微生物学：第六章 细菌的生长及其控制

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1、第第6章章 细菌的生菌的生长及其控制及其控制 第一第一第一第一节节 测测定微生物生定微生物生定微生物生定微生物生长长繁殖的方法繁殖的方法繁殖的方法繁殖的方法第二第二第二第二节节 微生物的生微生物的生微生物的生微生物的生长规长规律律律律第三第三第三第三节节 影响微生物生影响微生物生影响微生物生影响微生物生长长的主要的主要的主要的主要环环境因素境因素境因素境因素第四第四第四第四节节 微生物培养法概微生物培养法概微生物培养法概微生物培养法概论论第五第五第五第五节节 微生物生微生物生微生物生微生物生长长繁殖的控制繁殖的控制繁殖的控制繁殖的控制 生长与繁殖生长与繁殖生生长长: :生生物物个个体体物物质质

2、有有规规律律地地、不不可可逆逆增增加加，导导致致总量（体积、大小、重量）总量（体积、大小、重量）扩大扩大的生物学过程。的生物学过程。 繁繁殖殖: :生生物物个个体体生生长长到到一一定定阶阶段段，通通过过特特定定方方式式产产生生新新的的生生命命个个体体，即即引引起起生生命命个个体体数数量量增增加加的的生生物学过程。物学过程。 生长生长= =量变量变 繁殖繁殖= =质变质变 单个微生物细胞单个微生物细胞单个微生物细胞单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。同化作用的速度超过了异化作用同化作用的速度超过了异化作用同化作用的速度超过了异化作用同化作

3、用的速度超过了异化作用个体的生长个体的生长原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加如果各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就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。会发生繁殖，引起个体数目的增加。会发生繁殖，引起个体数目的增加。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内各个个体的进一步生长群体的生长群体的生长在在一一定定时时间间和和条条件件下下细细胞胞数数增增加加（

4、微微生生物物群群体体生生长长） ，即，即“生长生长”，一般均指，一般均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第一第一节 测定微生物生定微生物生长繁殖的方法繁殖的方法微生物生微生物生微生物生微生物生长长的的的的测测定：个体定：个体定：个体定：个体计计数、群体重量数、群体重量数、群体重量数、群体重量测测定和定和定和定和群体生理指群体生理指群体生理指群体生理指标测标测定。定。定。定。目的：目的：目的：目的：评评价培养条件、价培养条件、价培养条件、价培养条件、营营养物养物养物养物质质等等等等对对微生物生微生物生微生物生微生物生长长的影响；的影响；的影响；的影响；评评

5、价不同的抗菌物价不同的抗菌物价不同的抗菌物价不同的抗菌物质对质对微生物微生物微生物微生物产产生抑制生抑制生抑制生抑制( (或或或或杀杀死死死死) )作作作作用的效果；用的效果；用的效果；用的效果；客客客客观观地反映微生物生地反映微生物生地反映微生物生地反映微生物生长长的的的的规规律。律。律。律。第一节第一节 测定生长繁殖的方法测定生长繁殖的方法一、一、一、一、测生长量测生长量直接法直接法直接法直接法 测体积法测体积法称干重法称干重法 测定丝状真菌常用方法测定丝状真菌常用方法 间接法间接法间接法间接法比浊法比浊法 目测或分光光度法（目测或分光光度法（450-650nm450-650nm）生理指标

6、法生理指标法 测含氮、碳、磷量测含氮、碳、磷量称干重法称干重法将将一一定定量量的的菌菌液液中中的的菌菌体体通通过过离离心心或或过过滤滤分分离离出出来来，然然 后后 烘烘 干干 （ 干干 燥燥 温温 度度 可可 采采 用用 105105、 100100或或8080）、称称重重。一一般般干干重重为为湿湿重重的的10%10%20%20%，而而一个一个细细菌菌细细胞一般重胞一般重约约1010-12-121010-13-13g g。该该法适合菌液法适合菌液浓浓度度较较高的高的样样品。品。比比比比浊浊法法法法：借借借借助助助助于于于于分分分分光光光光光光光光度度度度计计，在在在在一一一一定定定定波波波波长

7、长（450650nm450650nm波段波段波段波段) ) 下下下下测测定菌定菌定菌定菌悬悬液的光密度，就可反液的光密度，就可反液的光密度，就可反液的光密度，就可反应应出菌液的出菌液的出菌液的出菌液的浓浓度。度。度。度。原原原原理理理理：在在在在一一一一定定定定范范范范围围内内内内，菌菌菌菌悬悬液液液液中中中中的的的的细细胞胞胞胞浓浓度度度度与与与与混混混混浊浊度度度度成正比，即与光密度成正比，菌数越多，光密度越大。成正比，即与光密度成正比，菌数越多，光密度越大。成正比，即与光密度成正比，菌数越多，光密度越大。成正比，即与光密度成正比，菌数越多，光密度越大。特点：快速、特点：快速、特点：快速、

