模块四 微生物生长的控制技术

1、微生物培养技术微生物培养技术模块四 微生物生长的控制技术微生物的控制技术微生物的控制技术一、一、 基本概念基本概念二、二、 微生物生长的影响因素微生物生长的影响因素三、三、微生物生长的控制技术微生物生长的控制技术 基本概念基本概念灭菌灭菌 sterilization 采用强烈的理化因素使物体内外部的一切微采用强烈的理化因素使物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。消毒消毒 disinfection采用较温和的理化因素，仅杀死采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或物体表面或内部一部分内部一部分对人体或动、植物有害的病原菌，对人体或动、植物有害的病原菌

2、，而对被消毒的对象基本无害的措施。而对被消毒的对象基本无害的措施。一定范围基本概念基本概念无菌无菌 asepsis 物体无活的微生物。物体无活的微生物。采取防止一切微生物进入某一范围的方法，即采取防止一切微生物进入某一范围的方法，即无菌法、无菌技术或无菌操作。无菌法、无菌技术或无菌操作。商业无菌商业无菌 Business Sterilization在经过杀菌处理的食品中无活的微生物检出，在经过杀菌处理的食品中无活的微生物检出，或仅能检出极少数的非病原微生物且在食品保或仅能检出极少数的非病原微生物且在食品保藏过程中不能生长繁殖。藏过程中不能生长繁殖。基本概念基本概念抑菌作用抑菌作用 bacter

3、iostatic action：某些物质或因素具有抑制细菌生长繁殖的作用。某些物质或因素具有抑制细菌生长繁殖的作用。杀菌作用杀菌作用 bactericidal action：某些物质或因素具有杀灭细菌的作用。某些物质或因素具有杀灭细菌的作用。抗菌作用抗菌作用 antibacterial action：某些药物具有抑制或杀灭细菌的作用。某些药物具有抑制或杀灭细菌的作用。 影响微生物生长的主要因素影响微生物生长的主要因素 温度温度 氧气氧气 pHpH值值 物理因素物理因素 渗透压渗透压 干燥（湿度）干燥（湿度） 辐射辐射 超声波与微波超声波与微波 酸、碱与酸、碱与pHpH 重金属及其化合物重金属及

4、其化合物 表面消毒剂表面消毒剂 有机化合物（酚类、醇类、醛类）有机化合物（酚类、醇类、醛类） 卤族元素及其化合物卤族元素及其化合物 表面活性剂（新洁尔灭、杜灭芬）表面活性剂（新洁尔灭、杜灭芬） 化学因素化学因素 染料类（酸性和碱性）染料类（酸性和碱性） 代谢药物：磺胺类等代谢药物：磺胺类等 化学治疗剂抗化学治疗剂抗 抗生素抗生素 中草药有效成分中草药有效成分n7影响酶活性影响酶活性温度变化影响酶促反应速率，最终影响细胞合成。温度变化影响酶促反应速率，最终影响细胞合成。影响细胞膜的流动性影响细胞膜的流动性温度高，流动性大，有利于物质的运输，温度低，流温度高，流动性大，有利于物质的运输，温度低，流

5、动性降低，不利于物质运输，因此，温度变化影响营动性降低，不利于物质运输，因此，温度变化影响营养物质的吸收与代谢产物的分泌。养物质的吸收与代谢产物的分泌。影响物质的溶解度影响物质的溶解度对生长有影响。对生长有影响。1 1、温度对微生物生长的影响温度对微生物生长的影响温度是影响微生物生长的最重要因素之一。温度是影响微生物生长的最重要因素之一。温度u不同的微生物生长的温度范围不同，根据生长与温度不同的微生物生长的温度范围不同，根据生长与温度的关系，微生物的生长有三个温度基点，即的关系，微生物的生长有三个温度基点，即最高、最高、最适、最低最适、最低生长温度。生长温度。u根据微生物的最适生长温度的不同，

