1、關(guān)于微生物的生長及其控制 (3)第一張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 微生物生長1 微生物生長的概念微生物在適宜的外界環(huán)境條件下，不斷地吸收營養(yǎng)物質(zhì)，并按自身的代謝方式進(jìn)行新陳代謝，如同化作用大于異化作用，其結(jié)果是原生質(zhì)的總量（包括重量、體積、大?。┎粩嗟卦黾樱Q為微生物的生長現(xiàn)象。生長定義為微生物細(xì)胞在群體水平上增加，也可以認(rèn)為是微生物群體數(shù)量增加。許多微生物是以二分裂的方式生長的。一般細(xì)胞分裂和染色體復(fù)制是協(xié)調(diào)控制的。單細(xì)胞微生物如細(xì)菌的生長，往往伴隨著細(xì)胞數(shù)目的增加。當(dāng)細(xì)胞增長到一定程度時，就以二分裂方式，形成兩個相似的子細(xì)胞，子細(xì)胞又重復(fù)上述過程，使細(xì)胞數(shù)目增加，稱為繁

2、殖。在多細(xì)胞微生物中，例如某些霉菌，細(xì)胞數(shù)目的增加如不伴隨著個體數(shù)目的增加，只能叫生長，不能叫繁殖。例如菌絲細(xì)胞的不斷延長或分裂產(chǎn)生同類細(xì)胞均屬生長，只有通過形成無性孢子或有性孢子使得個體數(shù)目增加的過程才叫做繁殖。第二張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 微生物群體生長的規(guī)律微生物的群體生長規(guī)律單細(xì)胞的微生物，如細(xì)菌、放線菌在液體培養(yǎng)基中，可以均勻地分布，每個細(xì)胞接觸的環(huán)境條件相同，都有充分的營養(yǎng)物質(zhì)，故每個細(xì)胞都迅速地生長繁殖。霉菌多數(shù)是多細(xì)胞微生物，菌體呈絲狀，在液體培養(yǎng)基中生長繁殖的情況與單細(xì)胞微生物不一樣，如果采取搖床培養(yǎng)，則霉菌在液體培養(yǎng)中的生長繁殖情況，近似于單細(xì)胞微生

3、物。因液體被攪動，菌絲處于分布比較均勻的狀態(tài)，而且菌絲在生長繁殖過程中不會像在固體培養(yǎng)基上那樣有分化現(xiàn)象，孢子產(chǎn)生也較少。（1）典型的生長曲線微生物生長繁殖的速度非常快，一般細(xì)菌在適宜的條件下，大約2030分鐘就可以分裂一次，如果不斷迅速地分裂，短時間內(nèi)可達(dá)驚人的數(shù)目，但實際上是不可能的。 第三張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月在培養(yǎng)條件保持穩(wěn)定的狀況下，定時取樣測定培養(yǎng)液中微生物的菌體數(shù)目，發(fā)現(xiàn)在培養(yǎng)的開始階段，菌體數(shù)目并不增加，一定時間后，菌體數(shù)目就增長很快，繼而菌體數(shù)目增長速度保持穩(wěn)定，最后增長速度逐漸下降以致等于零。如果以培養(yǎng)時間為橫坐標(biāo)，以單細(xì)胞增長數(shù)目的對數(shù)值作縱坐標(biāo)，就可

4、作出一條生長曲線。這生長曲線（growth curve）代表單細(xì)胞微生物從生長開始到衰老死亡的一般規(guī)律。根據(jù)微生物的生長速率常數(shù)（growth rate constant），即每小時的分裂代數(shù)的不同，一般把典型的生長曲線粗分為延滯期、對數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期四個時期。 （一） 延滯期（lag phase）又叫適應(yīng)期、緩慢期或調(diào)整期，是指把少量微生物接種到新培養(yǎng)液剛開始的一段時間細(xì)胞數(shù)目不增加的時期，甚至細(xì)胞數(shù)目還可能減少。延滯期有如下特點：（1）生長的速率常數(shù)為零。（2）細(xì)胞的體積增大，DNA、含量增多為分裂做準(zhǔn)備。（3）合成代謝旺盛，核糖體、酶類和ATP的合成加快，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶。（4）對不良環(huán)

