第五章-微生物的生长及其影响因素课件.ppt

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l微生物生长l微生物的生长规律l环境因素对微生物生长的影响第一节第一节 微生物的生长微生物的生长§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 测体积测体积 直接法直接法 称干重称干重测生长量测生长量 比浊法比浊法 间接法间接法 测含碳量测含碳量 生理指标法生理指标法 测含氮量测含氮量 其它（其它（P P 、、 DNADNA）） 一、一、一、一、 微生物的个体生长和同步生长微生物的个体生长和同步生长微生物的个体生长和同步生长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通过环境条件诱导同步生长群体§获得同步生长的方法获得同步生长的方法 （温度、培养基成分等）（温度、培养基成分等） 通过物理方法选择同步生长群体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）（离心方法、过滤分离、硝酸纤维素滤膜） 第二节第二节 微生物的生长规律微生物的生长规律㏒㏒细细胞胞数数 延滞期延滞期 指数期指数期 稳定期稳定期 衰亡期衰亡期单细胞微生物的典型生长曲线单细胞微生物的典型生长曲线二、微生物生长曲线二、微生物生长曲线二、微生物生长曲线二、微生物生长曲线适应期适应期 §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 § §生长速度常数生长速度常数R R最大最大§ §细胞进行平衡生长细胞进行平衡生长§ §酶系活跃，代谢旺盛酶系活跃，代谢旺盛影响指数期微生物增代时间的因素ØØ菌种菌种ØØ营养成分营养成分ØØ营养物的浓度营养物的浓度 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食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期稳定期稳定期§特点： 1 1 生长速率常数生长速率常数R R等于等于0 0 2 2 菌体产量达到了最高值菌体产量达到了最高值 3 3 合成次生代谢产物合成次生代谢产物 4 4 细胞内出现储藏物质，芽孢菌内开始细胞内出现储藏物质，芽孢菌内开始 产生芽孢产生芽孢§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）有害代谢废物的积累（酸、醇、毒素等） 物化条件（物化条件（pHpH、氧化还原势等）不合适、氧化还原势等）不合适衰亡期衰亡期§特点： 1 R1 R为负值为负值 2 2 细胞的形态发生变化，出现不规则的衰退形细胞的形态发生变化，出现不规则的衰退形 3 3 释放次生代谢产物，芽孢等释放次生代谢产物，芽孢等 4 4 菌体开始自溶菌体开始自溶§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过合成代谢，继而导致菌体的死亡主要的生长参数主要的生长参数§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，：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：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微生物量之差值§产量常数：总生长量与消耗基质总量之比总生长量与消耗基质总量之比第三节第三节 环境对微生物生长的影响环境对微生物生长的影响 u温度u水分u氧气upH u渗透压u氧化还原电位u化学药物 温度温度 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：度的不同，可将微生物分为：低温微生物、中温微生物和和高温微生物，它们的生长温度如，它们的生长温度如下表下表低温菌低温菌中温菌中温菌高温菌高温菌最适生长温度最适生长温度10-2010-2025-3025-30，，37-37-404050-5550-55最低生长温度最低生长温度-10-5-10-510-2010-20，，10-10-202025-4525-45最高生长温度最高生长温度25-3025-3040-4540-4570-8070-80高温对微生物生长的影响高温对微生物生长的影响§嗜热微生物的生长特性嗜热微生物的生长特性 高温菌在高温下生长的原因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抗热的酶，膜中的高饱和脂肪酸 高温菌的生长特性：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影响及其防止措施§ §高温对培养基的不利影响高温对培养基的不利影响：： 形成形成沉淀物（有机沉淀物如多肽类，无机沉淀物如磷沉淀物（有机沉淀物如多肽类，无机沉淀物如磷酸盐）；酸盐）；破坏破坏营养；营养；提高提高色泽（褐变如产生氨基糖等）色泽（褐变如产生氨基糖等）；；改变改变培养基的培养基的pHpH值；值；降低降低培养基的浓度培养基的浓度§ §消除有害影响的措施消除有害影响的措施 采用特殊的加热灭菌法采用特殊的加热灭菌法 过滤除菌法过滤除菌法 加入螯合剂加入螯合剂 低温对微生物生长的影响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。