6、可将微生物分为根据微生物的最适生长温度的不同，可将微生物分为低温型微生物（嗜冷微生物）低温型微生物（嗜冷微生物）中温型微生物（嗜温微生物）中温型微生物（嗜温微生物）高温型微生物（嗜热微生物）高温型微生物（嗜热微生物）1 1、温度对微生物生长的影响、温度对微生物生长的影响嗜冷微生物嗜温微生物嗜热微生物最适生长温度10-2025-30，37-4050-55最低生长温度-10-510-20，10-2025-45最高生长温度25-3040-4570-801 1、温度对微生物生长的影响、温度对微生物生长的影响高温对微生物生长的影响高温对微生物生长的影响高温菌在高温下生长的原因：高温菌在高温下生长的原因：

7、 抗热的酶，膜中的高饱和脂肪酸抗热的酶，膜中的高饱和脂肪酸高温菌的生长特性：高温菌的生长特性： 生长曲线的各个时期均短暂，因此常会生长曲线的各个时期均短暂，因此常会在腐败食品中检测不到，这在食品检验中要特在腐败食品中检测不到，这在食品检验中要特别注意。别注意。影响微生物对热抵抗力的因素影响微生物对热抵抗力的因素 菌种的遗传特性菌种的遗传特性 菌龄菌龄 微生物的数量微生物的数量 基质的特性（组成、浓度、理化条件）基质的特性（组成、浓度、理化条件） 加热的时间与温度加热的时间与温度低温对微生物生长的影响低温对微生物生长的影响低温微生物耐低温的原因：低温微生物耐低温的原因： 胞内酶耐低温；细胞膜中不

8、饱和脂肪酸的含量高。胞内酶耐低温；细胞膜中不饱和脂肪酸的含量高。低于冰点的温度对微生物的影响：低于冰点的温度对微生物的影响： 水分的丧失；冰晶对细胞膜的物理损伤。水分的丧失；冰晶对细胞膜的物理损伤。菌种保藏菌种保藏 液氮的温度（液氮的温度（-195-195）、干冰温度（）、干冰温度（-70 -70 ）、）、- -20 20 和和4 4 （常加大分子保护剂如糊精、血清白蛋白（常加大分子保护剂如糊精、血清白蛋白等）。等）。食品冷藏：食品冷藏：冷藏（冷藏（0-4 0-4 ）与冻藏（）与冻藏（-18 -18 ）。）。v根据微生物生长与氧气的关系，可将微生物分为：根据微生物生长与氧气的关系，可将微生物分

9、为： 专性好氧菌专性好氧菌：在正常大气压下（在正常大气压下（0.2Pa0.2Pa）进行好氧呼吸产能）进行好氧呼吸产能 好氧菌好氧菌 兼性厌氧菌：兼性厌氧菌： 以呼吸为主，兼营发酵或无氧呼吸产能以呼吸为主，兼营发酵或无氧呼吸产能 微好氧菌：只能在微好氧菌：只能在0.01-0.03Pa0.01-0.03Pa大气压下生活大气压下生活 厌氧菌厌氧菌 耐氧菌：只能以发酵产能，但分子氧无毒害耐氧菌：只能以发酵产能，但分子氧无毒害 （专性）厌氧菌：只能生长在无氧或基本无氧条件下，氧剧毒（专性）厌氧菌：只能生长在无氧或基本无氧条件下，氧剧毒2 2、氧气对微生物生长的影响、氧气对微生物生长的影响2 2、氧气对微

10、生物生长的影响、氧气对微生物生长的影响好氧微生物好氧微生物兼性好氧微生物兼性好氧微生物耐氧微生物耐氧微生物厌氧微生物厌氧微生物微好氧微生物微好氧微生物v水分水分约占微生物细胞组成的约占微生物细胞组成的70-85%70-85%，环境中缺水时（干，环境中缺水时（干燥的环境）引起微生物细胞内蛋白质的变性和盐类浓度燥的环境）引起微生物细胞内蛋白质的变性和盐类浓度的增高，抑制微生物的生长，甚至造成微生物的死亡。的增高，抑制微生物的生长，甚至造成微生物的死亡。v干燥用于食品保藏的方法：干燥用于食品保藏的方法： 自然干燥（熏干、晒干、冷冻干燥）自然干燥（熏干、晒干、冷冻干燥） 人工干燥（常压干燥如热风、喷雾

