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1、微生物基础知识及洁净区微生物控制 目录一 微生物简介二 微生物的分布三 微生物的作用及危害四 微生物的形态结构五 微生物污染及消毒灭菌六 洁净区微生物的控制 一 微生物简介 1 微生物的定义微生物是存在于自然界中的个体微小 结构简单 肉眼看不见 必须借助于显微镜才能看清它们外形的一群低等的 原始的微小生物 如细菌 真菌 病毒 一 微生物简介 菌落的定义菌落 由单个细菌 或其它微生物 细胞或一堆细胞在适应的固体培养基表面或内部生产繁殖到一定程度形成肉眼可见的子细胞群落 2 微生物的分类按其结构 化学组成可分为 原核类 仅有原始核质 无核仁或核膜 细胞器很不完善 如细菌 放线菌 支原体 立克次氏体
2、 真核类 细胞核的分化程度较高 有核膜 核仁和染色体 细胞器完整 如真菌 酵母菌和霉菌 原生动物 藻类 非细胞类 体积微小 能通过除菌过滤器 如病毒和朊病毒按其致病性可分为 病原性微生物 有致病性 非病原性微生物 无致病性 3 微生物的五大特点 个体小 面积大 肉眼不见 比表面积大 用细菌中的杆菌为例可以形象地说明微生物个体的细小 杆菌的宽度是0 5微米 因此80个杆菌 肩并肩 地排列成横队 也只有一根头发丝的宽度 杆菌的长度约2微米 故1500个杆菌头尾衔接起来仅有一颗芝麻长 分布广 种类多 已知10万多种 虽然我们不借助显微镜就无法看到微生物 可是它在地球上几乎无处不有 无孔不入 就连我们
3、人体的皮肤上 口腔里 甚至肠胃道里 都有许多微生物 85公里的高空 11公里深的海底 2000米深的地层 近100 甚至300 的温泉 零下250 的环境下 均有微生物存在 这些都属极端环境 至于人们正常生产生活的地方 也正是微生物生长生活的适宜条件 因此 人类生活在微生物的汪洋大海之中 但常常是 深在菌中不知菌 中国微生物已知物种数与世界已知物种数的比较微生物的已知种数和估计总种数 吸收多 转化快 由于微生物的比表面积大得惊人 所以与外界环境的接触面特别大 这非常有利于微生物通过体表吸收营养和排泄废物 就使它们的 胃口 十分庞大 而且 微生物的食谱又非常广泛 凡是动植物能利用的营养 微生物都
4、能利用 大量的动植物不能利用的物质 甚至剧毒的物质 微生物照样可以视为美味佳肴 如大肠杆菌在合适条件下 每小时可以消耗相当于自身重量2000倍的糖 而人要完成这样一个规模则需要40年之久 生长旺 繁殖快 微生物有惊人的繁殖速度 大多数微生物几十分钟内就可以繁殖一代 例如大肠杆菌在合适的生长条件下 12 5 20分钟便可繁殖一代 每小时可分裂3次 由1个变成8个 每昼夜可繁殖72代 由1个细菌变成4722366500万亿个 重约4722吨 经48小时后 则可产生2 2 1043个后代 如此多的细菌的重量约等于4000个地球之重 当然 由于种种条件的限制 这种疯狂的繁殖是不可能实现的 细菌数量的翻
5、番只能维持几个小时 不可能无限制地繁殖 因而在培养液中繁殖细菌 它们的数量一般仅能达到每毫升1 10亿个 最多达到100亿 尽管如此 它的繁殖速度仍比高等生物高出千万倍 应性强 易变异微生物对环境条件尤其是恶劣的 极端环境 具有惊人的适应力 这是高等生物所无法比拟的 例如 多数细菌能耐0 到 196 的低温 在海洋深处的某些硫细菌可在250 300 的高温条件下正常生长 一些嗜盐细菌甚至能在饱和盐水中正常生活 产芽孢细菌和真菌孢子在干燥条件下能保藏几十年 几百年甚至上千年 耐酸碱 耐缺氧 耐毒物 抗辐射 抗静水压等特性在微生物中也极为常见 微生物个体微小 与外界环境的接触面积大 容易受到环境条
