第6章微生物的生长及其控制

第六章微生物的生长及其控制第一节测定生长繁殖的方法一、测生长量（一）直接法（二）间接法1.比浊法分光光度法2.生理指标法二、计繁殖数（一）直接法（二）间接法平板菌落计数法厌氧菌的菌落计数法第二节微生物的生长规律一、微生物的个体生长和同步生长通过同步培养的手段而使细胞群中各个体处于分裂步调一致的生长状态，称为同步生长。获得微生物同步生长的方法主要两类：二、单细胞微生物的典型生长曲线典型生长曲线只适用于单细胞微生物如细菌和酵母菌，分为延滞期、指数期、稳定期和衰亡期四个阶段，对于丝状生长的真菌和放线菌而言，其生长曲线缺乏指数生长期。生长速率常数R——每小时分裂次数（一）延滞期影响延滞期长短的因素：（二）指数期影响微生物指数期代时长短的因素主要是环境条件诱导法机械筛选法接种龄•指数期的短•衰亡期的长接种量•量多的短•量少的长培养基成分种子损伤度（三）稳定期产生芽孢和次级代谢产物（稳定期产物）生长得率（四）衰亡期自溶、释放芽孢三、微生物的连续培养连续培养是指向培养容器中连续流加新鲜培养液，使微生物的液体培养物长期维持稳定、高速生长状态的一种溢流培养技术按控制方式分为恒浊器和恒化器按培养基级数分为单级连续培养器和多级连续培养器四、微生物的高密度培养比生产率第三节影响微生物生长的主要因素一、温度生长温度三基点：最低生长温度、最适生长温度和最高生长温度三个重要指标二、氧气营养物浓度：凡处于较低浓度范围内可影响生长速率和菌体产量的某营养物，就称生长限制因子菌种营养成分培养温度专性好氧菌有完整呼吸链有超氧化物歧化酶和过氧化氢酶兼性厌氧菌有氧时呼吸产能，无氧时发酵或无氧呼吸含SOD和过氧化氢酶微好氧菌也通过呼吸链并以氧为最终氢受体而产能三、pH第四节微生物培养法概论一、实验室培养法（一）固体培养法1．好氧菌的固体培养主要用试管斜面、培养皿琼脂平板及较大型的克氏扁瓶、茄子瓶等进行平板培养。2．厌氧菌的固体培养需加入适当的还原剂，必要时，还要加入刃天青等氧化还原电势指示剂。具体培养方法：“三大件”技术：厌氧罐、厌氧手套箱技术及亨盖特滚管技术（二）液体培养法1.好氧菌的液体培养具体措施：浅层液体静止培养；三角瓶放摇床上摇瓶培养；深层液体底部通入加压空气，并用气体分布器使其形成均匀、密集的微小气泡；对培养液进行机械搅拌，并在培养器的壁上设置阻挡装置；等等。实验室常用好氧菌培养法：耐氧菌发酵性厌氧生活存在SOD和过氧化物酶，但缺乏过氧化氢酶厌氧菌发酵、无氧呼吸、循环光合磷酸化或甲烷发酵功能缺乏SOD和细胞色素氧化酶，大多缺乏过氧化氢酶高层琼脂柱厌氧培养皿亨盖特滚管技术厌氧罐技术厌氧手套箱技术2.厌氧菌的液体培养表层去氧，并加还原剂二、生产实践中培养微生物的装置（一）固态培养法1.好氧菌的曲法培养2.厌氧菌的堆积培养法（二）液体培养法1.好氧菌的培养（1）浅盘培养（2）深层液体通气培养2.厌氧菌的培养第五节有害微生物的控制一、几个基本概念试管液体培养：仅适合兼性厌氧菌三角瓶浅层液体培养：一般仅适于兼性厌氧菌摇瓶培养台式发酵罐控制有害菌的措施杀灭法灭菌：彻底杀灭杀菌溶菌消毒：部分杀灭抑制法防腐化疗（一）灭菌（二）消毒（三）防腐利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的的生长繁殖，即通过制菌作用防止……霉腐低温；缺氧；干燥；高渗；高酸度；高醇度；加防腐剂（四）化疗是指利用具有高度选择毒力即对病原菌具高度毒力而对其宿主基本无毒的化学物质来抑制宿主体内病原微生物的生长繁殖，借以达到治疗该宿主传染病的一种措施。