8、特点：快速、简简便。便。便。便。如何定量二者关系呢？如何定量二者关系呢？浊度仪浊度仪绘绘制制制制标标准曲准曲准曲准曲线线测测菌液菌液菌液菌液浊浊度，度，度，度，对对照照照照标标准曲准曲准曲准曲线线得出得出得出得出细细菌数量菌数量菌数量菌数量生理生理指指标法法测含氮量：蛋白含氮量：蛋白质是是细胞的主要物胞的主要物质，含量，含量稳定，定，而氮是蛋白而氮是蛋白质的主要成分，通的主要成分，通过测含氮量就可推知含氮量就可推知微生物的微生物的浓度。度。其他方法：含碳、磷、其他方法：含碳、磷、DNA、RNA、耗氧量、消耗耗氧量、消耗底物量、底物量、产CO2、产酸、酸、产热、粘度等，都可用于、粘度等，都可用于

9、生生长量的量的测定。定。测繁殖数直接法直接法 计计数板数板间间接法接法l l平板菌落平板菌落计计数法数法计数板构造计数板构造25X1625X16型血球计数板型血球计数板间接法（活菌接法（活菌计数法）数法）平平平平板板板板菌菌菌菌落落落落计计数数数数法法法法膜膜过滤培养法培养法微生物生微生物生微生物生微生物生长测长测定方法比定方法比定方法比定方法比较较测测定定细细胞胞数数目目方法方法特点与应用特点与应用血球计数板法血球计数板法 较快速简便，但较费时较快速简便，但较费时薄膜过滤染色法薄膜过滤染色法 快速简便，快速简便，适于含菌数很低的空气、水等中的总菌计数适于含菌数很低的空气、水等中的总菌计数 平

10、皿菌落计数法平皿菌落计数法 简易价廉，但花费时间较长，不能立刻知道结果简易价廉，但花费时间较长，不能立刻知道结果测测定定物物质质量量比浊法比浊法 快速简便，敏感度低，适于不发酵液或液体中的快速快速简便，敏感度低，适于不发酵液或液体中的快速 总细胞数估计，但需事先标定总细胞数估计，但需事先标定细胞湿重法细胞湿重法 较为简便，但含水量不定，准确度差较为简便，但含水量不定，准确度差细胞成分含量法细胞成分含量法 如测定蛋白质、核酸、还原糖的含量等如测定蛋白质、核酸、还原糖的含量等细胞干重法细胞干重法 较为费时，易受颗粒杂质干扰，敏感度低较为费时，易受颗粒杂质干扰，敏感度低第二第二节 微生物的生微生物的

11、生长规律律同步生同步生长长的概念：采用一定的方法使的概念：采用一定的方法使细细胞群体胞群体处处于于分裂步分裂步调调一致的状一致的状态态。环环境境诱导诱导法：法：变换变换温度、光温度、光线线或或对对于于稳稳定期的培定期的培养物添加新养物添加新鲜鲜培养液。培养液。 物理学方法：物理学方法： 通通过过物理学方法物理学方法选择选择。例如。例如选择选择性性过滤过滤或梯度离心法。或梯度离心法。环环境条件境条件诱导诱导法：如用法：如用氯氯霉素抑制、藻胞的光照、霉素抑制、藻胞的光照、黑暗、控制等，可能造成黑暗、控制等，可能造成细细胞循胞循环环周期改周期改变变。机械机械选择选择法：膜法：膜过滤过滤法、膜洗脱法、

12、密度梯度离心法、膜洗脱法、密度梯度离心法等。法等。 同步生同步生长长法特点：法特点：同步性同步性丧丧失：在培养失：在培养过过程中，其同步性程中，其同步性丧丧失失较较快。快。丧丧失的原因：群体中的不同失的原因：群体中的不同细细胞个体胞个体间间分裂周期差分裂周期差异。异。获获得同步生得同步生长长的方法：的方法：诱导诱导法：法：变换变换温度、光温度、光线线、培养基等。造成与正常、培养基等。造成与正常细细胞周期胞周期不同的周期不同的周期变变化。化。选择选择法：法：选择选择性性过滤过滤、梯度离心。物理方法，随机、梯度离心。物理方法，随机选择选择，不，不影响影响细细胞代胞代谢谢。原理：细菌细胞会紧紧粘附于