5、境敏感，例如pH、NaCl溶液濃度、溫度和抗生素等化學(xué)物質(zhì)。 第四張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月為了提高生產(chǎn)效率，發(fā)酵工業(yè)中常常要采取措施縮短延滯期，具有十分重要的意義，其方法主要有：（1）以對數(shù)期的菌體作種子菌，（2）適當(dāng)增大接種量，生產(chǎn)上接種量的多少是影響延滯期的一個重要因素 ，接種量大，延滯期短，接種量小，則延滯期長。一般采用38%的接種量，最高不超過1/10。（3）培養(yǎng)基的成分 為了縮短培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分差異，常常在種子培養(yǎng)基中加入生產(chǎn)培養(yǎng)基的某些營養(yǎng)成分，即是種子培養(yǎng)基盡量接近發(fā)酵培養(yǎng)基。（二）對數(shù)期（logarithmic phase）又叫指數(shù)期，指在生長曲線中，緊接著延

6、滯期后的一段時期。此時菌體細(xì)胞生長的速率常數(shù)R最大，分裂快，細(xì)胞每分裂繁殖一次的增代時間（即代時，generation time）短，細(xì)胞進(jìn)行平衡生長，菌體內(nèi)酶系活躍，代謝旺盛，菌體數(shù)目以幾何級數(shù)增加，細(xì)胞以驚人的速度產(chǎn)生，群體的形態(tài)與生理特征最一致，抗不良環(huán)境的能力強(qiáng)。 第五張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月圖3-12 生長曲線中的指數(shù)期第六張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 (三) 穩(wěn)定期 （stationary phase）在分批培養(yǎng)中，指數(shù)生長不可能無限制地存在?？梢杂嫈?shù)一下，一個單細(xì)胞細(xì)菌代時為20分鐘，如果以指數(shù)生長連續(xù)

7、生長48小時，則生成的群體細(xì)胞重量約是地球的許多倍。這種現(xiàn)象給人印象格外深刻，因為一個單細(xì)胞重量約為11012g。顯然，在指數(shù)生長延長到48小時之前，一定有一些物質(zhì)限制了群體細(xì)胞生長，因此進(jìn)入穩(wěn)定期。穩(wěn)定期又叫最高生長期或恒定期。處于穩(wěn)定期的微生物其特點是新繁殖的細(xì)胞數(shù)與衰亡細(xì)胞數(shù)幾乎相等，細(xì)胞數(shù)目沒有凈增加或凈減少，即是正生長與負(fù)生長達(dá)動態(tài)平衡，此時生長速度逐漸趨向于零。出現(xiàn)穩(wěn)定期的原因主要有：（1）營養(yǎng)物質(zhì)特別是生長限制因子的耗盡，營養(yǎng)物質(zhì)的比例失調(diào)，例如C/N比值不合適等；（2）酸、醇、毒素或過氧化氫等有害代謝產(chǎn)物的累積；（3）pH、氧化還原勢等環(huán)境條件越來越不適宜等。在穩(wěn)定期雖然沒有出

8、現(xiàn)生長，但許多細(xì)胞功能包括能量代謝和某些生化合成過程都仍然在繼續(xù)，穩(wěn)定期的微生物，在數(shù)量上達(dá)到了最高水平，產(chǎn)物的積累也達(dá)到了高峰，這時，菌體的總產(chǎn)量與所消耗的營養(yǎng)物質(zhì)之間存在著一定關(guān)系。此外，由于對穩(wěn)定期到來的原因進(jìn)行研究，促進(jìn)了連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)的產(chǎn)生和研究。生產(chǎn)上常常通過補(bǔ)料、調(diào)節(jié)溫度和pH等措施，延長穩(wěn)定期，以積累更多的代謝產(chǎn)物。 第八張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（四）衰亡期（decline phase或 death phase）如果群體細(xì)胞達(dá)到穩(wěn)定期后仍繼續(xù)培養(yǎng)，這些細(xì)胞或許仍能維持生命和繼續(xù)進(jìn)行代謝，但它們也可能死亡。如果出現(xiàn)死亡，就認(rèn)為群體細(xì)胞處于衰亡期。穩(wěn)定期后，微生物死