11、、冻结、微波等；人工干燥（常压干燥如热风、喷雾、冻结、微波等； 真空干燥如真空和冷冻真空干燥）真空干燥如真空和冷冻真空干燥）3 3、水分对微生物生长的影响、水分对微生物生长的影响v根据微生物生长的最适根据微生物生长的最适pHpH值，将微生物分为：值，将微生物分为： 嗜碱微生物：硝化细菌、尿素分解菌、多数放线菌嗜碱微生物：硝化细菌、尿素分解菌、多数放线菌 耐碱微生物：许多链霉菌耐碱微生物：许多链霉菌 中性微生物：绝大多数细菌，一部分真菌中性微生物：绝大多数细菌，一部分真菌 嗜酸微生物：硫杆菌属嗜酸微生物：硫杆菌属 耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌v同一种微生物在不同的

12、生理阶段对同一种微生物在不同的生理阶段对pHpH值的要求也不同：值的要求也不同： eg. eg. 在发酵工业中，控制在发酵工业中，控制pHpH值尤其重要，如黑曲霉在值尤其重要，如黑曲霉在pH2-2.5pH2-2.5主要产主要产柠檬酸，柠檬酸， pH2.5-6.5 pH2.5-6.5 以菌体生长为主，以菌体生长为主，pH7pH7时以合成草酸为主。时以合成草酸为主。v各类微生物生长的最适各类微生物生长的最适pHpH值：值： 细菌为细菌为pH6.5-7.5 pH6.5-7.5 ，放线菌为，放线菌为pH7.5-8.0pH7.5-8.0，霉菌和酵母菌为，霉菌和酵母菌为pH4-6pH4-6 4 4、P P

13、HH值对微生物生长的影响值对微生物生长的影响渗透压：渗透压：高渗透压、低渗透压高渗透压、低渗透压 * * 普通微生物一般在普通微生物一般在0.85-0.900.85-0.90的食盐溶液中生长的食盐溶液中生长根据微生物对高渗透压耐性的不同，将其分为：根据微生物对高渗透压耐性的不同，将其分为： 高度嗜盐细菌（高度嗜盐细菌（20-30%20-30%食盐食盐* *溶液中生长）溶液中生长）嗜盐细菌嗜盐细菌 中等嗜盐细菌（中等嗜盐细菌（5-18%5-18%的食盐溶液中生长）的食盐溶液中生长） 低等嗜盐细菌（低等嗜盐细菌（2-5%2-5%的食盐溶液中生长）的食盐溶液中生长）耐盐细菌（可在耐盐细菌（可在10%

14、10%以下的食盐溶液中生长）以下的食盐溶液中生长）耐糖细菌（可在耐糖细菌（可在60%60%以下的含糖高渗溶液中生长）以下的含糖高渗溶液中生长） 5 5、渗透压对微生物生长的影响、渗透压对微生物生长的影响微生物生长的控制技术微生物生长的控制技术一、高温灭菌和消毒方法一、高温灭菌和消毒方法（1 1）干热灭菌法）干热灭菌法 dryheat sterilization A A 灼烧灭菌法灼烧灭菌法 适用：接种工具，适用：接种工具， 污染物品，污染物品， 实验动物尸体等。实验动物尸体等。 B B 干热灭菌法干热灭菌法 适用：玻璃、陶瓷器皿，金属适用：玻璃、陶瓷器皿，金属用具等耐高温的物品。用具等耐高温的

15、物品。处理方式：处理方式：160180160180 23h 23h电热恒温干燥箱电热恒温干燥箱（2 2）湿热灭菌法）湿热灭菌法 moist heat sterilizationmoist heat sterilization在同样温度和相同作用时间下，湿热灭菌比干热灭菌在同样温度和相同作用时间下，湿热灭菌比干热灭菌效果好效果好, , 原因：原因： 热蒸汽穿透力强；热蒸汽穿透力强； 细胞物质在含水量高时容易变性凝固；细胞物质在含水量高时容易变性凝固； 蒸汽凝固时释放的大量蒸汽潜热可迅速提高灭菌物品的蒸汽凝固时释放的大量蒸汽潜热可迅速提高灭菌物品的温度。温度。 巴氏消毒法巴氏消毒法 pasteur

