1、關(guān)于微生物的生長及其控制第一張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月一個微生物細(xì)胞合適的外界條件，吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行代謝。如果同化作用的速度超過了異化作用個體的生長原生質(zhì)的總量（重量、體積、大?。┚筒粩嘣黾尤绻骷?xì)胞組分是按恰當(dāng)?shù)谋壤鲩L時，則達(dá)到一定程度后就會發(fā)生繁殖，引起個體數(shù)目的增加。群體內(nèi)各個個體的進(jìn)一步生長群體的生長第二張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月生長:微生物細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行新陳代謝，當(dāng)同化作用異化作用時，生命個體的重量和體積不斷增大的過程。繁殖生命個體生長到一定階段，通過特定方式產(chǎn)生新的生命個體，即引起生命個體數(shù)量增加的生物學(xué)過程。發(fā)育從生長到繁殖，是

2、生物的構(gòu)造和機(jī)能從簡單到復(fù)雜、從量變到質(zhì)變的發(fā)展變化過程，這一過程稱為發(fā)育。生長與繁殖的概念第三張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月個體生長微生物細(xì)胞個體吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行新陳代謝，原生質(zhì)與細(xì)胞組分的增加為個體生長。群體生長群體中個體數(shù)目的增加?？梢杂弥亓?、體積、密度或濃度來衡量。（由于微生物的個體極小，所以常用群體生長來反映個體生長的狀況） 個體生長個體繁殖 群體生長 群體生長 = 個體生長 + 個體繁殖第四張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月微生物的生長及其控制第一節(jié) 測定微生物生長繁殖的方法第二節(jié) 微生物的生長規(guī)律第三節(jié) 影響微生物生長的主要因素第四節(jié) 微生物培養(yǎng)法第

3、五節(jié) 有害微生物的控制第五張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月純培養(yǎng)(pure culture)微生物學(xué)中把從一個細(xì)胞或一群相同的細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)繁殖而得到的后代,稱純培養(yǎng)。描述不同種類、不同生長狀態(tài)的微生物生長情況，需選用不同的測定指標(biāo)。第一節(jié) 測定微生物生長繁殖的方法第六張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月微生物純培養(yǎng)生長的測定方法一、測生長量直接法(干重法，測體積法)間接法（比濁法，碳、氮含量法，其它生理指標(biāo)）二、計繁殖數(shù)直接法（死、活細(xì)胞總數(shù)）血球計數(shù)板、比例計數(shù)法間接法（活菌）平板菌落計數(shù)法、液體稀釋法、膜過濾法第七張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月一、測

4、生長量（微生物生長量和生理指標(biāo)測定法）1、直接法（1）粗放的測體積法（2）精確的稱干重法將一定量的菌液中的菌體通過離心或過濾分離出來，然后烘干(干燥溫度可采用105、100或80)、稱重。一般干重為濕重的10%20%，而一個細(xì)菌細(xì)胞一般重約10-1210-13g。該法適合菌濃較高的樣品。例：大腸桿菌一個細(xì)胞一般重約10121013g，100ml培養(yǎng)物若得1090mg干重的細(xì)胞。則液體培養(yǎng)物中細(xì)胞濃度達(dá)到2109個/ml 。第八張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2、間接法（1）比濁法 借助于分光光度計，在一定波長下測定菌懸液的光密度，就可反應(yīng)出菌液的濃度。原理：在一定范圍內(nèi)，菌懸液中

5、的細(xì)胞濃度與混濁度成正比，即與光密度成正比，菌數(shù)越多，光密度越大。特點：快速、簡便。第九張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）生理指標(biāo)法測含氮量 蛋白質(zhì)是細(xì)胞的主要物質(zhì)，含量穩(wěn)定，而氮是蛋白質(zhì)的主要成分，通過測含氮量就可推知微生物的濃度。 一般細(xì)菌含氮量為干重的12.5%，酵母菌為7.5%，霉菌為6.0%，根據(jù)一定體積培養(yǎng)液中的含氮量再乘以6.25，就可測得粗蛋白的含量: N6.25=Pr其他方法 含碳、磷、DNA、RNA、耗氧量、消耗底物量、產(chǎn)CO2、產(chǎn)酸、產(chǎn)熱、粘度等，都可用于生長量的測定。第十張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月血球計數(shù)板法（死、活細(xì)胞在內(nèi)的總菌數(shù)

6、） 二、計繁殖數(shù)（單細(xì)胞微生物細(xì)胞數(shù)目的檢測法）（一）直接法如用特殊染料對菌體進(jìn)行染色后，再用光學(xué)顯微鏡計數(shù)，可作活菌計數(shù)和總菌計數(shù)。第十一張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）間接法活菌計數(shù)法（1）平板菌落計數(shù)法第十二張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月菌落形成單位（colony forming unit,cfu）一定菌樣中的單個微生物經(jīng)培養(yǎng)后，形成的單菌落。根據(jù)每皿上形成的cfu數(shù)乘上稀釋度即可推算出菌樣的含菌數(shù)。第十三張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）厭氧菌的菌落計數(shù)法亨蓋特滾管培養(yǎng)法。半固體深層瓊脂法。第十四張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于20

7、22年6月第二節(jié) 微生物的生長規(guī)律一、微生物的個體生長和同步生長二、單細(xì)胞微生物的典型生長曲線三、微生物的連續(xù)培養(yǎng)四、微生物的高密度培養(yǎng)第十五張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月由于微生物細(xì)胞極其微小，研究其個體生長存在著技術(shù)上的困難（用電子顯微鏡和同步培養(yǎng)技術(shù)）。同步生長（synchronous growth）：一個細(xì)胞群體中各個細(xì)胞都在同一時間進(jìn)行分裂的狀態(tài)，稱為同步生長。同步培養(yǎng)技術(shù)：獲得同步生長的技術(shù)。同步細(xì)胞：進(jìn)行同步分裂的細(xì)胞稱為同步細(xì)胞。同步細(xì)胞群體在任何一時刻都處在細(xì)胞周期的同一相，彼此間形態(tài)、生化特征都很一致，因而是細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)等研究的良好材料。一、微生

8、物的個體生長和同步生長第十六張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月獲得同步生長的方法：獲得同步生長的方法主要有兩類：環(huán)境條件誘導(dǎo)法：抗生素、變換溫度、光線、培養(yǎng)基等。造成與正常細(xì)胞周期不同的周期變化。機(jī)械篩選法：選擇性過濾、梯度離心或膜洗脫法。物理方法，隨機(jī)選擇，不影響細(xì)胞代謝。第十七張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 硝酸纖維素膜 法原理：一些細(xì)菌細(xì)胞會緊緊粘附于具不同電荷的硝酸纖維微孔濾膜上。步驟：菌懸液通過微孔濾膜，細(xì)胞吸附其上； 反置濾膜，以新鮮培養(yǎng)液通過濾膜，洗掉浮游細(xì)胞； 除去起始洗脫液后就可以得到剛剛分裂下來的新生細(xì)胞，即為同步培養(yǎng)。 這種細(xì)胞在培養(yǎng)過程中，一