9、亡率逐漸增加，以致死亡數(shù)大大超過新生數(shù)，群體中活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)了“負(fù)生長”（R為負(fù)值），此階段叫衰亡期。這時，細(xì)胞形態(tài)多樣，例如產(chǎn)生很多膨大、不規(guī)則的退化形態(tài)；有的細(xì)胞內(nèi)多液泡，革蘭氏染色反應(yīng)為陽性的變成陰性；有的微生物因蛋白水解酶活力的增強(qiáng)發(fā)生自溶（autolysis）；有的微生物在這時產(chǎn)生抗生素等次生代謝產(chǎn)物；對于芽孢桿菌，芽孢釋放往往也發(fā)生在這一時期。第九張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月衰亡期微生物形態(tài)發(fā)生變化第十張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月酵母菌和霉菌的生長曲線酵母菌的生長曲線：與單細(xì)胞微生物基本相似。絲狀真菌的生長曲線：在液體或深層培養(yǎng)中，以菌絲干重作為

10、衡量的指標(biāo)，菌絲的生長過程分為3個階段：生長停滯期、迅速生長期、衰亡期，6個時期，即停滯期、指數(shù)期、線性期、減速期、穩(wěn)定期、衰亡期。第十一張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月微生物的連續(xù)培養(yǎng)與分批培養(yǎng)分批培養(yǎng)：菌體培養(yǎng)后，一次性收獲菌體或代謝產(chǎn)物的培養(yǎng)方法。我們討論群體生長，在固定體積培養(yǎng)基中出現(xiàn)的微生物生長會連續(xù)不斷地被生長的微生物體活動所改變，直到培養(yǎng)基不再適合它的生長。在分批培養(yǎng)的指數(shù)前期，培養(yǎng)條件或許可以維持相對穩(wěn)定，但在后期，當(dāng)細(xì)胞數(shù)目變得非常大的時候，培養(yǎng)基的化學(xué)組成一般會發(fā)生巨大的變化。對許多研究來說，都希望能長時間地保持培養(yǎng)物處于一種穩(wěn)定的環(huán)境中，這就可以通過使用連續(xù)培養(yǎng)

11、而獲得。連續(xù)培養(yǎng)( continuous culture )又叫開放培養(yǎng)( open culture )，是相對分批培養(yǎng)( batch culture )或密閉培養(yǎng)( closed culture )而言的。連續(xù)培養(yǎng)是在研究典型生長曲線的基礎(chǔ)上，認(rèn)識到了穩(wěn)定期到來的原因，采取在培養(yǎng)器中不斷補(bǔ)充新鮮營養(yǎng)物質(zhì)，另一方面，及時不斷地以同樣速度排出培養(yǎng)物（包括菌體和代謝產(chǎn)物）。這樣，培養(yǎng)物就可達(dá)動態(tài)平衡，其中的微生物可長期保持在對數(shù)期的平衡生長狀態(tài)和穩(wěn)定的生長速率上。連續(xù)培養(yǎng)不僅可隨時為微生物的研究工作提供一定生理狀態(tài)的實驗材料，而且可提高發(fā)酵工業(yè)的生產(chǎn)效益和自動化水平，此法已成為目前發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展方

12、向。第十二張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 微生物的生長條件及其控制影響微生物生長的外界因素很多，其一是前面討論過的營養(yǎng)物質(zhì)，其二是許多物理、化學(xué)因素。當(dāng)環(huán)境條件的改變，在一定限度內(nèi)，可引起微生物形態(tài)、生理、生長、繁殖等特征的改變；當(dāng)環(huán)境條件的變化超過一定極限時，則導(dǎo)致微生物的死亡。研究環(huán)境條件與微生物之間的相互關(guān)系，有助于了解微生物在自然界的分布與作用，也可指導(dǎo)人們在食品加工中有效地控制微生物的生命活動，保證食品的安全性，延長食品的貨架期。無論是在自然界中，生物體之間存在相互作用，還是在實驗室中純培養(yǎng)的微生物之間的相互作用，環(huán)境因素都能在很大程度上影響它們的生長和代謝產(chǎn)物的能

