sp03第三章微生物的生长 食品微生物学课件.ppt

1、第三章 微生物的生长,本章主要内容： 第一节 微生物的生长规律及其测定 第二节 影响微生物生长的主要因素 第三节 接种和培养 第四节 食品环境中微生物的抑制、杀灭和防止,第一节 微生物的生长规律及其测定,一、微生物的生长与繁殖 生长：微生物在适宜的条件下，不断从周围环境中吸收营养物质转化为构成细胞物质的组分和结构，使个体细胞质量增加和体积增加，称为生长。 繁殖：细胞个体数目的增加称为繁殖。 个体生长 个体繁殖 群体生长 群体生长=个体生长+个体繁殖,二、微生物生长的测定方法,一类是测定细胞物质量的增加；一类是测定细胞数目的增加。 1、细胞量的测定 （1）干重法：将单位体积培养液中的菌体用清水洗

2、净，放入干燥器内加热或减压干燥，再用精密仪器测定其干重。一般来说干重约为湿重的2025%，即1mg干菌=45mg湿菌=45109个菌体。 （2）氮量法： 微生物细胞的含氮量一般比较稳定，可作为生长量的指标。如细菌含氮量约为菌体干重的14%。利用微量定氮法测定细胞含氮量，可以换算出整个菌体的干重。 （3）比浊法：在一定范围内，悬液中细胞浓度与混浊度成正比，即与光密度成正比，菌越多，光密度越大。用分光光度计，一般选用450650nm波段。该法要和标准曲线结合运用才有意义。 此外，还有测含碳量、磷量、DNA、RNA等物重，还可以测呼吸强度、好氧量、酶活性、生物热等生物指标。,2、细胞数的测定 测定细

3、胞数目的方法很多，比较常用的有： （1）显微直接计数法：即在显微镜下直接进行计数，常利用血球计数板进行计数。,（2）平板菌落计数法 这是实践中最常用的一种方法。常用来测定牛奶、食品、水及其它材料中的含菌数。有些细菌如无法在固体培养基中生长或其他原因，可用液体稀释法，借助统计学来判断其活菌数。,（3）薄膜过滤计数法 这种方法适用于测定量大但含菌数少的样品。微孔薄膜过滤。,三、微生物的生长曲线,生长曲线：将少量单细胞微生物纯培养菌种接种到新鲜的液体培养基中，在最适条件下培养，在培养过程中定时测定菌体的数量，再以几何曲线表示，以菌数的对数为纵坐标，时间为横坐标，所绘成的曲线称为生长曲线。 根据细菌生

4、长繁殖速度的不同可分为四个时期。 1、延滞期（lag phase)，又称滞留适应期、延迟期等。 2、对数期（log phase)，又称指数期、对数生长期。 3、稳定期(stationary phase)，又称恒定期、最高生长期。 4、衰亡期(decline phase),1、延滞期 群体生长速度近于零；生长速率常数为零；细胞重量增加，体积增大，但不分裂繁殖；合成代谢活动旺盛，细胞中DNA含量增多。 影响延迟期长短的因素菌种、接种龄、接种量、培养基成分。,2、对数期 生长速率常数最大；菌数以几何级数增加；酶系活跃，代谢旺盛。 影响指数期微生物增代时间的因素有菌种、营养成分、营养物浓度、培养温度等

5、。,3、稳定期 此时期微生物群体中新繁殖的细胞数目与死亡的细胞数目基本上处于平衡稳定的状态，生长速率常数为零。 稳定期到来的原因：营养物尤其是生长限制因子的耗尽； 营养物的比例失调；有害代谢产物的累积； pH、氧化还原电位等物化条件越来越不适宜等。,4、衰亡期 微生物个体死亡速度超过新生速度，呈现负增长状态，生长速率常数为负值。细菌总数急剧下降，细胞出现多形化等。 原因：外界环境引起分解代谢大于合成代谢。,对数期（log phase)， 影响指数期微生物增代时间的因素有菌种、营养成分、营养物浓度、培养温度等。 对数生长期的微生物其个体形态，化学组成和生理特性等均较一致，代时稳定，代谢旺盛，生长