9、般經(jīng)2 3個分裂周期就會喪失其同步性。 第十八張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月二、單細(xì)胞微生物的典型生長曲線 生長曲線：定量描述液體培養(yǎng)基中微生物群體生長規(guī)律的實驗曲線。 單細(xì)胞微生物主要包括細(xì)菌和酵母菌，其群體生長是以群體中細(xì)胞數(shù)量的增加來表示的。 由一個細(xì)胞分裂成為兩個細(xì)胞的時間間隔稱為世代，一個世代所需的時間就是代時（eneration time, G ），代時也就是群體細(xì)胞數(shù)目擴(kuò)大一倍所需 時間，有時也稱為倍增時間。 生長速率常數(shù)：每小時分裂次數(shù)，用R表示。第十九張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 右圖表示的是一個細(xì)胞經(jīng)過若干代分裂后的情況。如圖可見，每經(jīng)過一

10、個代時，細(xì)胞數(shù)目就增加一倍，呈指數(shù)增加，因而被稱為指數(shù)生長，這就是單細(xì)胞群體生長的特征。 即：X2 = X12n第二十張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月將少量單細(xì)胞的純培養(yǎng)，接種到一恒定容積的新鮮液體培養(yǎng)基中，在適宜條件下培養(yǎng)，每隔一定時間取樣，測菌細(xì)胞數(shù)目。以培養(yǎng)時間為橫坐標(biāo)，以細(xì)菌增長數(shù)目的對數(shù)為縱坐標(biāo)，繪制所得的曲線。生長曲線的制作第二十一張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月以細(xì)菌為例介紹無分支單細(xì)胞微生物群體生長規(guī)律，其結(jié)論也基本適用于酵母菌。生長曲線代表了單細(xì)胞微生物在新的環(huán)境中從開始生長、分裂直至死亡的整個動態(tài)變化過程。每種單細(xì)胞微生物都有各自的典型生長曲線，

11、但它們的生長過程卻有著共同的規(guī)律性。一般可以將生長曲線劃分為四個時期。第二十二張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月典型生長曲線 （Growth curve） 延滯期對數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期時期的劃分：按照生長速率常數(shù)R（growth race constant）的不同第二十三張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月又稱：停滯期、調(diào)整期、適應(yīng)期1.現(xiàn)象：活菌數(shù)沒增加，曲線平行于橫軸。2.特點：生長速率常數(shù)R= 0細(xì)胞形態(tài)變大或增長細(xì)胞內(nèi)RNA特別是rRNA含量增高，原生質(zhì)嗜堿性增強(qiáng)合成代謝活躍（核糖體、酶類、ATP合成加快），易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶對外界不良條件敏感，（如氯化鈉濃度、溫度、抗生素

12、等化學(xué)藥物）3.原因：適應(yīng)新的環(huán)境條件，合成新的酶，積累必要的中間產(chǎn)物（一） 延滯期（lag phase）第二十四張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月認(rèn)識延遲期的特點及形成原因?qū)嵺`的指導(dǎo)意義：在發(fā)酵工業(yè)上需設(shè)法盡量縮短延遲期，措施有：接種齡：采用對數(shù)生長期的健壯菌種；增加接種量；一般來說， 接種量增大可縮短甚至消除延遲期（發(fā)酵工業(yè)上一般采用1/10的接種量）； 調(diào)整培養(yǎng)基的成分，應(yīng)適當(dāng)豐富，且發(fā)酵培養(yǎng)基成分盡量與種子培養(yǎng)基的成分接近。 第二十五張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）對數(shù)期（logarithmic phase，指數(shù)期） 在生長曲線中，緊接著延滯期的一段細(xì)

13、胞數(shù)目以幾 何級數(shù)增長的時期。其對數(shù)與時間呈直線關(guān)系。 1、指數(shù)期的特點： 生長速率常數(shù)R最大，即代時最短; 細(xì)胞進(jìn)行平衡生長，菌體大小、形態(tài)、生理特征 等比較一致; 酶系活躍，代謝最旺盛; 細(xì)胞對理化因素較敏感。第二十六張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2、指數(shù)期中的的三個重要參數(shù)繁殖代數(shù)（n） 指數(shù)生長方式： 1、 2、4、8 2n 設(shè)接種時細(xì)胞數(shù)為x1, 時間為t1, 到時間t2后，繁殖n代，細(xì)胞數(shù)為x2，它們之間的相互關(guān)系為： x2 = x12n以對數(shù)表示： x2 = x1 + n2 n = = 3.322( x2 - x1 ) x2 - x12第二十七張，PPT共一百二十

14、四頁，創(chuàng)作于2022年6月x2x1t2t1培養(yǎng)時間Lg 細(xì)胞數(shù)/mlt2 - t13.322(lgx2-lgx1)生長速率常數(shù)R=t2 - t13.322(lgx2-lgx1)代時G= 繁殖代數(shù) n=3.322(lgx2-lgx1)第二十八張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月代時在不同種微生物中的變化很大，多數(shù)微生物的代時為13h，然而有些快速生長的微生物的代時還不到10min,而另一些微生物的代時卻可長達(dá)幾小時或幾天； 另外，同一種微生物，在不同的生長條件下其代時的長短也不同；但是，在一定條件下，每一種微生物的代時是恒定的，因此它是微生物菌種的一個重要特征。第二十九張，PPT共一百

15、二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月一 些 細(xì) 菌 的 代 時菌名培養(yǎng)基培養(yǎng)溫度 代時E. coli（大腸桿菌） 肉湯 3717minE. coli 牛奶 3712.5Enterobacter aerogenes（產(chǎn)氣腸細(xì)菌）肉湯或牛奶 371618E. aerogenes 組合 372944B. Cereus（蠟狀芽孢桿菌）肉湯3018B. thermophilus（嗜熱芽孢桿菌）肉湯5518.3Lactobacillus acidophilus（嗜酸乳桿菌）牛奶376687Streptococcus lactis（乳酸鏈球菌）牛奶3726S. lactis乳糖肉湯3748Azotobacter