13、力，這里重點討論其中最主要的溫度、pH、水的有效利用率和氧氣等幾大因素。 第十三張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 生長繁殖，積累發(fā)酵產(chǎn)物環(huán)境 微生物 生長抑制、變異、死亡 食品質(zhì)量控制消毒是指殺死或消除所有病原微生物的措施，可達(dá)到防止傳染病傳播。防腐指利用某些理化因子，使物體內(nèi)外的微生物暫時處于不生長繁殖但又未死亡的方法。常用低溫、干燥、鹽腌、糖漬等方法，或加化學(xué)防腐劑于食品中防止食品腐敗、變質(zhì)。滅菌是指利用一切物理或化學(xué)因子，使存在于物體內(nèi)所有活的微生物，永久性地喪失其生活力，包括最耐熱的細(xì)菌芽孢，是一種徹底殺菌措施。商業(yè)滅菌又叫殺菌，是從商品的需要出發(fā)對食品進(jìn)行的滅菌，它是指食品

14、經(jīng)過殺菌處理后按照一定的檢驗方法檢不出活的微生物或僅能檢出極少數(shù)非病原微生物，而且它們在一定的保存期內(nèi)不致引起食品變質(zhì)腐敗。死亡對事物來說是不可逆的喪失了生長繁殖能力。 第十四張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 物理因素對微生物生長的影響一、溫度溫度是影響微生物生長繁殖最重要的因素之一。在一定溫度范圍內(nèi)，機(jī)體的代謝活動與生長繁殖隨著溫度的上升而增加，當(dāng)溫度上升到一定程度，開始對機(jī)體產(chǎn)生不利的影響，如再繼續(xù)升高，則細(xì)胞功能急劇下降以至死亡。與其他生物一樣，任何微生物的生長溫度盡管有高有低，但總有最低生長溫度、最適生長溫度和最高生長溫度這三個重要指標(biāo)，這就是生長溫度的三個基本點。如果將微生

15、物作為一個整體來看，它的溫度三基點是極其寬的，由以下可看出： 最低生長溫度（一般為5 10，極端為30） 嗜冷菌 (1520 )生長溫度三基點 最適生長溫度 嗜中溫菌 (2045 ) 嗜熱菌 ( 4565) 最高生長溫度（一般為8095，極端為105300）就總體而言，微生物生長的溫度范圍較廣，已知的微生物在零下12100均可生長。而每一種微生物只能在一定的溫度范圍內(nèi)生長。第十五張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)環(huán)境溫度超過微生物生長的最高溫度、或環(huán)境溫度低于微生物生長的最低溫度都會對微生物產(chǎn)生殺滅作用或抑制作用第十六張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月圖4-17 溫度對典型的

16、嗜冷生物、嗜溫生物、嗜熱生物及兩種不同的嗜高溫生物的生長速率之間的關(guān)系第十七張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月最低生長溫度 : 是指微生物能進(jìn)行繁殖的最低溫度界限。 最適生長溫度: 是指某菌分裂代時最短或生長速率最高時的培養(yǎng)溫度。但是，同一微生物，不同的生理生化過程有著不同的最適溫度，也就是說，最適生長溫度并不等于生長量最高時的培養(yǎng)溫度，也不等于發(fā)酵速度最高時的培養(yǎng)溫度或累積代謝產(chǎn)物量最高時的培養(yǎng)溫度，更不等于累積某一代謝產(chǎn)物量最高時的培養(yǎng)溫度。因此，生產(chǎn)上要根據(jù)微生物不同生理代謝過程溫度的特點，采用分段式變溫培養(yǎng)或發(fā)酵。例如，嗜熱鏈球菌的最適生長溫度為37，最適發(fā)酵溫度為47，累積產(chǎn)

17、物的最適溫度為37。最高生長溫度: 是指微生物生長繁殖的最高溫度界限。在此溫度下，微生物細(xì)胞易于衰老和死亡。微生物所能適應(yīng)的最高生長溫度與其細(xì)胞內(nèi)酶的性質(zhì)有關(guān)。例如細(xì)胞色素氧化酶以及各種脫氫酶的最低破壞溫度常與該菌的最高生長溫度有關(guān)。 致死溫度: 最高生長溫度如進(jìn)一步升高，便可殺死微生物。這種致死微生物的最低溫度界限即為致死溫度。在一定的溫度下處理時間越長，死亡率越高。嚴(yán)格地說，一般應(yīng)以10分鐘為標(biāo)準(zhǔn)時間。細(xì)菌在10分鐘被完全殺死的最低溫度稱為致死溫度。 第十八張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）低溫型的微生物 又稱嗜冷微生物，可在較低的溫度下生長。地球表面溫度大多數(shù)相當(dāng)?shù)?，海洋?/p>

