长长温温度度、最最适适生生长长温温度度和和最最高高生生长长温温度度这这三三个个重重要要指指标标，这这就就是是生生长长温温度度的的三三个个基基本本点点。如如果果将将微微生生物物作作为为一一个个整整体体来看，它的温度三基点是极其宽的，由以下可看出：来看，它的温度三
25、基点是极其宽的，由以下可看出：最低生长温度（一般为最低生长温度（一般为510，极端为，极端为30）嗜冷菌嗜冷菌(1520)生长温度三基点生长温度三基点最适生长温度最适生长温度嗜中温菌嗜中温菌(2045)嗜热菌嗜热菌(4565)最高生长温度（一般为最高生长温度（一般为8095，极端为，极端为105300）就就总总体体而而言言，微微生生物物生生长长的的温温度度范范围围较较广广，已已知知的的微微生生物物在在零零下下12100均均可可生生长。而每一种微生物只能在一定的温度范围内生长。长。而每一种微生物只能在一定的温度范围内生长。现在学习的是第15页，共36页当环境温度超过微生物生长的最高温度、或环境温
26、当环境温度超过微生物生长的最高温度、或环境温度低于微生物生长的最低温度都会对微生物产生杀度低于微生物生长的最低温度都会对微生物产生杀灭作用或抑制作用灭作用或抑制作用现在学习的是第16页，共36页图图4-17温度对典型的嗜冷生物、嗜温生物、嗜热生物温度对典型的嗜冷生物、嗜温生物、嗜热生物及两种不同的嗜高温生物的生长速率之间的关系及两种不同的嗜高温生物的生长速率之间的关系现在学习的是第17页，共36页最低生长温度最低生长温度:是指微生物能进行繁殖的最低温度界限。是指微生物能进行繁殖的最低温度界限。最适生长温度最适生长温度:是指某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度。但是，是指某菌分裂代时最短或
27、生长速率最高时的培养温度。但是，同一微生物，不同的生理生化过程有着不同的最适温度，也就是说，最适生同一微生物，不同的生理生化过程有着不同的最适温度，也就是说，最适生长温度并不等于生长量最高时的培养温度，也不等于发酵速度最高时的培养长温度并不等于生长量最高时的培养温度，也不等于发酵速度最高时的培养温度或累积代谢产物量最高时的培养温度，更不等于累积某一代谢产物量最温度或累积代谢产物量最高时的培养温度，更不等于累积某一代谢产物量最高时的培养温度。因此，生产上要根据微生物不同生理代谢过程温度的特点，高时的培养温度。因此，生产上要根据微生物不同生理代谢过程温度的特点，采用分段式变温培养或发酵。例如，嗜热
28、链球菌的最适生长温度为采用分段式变温培养或发酵。例如，嗜热链球菌的最适生长温度为37，最适发酵温度为最适发酵温度为47，累积产物的最适温度为，累积产物的最适温度为37。最高生长温度最高生长温度:是指微生物生长繁殖的最高温度界限。在此温度下，微生是指微生物生长繁殖的最高温度界限。在此温度下，微生物细胞易于衰老和死亡。微生物所能适应的最高生长温度与其细胞内酶物细胞易于衰老和死亡。微生物所能适应的最高生长温度与其细胞内酶的性质有关。例如细胞色素氧化酶以及各种脱氢酶的最低破坏温度常与的性质有关。例如细胞色素氧化酶以及各种脱氢酶的最低破坏温度常与该菌的最高生长温度有关。该菌的最高生长温度有关。致死温度致
29、死温度:最高生长温度如进一步升高，便可杀死微生物。这种致死微生物最高生长温度如进一步升高，便可杀死微生物。这种致死微生物的最低温度界限即为致死温度。在一定的温度下处理时间越长，死亡率越高。的最低温度界限即为致死温度。在一定的温度下处理时间越长，死亡率越高。严格地说，一般应以严格地说，一般应以10分钟为标准时间。细菌在分钟为标准时间。细菌在10分钟被完全杀死的最分钟被完全杀死的最低温度称为致死温度。低温度称为致死温度。现在学习的是第18页，共36页（一）低温型的微生物（一）低温型的微生物又称嗜冷微生物，可在较低的温度又称嗜冷微生物，可在较低的温度下生长。地球表面温度大多数相当低，海洋覆盖了地球表