16、chroococcum（褐球固氮菌）葡萄糖2534446Mycobacterium tuberculosis（結(jié)核分枝桿菌）組合3779293Nitrobacter agilis（活躍硝化桿菌）組合271200第三十張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3影響指數(shù)期微生物代時長短的因素（1）菌種：不同菌種其代時差別極大。 （2）營養(yǎng)成分：同一種微生物，在營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基上 生長時，其代時較短，反之則長。 （3）營養(yǎng)物濃度：既影響微生物的生長速率，又影響它 的生長總量。 （濃度0.12.0mg/mL影響生長速 率，濃度2.08.0mg/mL時影響最終產(chǎn)量） （4）培養(yǎng)溫度：溫度對微生物的

17、生長速率明顯的影響。 第三十一張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月營養(yǎng)物濃度與對數(shù)期生長速率和產(chǎn)量作用方式：影響微生物的生長速率和總生長量。生長限制因子：凡是處于較低濃度范圍內(nèi)，可影響生長速率和菌體產(chǎn)量的營養(yǎng)物就稱生長限制因子。8.0mg/ml6.0mg/ml4.0mg/ml2.0mg/ml1.0mg/ml0.5mg/ml0.2mg/ml0.1mg/ml只最大收獲量受影響生長速度和最大收獲量受影響時間細(xì)胞數(shù)或菌體量第三十二張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月應(yīng)用意義：指數(shù)期的微生物具有整個群體的生理特性一致、細(xì)胞各成分平衡增長和生長速率恒定等優(yōu)點，是：（1）用作代謝、生理等

18、研究的良好材料；（2）是增殖噬菌體的最適宿主；（3）是發(fā)酵工業(yè)中用種子的最佳材料。（4）進(jìn)行染色、形態(tài)觀察等的良好材料。第三十三張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）穩(wěn)定期（stationary phase，恒定期、最高生長期）1特點：（1）R=0，即處于新繁殖的細(xì)胞數(shù)與衰亡的細(xì)胞數(shù)相等，或正生長與負(fù)生長相等的動態(tài)平衡之中。培養(yǎng)物中的細(xì)胞數(shù)目達(dá)到最高值。（2）菌體產(chǎn)量達(dá)到了最高點；第三十四張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）菌體產(chǎn)量與營養(yǎng)物質(zhì)的消耗間呈現(xiàn)出有規(guī)律的比例關(guān)系（可用生長產(chǎn)量常數(shù)Y生長得率來表示：表示微生物對基質(zhì)利用效率的高低 。Y=菌體干重/ 消耗營養(yǎng)

19、物質(zhì)的濃度 根據(jù)產(chǎn)量常數(shù)可確定微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需要量意義：消耗每g或mol營養(yǎng)物質(zhì)所產(chǎn)生的菌體干重（g）。（4）細(xì)胞內(nèi)開始積聚糖原、異染顆粒和脂肪等內(nèi)含物；（5）芽孢桿菌一般在這時開始形成芽孢；（6）通過復(fù)雜的次生代謝途徑合成抗生素等對人類有用的各種次生代謝物（穩(wěn)定期產(chǎn)物）。Y=x x0C0 C=x x0C0第三十五張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2穩(wěn)定期到來的原因（1）營養(yǎng)物尤其是生長是限制因子耗盡；（2）營養(yǎng)物的比例失調(diào)；（3）酸、醇、毒素或H2O2等有害代謝產(chǎn)物的累積；（4）pH、氧化還原勢等物理化學(xué)條件越來越不適宜；等等.第三十六張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022

20、年6月3生產(chǎn)實踐的重要指導(dǎo)意義（1）對以生產(chǎn)菌體或菌體生長相平行的代謝產(chǎn)物的最佳收獲期；（2）是對維生素、堿基、氨基酸等物質(zhì)進(jìn)行生物測定的最佳測定時期；（3）通過對穩(wěn)定期到來原因的研究，促進(jìn)了連續(xù)培養(yǎng)原理的提出和工藝、技術(shù)的創(chuàng)建。第三十七張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（四）衰亡期（decline phase）1、特點：（1）細(xì)胞死亡數(shù)增加，死亡數(shù)大大超過新增殖的細(xì)胞數(shù)，群體中的活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)“負(fù)生長” （ R0 ） ；（2）細(xì)胞內(nèi)顆粒更明顯，細(xì)胞出現(xiàn)多形態(tài)、畸形或衰退形；（3）因菌體本身產(chǎn)生的水解酶及代謝產(chǎn)物的作用，使菌體死亡、自溶等，發(fā)生自溶的菌生長曲線表現(xiàn)為向下跌落

21、的趨勢。（4）有的微生物合成或釋放對人類有益的抗生素等次生代謝（5）芽孢桿菌在此期釋放芽孢；等等。 衰亡期比其他各時期時間長，它的長短也與菌種和環(huán)境條件有關(guān)。2、產(chǎn)生原因：生長條件的進(jìn)一步惡化，使細(xì)胞內(nèi)的分解代謝大大超過合成代謝，繼而導(dǎo)致菌體的死亡第三十八張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月絲狀微生物的群體生長絲狀微生物的純培養(yǎng)采用孢子接種，在液體培養(yǎng)基中振蕩培養(yǎng)或深層通氣加攪拌培養(yǎng)，菌絲體通過斷裂繁殖不形成產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)。以菌絲干重作為衡量生長的指標(biāo)，即以時間為橫坐標(biāo)，以菌絲干重為縱坐標(biāo)，繪制生長曲線。培養(yǎng)時間與菌絲體干重的立方根成直線關(guān)系?？煞譃槿齻€階段：1、停滯期（生長延滯期）2、迅

22、速生長期（快速生長期）3、衰亡期（生長衰退期）第三十九張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1、生長停滯期: 造成生長停滯的原因一是孢子萌發(fā)前真正的停滯狀態(tài)，另一種是生長已經(jīng)開始，但還無法測定。2、迅速生長期:菌絲體干重迅速增加，其立方根與時間呈直線關(guān)系，菌絲干重不以幾何級數(shù)增加，沒有對數(shù)生長期。生長主要表現(xiàn)在菌絲尖端的伸長和出現(xiàn)分支、斷裂等，此時期的菌體呼吸強(qiáng)度達(dá)到高峰，有的開始積累代謝產(chǎn)物。3、衰退期:菌絲體干重下降，到一定時期不再變化。大多數(shù)次級代謝產(chǎn)物在此期合成，大多數(shù)細(xì)胞都出現(xiàn)大的空泡。有些菌絲體還會發(fā)生自溶菌絲體，這與菌種和培養(yǎng)條件有關(guān)。絲狀微生物的群體生長第四十張，PPT