18、蓋了地球表面的一多半，平均溫度為5，開放海洋的深處，恒定溫度在13。常見的產(chǎn)堿桿菌屬、假單胞菌屬、黃桿菌屬、微球菌屬等常使冷藏食品腐敗變質(zhì)。有些肉類上的霉菌在零下10仍能生長，如芽枝霉；熒光極毛菌可在零下4生長，并造成冷凍食品變質(zhì)腐敗。對于嗜冷微生物研究要非常小心，這些嗜冷性微生物如果處于室溫下很短一段時間可能就會被殺死。因此，在采樣、運(yùn)輸以及實驗室接種、涂布平板等操作過程中防止溫度升高。耐冷微生物比嗜冷微生物分布廣泛得多。可以從溫帶環(huán)境的土壤、水中、肉類、奶類制品及儲藏在冰箱中的蘋果汁、蔬菜中分離到。耐冷性的微生物在2040之間能很好地生長。第十九張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（

19、二）中溫型的微生物 絕大多數(shù)微生物屬于這一類。最適生長溫度在2040之間，最低生長溫度1020，最高生長溫度4565。它們又可分為嗜室溫和嗜體溫性微生物。嗜體溫性微生物多為人及溫血動物的病原菌，它們生長的極限溫度范圍在1045，最適生長溫度與其宿主體溫相近，在3540之間，人體寄生菌為37左右。引起人和動物疾病的病原微生物、發(fā)酵工業(yè)應(yīng)用的微生物菌種以及導(dǎo)致食品原料和成品腐敗變質(zhì)的微生物，都屬于這一類群的微生物。因此，它與食品工業(yè)的關(guān)系密切。第二十張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月(三)高溫型微生物 它們適于在4550以上的溫度中生長，在自然界中的分布僅局限于某些地區(qū)，如溫泉、日照充足的

20、土壤表層、堆肥、發(fā)酵飼料等腐爛有機(jī)物中，如堆肥中溫度可達(dá)6070。能在5570中生長的微生物有芽孢桿菌屬（Bacillus）、梭狀芽孢桿菌（Clostridium）、嗜熱脂肪芽孢桿菌（Bac. stearothermophilus）高溫放線菌屬（Thermoactinomyces）、甲烷桿菌屬（Methanobacterium）等；溫泉中的細(xì)菌；其次是鏈球菌屬和乳桿菌屬。有的可在近于100的高溫中生長。這類高溫型的微生物，給罐頭工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)等帶來了一定難度。 許多熱泉溫度接近沸點，蒸汽口（熱泉噴氣孔）溫度可達(dá)150500。海洋底部熱水口溫度約達(dá)350或更高，但主要集中在美國西部、新西蘭、冰島

21、、日本、地中海地區(qū)、印度尼西亞和法國等地區(qū)。世界上具有最大的熱泉集中區(qū)域面積就是黃石公園9293（美國）。第二十一張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1 、低溫對微生物的影響：微生物對低溫具有抵抗力，絕大多數(shù)微生物所處的環(huán)境溫度降低到最低生長溫度時，微生物的新陳代謝活動減弱到最低程度，最后處于停滯或休眠狀態(tài)。這時微生物的生命活動幾乎停止，但能在較長時間內(nèi)保持生命，少數(shù)要發(fā)生死亡。芽孢、孢子 球菌 G+桿菌低溫用于食品的保藏： 寒冷溫度：室溫與冷藏溫度之間，保藏期短，適于果蔬保藏。1415。 冷藏溫度：微生物的生命活動顯著降低，但一些嗜冷菌可緩慢生長。適于蔬菜、 果品、魚、肉、蛋、乳類短期

