第六章微生物的生长及其控制

第五章微生物的生长及其影响因素微生物生长微生物的生长规律环境因素对微生物生长的影响第一节微生物的生长个体生长个体繁殖群体生长群体生长个体生长+个体繁殖由于微生物的个体极小，所以常用群体生长来反映个体生长的状况一、微生物生长的概念比例计数法直接法血球计数法计繁殖数液体稀释法间接法平板菌落计数法二、微生物生长量的测定测体积直接法称干重测生长量比浊法间接法测含碳量生理指标法测含氮量其它（P、DNA）一、微生物的个体生长和同步生长同步生长的概念：采用一定的方法使细胞群体处于分裂步调一致的状态，称为同步生长通过环境条件诱导同步生长群体获得同步生长的方法（温度、培养基成分等）通过物理方法选择同步生长群体（离心方法、过滤分离、硝酸纤维素滤膜）第二节微生物的生长规律㏒细胞数延滞期指数期稳定期衰亡期单细胞微生物的典型生长曲线二、微生物生长曲线适应期生长速度为零细胞体积急剧增大细胞内的RNA尤其是rRNA含量增高，细胞呈嗜碱性合成代谢活跃，易产生诱导酶对外界不良环境条件敏感影响适应期长短的因素接种龄接种量培养基成分发酵工业上需尽量缩短该期，以降低生产成本在食品工业上，尽量在此期进行消毒或灭菌对数期生长速度常数R最大细胞进行平衡生长酶系活跃，代谢旺盛影响指数期微生物增代时间的因素菌种营养成分营养物的浓度发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期稳定期特点：1生长速率常数R等于02菌体产量达到了最高值3合成次生代谢产物4细胞内出现储藏物质，芽孢菌内开始产生芽孢产生原因：营养物尤其是生长限制因子的耗尽营养物的比例失调，如碳氮比不合适有害代谢废物的积累（酸、醇、毒素等）物化条件（pH、氧化还原势等）不合适衰亡期特点：1R为负值2细胞的形态发生变化，出现不规则的衰退形3释放次生代谢产物，芽孢等4菌体开始自溶产生原因：生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大超过合成代谢，继而导致菌体的死亡主要的生长参数迟缓时间：实际达到对数生长期所需时间与理想条件下达到对数期所需时间之差。延缓生长量反映了迟缓期给细胞物质的工业化生产造成的损失。比生长率：表示生长速度与生长基质浓度之间的关系，当营养物质浓度很低时，比生长率与营养物质浓度成正比。总生长量：通过培养获得的微生物总量与原来接种的微生物量之差值。产量常数：总生长量与消耗基质总量之比。第三节环境对微生物生长的影响温度水分氧气pH渗透压氧化还原电位化学药物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，即最适、最高、最低生长温度，根据微生物的最适生长温度的不同，可将微生物分为：低温微生物、中温微生物和高温微生物，它们的生长温度如下表低温菌中温菌高温菌最适生长温度10-2025-30，37-4050-55最低生长温度-10-510-20，10-2025-45最高生长温度25-3040-4570-80高温对微生物生长的影响嗜热微生物的生长特性高温菌在高温下生长的原因：抗热的酶，膜中的高饱和脂肪酸高温菌的生长特性：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别注意影响微生物对热抵抗力的因素：菌种的遗传特性菌龄微生物的数量基质的特性（组成、浓度、理化条件）加热的时间与温度影响加压蒸汽灭菌效果的因素灭菌物体的含菌量灭菌锅内空气的排除程度灭菌物体的pH值灭菌对象的体积加热与散热的速度高温对培养基的影响及其防止措施高温对培养基的不利影响：形成沉淀物（有机沉淀物如多肽类，无机沉淀物如磷酸盐）；破坏营养；提高色泽（褐变如产生氨基糖等）；改变培养基的pH值；降低培养基的浓度消除有害影响的措施采用特殊的加热灭菌法过滤除菌法加入螯合剂低温对微生物生长的影响低温微生物耐低温的原因：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：水分的丧失；冰晶对细胞膜的物理损伤。速冻、缓冻与反复冻溶对微生物细胞的影响低温的用途菌种保藏液氮的温度（-195℃）、干冰温度（-70℃）、-20℃和4℃（常加大分子保护剂如糊精、血清白蛋白等）食品冷藏冷藏（0-4℃）与动藏（-18℃）水分水分约占微生物细胞组成的70-85%，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的增高，抑制微生物的生长，甚至造成微生物的死亡。干燥对微生物的作用受环境温度、失水速度、菌龄、微生物所处基质等条件的影响。干燥用于食品保藏的方法可分为两类，即自然干燥（熏干、晒干、冷冻干燥）和人工干燥（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）氧气根据微生物生长与氧气的关系，可将微生物分为以下几种：专性好氧菌：在正常大气压下（0.2巴）进行好氧呼吸产能好氧菌微好氧菌：只能在0.01-0.03巴大气压下生活耐氧菌：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，氧剧毒兼性厌氧菌：以呼吸为主，兼营发酵或无氧呼吸产能过氧化物歧化酶、过氧化氢酶、细胞色素氧化酶的分布情况pH值根据微生物生长的最适pH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，一部分真菌嗜酸微生物：硫杆菌属耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌不同的微生物最适生长的pH值不同，同一种微生物在不同的生理阶段对pH值的要求也不同，在发酵工业中，控制pH值尤其重要，如黑曲霉在pH2-2.5主要产柠檬酸，pH2.5-6.5以菌体生长为主，pH7时以合成草酸为主各类微生物生长的最适pH值：细菌为6.5-7.5，放线菌为7.5-8.0，霉菌和酵母菌为4-6渗透压微生物生长与渗透压的关系（高渗透压、低渗透压对微生物生长的影响）根据微生物对高渗透压耐性的不同，将其分为以下三类：高度嗜盐细菌（20-30%食盐溶液中生长）嗜盐细菌中等嗜盐细菌（5-18%的食盐溶液中生长）低等嗜盐细菌（2-5%的食盐溶液中生长）耐盐细菌（可在10%以下的食盐溶液中生长）耐糖细菌（可在60%以下的含糖高渗溶液中生长）*普通微生物一般在0.85-0.90的食盐溶液中生长氧化还原电位一般需氧微生物Eh值在+0.1以上就可以生长，以0.3—0.4为合适，厌氧微生物只能在+0.1以下生长，兼性厌氧微生物对Eh值的要求相对较为广泛。化学药物1.重金属盐类：铜、汞盐。2.氧化剂：次氯酸钙等。3.有机化合物：酚、醇、醛等。4.表面活性剂：新洁而灭5.卤族元素及其化合物：碘、氯化物。6.染料：结晶紫。7.毒性物质：KCN、CO等。