6、件的影响而发生性状变化 变异 尽管变异发生的机会只有百万分之一到百亿分之一 但由于微生物繁殖快 也可在短时间内产生大量变异的后代 正是由于这个特性 人们才能够按照自己的要求不断改良在生产上应用的微生物 如青霉素生产菌的发酵水平由每毫升20单位上升到近10万单位 利用变异和育种得到如此大幅度的产量提高 在动植物育种工作中简直是不可思议的 二 微生物的分布 1 微生物在自然界的分布 土壤 是微生物生活的最适环境 土壤中的微生物又可分为如下几类 细菌 占土壤微生物总数的70 90 放线菌 占土壤中微生物含量的5 30 霉菌 主要生活在靠近地面的土壤中 在通气良好的土壤中 霉菌数量很多 酵母菌 普通土
7、壤中酵母菌含量很少 土壤中微生物的分布 表层受日光照射和干燥的影响 不利于其生存 所以细菌数量少 离地面10 20厘米土层微生物最多 土层越深 菌数越少 水 仅次于土壤的微生物分布 定居的第二场所 90 为革兰氏阴性菌 主要有假单胞菌 黄杆菌等 水中的细菌来自土壤 尘埃 污水 人畜排泄物及垃圾等 空气 空气里悬浮着无数细小的尘埃和水滴 它们是微生物在空气中的藏身之地 还来源于人和动物 它们大多数是通过呼吸道排出的 其中也包含有病原微生物 悬浮在大气中 2 微生物在人体中的分布 在正常人体皮肤 粘膜及外界相通的各种腔道 如口腔 鼻咽腔 肠道和泌尿道 等部位 存在着对人体无害的微生物群 人体中的微
8、生物 皮肤 表皮葡萄球菌 类白喉杆菌 绿脓杆菌 耻垢杆菌等 口腔 链球菌 甲型或乙型 乳酸杆菌 螺旋体 梭形杆菌 白色念球菌 真菌 表皮葡萄球菌 肺炎球菌 奈瑟菌球菌 类白喉杆 胃 正常一般无菌 肠道 类杆菌 双歧杆菌 大肠杆菌 厌氧性链球菌 粪链球菌 葡萄球菌 白色念球菌 乳酸杆菌 变形杆菌 破伤风杆菌 产气荚膜杆菌等 鼻咽腔 甲型链球菌 奈氏球菌 肺炎球菌 流感杆菌 乙型链球菌 葡萄球菌 绿脓杆菌 大肠杆菌 变形杆菌等 眼结膜 皮表葡萄球菌 结膜干燥杆菌 类白喉杆菌等 三 微生物的作用及危害 1 微生物的作用绝大多数微生物对人和动物是有益的 微生物已广泛应用于农业 食品 医药 酿造 化工
9、制革 石油等行业 发挥了越来越重要的作用 例如与我们日常生活密切相关的如酸奶 酒类 抗生素 疫苗等 2 微生物的危害微生物中也有一部分能引起人及动 植物发生病害 如人类的许多传染病 如伤寒 结核 病毒性肝炎 鼠疫等 四 微生物的形态结构 一 细菌细菌是一类细胞细而短 结构简单 细胞壁坚韧 以二分裂方式无性繁殖的原核微生物 分布广泛 细菌的形态与结构 1 球菌多数球菌直径在1微米左右 外观呈球形或近似球形 常见的有双球菌 链球菌 葡萄球菌等 2 杆菌形态多数呈直杆状 也有的菌体稍弯 多数呈分散存在 也有的呈链状排列 分为棒状杆菌 链状杆菌 球杆菌等 3 螺形菌菌体弯曲 呈弧形或螺旋形 如幽门螺杆
10、菌 细菌虽小 仍具有一定的细胞结构和功能 细胞壁 细胞膜 细胞质和核质是细菌的基本结构 细菌的结构 细菌的形态 大肠菌群 大肠菌群为人和动物肠道中的常居菌 在一定条件下可引起肠道外感染 生存环境大肠菌群在自然界中分布广泛 在15 46 均可生长 最适生长温度为37 在水和土壤中大量存在 对自然环境有较强的抵抗力 主要污染的食品是肉类 水产品 蔬菜等 85 热水1 3分钟灭菌 300ppm次氯酸纳溶液1 3分钟内杀灭本菌 金黄色葡萄球菌在自然界中分布广泛 空气 水 地面 物体表面 人和动物的体表 粘膜等处均有存在 食品药品中生长有金黄色葡萄球菌 是食品药品卫生的一种潜在危险 因为金黄色葡萄球菌可
11、以产生肠毒素 食后能引起食品中毒 金黄色葡萄球菌 金黄色葡萄球菌 繁殖条件金黄色葡萄球菌能在12 45 生长繁殖 最适生长温度为37 特征伤口化脓的地方 口 鼻子等处繁殖 污染来源于手指的可能性很高 产生的毒素 非常耐热 预防 手指处有伤口 化脓口的人 不要直接接触产品 彻底对手指进行洗净消毒 佩戴手套 要戴帽子 戴口罩 杀灭条件加热80 30分钟才能杀死 煮沸可迅速使它死亡 沙门氏菌 沙门氏菌常在动物中广泛传播 人的沙门氏菌感染也非常普遍 世界上沙门氏菌的食物中毒占首位 因此 检查食品药品中的沙门氏菌非常重要 生存环境沙门氏菌在水中不易繁殖 但可生存2 3周 冰箱中可生存3 4个月 在 25