30、面下生长。地球表面温度大多数相当低，海洋覆盖了地球表面的一多半，平均温度为的一多半，平均温度为5，开放海洋的深处，恒定温度在，开放海洋的深处，恒定温度在13。常见的产碱杆菌属、假单胞菌属、黄杆菌属、微球菌。常见的产碱杆菌属、假单胞菌属、黄杆菌属、微球菌属等常使冷藏食品腐败变质。有些肉类上的霉菌在零下属等常使冷藏食品腐败变质。有些肉类上的霉菌在零下10仍能生长，如芽枝霉；荧光极毛菌可在零下仍能生长，如芽枝霉；荧光极毛菌可在零下4生长，并造成冷生长，并造成冷冻食品变质腐败。冻食品变质腐败。对于嗜冷微生物研究要非常小心，这些嗜冷性微生物如果处于室对于嗜冷微生物研究要非常小心，这些嗜冷性微生物如果处于
31、室温下很短一段时间可能就会被杀死。因此，在采样、运输以及实温下很短一段时间可能就会被杀死。因此，在采样、运输以及实验室接种、涂布平板等操作过程中防止温度升高。验室接种、涂布平板等操作过程中防止温度升高。耐冷微生物比嗜冷微生物分布广泛得多。可以从温带环境的土耐冷微生物比嗜冷微生物分布广泛得多。可以从温带环境的土壤、水中、肉类、奶类制品及储藏在冰箱中的苹果汁、蔬菜中壤、水中、肉类、奶类制品及储藏在冰箱中的苹果汁、蔬菜中分离到。耐冷性的微生物在分离到。耐冷性的微生物在2040之间能很好地生长。之间能很好地生长。现在学习的是第19页，共36页（二）中温型的微生物（二）中温型的微生物绝大多数微生物属于这
32、一类。绝大多数微生物属于这一类。最适生长温度在最适生长温度在2040之间，最低生长温度之间，最低生长温度1020，最高生长温度，最高生长温度4565。它们又可分为嗜室。它们又可分为嗜室温和嗜体温性微生物。嗜体温性微生物多为人及温温和嗜体温性微生物。嗜体温性微生物多为人及温血动物的病原菌，它们生长的极限温度范围在血动物的病原菌，它们生长的极限温度范围在1045，最适生长温度与其宿主体温相近，在，最适生长温度与其宿主体温相近，在3540之间，人体寄生菌为之间，人体寄生菌为37左右。引起人和动物疾病的左右。引起人和动物疾病的病原微生物、发酵工业应用的微生物菌种以及导致食病原微生物、发酵工业应用的微生
33、物菌种以及导致食品原料和成品腐败变质的微生物，都属于这一类群的品原料和成品腐败变质的微生物，都属于这一类群的微生物。因此，它与食品工业的关系密切。微生物。因此，它与食品工业的关系密切。现在学习的是第20页，共36页n(三三)高温型微生物高温型微生物n它们适于在它们适于在4550以上的温度中生长，在自然界中的分布仅局限于某以上的温度中生长，在自然界中的分布仅局限于某些地区，如温泉、日照充足的土壤表层、堆肥、发酵饲料等腐烂有机物中，些地区，如温泉、日照充足的土壤表层、堆肥、发酵饲料等腐烂有机物中，如堆肥中温度可达如堆肥中温度可达6070。能在。能在5570中生长的微生物有芽孢中生长的微生物有芽孢杆
34、菌属（杆菌属（Bacillus）、梭状芽孢杆菌（）、梭状芽孢杆菌（Clostridium）、嗜热脂肪芽）、嗜热脂肪芽孢杆菌（孢杆菌（Bac.stearothermophilus）高温放线菌属）高温放线菌属（Thermoactinomyces）、甲烷杆菌属（）、甲烷杆菌属（Methanobacterium）等；）等；温泉中的细菌；其次是链球菌属和乳杆菌属。有的可在近于温泉中的细菌；其次是链球菌属和乳杆菌属。有的可在近于100的的高温中生长。这类高温型的微生物，给罐头工业、发酵工业等带来了高温中生长。这类高温型的微生物，给罐头工业、发酵工业等带来了一定难度。一定难度。许多热泉温度接近沸点，蒸汽口（
