第四章微生物生长及控制课件.ppt

1、 4.1 微生物生长的概念微生物生长的概念生长：生长：微生物个体重量的增加和体积增微生物个体重量的增加和体积增 大的现象。大的现象。繁殖：繁殖：单细胞生物细胞数目的增多；多单细胞生物细胞数目的增多；多细胞生物通过形成有性、无性孢子使个细胞生物通过形成有性、无性孢子使个体数目增多体数目增多.生长是一个逐步发生的生长是一个逐步发生的量变量变过程；过程；繁殖是一个产生新的生命个体的繁殖是一个产生新的生命个体的质变质变过程。过程。生长、繁殖生长、繁殖就是保证微生物获得巨大数量就是保证微生物获得巨大数量的必要前提，没有一定的数量就等于没有的必要前提，没有一定的数量就等于没有微生物的存在。微生物的存在。微

2、生物生长一般指微生物生长一般指群体生长群体生长群体生长群体生长=个体生长个体生长+个体繁殖个体繁殖“以数取胜以数取胜”或或“以量取胜以量取胜”一个微生物细胞一个微生物细胞合适的外界条件，吸收营养物质，进行代谢。合适的外界条件，吸收营养物质，进行代谢。如果同化作用的速度超过了异化作用如果同化作用的速度超过了异化作用个体的总量（重量、体积、大小）个体的总量（重量、体积、大小）就不断增加。就不断增加。如果各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程如果各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就会发生繁殖，引起个体数目的增加。度后就会发生繁殖，引起个体数目的增加。群体内各个个体的进一步生长群体

3、内各个个体的进一步生长群体的生长群体的生长在刻度离心管中测沉降量）在刻度离心管中测沉降量）含N量法DNA/RNA法叶绿素法测体积测体积:在刻度离心管中测沉降量在刻度离心管中测沉降量.11比浊法比浊法:分光光度法分光光度法测浊度测浊度比例计数法比例计数法血球计数法血球计数法直接法直接法间接法间接法液体稀释法液体稀释法平板菌落计数法平板菌落计数法(用计数板在显微镜下观察计数用计数板在显微镜下观察计数)适合于单细胞微生物适合于单细胞微生物直接法：直接法：间接法：间接法：水中微生物测定 少量菌种接种到一少量菌种接种到一恒定容积的液体培养基恒定容积的液体培养基中，提供最适培养条件中，提供最适培养条件培养

4、，定时测定培养液培养，定时测定培养液中的细胞数，以培养时中的细胞数，以培养时间为横座标，以细胞数间为横座标，以细胞数的对数或生长速率为纵的对数或生长速率为纵座标作图座标作图。典型指它只适合单细典型指它只适合单细胞微生物胞微生物一条典型的生长曲线至少可以分为：一条典型的生长曲线至少可以分为：延滞延滞期，对数期，稳定期和衰亡期期，对数期，稳定期和衰亡期等四个生长时期等四个生长时期根据微生物的生长速率常数根据微生物的生长速率常数,即每小时的分裂代数（即每小时的分裂代数（R）的不同。）的不同。典型生长曲线典型生长曲线延滞期延滞期指数期指数期衰亡期衰亡期稳定期稳定期活菌数没增加，活菌数没增加，曲线平行于

5、横轴曲线平行于横轴指数期的细胞是进行生理、代谢、遗传等研究的最好材料。指数期的细胞是进行生理、代谢、遗传等研究的最好材料。8.0mg/ml6.0mg/ml4.0mg/ml2.0mg/ml1.0mg/ml0.5mg/ml0.2mg/ml0.1mg/ml只最大收只最大收获量受影响获量受影响生长速度和最大收生长速度和最大收获量受影响获量受影响时间一、定义：一、定义：连续培养指连续培养指在微生物培养的过程中，在微生物培养的过程中，不断地供给新鲜的营养物质，同时排不断地供给新鲜的营养物质，同时排除死菌体及代谢产物的发酵液，让培除死菌体及代谢产物的发酵液，让培养的微生物长时间地处于对数生长期，养的微生物长