6、迅速，是研究基本代谢的良好材料，也是发酵生产的良好种子。,影响微生物生长的外界环境条件可分为物理、化学和生物因素三大类。 物理因素：温度、湿度、渗透压、光线和超声波等。 化学因素：营养、pH和化学药物等。 生物因素：互生、共生、拮抗、寄生、捕食,第二节 影响微生物生长的主要因素,一、温度 1. 食品中微生物生长活动的温度类群 从微生物界整体来看，微生物可以在很宽的温度范围内生长。但就具体的某种微生物来讲，它只能在一定的温度范围内生长。根据微生物最适生长温度可将微生物分为嗜冷性、嗜温性和嗜热性微生物。,在这一定的温度范围内，每种微生物都有自己的生长温度三基点：最低生长温度、最适生长温度和最高生长

7、温度。在生长温度三基点内，微生物都能生长，但生长速率不一样。 在三类微生物不同的生长温度范围（温距）之间，可以找到一个三个生理类群共同的生长温度，即2530 。 在2530 之间，各种食品都有可能因为微生物的活动而变质。,2. 微生物生长速度与温度的关系 以温度系数Q10：温度每升高10 后的微生物的生长速度与微生物未升高温度前的生长速度的比。 温度系数Q10 = 在（t + 10 ）的生长速度在 t 的生长速度 多数微生物的温度系数Q10为1.52.5，也就是在一定的温度范围内，温度每提高10 ，微生物生长速率增快1.52.5倍。 例如：大肠杆菌在不同的温度下的增代时间：20 60min；

8、25 40min； 30 29min； 37 17min； 40 19min；45 32min； 50 不生长。,温度对微生物的生长的影响。 一方面，在一定的温度范围内，随着温度的上升，代谢活动逐渐旺盛，生长速度加快； 另一方面，随着温度的上升，细胞内物质如蛋白质、酶、核酸等对温度比较敏感，逐渐变性失活。 所以微生物处于其生长温度三基点之外是极为不利的。,3. 高温对微生物的影响 （1）高温致死原因主要是：高温对菌体内的蛋白质、核酸、酶系统产生了直接的破坏作用。 （2） 嗜热微生物对温度的抗性： 嗜热微生物是指在45的温度环境中能够进行代谢活动的微生物。 与食品有关的嗜热微生物主要是：芽孢杆菌

9、、梭状芽孢杆菌属、链球菌属和乳杆菌属。 具抗热性原因：具有对热稳定性和抗热性的酶 （3） 影响微生物对热抵抗力的因素：菌种不同；不同的发育阶段；微生物个体数量；基质影响因素；加热的温度和时间。,4. 低温对微生物的影响 （1）冷冻对微生物的影响： 冰晶体的机械性损伤；生理干燥状态的形成 食品中：葡萄球菌和梭状芽孢杆菌、细菌的芽胞和霉菌的孢子。 （2）影响冷冻对微生物作用的一些因素 冰冻时间及冰点；冰冻速 微生物在冰冻时所处的条件：基质成分、浓度等 （3） 用低温保藏食品： 寒冷温度：157 果蔬食品 冷藏温度： 70 果蔬、鱼肉、禽蛋、乳品等食品 冻藏温度： 0-18 部分蔬菜、鱼肉等,二、水

10、分 水分是微生物在食品上生长繁殖的必要条件。微生物只能在水溶液中生长。 1. 水活性值（Water activity , Aw） 水活性值是指相同温度下密闭容器内食品的水蒸汽压与纯水的蒸汽压之比值。 Aw = P P0 一种溶液或物质的水活性，可用它与空气蒸汽压平衡时的相对湿度来测定。即将溶液或物质放在一个密闭的容器的空气系统中，使其蒸汽压与空气平衡，而后测定空气的相对湿度，就得出该溶液或物质的水活性。 相对湿度，通常以百分率表示，而水活性以小数表示。如相对湿度80%就等于Aw0.8。,2. 微生物的生长和水分活性 Aw值大小反映了溶液中溶质的多少。一般来说，溶质浓度与水分活性Aw值成反比。