23、共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月三、微生物的連續(xù)培養(yǎng)（continuous culture）分批培養(yǎng)（batch culture） ：將微生物置于一定容積的定量的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)基一次性加入。不再補(bǔ)充和更換，最后一次性收獲。連續(xù)培養(yǎng)（continuous culture） ：在微生物培養(yǎng)的過程中，不斷地供給新鮮的營養(yǎng)物質(zhì)，同時排除含菌體及代謝產(chǎn)物的發(fā)酵液，讓培養(yǎng)的微生物長時間地處于對數(shù)生長期，以利于微生物的增殖速度和代謝活性處于某種穩(wěn)定狀態(tài)。連續(xù)培養(yǎng)理論基礎(chǔ)：由于對典型生長曲線中穩(wěn)定期到來原因的認(rèn)識，采取相應(yīng)有效措施推遲其來臨，從而發(fā)展出現(xiàn)在的連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)。第四十一張，PPT共一百二十四

24、頁，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)微生物在單批培養(yǎng)方式下生長達(dá)到對數(shù)期后期時，一方面以一定的速度流進(jìn)新鮮培養(yǎng)基并攪拌，另一方面以溢流方式流出培養(yǎng)液，使培養(yǎng)物達(dá)到動態(tài)平衡，其中的微生物就能長期保持對數(shù)期的平衡生長狀態(tài)和穩(wěn)定的生長速率。單批培養(yǎng) 恒濁法恒化法 單批培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)時間連續(xù)流入新鮮培養(yǎng)液lg細(xì)胞數(shù)（個/ml）連續(xù)培養(yǎng) （一）連續(xù)培養(yǎng)原理第四十二張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月連續(xù)培養(yǎng)器按控制方式分按培養(yǎng)器的級數(shù)分按細(xì)胞狀態(tài)分按用途分內(nèi)控制（控制菌體密度）：恒濁器外控制（控制培養(yǎng)液流速、以控制生長速率）：恒化器單級連續(xù)培養(yǎng)器多級連續(xù)培養(yǎng)器一般連續(xù)培養(yǎng)器固定化細(xì)胞連續(xù)培養(yǎng)器實驗室科研用

25、：連續(xù)培養(yǎng)器發(fā)酵生產(chǎn)用：連續(xù)發(fā)酵罐（二）連續(xù)培養(yǎng)器第四十三張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)1、恒化連續(xù)培養(yǎng)概念：以恒定流速使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)濃度恒定而保持微生物始終在低于其最高生長速率的條件下達(dá)到連續(xù)培養(yǎng)。原理：通過控制某一種營養(yǎng)物濃度（如碳、氮源、生長因子等） ，使其始終成為生長限制因子，而達(dá)到控制培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長速率條件下進(jìn)行生長繁殖。特點：維持營養(yǎng)成分的亞適量，控制微生物生長速率。菌體生長速率恒定，菌體均一、密度穩(wěn)定，產(chǎn)量低于最高菌體產(chǎn)量。應(yīng)用范圍：實驗室科學(xué)研究第四十四張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月恒化器（Che

26、mostat 或bactogen）第四十五張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月概念：根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長密度，借光電控制系統(tǒng)來控制培養(yǎng)液流速，以取得菌體高密度、生長速度恒定的微生物細(xì)胞。原理：通過調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入的速度和培養(yǎng)物流出的速度來維持菌液濃度不變,即濁度不變。當(dāng)濁度高時，使新鮮培養(yǎng)基的流速加快，濁度降低，則減慢培養(yǎng)基的流速。特點：基質(zhì)過量，微生物始終以最高速率進(jìn)行生長，并可在允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密度；但工藝復(fù)雜，煩瑣。2、恒濁培養(yǎng)使用范圍：用于生產(chǎn)大量菌體、生產(chǎn)與菌體生長相平行的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸、乙醇等。第四十六張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月裝置

27、控制對象培養(yǎng)基培養(yǎng)基流速生長速率產(chǎn)物應(yīng)用范圍恒濁器菌體密度（內(nèi)控制）無限制生長因子不恒定最高大量菌體或與菌體形成相平行的產(chǎn)物生產(chǎn)為主恒化器培養(yǎng)基流速（外控制）有限制生長因子恒定低于最高不同生長速率的菌體實驗室為主恒濁器與恒化器的比較第四十七張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（四）連續(xù)發(fā)酵（continuous fermentation）將連續(xù)培養(yǎng)用于發(fā)酵，即為連續(xù)發(fā)酵。相對于單批發(fā)酵而言。SCP的生產(chǎn)、乙醇、乳酸、丙酮和丁醇的發(fā)酵、石油脫蠟、污水處理等應(yīng)用。優(yōu)點： 高效，簡化了操作裝料、滅菌、出料、清洗發(fā)酵罐等單元操作； 自控：便于利用各種儀表進(jìn)行自動控制； 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定； 節(jié)約大

28、量動力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、電的負(fù)荷均衡合理。缺點：菌種易于退化；易于遭到雜菌污染；營養(yǎng)物利用率低于單批培養(yǎng)。連續(xù)發(fā)酵的生產(chǎn)時間受以上因素限制，一般只能維持?jǐn)?shù)月 1年。第四十八張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月指微生物在液體培養(yǎng)基中細(xì)胞群體密度超過常規(guī)培養(yǎng)10倍以上時的生長狀態(tài)或培養(yǎng)技術(shù)?，F(xiàn)代高密度培養(yǎng)技術(shù)主要是用于基因工程菌生產(chǎn)多肽類藥物。選取最佳培養(yǎng)基成分和各成分含量補(bǔ)料（采用逐量流加的方式進(jìn)行）提高溶解氧的濃度防止有害代謝產(chǎn)物的生成四、微生物的高密度培養(yǎng)（高密度發(fā)酵）高密度培養(yǎng)的具體方法：第四十九張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月應(yīng)用：用基因工程菌生產(chǎn)多肽

29、類貴重藥物（胰島素、白細(xì)胞介素、干擾素、生長激素等）。不同菌種和同種不同菌株間，達(dá)到高密度的水平差別很大。E.coli可達(dá)174175g(濕重)/L，理論值可達(dá)200g/L ，甚至400g/L 。目前被用于高密度培養(yǎng)的只有大腸桿菌和釀酒酵母。第五十張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 影響微生物生長的主要因素影響微生物生長的外界因素很多，除了營養(yǎng)因素之外，還有許多物理化學(xué)因素，如：O2、溫度、pH值、水活度、滲透壓、Eh、輻射、UV、電離輻射、超聲波、化學(xué)藥劑等 。第五十一張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月本節(jié)主要內(nèi)容：一、溫度對微生物生長的影響二、氧氣對微生物生長

