第六章微生物的生長及其控制

重點：細(xì)菌生長曲線的定義、各時期的特點、應(yīng)用及生產(chǎn)指導(dǎo)意義?？刂莆⑸锷L繁殖及控制微生物生長的條件及原理。本文檔共56頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期三\13點23分第一節(jié)

微生物的個體與群體生長和繁殖本文檔共56頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期三\13點23分一、微生物的個體生長與繁殖1、細(xì)菌的個體生長與繁殖

單細(xì)胞原核微生物持續(xù)生長直至分裂成兩個新的細(xì)胞，這個過程稱為二等分裂。本文檔共56頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期三\13點23分2、細(xì)菌擬核DNA的復(fù)制與分離

細(xì)菌的擬核（nucleoid）即染色體（bacterialchromosome）是一環(huán)形雙鏈DNA分子。本文檔共56頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期三\13點23分細(xì)菌分裂時染色體DNA的復(fù)制本文檔共56頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期三\13點23分本文檔共56頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期三\13點23分二、微生物的群體生長規(guī)律

就單細(xì)胞微生物來說，在特定的環(huán)境中，不同種的微生物表現(xiàn)出趨勢相近的生長動力學(xué)規(guī)律。本文檔共56頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期三\13點23分細(xì)菌純培養(yǎng)生長曲線圖本文檔共56頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期三\13點23分細(xì)菌生長曲線的分期滯留適應(yīng)期對數(shù)生長期穩(wěn)定生長期衰亡期本文檔共56頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期三\13點23分1.滯留適應(yīng)期

（Lagphase）特點：1）細(xì)菌數(shù)量不增加或增加很少，代謝活躍；2）細(xì)胞內(nèi)RNA，尤其是rRNA的含量很高，細(xì)胞的嗜堿性強；3）細(xì)胞體積增大，拉長；4）細(xì)胞內(nèi)的代謝活力強，特別是合成一些必需的酶類；5）抗性有所降低，對不良環(huán)境因素表現(xiàn)很敏感。本文檔共56頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期三\13點23分2.對數(shù)期

（Logphase）特點1）代時最短，生長速度最快；2）細(xì)胞穩(wěn)定（平衡）生長：細(xì)胞內(nèi)各種物質(zhì)按比例生長，菌體成分均勻；3）酶活性高，代謝穩(wěn)定，菌體大小基本一致。本文檔共56頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期三\13點23分3.穩(wěn)定期

（Stationaryphase）特點：1）生長速度為零，新生=死亡，達(dá)到動態(tài)平衡；2）活菌數(shù)的總量達(dá)到最大值；3）胞內(nèi)的儲藏物開始形成（如肝糖粒、脂肪粒等）；4）某些芽孢菌的芽孢開始形成；5）某些細(xì)菌過量積累次級代謝產(chǎn)物，如抗生素、維生素等。本文檔共56頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期三\13點23分4.衰亡期

（Deathphase）特點：1）生長速率負(fù)增長；2）細(xì)胞形態(tài)多樣，出現(xiàn)畸形，形成衰退型；3）蛋白水解酶活躍，出現(xiàn)細(xì)胞自溶現(xiàn)象；4）芽孢細(xì)菌芽孢大量釋放。本文檔共56頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期三\13點23分第二節(jié)

微生物的培養(yǎng)與生長量測定本文檔共56頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期三\13點23分一、微生物純培養(yǎng)技術(shù)純培養(yǎng)(Pureculture)：微生物學(xué)中將在實驗室條件下從一個細(xì)胞或一種細(xì)胞群繁殖得到的后代稱為純培養(yǎng)。本文檔共56頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期三\13點23分獲得純培養(yǎng)的技術(shù)稀釋平板分離法平皿劃線分離法單細(xì)胞挑取法利用選擇性培養(yǎng)基分離法富集培養(yǎng)二元培養(yǎng)：是純培養(yǎng)的一種特殊形式，主要用于分離寄生微生物的方法。共培養(yǎng)(Coculture)本文檔共56頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期三\13點23分二、同步培養(yǎng)