22、保藏。0-7 。 凍藏溫度： 0以下的溫度，一般凍肉在-18 保藏，可在較長的時間內(nèi)保藏食品。 -18 幾乎可以抑制所有微生物的生長。橙子 2-9 香蕉 10-11 葡萄 0-1 檸檬 4 梨 05-1 芒果 6-12 第二十二張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2、高溫對微生物的影響：敏感，一般超過微生物的最高生長溫度，敏感的微生物就會死亡。高溫致死的機(jī)理：菌體蛋白變性，同時破壞了酶的結(jié)構(gòu)，酶的活性消失了，代謝也就停止了。高溫 滅菌的方法：(1)熱（力致）死時間（Thermal Death Time TDT） 是指在特定的條件和特定的溫度下，殺死一定數(shù)量微生物所需要的時間，稱熱力致死時

23、間。(2)D值（Decimal reduction time） 在一定溫度下加熱，活菌數(shù)減少一個對數(shù)周期（即90%的活菌被殺死）時，所需要的時間（分），即為D值。測定D值時的加熱溫度，即在D的右下角表明。例如：含菌數(shù)為105 /毫升的菌懸液，在100的水浴溫度中，活菌數(shù)降低至104/毫升時，所需時間為10分，該菌的D值即為10分，即D100=10分。如果加熱的溫度為121.1（250），其D常用Dr表示。 (3)Z值 如果在加熱致死曲線中，時間降低一個對數(shù)周期（即縮短90%的加熱時間）所需要升高的溫度（），這所需要升高的溫度數(shù)，即為Z值。 第二十三張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3

24、、高溫滅菌的方法：（1）干熱滅菌法：A 火焰滅菌法：特點：速度快、滅菌徹底、效果好。應(yīng)用范圍：廢棄物。B 干燥加熱空氣滅菌法：150-160 ，1-2小時。應(yīng)用范圍：玻璃器皿，金屬及其他干燥耐熱物品的滅菌。玻璃器皿要烘干。（2）濕熱滅菌(moist heat sterilization)（A）煮沸消毒法 物品在水中100煮沸15分鐘以上，可殺死細(xì)菌的營養(yǎng)細(xì)胞和部分芽孢，如在水中加入1%碳酸鈉或25%石炭酸，則效果更好。這種方法適用于注射器、解剖用具等的消毒。（B）巴氏滅菌 (pasteurization)滅菌的溫度一般在6085處理1530分鐘，可以殺死微生物的營養(yǎng)細(xì)胞，但不能達(dá)到完全滅菌的目

25、的，用于不適于高溫滅菌的食品，如牛乳、醬腌菜類、果汁、啤酒、果酒和蜂蜜等，其主要目的是殺死其中無芽孢的病原菌（如牛奶中的結(jié)核桿菌或沙門氏桿菌），而又不影響它們的風(fēng)味。第二十四張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（C）超高溫瞬時滅菌法 （Ultra high temperature short time,UHT）滅菌的溫度在13513735秒，可殺死微生物的營養(yǎng)細(xì)胞和耐熱性強(qiáng)的芽孢細(xì)菌，但污染嚴(yán)重的鮮乳在142以上殺菌效果才好。超高溫瞬時滅菌法現(xiàn)廣泛用于各種果汁、牛乳、花生乳、醬油等液態(tài)食品的殺菌。此法的特點是既可殺滅微生物，又可最大限度減少營養(yǎng)成分的破壞。在發(fā)酵工業(yè)中此法用作培養(yǎng)基的滅菌

26、，主要操作是將培養(yǎng)基在發(fā)酵罐外連續(xù)地進(jìn)行加熱、維持和冷卻，然后才進(jìn)入發(fā)酵罐，培養(yǎng)基一般在135140下處理515秒鐘。第二十五張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（D）高壓蒸汽滅菌法 (normal autoclaving)高壓蒸汽滅菌法是實驗室和罐頭工業(yè)中常用的滅菌方法。高壓蒸汽滅菌是在高壓蒸汽鍋內(nèi)進(jìn)行的，鍋有立式和臥式兩種，原理相同，鍋內(nèi)蒸汽壓力升高時，溫度升高。一般采用9.8104Pa的壓力，121.1處理1530分鐘，也有采用較低溫度（115）下維持30分鐘左右，可達(dá)殺菌目的。罐頭工業(yè)中要根據(jù)食品的種類和殺菌的對象、罐裝量的多少等決定殺菌式。實驗室常用于培養(yǎng)基、各種緩沖液、玻璃器