35、热泉喷气孔）温度可达许多热泉温度接近沸点，蒸汽口（热泉喷气孔）温度可达150500。海洋底部热水口温度约达。海洋底部热水口温度约达350或更高，但主要集中在美或更高，但主要集中在美国西部、新西兰、冰岛、日本、地中海地区、印度尼西亚和法国国西部、新西兰、冰岛、日本、地中海地区、印度尼西亚和法国等地区。世界上具有最大的热泉集中区域面积就是黄石公园等地区。世界上具有最大的热泉集中区域面积就是黄石公园9293（美国）。（美国）。现在学习的是第21页，共36页1、低温对微生物的影响：、低温对微生物的影响：微生物对低温具有抵抗力，绝大多数微生微生物对低温具有抵抗力，绝大多数微生物所处的环境温度降低到最低生
36、长温度时，微生物的新陈代谢活动减弱物所处的环境温度降低到最低生长温度时，微生物的新陈代谢活动减弱到最低程度，最后处于停滞或休眠状态。这时微生物的生命活动几乎停到最低程度，最后处于停滞或休眠状态。这时微生物的生命活动几乎停止，但能在较长时间内保持生命，少数要发生死亡。止，但能在较长时间内保持生命，少数要发生死亡。芽孢、孢子芽孢、孢子球菌球菌G+杆菌杆菌低温用于食品的保藏：低温用于食品的保藏：寒冷温度：寒冷温度：室温与冷藏温度之间，保藏期短，适于果蔬保藏。室温与冷藏温度之间，保藏期短，适于果蔬保藏。1415。冷藏温度冷藏温度：微生物的生命活动显著降低，但一些嗜冷菌可缓慢生长。适于蔬菜、：微生物的生
37、命活动显著降低，但一些嗜冷菌可缓慢生长。适于蔬菜、果品、鱼、肉、蛋、乳类短期保藏。果品、鱼、肉、蛋、乳类短期保藏。0-7。冻藏温度冻藏温度：0以下的温度，一般冻肉在以下的温度，一般冻肉在-18保藏，可在较长的时间内保保藏，可在较长的时间内保藏食品。藏食品。-18几乎可以抑制所有微生物的生长。几乎可以抑制所有微生物的生长。橙子橙子2-9香蕉香蕉10-11葡萄葡萄0-1柠檬柠檬4梨梨05-1芒果芒果6-12现在学习的是第22页，共36页2、高温对微生物的影响：、高温对微生物的影响：敏感，一般超过微生物的最高生长温度，敏感的微生物就会死亡。敏感，一般超过微生物的最高生长温度，敏感的微生物就会死亡。高
38、温致死的机理：菌体蛋白变性，同时破坏了酶的结构，酶的活性消失高温致死的机理：菌体蛋白变性，同时破坏了酶的结构，酶的活性消失了，代谢也就停止了。了，代谢也就停止了。高温高温灭菌的方法：灭菌的方法：(1)热（力致）死时间（热（力致）死时间（ThermalDeathTimeTDT）是指在特定的条件和特定的温度下，杀是指在特定的条件和特定的温度下，杀死一定数量微生物所需要的时间，称热力致死时间。死一定数量微生物所需要的时间，称热力致死时间。(2)D值（值（Decimalreductiontime）在一定温度下加热，活菌数减少一个对数周期在一定温度下加热，活菌数减少一个对数周期（即（即90%的活菌被杀死
39、）时，所需要的时间（分），即为的活菌被杀死）时，所需要的时间（分），即为D值。测定值。测定D值时的加热温度，值时的加热温度，即在即在D的右下角表明。例如：含菌数为的右下角表明。例如：含菌数为105/毫升的菌悬液，在毫升的菌悬液，在100的水浴温度中，活菌数降的水浴温度中，活菌数降低至低至104/毫升时，所需时间为毫升时，所需时间为10分，该菌的分，该菌的D值即为值即为10分，即分，即D100=10分。如果加热的温度分。如果加热的温度为为121.1（250），其），其D常用常用Dr表示。表示。(3)Z值值如果在加热致死曲线中，时间降低一个对数周期（即缩短如果在加热致死曲线中，时间降低一个对数周期
