微生物的生长及其影响因素

1、第五章第五章 微生物的生长及其影响因素微生物的生长及其影响因素 活菌数的对数活菌数的对数活菌数的对数活菌数的对数适应期对数增长期稳定期衰亡期稳定期（稳定期（stationary phase）稳定期到来的原因主要是：稳定期到来的原因主要是：营养物尤其是生长限制因子的耗尽；营养物尤其是生长限制因子的耗尽；营养物的比例失调，例如营养物的比例失调，例如C/N比值不比值不合适等；合适等；酸、醇、毒素或酸、醇、毒素或H2O2等有害代谢产物等有害代谢产物的累积；的累积；pH、氧化还原势等物化条件越来越不、氧化还原势等物化条件越来越不适宜等等。适宜等等。 在稳定期时，细胞开始贮存糖原、异在稳定期时，细胞开始贮

2、存糖原、异染颗粒和脂肪等贮藏物；多数芽孢杆菌染颗粒和脂肪等贮藏物；多数芽孢杆菌在这时开始形成芽孢；有的微生物在稳在这时开始形成芽孢；有的微生物在稳定期时还开始合成抗生素等次生代谢产定期时还开始合成抗生素等次生代谢产物。物。在此时期内主要表现为：在此时期内主要表现为：（1）细胞内开始积累贮藏物，如肝糖颗）细胞内开始积累贮藏物，如肝糖颗粒、异染颗粒、脂肪颗粒等；粒、异染颗粒、脂肪颗粒等；（2）大多数能形成芽孢的细菌在此时期）大多数能形成芽孢的细菌在此时期内形成芽孢；内形成芽孢；（3）在此时期内，细胞的次级代谢产物）在此时期内，细胞的次级代谢产物大量积累，菌细胞的总数也达到最高峰。大量积累，菌细胞的

3、总数也达到最高峰。 如何延长稳定期，促进代谢产物的积如何延长稳定期，促进代谢产物的积累，对稳定期到来的原因进行研究，还累，对稳定期到来的原因进行研究，还促进了连续培养技术的设计和研究。促进了连续培养技术的设计和研究。 连续培养连续培养(continuous culture) 连续培养是在研究生长曲线的基础上连续培养是在研究生长曲线的基础上, ,当微生物以单批培养的当微生物以单批培养的方式培养到指数期的后期时，一方面以一定速度连续流加新鲜培方式培养到指数期的后期时，一方面以一定速度连续流加新鲜培养基，并立即搅拌均匀，另一方面，利用溢流的方式，以同样的养基，并立即搅拌均匀，另一方面，利用溢流的方式

4、，以同样的流速不断流出培养物。这样，培养物就达到动态平衡，其中的微流速不断流出培养物。这样，培养物就达到动态平衡，其中的微生物可长期保持在指数期的平衡生长状态和稳定的生长速率上生物可长期保持在指数期的平衡生长状态和稳定的生长速率上 .其优点：其优点：高效，它简化了装料、灭菌、出料、清洗发酵罐等许高效，它简化了装料、灭菌、出料、清洗发酵罐等许多单元操作，从而减少了非生产时间和提高了设备的利用率；多单元操作，从而减少了非生产时间和提高了设备的利用率；自控，便于利用各种仪表进行自动控制；自控，便于利用各种仪表进行自动控制；产品质量较稳定；产品质量较稳定；节约了大量动力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、电

5、的负荷均节约了大量动力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、电的负荷均匀合理。匀合理。最低温度最适温度最高温度嗜热液化芽孢杆菌376070嗜热纤维芽孢杆菌506068丙酮丁醇梭菌203747植物乳杆菌103040干酪乳杆菌103040大肠杆菌103747乳脂链球菌103037嗜热链球菌20405053枯草杆菌15303755黑曲霉7303947啤酒酵母1028401水分活性值的概念水分活性值的概念 Aw值是指在密闭容器内含有水溶性物质值是指在密闭容器内含有水溶性物质的蒸汽压与相同条件下纯水蒸汽压的比值。以纯水的蒸汽压为的蒸汽压与相同条件下纯水蒸汽压的比值。以纯水的蒸汽压为P0，水溶性物质的蒸汽压为水溶

6、性物质的蒸汽压为P，则，则Aw=P/P0。不含任何固形物成分的纯水的不含任何固形物成分的纯水的P= P0，即，即Aw=1；绝对不含水分的；绝对不含水分的物品的物品的 P=0，即，即Aw=0， 因此因此Aw值最大为值最大为1，最小为，最小为0。所以。所以Aw值在值在0与与1之间。之间。一些微生物主要类群的最低水分活度一些微生物主要类群的最低水分活度(AW)微生物最低Aw 值微生物最低Aw 值一般细菌090嗜盐细菌075一般酵母菌088干生性霉菌065一般霉菌080耐渗透压酵母菌060氧气对微生物生长的影响氧气对微生物生长的影响1需氧微生物（需氧微生物（aerobe） 绝大多数丝状真菌、放线菌和部

7、分细菌属于这个类型。绝大多数丝状真菌、放线菌和部分细菌属于这个类型。2厌氧微生物（厌氧微生物（anaerobe） 主 要 是 一 些 细 菌 属 于 这 一 类 群 ， 如 梭 状 芽 孢 杆 菌 属主 要 是 一 些 细 菌 属 于 这 一 类 群 ， 如 梭 状 芽 孢 杆 菌 属（Clostridium）、产甲烷杆菌属（）、产甲烷杆菌属（Matharobacterium）等。）等。3兼性需氧微生物（兼性需氧微生物（facultative aerobe） 绝大多数酵母菌和部分细菌属于这种类型。绝大多数酵母菌和部分细菌属于这种类型。4微量需氧微生物（微量需氧微生物（microaerophilic） 只有少数细菌属于此类型，如拟杆菌属（只有少数细菌