11、Aw值也反映了微生物对水的依赖程度。 湿生型：Aw值在0.9以上，绝大多数细菌是湿生型； 中生型：Aw值为0.80.9，酵母菌一般为中生型； 干生型：Aw值在0.8以下，霉菌中三种类型都有。,3. 食品的水活性 （1）新鲜的食品原料：如鱼、肉、乳、水果和蔬菜都含有很多水分。Aw值0.980.99，适合于微生物生长，使食品变质。 （2）干制食品：将食品干化 Aw值：0.800.85，这样的食品在12周内，霉菌等微生物就可以在其上面生长繁殖，引起变质败坏。 Aw值：0.70，可较长时间防止微生物的生长。 Aw值：降至0.65，极少数生长但是生长很缓慢。 因此要想长期保存干食品就得将Aw值降至0.6

12、5以下,4. 食品的含水量百分率和水分活性 贮藏大米：1314， Aw值0.600.64，霉菌不生长 1415， Aw值0.640.70，少数霉菌 1516， Aw值0.700.73，曲霉和青霉 防止食品霉变，必须控制其水分不超过防霉含水量。 不同的食品由于溶质的不同，所以各有不同的防霉水分含量的界限，若以Aw值表示则其Aw值都不超过0.70。,三、氧气 按照微生物对氧气的需要情况，可将它们分为五个类型： 按照微生物与氧的关系，可把微生物分成好氧菌和厌氧菌两大类，并可继续细分为五类。 1、好氧菌 2、兼性好氧菌 3、微量好氧菌 4、耐氧菌 5、厌氧菌,专性好氧菌：需氧，正常大气压下呼吸产能 以

13、呼吸为主，兼营发酵产能 好氧菌 兼性厌氧菌 以呼吸为主，兼营厌氧呼吸产能 微好氧菌：需要微量氧下生活 耐氧菌：不需氧，只以发酵产能，氧无毒害 厌氧菌 (专性)厌氧菌：氧有害或致死，以发酵或无氧呼吸产能,（1）需氧菌：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，细胞含超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶。绝大多数真菌和许多细菌都是专性好氧菌。 （2）兼性需氧菌：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，无氧时借发酵或无氧呼吸产能；细胞含SOD和过氧化氢酶 。许多酵母菌和许多细菌都是兼性厌氧菌。 （3）微需氧菌：只能在较低的氧分压下才能正常

14、生长的微生物。也通过呼吸链并以氧为最终受体而产能。,（4）耐氧菌：一类可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌，即它们的生长不需要氧，分子氧对它也无毒害。不具有呼吸链，仅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。一般的乳酸菌多数是耐氧菌。 （5）厌氧菌：分子氧对它们都毒，即使短期接触空气，也会抑制其生长甚至致死；在固体或半固体培养基深层才能生长；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等提供；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。,为什么氧气存在能够抑制甚至杀死厌氧菌？ 氧气进入菌体后，能接受电子而产生不同还原性的氧离子。过氧化物

15、自由基和过氧离子都是很强的氧化剂，对微生物有毒，能氧化微生物过程中所必需的酶。好氧菌、兼性好氧菌以及微量需氧菌体内含有过氧化物歧化酶 (SOD) 和过氧化氢酶。这两种酶能将过氧化物自由基和过氧离子还原成没有毒性的水分子，所以它们不会被氧气所杀死。耐氧菌没有过氧化氢酶，但有过氧化物酶，因此能耐受氧的伤害 。厌氧菌体内都没有这些酶，所以不能忍受氧气。,SOD学说：1971年McCord & Fridovich,超氧化物阴离子自由基,超氧化物歧化酶,四、pH 1、微生物生长繁殖的pH值 细菌最适的pH在7.07.6之间 放线菌的最适pH在7.58.5之间 霉菌的最适pH值在4.05.8之间；酵母菌在