通過機(jī)械方法和調(diào)控培養(yǎng)條件使某一群體中的所有微生物個體細(xì)胞盡可能處于同一生長和分裂周期中，從而使細(xì)胞群體中各個體處于分裂步調(diào)一致的生長狀態(tài)，這種生長狀態(tài)稱為同步生長(synchronousgrowth)。本文檔共56頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期三\13點23分同步培養(yǎng)方法機(jī)械方法環(huán)境條件控制技術(shù)離心方法過濾分離法硝酸纖維素濾膜法溫度培養(yǎng)基成份控制光照和黑暗交替培養(yǎng)本文檔共56頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期三\13點23分硝酸纖維素濾膜法離心法本文檔共56頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期三\13點23分三、微生物生長量的測定1.直接計數(shù)法（全數(shù)法）2.間接計數(shù)法（活菌計數(shù)法）3.測定細(xì)胞物質(zhì)量本文檔共56頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期三\13點23分1.直接計數(shù)法（全數(shù)法）計數(shù)器計數(shù):1、血球計數(shù)板2、細(xì)菌計數(shù)板涂片染色計數(shù)法：比濁法缺點：1、不能區(qū)分死菌與活菌；2、不適于對運動細(xì)菌的計數(shù)；3、需要相對高的細(xì)菌濃度；4、個體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察；本文檔共56頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期三\13點23分2.間接計數(shù)法（活菌計數(shù)法）平板菌落計數(shù)法液體稀釋培養(yǎng)測數(shù)（MostProbableNumbermethod,MPN法）薄膜過濾計數(shù)法（全數(shù)）本文檔共56頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期三\13點23分本文檔共56頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期三\13點23分3.測定細(xì)胞物質(zhì)量（1）干重法：以干重、濕重直接衡量微生物群體的生物量。（2）含氮量、DNA測定法：通過樣品中蛋白質(zhì)、核酸含量的測定間接推算微生物群體的生物量。（3）其他生理指標(biāo)測定法：

物質(zhì)的消耗對氧的吸收二氧化碳的釋放量等本文檔共56頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期三\13點23分第三節(jié)微生物生長繁殖的控制本文檔共56頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期三\13點23分一些基本術(shù)語滅菌(Sterilization)抑制(Inhibition)死亡(Death)防腐(Antisepsis)消毒(Dis-infection)本文檔共56頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期三\13點23分

滅菌（sterilization)

是指利用某種殺死物體中包括芽孢在內(nèi)的所有微生物的一種措施.本文檔共56頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期三\13點23分

抑制(inhibition)

是在亞致死劑量因子作用下導(dǎo)致微生物生長的停止，但在移去這種因子后生長仍可以恢復(fù)的生物學(xué)現(xiàn)象。本文檔共56頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期三\13點23分

死亡(death)

是在致死劑量因子或亞致死劑量因子長時間作用下，導(dǎo)致微生物生長能力不可逆喪失，即使這種因子移去后生長仍不能恢復(fù)的生物學(xué)現(xiàn)象。本文檔共56頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期三\13點23分

防腐（antisepsis)

是在某些化學(xué)物質(zhì)或物理因子作用下，能防止或抑制微生物生長的一種措施，它能防止食品腐敗或防止其它物質(zhì)霉變。本文檔共56頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期三\13點23分

消毒（disinfection)

是利用某種方法殺死或滅活物質(zhì)或物質(zhì)中所有病原微生物的一種措施,它可以起到防止感染或傳播的作用.

本文檔共56頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期三\13點23分二、控制微生物的化學(xué)物質(zhì)

1．抗微生物劑抗微生物劑(antimicrobialagcnt)是一類能夠殺死微生物或抑制微生物生長的化學(xué)物質(zhì)。本文檔共56頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期三\13點23分抗微生物劑通常又將它們分為消毒劑：可殺死微生物，通常用于非生物材料的滅菌或消毒。防腐劑：能殺死微生物或抑制其生長，但對人及動物的體表組織無毒性或毒性低，可作為外用抗微生物藥物。HgCl2、CuSO4、碘液、氯氣、乙烯氧化物、甲醛劑、臭氧有機(jī)汞、0.1%-1％硝酸銀、碘液、70%乙醇、3％過氧化氫本文檔共56頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期三\13點23分各種抗微生物化學(xué)制劑殺菌能力的比較標(biāo)準(zhǔn)：石炭酸系數(shù)：指在一定時間內(nèi)被試藥劑能殺死全部供試菌的最高稀釋度和達(dá)到同效的石炭酸的最高稀釋度的比率。一般規(guī)定處理時間為10分鐘，而供試菌定為Salmonellatyphi（傷寒沙門氏菌）。在臨床上最早使用的消毒劑----石炭酸本文檔共56頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期三\13點23分2．抗代謝物(Antimetabolite)有些化合物在結(jié)構(gòu)上與生物體所必需的代謝物很相似，以至可以和特定的酶結(jié)合，從而阻礙了酶的功能，干擾了代謝的正常進(jìn)行，這些物質(zhì)稱為抗代謝物。葉酸對抗物（磺胺）、嘌呤對抗物（6-巰基嘌呤）、苯丙氨酸對抗物（對氟苯丙氨酸）、尿嘧啶對抗物（5-氟尿嘧啶）胸腺嘧啶對抗物（5-溴胸腺嘧啶）本文檔共56頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期三\13點23分3．抗生素抗生素(Antibiotic)是由某些生物合成或半合成的一類次級代謝產(chǎn)物或衍生物，它們在很低濃度時就能抑制或影響它種生物的生命活動，如殺死微生物或抑制其生長。自本世紀(jì)40年代以來，已找到上萬種新抗生素，合成了近10萬種半合成抗生素，但其中在臨床上常用的僅幾十種。本文檔共56頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期三\13點23分三、控制微生物的物理因素