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水分的丧失；冰晶对细胞膜的物理损伤 v速冻、缓冻与反复冻溶对微生物细胞的影响速冻、缓冻与反复冻溶对微生物细胞的影响低温的用途低温的用途§菌种保藏 液氮的温度（液氮的温度（-195-195℃℃）、干冰温度（）、干冰温度（-70 -70 ℃℃ ）、）、-20 -20 ℃℃ 和和4 4 ℃℃（常加大分子保护剂如糊精、血清白蛋白等）（常加大分子保护剂如糊精、血清白蛋白等）§食品冷藏冷藏（冷藏（0-4 0-4 ℃℃ ）与动藏（）与动藏（-18 -18 ℃℃ ））水分水分v水分水分约占微生物细胞组成的约占微生物细胞组成的70-85%70-85%，环境中，环境中缺水时（干燥的环境）引起微生物细胞内蛋白缺水时（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长，甚至造成微生物的死亡v干燥对微生物的作用干燥对微生物的作用受环境温度、失水速度、受环境温度、失水速度、菌龄、微生物所处基质等条件的影响。

菌龄、微生物所处基质等条件的影响v干燥用于食品保藏的方法干燥用于食品保藏的方法可分为两类，即自然可分为两类，即自然干燥（熏干、晒干、冷冻干燥）和人工干燥干燥（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（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）空干燥如真空和冷冻真空干燥）氧气氧气vv根据微生物生长与氧气的关系，可将微生物分为以下根据微生物生长与氧气的关系，可将微生物分为以下几种：几种： 专性好氧菌：在正常大气压下（专性好氧菌：在正常大气压下（0.20.2巴）进行好氧呼吸产能巴）进行好氧呼吸产能 好氧菌好氧菌 微好氧菌：只能在微好氧菌：只能在0.01-0.030.01-0.03巴大气压下生活巴大气压下生活 耐氧菌：只能以发酵产能，但分子氧无毒害耐氧菌：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（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：兼性厌氧菌： 以呼吸为主，兼营发酵或无氧呼吸产能以呼吸为主，兼营发酵或无氧呼吸产能vv过氧化物歧化酶、过氧化氢酶、细胞色素氧化酶的分过氧化物歧化酶、过氧化氢酶、细胞色素氧化酶的分布情况布情况 pH值值v根据微生物生长的最适根据微生物生长的最适pHpH值，将微生物分为：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：硫杆菌属嗜酸微生物：硫杆菌属 耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌vv不同的微生物最适生长的不同的微生物最适生长的pHpH值不同，值不同，同一种微生物在不同一种微生物在不同的生理阶段对同的生理阶段对pHpH值的要求也不同，值的要求也不同，在发酵工业在发酵工业中，控制中，控制pHpH值尤其重要，如黑曲霉在值尤其重要，如黑曲霉在pH2-2.5pH2-2.5主要产柠檬酸，主要产柠檬酸， pH2.5-6.5 pH2.5-6.5 以菌体生长为主，以菌体生长为主，pH7pH7时以合成草酸为主时以合成草酸为主v各类微生物生长的最适各类微生物生长的最适pHpH值：值： 细菌为细菌为6.5-7.5 6.5-7.5 ，放线菌为，放线菌为7.5-8.07.5-8.0，霉菌和酵母菌为，霉菌和酵母菌为 4-64-6 渗透压渗透压§微生物生长与渗透压的关系微生物生长与渗透压的关系（高渗透压、低渗透压对微（高渗透压、低渗透压对微生物生长的影响）生物生长的影响）§根据微生物对高渗透压耐性的不同，将其分为以根据微生物对高渗透压耐性的不同，将其分为以下三类下三类：： 高度嗜盐细菌（高度嗜盐细菌（20-30%20-30%食盐溶液中生长）食盐溶液中生长） 嗜盐细菌嗜盐细菌 中等嗜盐细菌（中等嗜盐细菌（5-18%5-18%的食盐溶液中生长）的食盐溶液中生长） 低等嗜盐细菌（低等嗜盐细菌（2-5%2-5%的食盐溶液中生长）的食盐溶液中生长） 耐盐细菌（可在耐盐细菌（可在10%10%以下的食盐溶液中生长）以下的食盐溶液中生长） 耐糖细菌（可在耐糖细菌（可在60%60%以下的含糖高渗溶液中生长）以下的含糖高渗溶液中生长）* * 普通微生物一般在普通微生物一般在0.85-0.900.85-0.90的食盐溶液中生长的食盐溶液中生长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。