16、3.86.0之间。 最低pH值、最适pH值和最高pH值 微生物在不同的生理阶段有不同的最适pH值，因此在发酵工业中，常通过控制pH值来达到预期的目的。,2. pH值对微生物生长影响，主要表现在二个方面： 能影响细胞膜的电荷，从而影响微生物对营养物质的吸收； 能影响代谢过程中酶的活性，从而影响微生物的生命活动。,3、微生物的生长对环境pH值的影响 改变培养基或周围环境的pH值。 pH值的调整，其措施分为“治标”和“治本”两大类。 “治标”：过酸时，加NaOH、Na2CO3等碱液中和；过碱时，加入H2SO4、HCl等酸液中和。 “治本”：过酸时，加适当的氮源（如尿素、NaNO3、NH4OH或蛋白质

17、等），提高通气量；过碱时，加适当的碳源（如糖、乳酸、醋酸、柠檬酸或油脂等），降低通气量。,五、渗透压 根据微生物对渗透压的耐受能力，可将微生物分为：嗜盐微生物、耐盐细菌、耐糖微生物 1、嗜盐微生物（食盐浓度2%） 低度嗜盐细菌：25%，多见于海水和海产品。如假单胞菌属、无色杆菌属、黄杆菌属和弧菌属中的一些种。 中度嗜盐细菌：518%，如假单胞菌、弧菌属、无色杆菌属、八叠球菌属、芽孢杆菌属和小球菌属中的一些种。 高度嗜盐菌属：2030%，多见于腌制食品中，引起其赤色化。,2、 耐盐细菌 （210%） 如芽孢杆菌属及球菌类几个属中的一些种。 3、耐糖微生物 多见于高浓度的含糖环境中。主要为酵母菌，

18、如鲁氏酵母、罗氏酵母、蜂蜜酵母等；细菌只有少数菌种，如肠膜明串珠菌等。,六、氧化还原电位 微生物的生长对氧化还原电位（Eh）有一定的要求。 需氧微生物Eh值在+0.1V以上就可生长，以+0.30.4为合适； 厌氧微生物只能在+0.1V以下生长； 介于二者之间是兼性需氧微生物生长的范围。 氧分压、pH值、培养基中氧化态化合物的浓度和还原态化合物的浓度、微生物代谢过程中产生的代谢产物的性质等均可影响Eh值。 根据需要，通入空气或加入氧化剂可以提高氧化还原电位，用来培养需氧性微生物；相反在培养基中加入还原性物质可降低Eh值，用来培养厌氧微生物。,七、辐射 辐射往往对微生物产生毒害。根据电磁波的波长，

19、可分： 1、电离辐射：波长极短，所含能量大，在它的作用下，水被电离成氢氧根。氢氧根活性很大，能跟微生物细胞中的DNA进行作用，而破坏DNA的长链骨架，从而杀害菌体。 2、可见光辐射：该辐射只能在有氧状态时，对不含色素的微生物有杀伤作用。 3、紫外辐射：波长为260nm的紫外辐射，对微生物生长具有最大的杀菌能力。紫外辐射对细胞的损害作用是：能促使DNA链上两个临近的胸腺嘧啶形成胸腺嘧啶二聚体，从而阻碍了DNA的正常复制。其穿透物质能力不强，所以仅适用于空气及物体表面的杀菌。,八、化学药物 重金属盐类，如汞、铜盐； 氧化剂，如H2O2； 有机化合物，如酚、醇、醛等； 表面活性剂，如新洁而灭； 卤族

20、元素及其化合物，如碘、氯化物； 染料，如结晶紫； 毒性物质，如KCN、CO等； 无机酸、碱，如HCl、NaCl等。,九、生物因素 微生物的生长繁殖不仅受到周围环境物化条件的影响，而且也受到周围其它生物的制约。 微生物与生物环境之间主要有五种关系：互生、共生、寄生、拮抗和猎食。 在实验室或发酵工业中，我们采取措施杀灭不需要的微生物，而让有益微生物充分生长发育，一般不必考虑生物因素。,第三节 接种和培养,一、微生物的接种 接种：将微生物移接到适于它生长繁殖的人工培养基上或活的生物体内的过程。 1. 接种工具 接种环和接种针。由于接种要求或方法不同，接种针的针尖部常做成不同的形状，有刀形、耙形等。