40、（即缩短90%的加热时间）所的加热时间）所需要升高的温度（需要升高的温度（），这所需要升高的温度数，即为），这所需要升高的温度数，即为Z值。值。现在学习的是第23页，共36页3、高温灭菌的方法：、高温灭菌的方法：（1）干干热热灭灭菌菌法法：A火火焰焰灭灭菌菌法法：特特点点：速速度度快快、灭灭菌菌彻彻底底、效效果果好好。应用范围：废弃物。应用范围：废弃物。B干干燥燥加加热热空空气气灭灭菌菌法法：150-160，1-2小小时时。应应用用范范围围：玻玻璃璃器器皿皿，金属及其他干燥耐热物品的灭菌。玻璃器皿要烘干。金属及其他干燥耐热物品的灭菌。玻璃器皿要烘干。（2）湿热灭菌）湿热灭菌(moistheat
41、sterilization)（A）煮沸消毒法）煮沸消毒法物品在水中物品在水中100煮沸煮沸15分钟以上，可杀死细菌的营养细分钟以上，可杀死细菌的营养细胞和部分芽孢，如在水中加入胞和部分芽孢，如在水中加入1%碳酸钠或碳酸钠或25%石炭酸，则效果更好。这石炭酸，则效果更好。这种方法适用于注射器、解剖用具等的消毒。种方法适用于注射器、解剖用具等的消毒。（B）巴氏灭菌）巴氏灭菌(pasteurization)灭菌的温度一般在灭菌的温度一般在6085处理处理1530分钟，分钟，可以杀死微生物的营养细胞，但不能达到完全灭菌的目的，用于不适于高温可以杀死微生物的营养细胞，但不能达到完全灭菌的目的，用于不适于
42、高温灭菌的食品，如牛乳、酱腌菜类、果汁、啤酒、果酒和蜂蜜等，其主要目的灭菌的食品，如牛乳、酱腌菜类、果汁、啤酒、果酒和蜂蜜等，其主要目的是杀死其中无芽孢的病原菌（如牛奶中的结核杆菌或沙门氏杆菌），而又不是杀死其中无芽孢的病原菌（如牛奶中的结核杆菌或沙门氏杆菌），而又不影响它们的风味。影响它们的风味。现在学习的是第24页，共36页（C）超高温瞬时灭菌法）超高温瞬时灭菌法（Ultrahightemperatureshorttime,UHT）灭菌的温度在）灭菌的温度在13513735秒，可杀秒，可杀死微生物的营养细胞和耐热性强的芽孢细菌，但污染死微生物的营养细胞和耐热性强的芽孢细菌，但污染严重的鲜乳
43、在严重的鲜乳在142以上杀菌效果才好。超高温瞬时以上杀菌效果才好。超高温瞬时灭菌法现广泛用于各种果汁、牛乳、花生乳、酱油等灭菌法现广泛用于各种果汁、牛乳、花生乳、酱油等液态食品的杀菌。液态食品的杀菌。此法的特点是既可杀灭微生物，又可此法的特点是既可杀灭微生物，又可最大限度减少营养成分的破坏。在发酵工业中此法用作培最大限度减少营养成分的破坏。在发酵工业中此法用作培养基的灭菌，主要操作是将培养基在发酵罐外连续地进行养基的灭菌，主要操作是将培养基在发酵罐外连续地进行加热、维持和冷却，然后才进入发酵罐，培养基一般在加热、维持和冷却，然后才进入发酵罐，培养基一般在135140下处理下处理515秒钟。秒钟
44、。现在学习的是第25页，共36页（D）高压蒸汽灭菌法）高压蒸汽灭菌法(normalautoclaving)高压蒸汽灭菌法是实验室和罐头工业中常用的灭菌方法。高压蒸汽灭菌是在高高压蒸汽灭菌法是实验室和罐头工业中常用的灭菌方法。高压蒸汽灭菌是在高压蒸汽锅内进行的，锅有立式和卧式两种，原理相同，锅内蒸汽压力升高时，压蒸汽锅内进行的，锅有立式和卧式两种，原理相同，锅内蒸汽压力升高时，温度升高。一般采用温度升高。一般采用9.8104Pa的压力，的压力，121.1处理处理1530分钟，也有采用较分钟，也有采用较低温度（低温度（115）下维持）下维持30分钟左右，可达杀菌目的。罐头工业中要根据分钟左右，可达
45、杀菌目的。罐头工业中要根据食品的种类和杀菌的对象、罐装量的多少等决定杀菌式。实验室常用食品的种类和杀菌的对象、罐装量的多少等决定杀菌式。实验室常用于培养基、各种缓冲液、玻璃器皿及工作服等灭菌。于培养基、各种缓冲液、玻璃器皿及工作服等灭菌。影响高压蒸汽灭菌效果的因素：影响高压蒸汽灭菌效果的因素：灭菌物体含菌量的影响灭菌物体含菌量的影响；灭菌锅内空气排除程度的影响灭菌锅内空气排除程度的影响；灭菌对灭菌对象的体积象的体积，灭菌对象体积的大小直接影响灭菌的效果，体积过大会影响灭菌对象体积的大小直接影响灭菌的效果，体积过大会影响热的传导速率。待灭菌的物体或培养基体积不宜过大，也不不宜在锅内热的传导速率。