12、 可存活10个月 在自然环境的粪便中可存活1 2个月 繁殖条件沙门氏菌最适繁殖温度为37 在20 以上即能大量繁殖 因此 低温储存食品是一项重要预防措施 污染渠道沙门氏菌的来源主要是患病的人和动物 及人和动物的带菌者 其中在肉类中最为多见 杀灭条件沙门氏菌对热及外界环境的抵抗力属于中等 60 20 30分钟75 5分钟即被杀死 100 立即被杀死 沙门氏菌 二 真菌 真菌是一类有细胞壁 无叶绿素 以寄生或腐生方式生存 少数为单细胞 多数为多细胞 能进行无性或有性繁殖的一类真核细胞型微生物 真菌包括单细胞与多细胞两类 单细胞真菌呈圆形或卵圆形 称为酵母菌 多细胞真菌由菌丝和孢子组成 并交织成团
13、称丝状菌或霉菌 真菌生长的最适的温度为22 28 最适的pH值为4 6 其繁殖能力强 但生长速度比细菌慢 常需1 4周才形成菌落 真菌对热的抵抗力不强 一般加热60 70 1小时即被杀死 但对干燥 日光 紫外线和一些化学消毒剂有抵抗力 但对2 5 碘酒 10 甲醛则较敏感 真菌的结构 黑曲霉菌脚气真菌真酵母菌菌 真菌的形态 三 病毒 病毒属非细胞型微生物 在自然界分布非常广泛 可在人 动物 植物 真菌和细菌中寄居并引起感染 病毒是体积最小 结构最简单的微生物 它仅有一种核酸 DNA或RNA 作其遗传物质 病毒必须在宿主活细胞内寄生 依靠细胞提供的能量 营养物质及生物大分子合成机制 完成病毒的复
14、制过程 病毒与人类的关系极为密切 人类的传染病约75 是由病毒引起的 有些病毒传染性强 可引起世界大流行 如流感 艾滋病等 病毒的结构 埃博拉病毒流感病毒 病毒的形态 四 芽孢 某些细菌到一定的生长阶段 在细胞内形成一个圆形 椭圆形或圆柱形的 对不良环境条件具较强抗性的休眠体 称为芽孢 能形成芽孢的细菌均为G 菌 芽孢 在条件适宜时 芽孢可形成新的菌体 一个细菌只形成一个芽孢 一个芽孢也只能形成一个菌体 芽孢的形成不是细菌的繁殖方式 而是营养缺乏的一种反应 是细菌的休眠状态 与芽孢相比 未形成芽孢而具有繁殖能力的菌体称为繁殖体 芽孢的特征 含水量低 40 不易着色有多层厚而致密的膜结构 壁 含
15、有2 6 吡啶二羧酸 DPA 及耐热性很强的酶 四 热原与内毒素 热原 是微量即可引起恒温动物体温异常升高的物质的总称 内毒素 是革兰氏阴性菌细胞壁上的一种脂多糖和微量蛋白的复合物 具有多种生物活性 热原包括内毒素 内毒素是主要的热原物质 在产品检测中 细菌内毒素是检测热原的方法之一 我公司产品 1 中国药典 内毒素检查法 人每KG体重每小时最大可接受的细菌内毒素剂量为5EU 2 P 1000 细菌内毒素不得过75EU 套 无菌生长 3 枸橼酸钠抗凝剂 细菌内毒素不得0 5EU mg 无菌生长 4 B P 2000 细菌内毒素不得过75EU 套 无菌生长 消除细菌内毒素的方法高温破坏法 可用1
16、80 干烤3 4h或250 干烤至少60min 吸附法 一般选用活性炭 化学酸碱和氧化法 离子交换法 反渗透法 超滤法 注 在产品微生物中 无菌生长 不代表无内毒素 细菌死亡后会产生大量内毒素 五 微生物污染及消毒灭菌 1 产品微生物污染 产品微生物污染 微生物的产生 附着而给产品带来不良影响 产品的微生物污染也称染菌 污染产品的细菌 常见污染产品的细菌是一些生命力较强的细菌 如 葡萄球菌 大肠杆菌 绿脓杆菌 枯草杆菌及一些霉菌 抵抗力弱的细菌一般不易造成污染 产品的微生物污染源 空气 水 厂房与设备 产品生产用原辅料 包装材料 昆虫 生产操作人员等 2 消毒与灭菌消毒 杀死物体上病源微生物的方法 并不一定能杀死细菌的芽胞 消毒所用的试剂称为消毒剂 灭菌 杀灭物体上所有微生物的方法 灭菌比消毒要求高 包括杀灭细菌芽孢在内的全部病原微生物和非病原微生物 抑菌 抑制体内或体外细菌的生长繁殖 常用的抑菌剂为各种抗生素 可抑制细菌的繁殖 防腐 防止或抑制体外细菌生长繁殖的方法 细菌一般不死亡 同一种化学药品在高浓度时为消毒剂 低浓度时常为防腐剂 无菌 不存在活的细菌 防止细菌进入人体或其他物品