21、有时滴管、吸管也可作为接种工具进行液体接种。 在固体培养基表面要将菌液均匀涂布时，就要用到涂布棒。,2. 接种方法 常用的接种方法有以下几种： （1）划线接种 （2）三点接种 （3）穿刺接种 （4）浇混接种 （5）涂布接种 （6）液体接种 （7）注射接种 （8）活体接种,二、微生物的培养,1. 好氧培养和厌氧培养 （1）好氧培养： 在实验室中，斜面培养是通过棉花塞从外界获得无菌的空气。 三角烧瓶液体培养多数是通过摇床振荡，使外界的空气源源不断地进入瓶中。 工厂里的液体发酵所需的氧气，是由空气压缩机将空气通过空气过滤器，然后进入发酵罐。,（2）厌氧培养：除去培养基中的氧 降低培养基中的氧化还原电

22、位 化合去氧 隔绝阻氧 替代驱氧,2. 固体培养和液体培养 （1）固体培养：是将菌种接至疏松而富有营养的固体培养基中，在合适的条件下进行微生物培养的方法。 培养基的原料通常是麸皮、米糠、稻草粉、豆饼粉等。 固体培养分好氧和厌氧两种。前者的特点是进行薄层培养，以利通风和散热，如酱油酿造等；后者深层培养，如白酒及糖化饲料生产。 培养工具有曲盘、瓶子、袋、帘子、缸、水泥槽等，近年来出现了通风曲室。,通风曲池结构示意图,培养物称为曲。曲是指经培养后，培养基基质、活的微生物及其代谢产物如酶等，混合在一起的总称。,（2）液体培养：发酵工业中培养微生物的最主要的方式。 优点：生产率高，占地面积小，适宜机械化

23、、管道化、自动化。但投资大，技术难，设备多，故上马慢，一般只适合在城市中推广。 最原始的液体培养是浅盘培养。现在液体培养的基本设备是发酵罐。它的体积从10L到上百吨不等。 与发酵罐相配套的是培养基灭菌系统和空气过滤系统。培养基经灭菌、冷却后进入发酵罐，再进行接种培养。空气过滤系统则是向发酵罐源源不断地提供无菌空气。 我国抗生素、柠檬酸、谷氨酸、丙酮丁醇等都是采用发酵罐进行液体发酵的 。,大型发酵罐示意图,3.分批培养和连续培养 （1）分批培养：将菌种接入到一定量的培养基中进行培养，最后一次性收获菌体或其代谢产物的培养方式。 （2）连续培养：是指在培养过程中，不断补充新鲜的营养物质，同时又以相同

24、的速率不断排出培养物，让培养系统内的微生物的细胞数量和营养状态保持恒定的培养方式。 ,进行连续培养的装置通常有两种：一种是恒浊器，另一种是恒化器。 连续培养如用于发酵工业，就称为连续发酵。如酵母单细胞蛋白的生产，乙醇、乳酸、丙酮和丁醇等的发酵，以及用假丝酵母进行石油的脱蜡或污水处理等。,4. 随机培养和同步培养 （1）随机培养：随机培养是用这些随机分裂的细胞进行培养。随机培养以后会出现随机生长（或称非同步生长）的现象。 （2）同步培养：设法使群体中的所有细胞尽可能都处于同样细胞生长和分裂周期，这种培养方法称为同步培养。利用同步培养技术而使细胞群体处于分裂步调一致的状态，称为同步生长。 筛选法：