27、皿及工作服等滅菌。影響高壓蒸汽滅菌效果的因素：滅菌物體含菌量的影響 ；滅菌鍋內(nèi)空氣排除程度的影響 ；滅菌對象的體積 ， 滅菌對象體積的大小直接影響滅菌的效果，體積過大會影響熱的傳導(dǎo)速率。待滅菌的物體或培養(yǎng)基體積不宜過大，也不不宜在鍋內(nèi)塞得擁擠。 滅菌對象PH的影響 滅菌物品的PH也影響滅菌的效果。當(dāng)其PH在6.08.0時，微生物的抵抗力較大，不易死亡；PH6.0時，最易引起死亡。 加熱與散熱速度 在高壓滅菌時，常常只注意達(dá)到滅菌溫度后維持時間。而實際工作中達(dá)到滅菌溫度的時間有快有慢，同樣滅菌完畢后降溫的時間也有快有慢，第二十六張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（E）間歇滅菌法(frac

28、tional sterilization 或tyndallization) 是用流通蒸汽反復(fù)滅菌的方法，常常溫度不超過100，每日一次，加熱時間為30分鐘，連續(xù)三次滅菌，殺死微生物的營養(yǎng)細(xì)胞。每次滅菌后，將滅菌的物品在（2837）培養(yǎng)，促使芽孢發(fā)育成為繁殖體，以便在連續(xù)滅菌中將其殺死。100滅菌 培養(yǎng) 滅菌 培養(yǎng) 滅菌此外在生產(chǎn)上消除有害微生物的方法還有： 、采用特殊的加熱滅菌法：對易破壞的含糖培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌時，應(yīng)先將糖液與其他成分分別滅菌后再合并；對含Ca+2或Fe+3的培養(yǎng)基與磷酸鹽可先分別滅菌，然后再混合，這樣就不易形成磷酸鹽沉淀；對含有在高溫下易破壞成分的培養(yǎng)基（如含糖組合培養(yǎng)基）可進(jìn)

29、行低壓滅菌（115下滅菌15分鐘）或間歇滅菌；在大規(guī)模發(fā)酵工業(yè)中，可采用連續(xù)加壓滅菌法進(jìn)行培養(yǎng)基的滅菌。 、過濾除菌法：對不耐熱的液體可采用過濾除菌法達(dá)到“滅菌”，例如：濾膜過濾裝置、燒結(jié)玻璃濾板過濾器、石棉板過濾器以及硅藻土過濾器等。過濾除菌的缺點是無法去除其中的病毒和噬菌體。第二十七張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 二、干燥和水的利用率水分對維持微生物的正常生命活動是必不可少的。干燥會造成微生物失水，代謝停止以至死亡。不同的微生物對干燥的抵抗力是不一樣的。芽孢 霉菌和酵母菌的孢子 有莢膜的細(xì)菌 革蘭氏陽性球菌和酵母的營養(yǎng)細(xì)胞 霉菌的菌絲。影響微生物對干燥抵抗力的因素：干燥時溫度升

30、高，微生物容易死亡，微生物在低溫下干燥時，抵抗力強(qiáng)，所以，干燥后存活的微生物若處于低溫下，可用于保藏菌種；干燥的速度快，微生物抵抗力強(qiáng)，緩慢干燥時，微生物死亡多；微生物在真空干燥時，在加保護(hù)劑（血清、血漿、肉湯、蛋白胨、脫脂牛乳）于菌懸液中，分裝在安瓿內(nèi)，低溫下可保持長達(dá)數(shù)年甚至10年的生命力。食品工業(yè)中常用干燥方法保藏食品。水的利用率 ：微生物必須在水分活度較高的環(huán)境中才能生長繁殖，水是微生 物營養(yǎng)物質(zhì)的溶劑，自然環(huán)境中含水量的多少確定微生物的種類和數(shù)量。許多微生物不能適應(yīng)水活度極低的環(huán)境，因此在那些環(huán)境條件下微生物死亡或長期休眠。干燥在食品加工中的應(yīng)用：食品工業(yè)中利用自然干燥和機(jī)械干燥方法