溫度輻射作用過濾滲透壓干燥超聲波本文檔共56頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期三\13點23分1.高溫滅菌①高壓蒸汽滅菌法高壓蒸汽滅菌的溫度越高，微生物死亡越快。通常情況下溫度為121.3℃。本文檔共56頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期三\13點23分②干熱滅菌烘箱內(nèi)熱空氣滅菌火焰灼燒干熱滅菌溫度：150-170℃；時間：1-2h對象：金屬器械、玻璃器皿等本文檔共56頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期三\13點23分將待消毒物品如注射器、金屬用具、解剖用具等在水中煮沸15min或更長時間，以殺死細(xì)菌或其他微生物的營養(yǎng)體和少部分的芽孢或孢子。③煮沸消毒

如果在水中適當(dāng)加1％碳酸鈉或2％一5％的石炭酸則殺菌效果更好。本文檔共56頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期三\13點23分④間隙滅菌法例如第一次蒸煮后殺死微生物營養(yǎng)體，冷卻，培養(yǎng)過夜，孢子萌發(fā)，又第二次蒸煮，殺死營養(yǎng)體。這樣反復(fù)2—3次就可以完全殺死營養(yǎng)體和芽孢，也可保持某些營養(yǎng)物質(zhì)不被破壞。本文檔共56頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期三\13點23分高溫對牛奶及其熱敏感物質(zhì)不適宜，因為高熱破壞了食品的營養(yǎng)與風(fēng)味。⑤巴氏消毒法具體方法低溫維持法：只要在63℃下維持30min高溫瞬時法：只要在72℃下維持15s超高溫法：只要在135-150℃下維持2-6s本文檔共56頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期三\13點23分2．輻射作用(radiationSterilization)微波:通過熱產(chǎn)生殺死微生物的作用；紫外線(UV):使DNA分子中相鄰的嘧啶形成嘧啶二聚體，抑制DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄等功能，殺死微生物；X射線和y射線:使其他物質(zhì)氧化或產(chǎn)生自由基(OH·、H·)破壞和改變生物大分子的結(jié)構(gòu)，以抑制或殺死微生物。本文檔共56頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期三\13點23分3．過濾作用不耐熱的液體培養(yǎng)基的滅菌本文檔共56頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期三\13點23分第四節(jié)

環(huán)境對生長的影響

本文檔共56頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期三\13點23分一、溫度本文檔共56頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期三\13點23分各類微生物生長的溫度范圍

微生物類型

生長溫度／℃最低最適最高嗜冷微生物0以下1520兼性嗜冷微生物020-3035；嗜溫微生物15-2020-4545以上嗜熱微生物4555-6580超嗜熱或嗜高溫微生物6580-90100以上本文檔共56頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期三\13點23分二、氫離子濃度（pH）微生物最低PH最適PH最高PH細(xì)菌3-56.5-7.58-10酵母菌2-34.5-5.57-8霉菌1-34.5-5.57-8本文檔共56頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期三\13點23分三、濕度、滲透壓

濕度：一般是指環(huán)境空氣中含水量的多少，有時也泛指物質(zhì)中所含水份的量。

一般的生物細(xì)胞含水量在70％~90%。濕潤的物體表面易長微生物，這是由于濕潤的物體表面常有一層薄薄的水膜，微生物細(xì)胞實際上就生長在這一水膜中。本文檔共56頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期三\13點23分四、氧和氧化還原電位本文檔共56頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期三\13點23分氧根據(jù)氧與微生物生長的關(guān)系可將微生物分為：好氧性微生物微好氧性微生物氧的忍耐型微生物兼性厭氧性微生物專性厭氧性微生物本文檔共56頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期三\13點23分(e)Microaerophiles,aerobicorganismsthatdonottolerateatmosphericconcentrationsofoxygen-growthoccursonlyinanarrowbandofoptimaloxygenconcentration(c)Obligateanaerobes-oxygenistoxic,andthereisnogrowth