25、有过滤法、区带密度梯度离心法和膜洗脱法。 诱导法：通过控制环境条件，如温度、光线、添加新培养基等进行诱导。,第四节 食品环境中微生物的抑制、杀灭与防止,一、几个基本概念（6个名词） 1. 灭菌：指采用任何一种方法，杀死物体上的所有微生物，包括病原微生物和非病原微生物。 2. 商业灭菌：就是指食品经过杀菌处理后，按照所规定的微生物检验方法，在所检食品中无活的微生物检出，或者仅能检出极少数的非病原微生物，但它们在食品保藏过程中不能生长繁殖，这种灭菌要求叫商业灭菌。 3. 消毒：杀死病原微生物称为消毒。消毒是不完全的灭菌。 4. 无菌：是没有具有生命力的微生物存在的意思。只有通过灭菌，才能达到无菌要

26、求。因此，灭菌是指对物品的作用，而无菌则是描述物品的状态。 5. 防腐：用来防止和抑制微生物生长的方法称为防腐或抑菌。 6. 抑制：抑制是在亚致死量剂因子作用下导致微生物生长停止，但在移去这种因子后生长仍可以恢复的现象。,二、物理因素,（一）温度 通常利用温度进行灭菌、消毒或防腐。高温往往引起灭菌作用，低温则呈现抑菌作用。 1. 高温的灭菌作用 当微生物处于超过其最高生长温度范围时，会引起死亡。温度越高，死亡越快。高温之所以引起微生物死亡，主要是由于高温使微生物细胞内的蛋白质和酶类变性而失活，代谢发生故障而死亡。 各种微生物耐热性的大小比较是以下的数值作为标准,各种微生物耐热性的大小比较是以下

27、的数值作为标准： （1）热死时间（Thermal Death Time，TDT）：是指在特定的条件和特定的温度下，杀死一定数量的微生物所需要的时间，称为热（力致）死时间。 （2）热死温度（Thermal Death Point, TDP）：一定时间内（一般10min）杀灭样品中微生物的最低温度。 （3）D值（decimal reduction time）：在一定温度下加热，活菌数减少一个对数周期（减少90%），所需要的时间（min），即为D值。如果加热温度为121.1 ，其D值常用Dr表示。 （4）Z值：在热死时间曲线中，时间减少一个对数周期（即缩短90%热死时间）所需要升高的温度，即为Z值。

28、 （5）F值：在一定基质中，其温度为121.1 ，加热杀死一定数量微生物所需要的时间（min），即为F值。,2. 干热灭菌方法 （1）火焰灼烧灭菌法 利用火焰灼烧把微生物直接烧死。此法彻底可靠，灭菌迅速，但易焚毁物品，所以使用范围有限，只适合于对接种针、环、试管口及不能用的污染物品或实验动物尸体等的灭菌。 （2）烘箱干热灭菌法 这是实验室常用的一种方法，即将待灭菌的物品均匀地放入烘箱中，升温至150170 维持12小时。此法适用于玻璃器皿、金属用具及其它干燥耐热的物品的灭菌。,3. 湿热灭菌法 在同样的温度下，湿热灭菌的效果比干热灭菌好，原因有二： 细胞内蛋白质含水量高，容易变性； 高温水蒸汽

29、对蛋白质有高度的穿透力，从而加速蛋白质变性而迅速死亡。 方法主要有： （1）煮沸消毒法：将要消毒的物品放在沸水中煮沸1520min，一般微生物的营养细胞即可死亡。但不能杀死抗热性强的芽孢，要杀死芽孢可煮沸12h或于水中添加0.5%石炭酸或碳酸钠。这种方法适用于食品、器材等小型日用品的消毒。,（2）巴氏消毒法：用较低的温度来杀死其中的病原微生物，这样既保持食品的营养和风味，又进行了消毒，保证了食品卫生。该法一般在6085，处理30min15s，即可达到消毒的目的。 采用这种低温消毒方法的具体温度和时间是根据不同物品的性状来决定的。 如：低温维持法（LTH）：牛奶可用6165 加热30min 高温