31、保藏食品。第二十八張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月三、滲透壓（1）等滲溶液：大多數(shù)微生物適于在等滲的環(huán)境生長。（2）高滲溶液：若置于高滲溶液（如20%NaCl）中，水將通過細(xì)胞膜到細(xì)胞周圍的溶液中，造成細(xì)胞脫水而引起質(zhì)壁分離，使細(xì)胞不能生長甚至死亡；（3）低滲溶液：若將微生物置于低滲溶液（如0.01%NaCl）或水中，外環(huán)境中的水從溶液進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)引起細(xì)胞膨脹，甚至破裂致死。一般微生物不能耐受高滲透壓，因此，食品工業(yè)中利用高濃度的鹽或糖保存食品，如腌漬蔬菜、肉類及果脯蜜餞等，糖的濃度通常在5070%，鹽的濃度為515%，由于鹽的分子量小，并能電離，在二者百分濃度相等的情況下，鹽的保存效

32、果優(yōu)于糖。有些微生物耐高滲透壓的能力較強(qiáng)，如發(fā)酵工業(yè)中魯氏酵母，另外嗜鹽微生物（如生活在含鹽量高的海水、死海中）可在1530%的鹽溶液中生長。第二十九張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月嗜鹽微生物有的微生物必須在3-5%的氯化鈉溶液中才能良好地生長，這類微生物叫嗜鹽微生物。耐鹽微生物能在2%左右氯化鈉溶液中生長良好的微生物叫耐鹽微生物。滲透壓與食品加工的關(guān)系：A 利用氯化鈉提高滲透壓保藏食品：B 利用糖提高滲透壓保藏食品：四 、輻射：電磁輻射包括可見光、紅外線、紫外線、X射線和射線等均具有殺菌作用。在輻射能中無線電波最長，對生物效應(yīng)最弱；紅外輻射波長在8001000納米，可被光合細(xì)菌作為

33、能源；可見光部分的波長為380760納米，是藍(lán)細(xì)菌等藻類進(jìn)行光合作用的主要能源；紫外輻射的波長為136400納米，有殺菌作用。（1）紫外線殺菌機(jī)理：紫外線波長以265266納米的殺菌力最強(qiáng)，其殺菌機(jī)理是復(fù)雜的，細(xì)胞原生質(zhì)中的核酸及其堿基對紫外線吸收能力強(qiáng)，當(dāng)這些輻射能作用于核酸時，便能引起核酸的變化，破壞分子結(jié)構(gòu)，主要是對DNA的作用，最明顯的是形成胸腺嘧啶二聚體，妨礙蛋白質(zhì)和酶的合成，引起細(xì)胞死亡。多倍體和二倍體細(xì)胞抗紫外線的能力比單倍體強(qiáng)，芽孢和孢子比營養(yǎng)細(xì)胞抗紫外線的能力強(qiáng)。第三十張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月化學(xué)因素對微生物生長的影響一、pH微生物生長的pH值范圍極廣，一般

34、在pH28之間，有少數(shù)種類還可超出這一范圍，事實上，絕大多數(shù)種類都生長在pH5 9之間。不同的微生物都有其最適生長pH值和一定的pH范圍，即最高、最適與最低三個數(shù)值，在最適pH范圍內(nèi)微生物生長繁殖速度快，在最低或最高pH值的環(huán)境中，微生物雖然能生存和生長，但生長非常緩慢而且容易死亡。一般霉菌能適應(yīng)pH值范圍最大，酵母菌適應(yīng)的范圍次之，細(xì)菌最小。霉菌和酵母菌生長最適pH值都在56，而細(xì)菌的生長最適pH值在7左右。第三十一張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月微生物 最低pH 最適pH 最高pH細(xì)菌 35 6.57.5 810酵母菌 23 4.55.5 78霉菌 13 4.55.5 78 一般微生物生長的pH范圍 第三十二張，PPT共三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月PH通過影響細(xì)胞質(zhì)膜的通透性、膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和物質(zhì)的溶解性或電離性來影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，從而影響微生物的生長速率。盡管特定的微生物生長需要一定的pH，最適生長pH只代表了外環(huán)境的