6、时间地处于对数生长期，以利于微生物的增殖速度和代谢活性以利于微生物的增殖速度和代谢活性处于某种稳定状态。处于某种稳定状态。连续培养是在研究生长曲线的基础上，通过认识连续培养是在研究生长曲线的基础上，通过认识稳定期到来的原因，并采取有效措施而实现的。稳定期到来的原因，并采取有效措施而实现的。一方面，以一定速度连续流进新鲜培养基，并立即搅拌均匀。一方面，以一定速度连续流进新鲜培养基，并立即搅拌均匀。另一方面，利用溢流的方式，以同样的流速不断流出培养物。另一方面，利用溢流的方式，以同样的流速不断流出培养物。动态平衡动态平衡 实现微生物连续培养的基本原则。实现微生物连续培养的基本原则。恒浊器与恒化器的

7、比较恒浊器与恒化器的比较装置装置控制对象控制对象培养培养基基培养培养基流基流速速生长速率生长速率产物产物应用范围应用范围恒恒 浊浊 器器菌体密度菌体密度（内控制）（内控制）无限无限制实制实质因质因子子不恒不恒定定最高速率最高速率大量菌体大量菌体或与菌体或与菌体相平行的相平行的代谢产物代谢产物生产为主生产为主恒恒 化化 器器培养基流培养基流速速（外控制）（外控制）有限有限制实制实质因质因子子 恒定恒定低于最高低于最高速率速率 不同生长不同生长速率的菌速率的菌体体实验室为实验室为主主44恒化器结构示意图恒化器结构示意图时间同步生长和非同步生长由于细胞个体间存在着差异，同步生长只能维持由于细胞个体间

8、存在着差异，同步生长只能维持1至至2代，不能长久维持。代，不能长久维持。181、防腐：、防腐：利用理化因素完全抑制霉腐微利用理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖，从而达到防止物品发生生物的生长繁殖，从而达到防止物品发生霉腐的措施，称为防腐。霉腐的措施，称为防腐。2、消毒：、消毒：采用较温和的理化因素，仅杀采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部的一部分对人体有害的死物体表面或内部的一部分对人体有害的病原菌，而对被处理物体基本无害的措施，病原菌，而对被处理物体基本无害的措施，称为消毒。称为消毒。3、灭菌（、灭菌（sterilization）采用强烈的理化因素使任何物体内采用强烈的理化因素使任何

9、物体内外部的一切微生物永远丧失其生长外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施，称为灭菌。繁殖能力的措施，称为灭菌。4.4.1 温度温度由于微生物的生命活动是由一系列生物化学反应组成的，由于微生物的生命活动是由一系列生物化学反应组成的，而这些反应受温度的影响极为明显。而这些反应受温度的影响极为明显。温度是影响微生物生长的最重要的因素之一温度是影响微生物生长的最重要的因素之一生长生长少数嗜冷菌少数嗜冷菌抑制抑制大多数微生物大多数微生物 呈休眠状态呈休眠状态死亡死亡少部分少部分死亡死亡大部分大部分存活存活少数少数 （芽孢杆菌）芽孢杆菌）机理机理酶失活，蛋白质凝固、变性酶失活，蛋白质凝固、变性破坏

10、细胞结构破坏细胞结构脂肪膜被热溶解形成小孔造成脂肪膜被热溶解形成小孔造成内含物泄露死亡内含物泄露死亡具有对热有稳定性和抗热性的酶具有对热有稳定性和抗热性的酶嗜热微生物：嗜热微生物：能在高于能在高于45环境中进行代谢活动的微生物环境中进行代谢活动的微生物耐热微生物：耐热微生物：在在61.6经经30分钟尚能存活的微生物分钟尚能存活的微生物是最常用的物理方法。高温可引起蛋白是最常用的物理方法。高温可引起蛋白质、核酸等活性大分子氧化或变性失质、核酸等活性大分子氧化或变性失活而导致微生物死亡。活而导致微生物死亡。火焰灼烧法烘箱热空气灭菌法干热灭菌法巴氏消毒法煮沸消毒法间歇灭菌法高压蒸汽灭菌法湿热灭菌（消