46、待灭菌的物体或培养基体积不宜过大，也不不宜在锅内塞得拥挤。塞得拥挤。灭菌对象灭菌对象PH的影响的影响灭菌物品的灭菌物品的PH也影响灭菌的效果。当其也影响灭菌的效果。当其PH在在6.08.0时，微生物的抵抗力较大，不易死亡；时，微生物的抵抗力较大，不易死亡；PH6.0时，最易引起死亡。时，最易引起死亡。加加热与散热速度热与散热速度在高压灭菌时，常常只注意达到灭菌温度后维持时间。而在高压灭菌时，常常只注意达到灭菌温度后维持时间。而实际工作中达到灭菌温度的时间有快有慢，同样灭菌完毕后降温的时间实际工作中达到灭菌温度的时间有快有慢，同样灭菌完毕后降温的时间也有快有慢，也有快有慢，现在学习的是第26页，
47、共36页（E）间歇灭菌法）间歇灭菌法(fractionalsterilization或或tyndallization)是用流是用流通蒸汽反复灭菌的方法，常常温度不超过通蒸汽反复灭菌的方法，常常温度不超过100，每日一次，加热时间，每日一次，加热时间为为30分钟，连续三次灭菌，杀死微生物的营养细胞。每次灭菌后，将灭菌的物分钟，连续三次灭菌，杀死微生物的营养细胞。每次灭菌后，将灭菌的物品在（品在（2837）培养，促使芽孢发育成为繁殖体，以便在连续灭菌中将其杀）培养，促使芽孢发育成为繁殖体，以便在连续灭菌中将其杀死。死。100灭菌灭菌培养培养灭菌灭菌培养培养灭菌灭菌此外在生产上消除有害微生物的方法还
48、有：此外在生产上消除有害微生物的方法还有：、采用特殊的加热灭菌法：对易破坏的含糖培养基进行灭菌时，应先采用特殊的加热灭菌法：对易破坏的含糖培养基进行灭菌时，应先将糖液与其他成分分别灭菌后再合并；对含将糖液与其他成分分别灭菌后再合并；对含Ca+2或或Fe+3的培养基与磷酸盐的培养基与磷酸盐可先分别灭菌，然后再混合，这样就不易形成磷酸盐沉淀；对含有在高温下可先分别灭菌，然后再混合，这样就不易形成磷酸盐沉淀；对含有在高温下易破坏成分的培养基（如含糖组合培养基）可进行低压灭菌（易破坏成分的培养基（如含糖组合培养基）可进行低压灭菌（115下灭菌下灭菌15分钟）或间歇灭菌；在大规模发酵工业中，可采用连续加
49、压灭菌法分钟）或间歇灭菌；在大规模发酵工业中，可采用连续加压灭菌法进行培养基的灭菌。进行培养基的灭菌。、过滤除菌法：对不耐热的液体可采用过滤除菌法达到、过滤除菌法：对不耐热的液体可采用过滤除菌法达到“灭菌灭菌”，例如：，例如：滤膜过滤装置滤膜过滤装置、烧结玻璃滤板过滤器、石棉板过滤器以及硅藻土、烧结玻璃滤板过滤器、石棉板过滤器以及硅藻土过滤器等。过滤除菌的缺点是无法去除其中的病毒和噬菌体。过滤器等。过滤除菌的缺点是无法去除其中的病毒和噬菌体。现在学习的是第27页，共36页 二、二、干燥和水的利用率干燥和水的利用率水分对维持微生物的正常生命活动是必不可少的。干燥会造成微生物失水，代谢停止以至死水
50、分对维持微生物的正常生命活动是必不可少的。干燥会造成微生物失水，代谢停止以至死亡。不同的微生物对干燥的抵抗力是不一样的。亡。不同的微生物对干燥的抵抗力是不一样的。芽孢芽孢霉菌和酵母菌的孢子霉菌和酵母菌的孢子有荚膜的细菌有荚膜的细菌革兰氏阳性球菌和酵母的营革兰氏阳性球菌和酵母的营养细胞养细胞霉菌的菌丝。霉菌的菌丝。影响微生物对干燥抵抗力的因素：影响微生物对干燥抵抗力的因素：干燥时温度升高，微生物容易死亡，微生物在低温下干燥时，抵抗力强，所以，干燥后存活的微干燥时温度升高，微生物容易死亡，微生物在低温下干燥时，抵抗力强，所以，干燥后存活的微生物若处于低温下，可用于保藏菌种；生物若处于低温下，可用于