16、izationpasteurization：是一种专用于牛奶、啤酒、是一种专用于牛奶、啤酒、果酒或酱油等果酒或酱油等不宜进行高温灭菌不宜进行高温灭菌的液态风味食品或调料的液态风味食品或调料的低温消毒方法。的低温消毒方法。低温维持法低温维持法LTHLTH（low temperature holding methodlow temperature holding method），），牛奶：牛奶：6363，3030分分。高温瞬时法高温瞬时法HTSTHTST（high temperature shot timehigh temperature shot time），牛），牛奶：奶：7272，1515秒

17、秒。煮沸消毒法：煮沸消毒法：在在100100下煮沸数分钟的方法，常用于饮下煮沸数分钟的方法，常用于饮用水的消毒用水的消毒A 常压法常压法间歇灭菌法间歇灭菌法fractional sterilizationfractional sterilization：适用于不耐热培养适用于不耐热培养基的灭菌。基的灭菌。原理：原理：常压蒸汽（常压蒸汽（100100）处理杀死营养细胞，残留的芽）处理杀死营养细胞，残留的芽孢等耐热的孢子体经过夜培养即可萌发，再加热处理杀死孢等耐热的孢子体经过夜培养即可萌发，再加热处理杀死之，如此反复处理三次，可达到无菌状态。之，如此反复处理三次，可达到无菌状态。对象：对象：含有不

18、耐高温的营养物质的培养基或无高压蒸汽灭含有不耐高温的营养物质的培养基或无高压蒸汽灭菌锅时处理一般培养基。菌锅时处理一般培养基。方法：方法：95989598蒸煮蒸煮1560min1560min3737培养过夜，连续重培养过夜，连续重复三天复三天控制：控制：芽孢杆菌芽孢杆菌A 常压法常压法 高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌法autoclaving autoclaving ：是一种利用高温进行湿热：是一种利用高温进行湿热灭菌的方法。灭菌的方法。设备：设备：高压蒸汽灭菌锅高压蒸汽灭菌锅原理：原理：在加压条件下，在加压条件下， 水的沸点超过水的沸点超过100100，由此可提供，由此可提供高于高于100100的

19、水蒸气。的水蒸气。对象：对象：耐高温物品，一般培养基，生理盐水，缓冲溶液，耐高温物品，一般培养基，生理盐水，缓冲溶液，玻璃、陶瓷器皿等玻璃、陶瓷器皿等控制：控制：嗜热脂肪芽孢杆菌嗜热脂肪芽孢杆菌连续加压蒸汽灭菌法连续加压蒸汽灭菌法 continuous autoclaving continuous autoclaving ： 适用于大型发酵厂的大批培养基灭菌适用于大型发酵厂的大批培养基灭菌135140135140 515s 515s B 加压法加压法手提式高压蒸汽灭菌器手提式高压蒸汽灭菌器全自动高压蒸汽灭菌器全自动高压蒸汽灭菌器 2 2、 过滤除菌法：过滤除菌法：用具：用具：过滤器，如硝化纤维素滤膜过滤器，如硝化纤维素滤膜原理：原理：将微生物过滤去除将微生物过滤去除对象：对象：空气，热敏物质，蛋白质，酶，血清，空气，热敏物质，蛋白质，酶，血清， 纤维素，氨基酸等纤维素，氨基酸等注意：注意：病毒等小于病毒等小于0.20.2m mmm的非细胞微生物无法去除的非细胞微生物无法去除n膜滤装置膜滤装置3 3、辐射灭菌（放射线灭菌法）、辐射灭菌（放射线灭菌法）原理：原理：微波、紫外线、微波、紫外线、g g- -射线、射线、X-X-射线的杀菌作用。射线的杀菌作用。g g- -射线的穿透力非常强，可对密封包装后的物射线的穿透力非常强，可对密封包装后的物品进行灭菌。