30、的影響三、pH值對微生物生長的影響第五十二張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月溫度是影響微生物生長繁殖的最重要因素之一。溫度對微生物的影響具體表現(xiàn)在直接影響細(xì)胞內(nèi)的各種生化反應(yīng)：影響酶活性，溫度變化影響酶促反應(yīng)速率，最終影響細(xì)胞合成。影響細(xì)胞膜的流動性，溫度高，流動性大，有利于物質(zhì)的運(yùn)輸，溫度低，流動性降低，不利于物質(zhì)運(yùn)輸，因此，溫度變化影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與代謝產(chǎn)物的分泌。影響物質(zhì)的溶解度，對生長有影響。一、溫度對微生物生長的影響第五十三張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月從微生物整體來看:生長的溫度范圍一般在-10 100 極端下限為-30 ，極端上限為105300 但對

31、于特定的某一種微生物：只能在一定溫度范圍內(nèi)生長（寬溫微生物、窄溫微生物）。在這個范圍內(nèi)，每種微生物都有自己的生長溫度三基點，即最低、最適、最高生長溫度。最適生長溫度：某菌分裂代時最短或生長速率最高時的培養(yǎng)溫度。處于最適生長溫度時，生長速度最快，代時最短。超過最低生長溫度時，微生物不生長，溫度過低，甚至?xí)劳?。超過最高生長溫度時，微生物不生長，溫度過高，甚至?xí)劳?。（一）微生物生長溫度的三基點第五十四張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月根據(jù)微生物的最適生長溫度的不同，可將微生物劃為三個類型：（二）微生物生長溫度類型低溫型微生物（嗜冷微生物）：20 （一般為15 ）。 中溫型微生物（嗜溫

32、微生物）：2045 ， 室溫菌約25 ， 體溫菌約37 。 高溫型微生物（嗜熱微生物）：45 ， 一般5060 。 第五十五張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月低溫型微生物：最適生長溫度在520,主要分布在地球的兩極、冷泉、深海、冷凍場所及冷藏食品中。中溫型微生物：最適生長溫度為2040 ，大多數(shù)微生物屬于此類。室溫型主要為腐生或植物寄生，在植物或土壤中。體溫型主要為寄生，在人和動物體內(nèi)。高溫型微生物：最適生長溫度為50 60 ,主要分布在溫泉、堆肥和土壤中。第五十六張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月菌 名生長溫度發(fā)酵溫度累積產(chǎn)物溫度 （ ） （ ） （ ） Strept

33、ococcus thermophilus 374737S.lactis 3440產(chǎn)細(xì)胞：2530產(chǎn)乳酸：30Streptomyces griseus 3728_Corenybacterium pekinense 32 3335_Clostridium acetobutylicum 3733_Penicilium chrysogenum 302520以青霉素的生產(chǎn)為例：培養(yǎng)165小時采用分段控制溫度的方法，其青霉素產(chǎn)量比始終在30 培養(yǎng)提高了14.7%。分段控制方式：05小時，30 ；540小時，25 ；40125小時，20 ；125165小時，25 。不同生理生化過程的最適溫度微生物不同生理活

34、動要求不同溫度最適生長溫度 發(fā)酵速度快、積累代謝產(chǎn)物多第五十七張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1、高溫對微生物的影響高溫下蛋白質(zhì)不可逆變性，膜受熱出現(xiàn)小孔，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)（溶菌）。微生物對熱的耐受力與以下因素有關(guān):（1）微生物種類及發(fā)育階段 嗜熱菌比其它類型的菌體抗熱有芽孢的細(xì)菌比無芽孢的菌抗熱微生物的繁殖結(jié)構(gòu)比營養(yǎng)結(jié)構(gòu)抗熱性強(qiáng)老齡菌比幼齡菌抗熱（三）高溫與低溫對微生物的影響第五十八張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）微生物對熱的耐受力還受環(huán)境條件的影響 與培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分有關(guān) 培養(yǎng)基中蛋白質(zhì)含量高時比較耐熱.與pH 有關(guān) pH適宜時不易死亡，pH不適宜時，容易死亡

35、.與水分有關(guān) 含水量大時容易死亡，含水量小時不容易死亡.與含菌量有關(guān) 含菌量高，抗熱性增強(qiáng)，含菌量低，抗熱性差。與熱處理時間有關(guān) 熱處理時間長，微生物易死 亡。第五十九張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 當(dāng)環(huán)境溫度低于微生物的最適生長溫度時，微生物的生長繁殖停止，當(dāng)微生物的原生質(zhì)結(jié)構(gòu)并未破壞時，不會很快造成死亡并能在較長時間內(nèi)保持活力，當(dāng)溫度提高時，可以恢復(fù)正常的生命活動。 低溫保藏菌種就是利用這個原理。一些細(xì)菌、酵母菌和霉菌的瓊脂斜面菌種通?？梢蚤L時間地保藏在4的冰箱中。 當(dāng)溫度過低，造成微生物細(xì)胞凍結(jié)時，有的微生物會死亡，有些則并不死亡。2、低溫對微生物的影響第六十張，PPT共

36、一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月造成死亡的原因：凍結(jié)時細(xì)胞水分變成冰晶，冰晶對細(xì)胞膜產(chǎn)生機(jī)械損傷，膜內(nèi)物質(zhì)外漏。凍結(jié)過程造成細(xì)胞脫水。 凍結(jié)速度對冰晶形成有很大影響，緩慢凍結(jié)，形成的冰晶大，對細(xì)胞損傷大；快速凍結(jié)，形成的冰晶小、分布均勻，對細(xì)胞的損傷小，因此，利用快速凍結(jié)可以對一些菌種進(jìn)行凍結(jié)保藏，一般情況下在菌懸液中再加一些甘油、糖、牛奶、保護(hù)劑等可對菌種進(jìn)行長期保藏。第六十一張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月氧對微生物的生命活動有著極其重要的影響，微生物對氧的需要和耐受力在不同的類群中變化很大，根據(jù)微生物與氧的關(guān)系,可把它們分為幾種類群: 專性好氧菌 好氧菌 微好氧菌 兼性厭

37、氧菌 耐氧厭氧菌 厭氧菌 (專性)厭氧菌二、氧氣對微生物生長的影響五類與氧關(guān)系不同的微生物在半固體瓊脂柱中的生長狀態(tài)（模式圖）第六十二張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月氧濃度對不同微生物生長的影響第六十三張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月嚴(yán)格厭氧微生物并不是被氣態(tài)的氧所殺死，而是由于不能解除某些氧代謝產(chǎn)物的毒性而死亡。在氧還原為水的過程中，可形成某些有毒的中間產(chǎn)物，例如，過氧化氫（H2O2）、超氧陰離子（ O2 ）等。超氧陰離子為活性氧，兼有分子和離子的性質(zhì)，反應(yīng)力極強(qiáng)，極不穩(wěn)定，可破壞膜和重要生物大分子，對微生物造成毒害或致死。好氧微生物具有降解這些產(chǎn)物的酶，如過氧化