30、瞬时法（HTST）： 7172 保持15s。,（3）超高温瞬时法（UHT）：灭菌温度135150，处理26s，可杀死微生物的营养细胞和耐热性强的芽孢细菌。 现在广泛应用于各种果汁、牛乳、酱油等液态食品的杀菌。,（4）高压蒸汽灭菌法 ：把待灭菌的物品放在一个可密闭的高压蒸汽灭菌锅中进行的。 一般采用121 蒸汽压达到0.103Mpa（表压1kg/cm2或15磅/英寸2）维持1530min 。 灭菌影响因素：不同菌种、同一菌种不同菌龄、微生物数量多少、培养基成分与组成。,（5）间歇灭菌法：间歇灭菌法是利用流动蒸汽进行灭菌。 具体做法是：将待灭菌的物品加热至100，处理1530min，杀死其中的营养

31、体，然后冷却，放入37恒温箱中过夜，让残留的芽孢萌发成营养体。第二天重复上述步骤，三次左右，可达到彻底灭菌的目的。 此法不需高压灭菌锅，适于在农村推广，但操作麻烦，所需时间长。,4. 低温的抑菌作用 低温对微生物只起抑制作用，不能灭菌或消毒。 应用：低温抑菌在实践中常用来保存食品，防止由微生物引起的食品腐败。在微生物学研究工作中，低温常用来保存菌种。 冷休克，又叫冷冲击，由于温度快速下降，使微生物菌体尤其是处于对数生长期的菌体大量死亡的现象。 冷休克造成死亡的原因：细胞膜受伤；DNA一条链的断裂。,（二）辐射,利用辐射进行灭菌消毒，可以避免高温或化学药剂消毒的缺点，所以应用越来越广。 目前主要

32、应用在以下几个方面： 1、接种室、手术室、食品、药物包装室常应用紫外线杀菌；(136400nm) 2、应用 射线作食品表面杀菌， 射线用于食品内部杀菌。经辐射后的食品，因大量微生物被杀灭，再用冷冻保藏，可使保存期延长。,（三）过滤,过滤除菌：用物理阻留的方法，除去液体和气体中的悬浮灰尘，杂质和细菌。 这种灭菌方法适用于一些对热不稳定的、体积小的液体培养基的灭菌以及气体的灭菌。 优点：不破坏培养基中各种物质的化学成分。 缺点：比细菌还小的病毒仍留在液体培养基内，有时会给实验带来一定的麻烦。 在发酵工业中，大量无菌空气就是通过空气过滤器而得到的。,（四）超声波,超声波的频率在900012000Hz

33、/s以上，几乎所有的微生物细胞都能受其破坏。 杀菌原理： 1）超声波能使细胞内容物受到激烈的震荡而破坏； 2）一般水溶液内经超声波的作用能产生过氧化氢，有杀菌能力； 3）超声波的热效应，使细胞的酶受到破坏。所以超声波处理可用来保存食品。,（五）微波,微波是指300300000MHz/s的电磁波。 微波对微生物的杀菌作用，是由于微生物在电磁场的作用下，吸收微波的能量而产生热效应，导致死亡，微波造成的分子加速运动而使细胞内部受损致死。 生产中利用微波进行食品的干燥、加热和杀菌等。 特点：加热均匀，热能利用率高，加热时间短。 在食品研究中，绝大多数应用的微波来进行酒类、蜂乳的消毒和杀灭面包中的霉菌等

34、方面。,三、化学因素,一般化学药剂无法杀死所有的微生物，而只能杀死其中的病原微生物，所以是起消毒剂的作用，而不是灭菌剂。 （一）消毒防腐剂 消毒剂：能迅速杀灭病原微生物的药物，对人体也可能产生有害作用的化学药剂，称为。主要用于抑制或杀灭非生物体表面、器械、排泄物和环境中的微生物。 防腐剂：能抑制或阻止微生物生长繁殖，但对人和动物毒性较低的化学药剂。可用于机体表面如皮肤、黏膜、伤口等处防止感染，也可用于食品、饮料、药品的防腐。 化学药物是杀菌还是抑菌？低浓度抑菌，高浓度杀菌。 理想的消毒剂和防腐剂：作用快、效力大、渗透强、易配制、价格低、毒性小、无怪味的特点。,1. 常用的消毒防腐剂 重金属盐类