11、毒）法高温灭菌（消毒）法 高温瞬间巴斯德消毒法的操作流程图高温瞬间巴斯德消毒法的操作流程图 培养基、试剂、耗材等的灭菌培养基、试剂、耗材等的灭菌高温对培养基的不利影响：高温对培养基的不利影响：1 1）会产生混浊或形成不溶性沉淀）会产生混浊或形成不溶性沉淀 2 2）营养成分被破坏（）营养成分被破坏（POPO4 4-3-3，葡萄糖）；，葡萄糖）；3 3）色泽加深（褐变如产生氨基糖等）；）色泽加深（褐变如产生氨基糖等）；4 4）改变培养基的）改变培养基的pHpH值（通常下降值（通常下降0.20.2）；5 5）形成有害物质，抑制微生物生长；）形成有害物质，抑制微生物生长；90 5374042 4h（保

12、加利亚乳杆菌、乳酸（保加利亚乳杆菌、乳酸链球菌或嗜热链球菌）链球菌或嗜热链球菌）（复原奶）配料：配料：糖、香料糖、香料柠檬酸、柠檬酸、果汁果汁在食品中，在食品中，如果缺乏如果缺乏O2O2，一般变质速度较慢。，一般变质速度较慢。此外此外H2H2和和CO2CO2，对微生物的生长也有一定的影响。，对微生物的生长也有一定的影响。1 1、专性好氧微生物：、专性好氧微生物：大多数真菌和许多细菌。大多数真菌和许多细菌。实验室通过震荡摇瓶给氧实验室通过震荡摇瓶给氧工厂采用通入无菌空气和搅拌等供氧工厂采用通入无菌空气和搅拌等供氧2 2、兼性好氧微生物、兼性好氧微生物（兼性厌氧微生物兼性厌氧微生物）：肠）：肠道细

13、菌、人和动物的致病菌、酵母和少数真菌。道细菌、人和动物的致病菌、酵母和少数真菌。如如E.coliE.coli，沙门氏菌等，沙门氏菌等 *微好氧微生物微好氧微生物n3 3、专性厌氧微生物：、专性厌氧微生物：如双歧杆菌、梭状芽如双歧杆菌、梭状芽孢杆菌、产甲烷细菌等。孢杆菌、产甲烷细菌等。n实验室常采用焦性没食子酸吸收容器中的氧，实验室常采用焦性没食子酸吸收容器中的氧，或抽真空。或抽真空。1 1、微生物生长一般指（、微生物生长一般指（群体生长群体生长）。）。2 2、细菌生长曲线包括（、细菌生长曲线包括（延滞期延滞期）、（）、（对数期对数期）、）、（稳定期稳定期）和（）和（衰亡期衰亡期）。在食品工业上

14、，）。在食品工业上，尽量在（尽量在（延滞延滞）期进行消毒或灭菌。）期进行消毒或灭菌。3 3、细菌生长曲线中延滞期的特点之一是生长速、细菌生长曲线中延滞期的特点之一是生长速率常数为（率常数为（0 0）。）。4 4、（、（指数指数）期的细胞是进行生理、代谢、遗传）期的细胞是进行生理、代谢、遗传等研究的最好材料。等研究的最好材料。5 5、如培养细菌的目的在于获得大量菌体，应在、如培养细菌的目的在于获得大量菌体，应在培养的（培养的（稳定稳定）期进行收获。）期进行收获。6 6、在生产上，要想使延滞期缩短，可采取、在生产上，要想使延滞期缩短，可采取_、_、_等等措施。措施。n常用的直接计数法有常用的直接计数法有_、_等。常用的活菌计数法有等。常用的活菌计数法有_等。等。n微生物按其生长温度范围可分为微生物按其生长温度范围可分为_、_和和_3类。类。n温度愈低，食物腐败愈温度愈低，食物腐败愈_（快或（快或慢）。慢）。