38、氫酶、過氧化物酶、超氧化物歧化酶等，而嚴(yán)格厭氧菌缺乏SOD，故易被生物體內(nèi)極易產(chǎn)生的超氧陰離子自由基毒害致死。厭氧菌的氧毒害機(jī)制 SOD學(xué)說：第六十四張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月H2O + O22 O2 + 2H+O2 + H2O22H2OO2 + eO2 ( O2 )超氧陰離子在細(xì)胞內(nèi)可由酶促或非酶促形成。超氧物陰離子歧化酶（SOD）是在生物進(jìn)化中發(fā)展出來的一種自我保護(hù)方式。兼性厭氧菌E.coli在發(fā)生SOD缺失突變后，就會變成一種“嚴(yán)格厭氧菌”。生物體中超氧陰離子的形成與去除12SOD好氧生物和耐氧細(xì)菌過氧化氫酶 好氧生物過氧化物酶 NADH2NAD耐氧菌第六十五張，PP

39、T共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月專性好氧菌（strict aerobe）必須在有分子氧的條件下才能生長，有完整的呼吸鏈，以分子氧作為最終氫受體，細(xì)胞含有超氧物歧化酶（SOD，）和過氧化氫酶。絕大多數(shù)真菌、多數(shù)細(xì)菌和放線菌。在有氧或無氧條件下均能生長，但有氧情況下生長得更好，在有氧時靠呼吸產(chǎn)能，無氧時接發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能；細(xì)胞含有SOD和過氧化氫酶。許多酵母菌和不少細(xì)菌。微好氧菌（microaerophilic bacteria）只能較低的氧分壓下才能正常生長，通過呼吸鏈并以氧為最終氫受體而產(chǎn)能?；魜y弧菌、發(fā)酵單胞菌屬、彎曲菌屬等。兼性好氧菌（facultative aerobe）第六十六

40、張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月耐氧菌（aerotolerant anaerobe）可在分子氧存在下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌。生活不需要氧，分子氧也對它無毒害。不具有呼吸鏈，依靠專性發(fā)酵獲得能量。細(xì)胞內(nèi)存在SOD和過氧化物酶，但缺乏過氧化氫酶。厭氧菌（anaerobe）分子氧對它有毒害，短期接觸空氣，也會抑制其生長甚至致死；在空氣或含有10%CO2的空氣中，在固體培養(yǎng)基表面上不能生長，只有在其深層的無氧或低氧化還原電勢的環(huán)境下才能生長；生命活動所需能量通過發(fā)酵、無氧呼吸、循環(huán)光合磷酸化或甲烷發(fā)酵提供；細(xì)胞內(nèi)缺乏SOD和細(xì)胞色素氧化酶，大多數(shù)還缺乏過氧化氫酶。第六十七張，PPT共一百二

41、十四頁，創(chuàng)作于2022年6月各類菌所含對氧解毒酶專性好氧菌 SOD，過氧化氫酶 兼性厭氧菌 SOD， 過氧化氫酶 專性厭氧菌 二種酶均無 微好氧菌 少量SOD 耐氧菌 SOD， 過氧化物酶第六十八張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月在培養(yǎng)不同類型的微生物時，要采用相應(yīng)的措施保證不同微生物的生長。培養(yǎng)好氧微生物：需振蕩或通氣，保證充足的氧氣。培養(yǎng)專性厭氧微生物：需排除環(huán)境中的氧氣，同時 在培養(yǎng)基中添加還原劑，降低 培養(yǎng)基中的氧化還原電位勢。培養(yǎng)兼性厭氧或耐氧微生物：可深層靜止培養(yǎng)。第六十九張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月影響膜表面電荷的性質(zhì)及膜的通透性，進(jìn)而影響對物質(zhì)的吸

42、收能力。改變酶活、酶促反應(yīng)的速率及代謝途徑：如：酵母菌在pH4.55產(chǎn)乙醇，在 pH6.5以上產(chǎn)甘油、酸。環(huán)境pH值還影響培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的離子化程度，從而影響營養(yǎng)物質(zhì)吸收，或有毒物質(zhì)的毒性。三、pH值對微生物生長影響 （一）環(huán)境pH值對微生物生長的影響第七十張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月微生物的生長pH值范圍極廣，從pH10都有微生物能生長。但是絕大多數(shù)種類都生活在pH5.09.0之間。微生物生長的pH值三基點：各種微生物都有其生長的最低、最適和最高pH值。低于最低、或超過最高生長pH值時，微生物生長受抑制或?qū)е滤劳觥＃ǘ? 不同微生物對pH要求不同第七十一張，PPT共一百二

43、十四頁，創(chuàng)作于2022年6月不同的微生物最適生長的pH值不同，根據(jù)微生物生長的最適pH值，將微生物分為：嗜堿微生物：硝化細(xì)菌、尿素分解菌、多數(shù)放線菌耐堿微生物：許多鏈霉菌中性微生物：絕大多數(shù)細(xì)菌，一部分真菌嗜酸微生物：硫桿菌屬耐酸微生物：乳酸桿菌、醋酸桿菌第七十二張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 微生物名稱 pH值 最低 最適 最高Thiobacillus thiooxidans 氧化硫硫桿菌 0.5 2.03.5 6.0Lactobacillus acidophilus 嗜酸乳桿菌 4.04.6 5.86.6 6.8Rhizobium japonicum 大豆根瘤菌 4.2 6

44、.87.0 11.0Azotobacter chroococcum 圓褐固氮 4.5 7.47.6 9.0Nitrosomonas sp. 硝化單胞菌 7.0 7.88.6 9.4Acetobacter aceti 醋化醋桿菌 4.04.5 5.46.3 7.08.0Staphylococcus aureus 金黃葡球菌 4.2 7.07.5 9.3Chlorobium limicola 泥生綠菌 6.0 6.8 7.0Thurmus aquaticus 水生棲熱菌 6.0 7.57.8 9.5Aspergillus niger 黑曲霉 1.5 5.06.0 9.0一般放線菌 5.0 7.08