35、、 有机化合物、氧化剂、表面活性剂、 染料等。 常用消毒防腐剂的种类、使用浓度和用途。（见表）,（1）醇类 醇类是脱水剂、蛋白质变性剂，也是脂溶剂，可使蛋白质脱水、变性，损害细胞而具杀菌能力。 70%75的乙醇杀菌效果最好，常用于皮肤及器械的消毒。 醇类物质，随着分子量的增大，杀菌力增强。例如戊醇丁醇丙醇乙醇甲醇。那些高级醇虽杀菌力强于乙醇，由于丙醇以上的醇不易与水相混，故一般不用作消毒剂。,（2）醛类 醛类的作用主要是使蛋白质烷基化，改变酶或蛋白质的活性，使微生物的生长受到抑制或死亡。 常用的醛类是甲醛，3740甲醛溶液称福尔马林，因有刺激性和腐蚀性，不宜在人体使用，常以2甲醛溶液浸泡器械，

36、10甲醛溶液进行熏蒸以消毒厂房、无菌室或者传染病患者的家具、房屋等。,（3）酚类 低浓度的酚可破坏细胞膜组分，高浓度的酚可凝固菌体蛋白。酚还能破坏结合在膜上的氧化酶与脱氢酶，引起细胞的迅速死亡。 石炭酸：0.5可消毒皮肤，25可消毒痰、粪便与器皿，5可喷雾消毒空气。 甲酚：是酚的衍生物，杀菌效果比苯酚强几倍，但在水中的溶解度较低，可在皂液或碱性溶液中形成乳浊液。市售的消毒剂来苏尔就是甲酚与肥皂的混合液，常用35的溶液消毒皮肤、桌面及用具。,（4）表面活性剂 主要是破坏菌体细胞膜的结构，造成胞内物质泄漏、蛋白质变性、菌体死亡。 肥皂：一种阴离子表面活性剂，对肺炎链球菌或链球菌有效，但对葡萄球菌、

37、结核分枝杆菌无效，0.25的肥皂溶液对链球菌的作用比0.7来苏尔或0.1的升汞还强，但一般认为肥皂的作用主要是机械地移去微生物，微生物附着于肥皂泡沫中被水冲洗掉。 新洁尔灭：人工合成的季铵盐阳离子表面活性剂，0.050.1新洁尔灭溶液用于皮肤、黏膜和器械消毒。,（5）染料 一些碱性染料的阳离子可与菌体的羧基或磷酸基作用，形成弱电离的化合物，妨碍菌体的正常代谢，抑制生长。例如：结晶紫。,（6）氧化剂p83 氧化剂作用于蛋白质的巯基，使蛋白质和酶失活，强氧化剂还可破坏蛋白质的氨基和酚羟基。 常用的氧化剂有卤素（碘酒、氯气等）、O3、过氧漂白粉、化氢、过氧乙酸、高锰酸钾等。,（7）重金属 高浓度的重

38、金属及其化合物都是有效的杀菌剂或防腐剂，其作用最强的是Hg、Ag和Cu。 升汞 l（5002000）液可杀灭大多数细菌，腐蚀金属，对动物有剧毒，常用于组织分离时外表消毒和器皿消毒。 红汞 2红汞水溶液即红药水常消毒皮肤、黏膜及小创伤，不可与碘酒共用。 银是温和的消毒剂，0.1l硝酸银可消毒皮肤，l硝酸银可防治新生儿传染性眼炎。硫酸铜对真菌和藻类有强杀伤力，与石灰配制的波尔多液可防治某些植物病害。,（8）酸碱类 强酸与强碱具有杀菌力。 无机酸如硫酸、盐酸等杀菌力虽强，但腐蚀性大，实际上不宜作消毒剂。某些有机酸如苯甲酸可用作防腐剂。酸菜、饲料青贮则是利用乳酸菌发酵产生的乳酸抑制腐败性微生物的生长，使之得以久贮存。 强碱可用作杀菌剂，但由于它们的毒性大，其用