环境条件对微生物生长的影响须瑛敏81课件

环境条件对微生物生长的影响主讲教师：须瑛敏苏州农业职业技术学院SuzhouAgriculturalVocationalandTechnicalCollege营养条件对微生物生长的影响03水04无机盐05生长因子01碳源02氮源物理化学条件温度PH水分氧气温度01温度是影响微生物生长和繁殖的最重要因素之一。温度对微生物的影响具体表现在：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。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。影响物质的溶解度，对生长有影响。温度011、微生物的生长温度范围微生物整体生长的温度范围一般在-10℃~100℃。极端下限为-30℃，极端上限为105~300℃。特定的某一种微生物只能在一定温度范围内生长，在这个范围内，每种微生物都有自己的生长温度三基点，即最低、最适、最高生长温度。温度011、微生物的生长温度范围微生物能够生长的最低温度。超过最低生长温度时，微生物不生长，温度过低，甚至会死亡。最低生长温度：微生物能够生长的最高温度。超过最高生长温度时，微生物不生长，温度过高，甚至会死亡。最高生长温度：微生物生长速率最大时的温度。最适生长温度：在10分钟内微生物被完全杀死的最低温度。致死温度：温度01温度012、微生物生长温度的类型根据微生物的最适生长温度的不同，可将微生物划为三个类型：01低温型微生物（嗜冷微生物）02中温型微生物（嗜温微生物）03高温型微生物（嗜热微生物）温度01（1）嗜冷微生物能在5℃以下生长的微生物专性嗜冷菌最适15℃，最高20℃。兼性嗜冷菌最适25－30℃，最高35℃左右。温度01嗜冷微生物在低温下生长的机理，目前还不清楚，据推测有两种原因：它们体内的酶能在低温下有效地催化。主要分布在地球的两极、冷泉、深海、冷冻场所及冷藏食品中。细胞膜中的不饱和脂肪酸含量高，低温下也能保持半流动状态，可以进行物质的传递。温度01（2）嗜温型微生物01最适生长温度为20℃~40℃，大多数微生物属于此类。02室温型主要为腐生或植物寄生，在植物或土壤中。03体温型主要为寄生，在人和动物体内。温度01（3）嗜热型微生物：最适生长温度为50℃~60℃，主要分布在温泉、堆肥和土壤中。在高温下能生长的原因：酶蛋以及核糖体有较强的抗热性；核酸具有较高的热稳定性（核酸中G+C含量高（tRNA），可提供形成氢键，增加热稳定性）；细胞膜中饱和脂肪酸含量高，较高温度下能维持正常的液晶状态。温度013、微生物对热的忍受性：微生物热致死温度和时间营养细胞