45、.0 10.0一般酵母菌 3.0 5.06.0 8.0不同微生物的生長pH值范圍第七十三張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 微生物種類最低pH最適pH最高pH大腸桿菌枯草芽孢桿菌金黃色葡萄球菌黑曲霉一般放線菌一般酵母菌 4.3 4.5 4.2 1.5 5.0 3.06.08.06.07.57.07.55.06.07.08.05.06.0 9.5 8.5 9.3 9.0 10 8.0 一些常見微生物生長的pH值范圍第七十四張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月同一種微生物在不同的生長階段和不同生理生化過程中，對環(huán)境pH值要求不同。例如：丙酮丁醇梭菌 在pH值=5.57.0時，

46、以菌體生長為主 在pH值=4.35.3時，進(jìn)行丙酮丁醇發(fā)酵同一種微生物由于環(huán)境pH值不同，可能積累不同的代謝產(chǎn)物。例如：黑曲霉pH值=23時，產(chǎn)物以檸檬酸為主，只產(chǎn)少量草酸。pH值在7左右時，產(chǎn)物以草酸為主，只產(chǎn)少量檸檬酸。第七十五張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 幾種抗生素產(chǎn)生菌的生長與發(fā)酵的最適pH 微生物 生長最適pH 合成抗生素最適pH 灰色鏈霉菌 6.36.9 6.77.3 紅霉素鏈霉菌 6.67.0 6.87.3 產(chǎn)黃青霉 6.57.2 6.26.8 金霉素鏈霉菌 6.16.6 5.96.3 龜裂鏈霉菌 6.06.6 5.86.1 灰黃青霉 6.47.0 6.26.5

47、第七十六張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）微生物細(xì)胞內(nèi)的pH值雖然微生物生活的環(huán)境pH值范圍較寬，但是其細(xì)胞內(nèi)的pH值卻相當(dāng)穩(wěn)定，一般都接近中性。這種維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定中性pH值的特性能夠保持細(xì)胞內(nèi)各種生物活性分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和細(xì)胞內(nèi)酶所需要的最適pH值。微生物胞內(nèi)酶的最適pH值一般為中性，胞外酶的最適pH值接近環(huán)境pH值。第七十七張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（四）微生物的生命活動對環(huán)境pH值的影響微生物在生長過程中也會使外界環(huán)境的pH值發(fā)生改變，原因：由于有機(jī)物分解：分解糖類、脂肪等，產(chǎn)生酸性物質(zhì)，使培養(yǎng)液pH值下降；分解蛋白質(zhì)、尿素等，產(chǎn)生堿性物質(zhì)，使培養(yǎng)液p

48、H值上升由于無機(jī)鹽選擇性吸收：銨鹽吸收（(NH4)2SO4 H2SO4）， pH硝酸鹽吸收(NaNO3 NaOH)， pH培養(yǎng)過程中調(diào)節(jié)pH值的措施過酸時：加入堿或適量氮源，提高通氣量。過堿時：加入酸或適量碳源，降低通氣量。NH4+被吸收NO3+被吸收配制培養(yǎng)基時調(diào)整pH值的措施第七十八張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 微生物培養(yǎng)法一、良好的微生物培養(yǎng)裝置的基本條件二、實驗室培養(yǎng)法三、生產(chǎn)實踐中培養(yǎng)微生物的裝置第七十九張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1、按微生物的生長規(guī)律進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計，提供 豐富、均勻的營養(yǎng)物質(zhì)。2、保證微生物獲得適宜的溫度和良好的O2條 件

49、。3、為微生物提供適宜的理化條件。4、嚴(yán)防雜菌的污染。一、良好的微生物培養(yǎng)裝置的基本條件第八十張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月二、實驗室培養(yǎng)法固體培養(yǎng)法好氧菌的固體培養(yǎng)：試管、平皿、三角瓶厭氧菌的固體培養(yǎng)高層瓊脂柱厭氧培養(yǎng)皿Hungate rool-tube technique厭氧罐技術(shù)厭氧手套箱技術(shù)液體培養(yǎng)法好氧菌的液體培養(yǎng)厭氧菌的液體培養(yǎng)試管液體培養(yǎng)三角瓶淺層液體培養(yǎng)臺式發(fā)酵罐搖瓶培養(yǎng)第八十一張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月.Brewer 皿.高層瓊脂柱亨蓋特技術(shù)培養(yǎng)厭氧菌的試管及平皿第八十二張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月Anaerobic Gl

50、ove Box第八十三張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 厭氧罐anaerobic jar第八十四張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月Different culture methodsLiquid CultureBatch culture Batch & Continuous culture10 ml20 ml- 1 L1 L - 1000LFermentor第八十五張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月三、生產(chǎn)實踐中培養(yǎng)微生物的裝置固態(tài)培養(yǎng)法好氧菌-曲法培養(yǎng)厭氧菌的堆積培養(yǎng)深層液體通氣培養(yǎng)發(fā)酵罐（Fermenter）液體培養(yǎng)法淺盤培養(yǎng)第八十六張，PPT共一百二十

51、四頁，創(chuàng)作于2022年6月掛曲小曲紅曲近代人工踏制大曲A whole process of DA-QU prepation第八十七張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月通風(fēng)槽結(jié)構(gòu)模式圖1、天窗，2、曲室，3、風(fēng)道，4、曲槽，5，曲料，6、蔑架，7、鼓風(fēng)機(jī)，8、電動機(jī)第八十八張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月發(fā)酵罐第八十九張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月fermenter第九十張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 有害微生物的控制一、幾個基本概念二、物理滅菌溫度的代表高溫三、常用的化學(xué)控菌方法第九十一張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月

52、一、幾個基本概念滅菌（sterilization）采用強(qiáng)烈的理化因素使任何物體內(nèi)外部的一切微生物永遠(yuǎn)喪失其生長繁殖能力的措施，稱為滅菌。滅菌還可分殺菌（菌體雖死、形體尚存）、溶菌（菌體被殺死后，細(xì)胞自溶、裂解消失）。 消毒（disinfection）采用較溫和的理化因素，僅殺死物體表面或內(nèi)部的一部分對人體有害的病原菌，而對被處理物體基本無害的措施，稱為消毒。防腐（antisepsis）利用理化因素完全抑制霉腐微生物的生長繁殖，從而達(dá)到防止物品發(fā)生霉腐的措施，稱為防腐?；煟╟hemotheraphy）即化學(xué)治療。利用具有高度選擇毒力的化學(xué)物質(zhì)抑制宿主體內(nèi)病院微生物的生長繁殖，以達(dá)到治療該傳染病