二、物理灭菌因素的代表——高温高温的致死作用，主要是它可引起蛋白质、核酸和脂质等重要生物高分子发生降解或改变其空间结构等，从而变性或破坏三、化学杀菌剂、消毒剂和治疗剂在同样温度和相同作用时间下，湿热灭菌法比干热灭菌法更有效，原因是湿热蒸汽不但透射力强，而且还能破坏维持蛋白质空间结构和稳定性的氢键，从而加速这一重要生命大分子物质的变性。利用温度进行灭菌的定量指标有两种：热死时间，指在某一温度下，杀死某微生物的水悬浮液群体所需的最短时间；热死温度，又称热死点，指在一定时间内（一般为一分钟），杀死某微生物的水悬浮液群体所需的最低温度。需指出，上述两个指标均与微生物悬浮液的体积和其pH相关。（二）影响加压蒸汽灭菌效果的因素1.被灭物体含菌量2．灭菌锅内空气排除程度3.灭菌对象的pH4.灭菌对象的体积5.加热与散热速度高温灭菌干热灭菌法火焰灼烧法烘箱内热空气灭菌法湿热灭菌法常压下巴氏消毒法低温维持法高温瞬时法煮沸消毒法间歇灭菌法：丁达尔灭菌法加压下常规加压灭菌法连续加压灭菌法（三）高温对培养基成分的有害影响及其防止2.防治法三、化学杀菌剂、消毒剂和治疗剂评价的三个指标：最低抑制浓度——MIC；半致死剂量——LD50；最低致死剂量——MLD（一）表面消毒剂表面消毒剂是指对一切活细胞、病毒粒和生物大分子都有毒性，不能用作活细胞或机体内治疗用的化学药剂。高温的有害影响形成沉淀物有机物无机物破坏营养，提高色泽褐变：梅拉特反应毒变改变培养基的pH，一般为降低降低培养基浓度采用特殊加热灭菌法过滤除菌法其他（加EDTA等螯合剂，气体灭菌剂个别处理再混合）石炭酸系数P.C.：指一定时间内，被试药剂能杀死全部供试菌的最高稀释度与达到同效的石炭酸的最高稀释度之比。（二）抗代谢药物的代表——磺胺类药物是指一类在化学结构上与细胞内必要代谢物的结构相似，并可干扰正常代谢活动的化学物质。具有良好的选择毒力。抗代谢药物主要有三种作用：磺胺的结构与细菌的一种生长因子对氨基苯甲酸（PABA）高度相似，故是它的代谢类似物，因此两者间会发生竞争性拮抗作用。具有很强的选择毒力，因为人需要从体外摄取四氢叶酸。TMP——三甲基苄二氨嘧啶，磺胺增效剂，抑制二氢叶酸还原酶，使二氢叶酸无法还原为四氢叶酸（三）抗生素1．的活力称为效价生物效价可用稀释法、比浊法或扩散法测定，其中以扩散法中的管碟法最为常用。抗菌谱：抗生素的制菌范围2.半合成抗生素与生物药物素（酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等微生物其他次生代谢物）3.微生物的抗药性微生物产生抗药性的原因有：与正常代谢物一起共同竞争酶的活性中心“假冒”正常代谢物与某一生化合成途径的终产物结构类似，反馈调节产生一种使药物失活的酶把药物作用的靶位加以修饰和改变形成“救护途径”，合成原产物的新途径使药物不能通过细胞膜通过主动外排系统把进入细胞内的药物泵出胞外