细菌55～60℃30min酵母、霉菌50～60℃10min孢子（繁殖，非休眠体）70～80℃10min细菌

枯草杆菌100℃60min嗜热脂肪芽孢杆菌121℃12℃肉毒梭菌

100360min121℃10min温度01（2）嗜温型微生物停止生长低温（低于最低生长温度）冷冻高温造成微生物细胞脱水及冰晶的机械损失（细胞膜的损伤）而引起微生物的死亡高温杀死微生物，灭菌。保藏菌种，食品防腐。防腐，保藏。pH对微生物的影响021、环境pH值对微生物的影响影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影响对物质的吸收能力。改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径：如：酵母菌在pH4.5-5产乙醇，在pH6.5以上产甘油、酸。环境pH值还影响培养基中营养物质的离子化程度，从而影响营养物质吸收，或有毒物质的毒性。pH对微生物的影响022、不同微生物的生长pH范围1细菌、放线菌：中性偏碱。2酵母、霉菌：pH值4~6的酸性环境。3嗜碱微生物：硝化细菌、尿素分解菌、多数放线菌。4耐碱微生物：许多链霉菌。5中性微生物：绝大多数细菌，一部分真菌。6嗜酸微生物：硫杆菌属。7耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌。pH对微生物的影响023、微生物的代谢对环境pH值的影响微生物在生长过程中也会使外界环境的pH值发生改变，原因：由于有机物分解：分解蛋白质、尿素等，产生碱性物质，使培养液pH值上升。分解糖类、脂肪等，产生酸性物质，使培养液pH值下降；01由于无机盐选择性吸收：02铵盐吸收((NH4)2SO4H2SO4，pH↓）NH4+被吸收硝酸盐吸收(NaNO3NaOH，pH↑）NO3+被吸收pH对微生物的影响024、环境pH的控制直接加酸或碱（稀），加入酸性或碱性物质，加入缓冲性物质，（如CaCO3，难溶，缓慢调节）。pH对微生物的影响025、微生物的生长pH与发酵pH同一种微生物在其不同的生长阶段和不同的生理生化过程中，对pH值的要求也不同。在发酵工业中，控制pH值尤其重要。举例：Aspergillusniger在pH2~2.5范围时有利于合成柠檬酸，当在pH2.5~6.5范围内时以菌体生长为主，而在pH7.0时，则以合成草酸为主。丙酮丁醇梭菌在pH5.5~7.0范围时，以菌体生长为主，而在pH4.3~5.3范围内才进行丙酮丁醇发酵。氧气03氧气对微生物的生命活动有重要的影响，根据微生物与氧气的关系。好氧型厌氧型专性好氧菌微好氧菌兼性厌氧菌耐氧菌厌氧型氧气03专性好氧菌（strictaerobe）必须在有分子氧的条件下才能生长，有完整的呼吸链，以分子氧作为最终氢受体，细胞含有超氧物歧化酶（SOD，superoxidedismutase）和过氧化氢酶。氧气03微好氧菌（microaerophilicbacteria）只能较低的氧分压下才能正常生长，通过呼吸链并以氧为最终氢受体而产能。兼性好氧菌（facultativeaerobe）在有氧或无氧条件下均能生长，但有氧情况下生长得更好，在有氧时靠呼吸产能，无氧时接发酵或无氧呼吸产能；细胞含有SOD和过氧化氢酶。氧气03耐氧菌（aerotolerantanaerobe）可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌。生活不需要氧，分子氧也对它无毒害。不具有呼吸链，依靠专性发酵获得能量。细胞内存在SOD和过氧化物酶，但缺乏过氧化氢酶。氧气03厌氧菌（anaerobe）分子氧对它有毒害，短期接触空气，也会抑制其生长甚至致死；在空气或含有10%CO2的空气中，在固体培养基表面上不能生长，只有在其深层的无氧或低氧化还原电势的环境下才能生长；生命活动所需能量通过发酵、无氧呼吸、循环光合磷酸化或甲烷发酵提供；细胞内缺乏SOD和细胞色素氧化酶，大多数还缺乏过氧化氢酶。渗透压和干燥都涉及到水分含量和水活度，它们对微生物的生长都有很大的影响。水分04水分041、干燥对微生物的影响影响干燥使代谢停止，微生物处于休眠状态，严重时细胞脱水，蛋白质变性进而导致死亡。抗干燥能力：产荚膜菌＞不产荚膜菌球菌＞杆菌芽孢＞孢子（有性＞无性）水分04应用保存食品、饲料、蔬菜、谷类、皮张和药材。水分042、渗透压对微生物的影响（即溶液组分的影响）微生物的细胞膜是一层半渗透性膜，水分或其他溶剂通过半透性膜的扩散称为渗透，在渗透时，溶剂通过半透膜的压力称为渗透压，大小跟溶液浓度成正比，这是微生物内部的压力。当微生物处于等渗溶液中时，也就是外部的溶液浓度与内部的溶液浓度一样，渗透压相等时，微生物的活动保持正常，细胞外形不变。在高渗溶液中，细胞易失水，脱水后发生质壁分离，生长受抑制或死亡（盐渍和糖渍保藏食品）。在低渗溶液中，细胞吸水膨胀，甚至导致细胞破裂死亡。水分04渗透压与溶质的种类及浓度有关:溶质浓度高，渗透压大。

不同种类的溶质形成的渗透压大小不同，小分子溶液比大分子溶液渗透压大；离子溶液比分子溶液渗透压大；相同含量的盐、糖、蛋白质所形成的溶液渗透压为：盐>糖>蛋白质。水分04对于一般微生物来说，在含盐5%~30%或含糖30%~80%的高渗条件下可抑制或杀死某些微生物。但各种微生物承受渗透压的能力不同，有些能在高渗条件下生长，称其为耐高渗微生物。水分04高糖环境下生长的微生物：02花蜜酵母菌和某些霉菌能在60%~80%的糖溶液中生长。产甘油的耐高渗酵母能在20%~40%的糖蜜中生长。细菌中的嗜盐菌：低