53、的一種措施。第九十二張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月低溫：利用4以下的各種低溫以保藏食物、藥品、菌種等。缺氧：在密閉容器中加入除氧劑，如鐵粉。真空保藏也是比較常用的方法。干燥：采用曬干或紅外線干燥保藏糧食、食品等，或在密封條件下用吸濕劑也可達(dá)到防霉作用。高滲：通過鹽漬或糖漬達(dá)到高滲。高酸度：如泡菜、酸菜等。高醇度：用酒保存食品。 防腐劑：苯甲酸、山梨酸、脫氫醋酸等。防腐的措施第九十三張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第九十四張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1、高溫的致死作用：高溫引起蛋白質(zhì)、核酸、脂類等重要生物高分子發(fā)生降解或改變其空間結(jié)構(gòu)等，從而變性失

54、活而導(dǎo)致微生物死亡。 二、物理滅菌溫度的代表高溫（一）高溫滅菌的種類高溫滅菌（消毒）法是最常用的物理方法。第九十五張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月干燥熱空氣滅菌法(hot-air oven)：將物品放入烘箱內(nèi)，然后升溫至150170 ，維持12小時。適用于玻璃、陶瓷和金屬物品的滅菌，不適合液體樣品，及棉花、紙張、纖維和橡膠類物質(zhì)的滅菌。1、干熱滅菌法（dry heat sterilization）焚燒法（incineration）：是將被滅菌物品在火焰中燃燒，使所有的生物質(zhì)碳化。簡單、徹底，但對被滅菌物品的破壞極大。 適用于無經(jīng)濟(jì)價值的物品滅菌，及不怕燒的實驗器具，如接種環(huán)、鑷子

55、、試管或三角瓶口的滅菌等。特點：由于空氣傳熱穿透力差，菌體在脫水狀態(tài)下不易殺死，所以溫度高、時間長。干熱可使細(xì)胞膜破壞、蛋白質(zhì)變性、原生質(zhì)干燥，并可使各種細(xì)胞成分發(fā)生氧化變質(zhì)。 第九十六張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月同溫同壓和相同作用時間下濕熱比干熱滅菌更好：1)濕熱蒸汽不但透射力強(qiáng)，更易于傳遞熱量；2)更易破壞保持蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的氫鍵等結(jié)構(gòu)，從而加速蛋白質(zhì)的變性； 濕熱對一般營養(yǎng)體和孢子的殺滅條件：多數(shù)細(xì)菌和真菌的營養(yǎng)細(xì)胞：在60左右處理510分鐘；酵母菌和真菌的孢子：用80以上溫度處理；細(xì)菌的芽孢：121處理15分鐘以上；2、濕熱滅菌法(moist heat steriliz

56、ation) ：第九十七張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）常壓法1）煮沸消毒法 將水加熱至100，煮沸15min30min，可殺死所有營養(yǎng)細(xì)胞和部分芽孢，達(dá)到消毒物品的目的。第九十八張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月一種低溫濕熱消毒法，用較低的溫度來殺滅物料中的無芽孢病原菌，又不影響其原有風(fēng)味。適于牛奶、啤酒、果酒、醬油等。該法一般是將待消毒的液體食品置于62處理30min，然后迅速冷卻。即可達(dá)到消毒目的。低溫維持法(Low temperature holding method,LTH): 6330min處理牛奶.高溫瞬時法（High temperature sh

57、ort time,HTST): 7215s處理牛奶.超高溫巴斯德滅菌法(Ultrapasteurization): 讓液體食品停留在140左右34s，急劇冷卻至75，經(jīng)勻質(zhì)化后冷卻至20。2）巴斯德消毒法（Pasteurization）第九十九張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月其蒸煮過程可殺死微生物的營養(yǎng)體，但不能殺死芽胞，室溫過夜促使殘留的芽孢萌發(fā)成營養(yǎng)體，再經(jīng)蒸煮過程可殺死新的營養(yǎng)體；循環(huán)三次以上可保證徹底滅菌的目的。適用于不耐高溫的物品滅菌，如不適于高壓滅菌的特殊培養(yǎng)基、藥品的滅菌。 缺點是麻煩、費(fèi)時。3）間歇滅菌法（分段滅菌法、丁達(dá)爾滅菌法） 過程如下： 80 100下蒸煮

58、15 60min（殺滅其中所有的微生物營養(yǎng)體）室溫或37保溫過夜（誘使其中殘存的芽孢萌發(fā)）第二天再以同法蒸煮和保溫過夜如此連續(xù)重復(fù)3天，即可在較低的溫度下達(dá)到徹底滅菌的效果。 第一百張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月利用水的沸點隨水蒸氣壓力的增加而上升，以達(dá)到100 以上高溫滅菌的方法。利用高溫（非壓力）進(jìn)行濕熱滅菌的方法。方法：121（1kg/cm2或15磅/英寸2）維持1520min。 112（0.5kg/cm2或8磅/英寸2）2030min。 115（0.75kg/cm2或11磅/英寸2）2030min。*應(yīng)根據(jù)滅菌物品的性質(zhì)或成分選擇滅菌溫度。例如：生理鹽水、營養(yǎng)瓊脂等培養(yǎng)

59、基用121 。 含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培養(yǎng)基用112 。適用：耐高溫物品，玻璃儀器、含水或不含水的物品。 （2）加壓法1）高壓蒸汽滅菌法第一百零一張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月高 壓 蒸 汽 滅 菌 鍋注意事項：排凈冷空氣； 滅菌終了，緩慢降壓； 滅菌結(jié)束，趁熱取出 物品。2）連續(xù)加壓蒸汽滅菌法（連消法）第一百零二張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3）利用溫度進(jìn)行殺菌的定量指標(biāo)熱死時間：在某一溫度下，殺死某微生物的水懸浮液群體所需的最短時間。如：E.coli在60 下為10min。熱死溫度（熱死點）：在一定時間內(nèi)（一般為10min），殺死某微生物的水懸浮液群體所需

60、的最低溫度。多數(shù)細(xì)菌、酵母菌、霉菌的營養(yǎng)細(xì)胞和病毒，在5065 10min即可致死。梅毒密螺旋體43 10min即可致死。第一百零三張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）影響加壓蒸氣滅菌效果的因素1、滅菌物體的含菌量2、滅菌鍋內(nèi)排除空氣的程度3、滅菌對象的pH值 pH6.0時，微生物易死亡； pH6.0 8.0時，不易死亡。4、滅菌對象的體積5、加熱與散熱速度第一百零四張，PPT共一百二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）高溫對培養(yǎng)基的影響及其防止措施高溫對培養(yǎng)基的不利影響：形成不溶性沉淀營養(yǎng)成分被破壞（ PO4-3存在，葡萄糖生成酮糖，微生物不能利用）；色澤加深（褐變?nèi)绠a(chǎn)生氨基糖