13、硝酸纤维微孔滤膜上。步骤：菌悬液通过微孔滤膜，细胞吸附其上；反置滤膜，以新鲜培养液通过滤膜，洗掉浮游细胞；除去起始洗脱液后就可以得到刚刚分裂下来的新生细胞，即为同步培养。典型生长曲线典型生长曲线概念：定量描述液体培养基中微生物群体生概念：定量描述液体培养基中微生物群体生长规长规律的律的实验实验曲曲线线称称为为生生长长曲曲线线（growth curvegrowth curve）。）。条件：将少量条件：将少量纯纯种种单细单细胞微生物群体、接入适宜胞微生物群体、接入适宜的恒定容的恒定容积积的培养液中，在适宜温度、通气与酸的培养液中，在适宜温度、通气与酸碱度等条件下，微生物群体碱度等条件下，微生物群体

14、细细胞量有胞量有规规律地增加律地增加的的过过程。程。只适用于只适用于单细单细胞微生物如胞微生物如细细菌和酵母菌。菌和酵母菌。生长曲线代表了单细胞微生物在新的环境中从开始生长、分裂直至死亡的整个动态变化过程。生生长曲曲线（growth curve）结结果：根据微生物的生果：根据微生物的生长长速率常数（速率常数（growth growth rate constantrate constant）即每小）即每小时时分裂次数（分裂次数（R R）的不同，）的不同，以以细细胞数目的胞数目的对对数数值为纵值为纵坐坐标标与培养与培养时间时间作横作横坐坐标标，绘绘制出的由延滞期、指数期、制出的由延滞期、指数期、稳

15、稳定期和定期和衰亡期衰亡期4 4个个阶阶段段组组成的曲成的曲线线。 典型生长曲线延滞期延滞期指数期指数期稳稳定期定期衰亡期衰亡期生长曲线生长曲线生长曲线图示生长曲线图示生长曲线图示生长曲线图示延延滞滞期期对数数期期稳定期定期衰亡期衰亡期又称：停滞期、又称：停滞期、调整期、适整期、适应期期“万事开万事开头难”特点：特点：生生长速率常数速率常数R= 0;细胞形胞形态变大或增大或增长;细胞内胞内RNA特特别是是rRNA含量增高，原生含量增高，原生质嗜碱性增嗜碱性增强;合成代合成代谢活活跃（核糖体、（核糖体、酶类、ATP合成加快），易合成加快），易产生生诱导酶;对外界不良条件反外界不良条件反应敏感（如

16、敏感（如氯化化钠浓度、温度、抗生度、温度、抗生素等理、化学素等理、化学药物）。物）。（一）（一） 延滞期延滞期延滞期产生原因移植移植规规律：群体移植后律：群体移植后产产生延滞期是生命活生延滞期是生命活动动的的基本基本规规律，是适律，是适应应新新环环境需要一定的境需要一定的时间时间的表的表现现。原原因：因：因因诱导酶诱导酶、ATPATP、HH及各种原材料等的合成需及各种原材料等的合成需环环境及境及时间时间。细细胞修复：胞修复： 细细胞胞损伤损伤部分的修复需一定的部分的修复需一定的时间时间。在在发酵工酵工业上需上需设法尽量法尽量缩短延短延迟期，措施有：期，措施有：接种接种龄：对数生数生长期的菌种接

17、种期的菌种接种,子代停滞期短；子代停滞期短；稳定期定期的菌种接种，子代停滞期居中；停滞期或衰亡期菌种接种，的菌种接种，子代停滞期居中；停滞期或衰亡期菌种接种，子代停滞期子代停滞期长。增加接种量；一般来增加接种量；一般来说， 接种量增大可接种量增大可缩短甚至消除延短甚至消除延迟期（期（发酵工酵工业上一般采用上一般采用1/10的接种量）。的接种量）。 调整培养基的成分，整培养基的成分，应适当丰富，且适当丰富，且发酵培养基成分尽酵培养基成分尽量与种子培养基的成分接近。量与种子培养基的成分接近。 （2）指数期（）指数期（exponential phase）又称又称对对数期（数期（logarithmic

18、 phaselogarithmic phase）：群体）：群体细细胞分胞分裂与其数量以几何裂与其数量以几何级级数增加的一段数增加的一段时时期。期。 特点：生特点：生长长速率最大、代速率最大、代时时最短；最短；细细胞胞进进行平衡行平衡生生长长; ; 酶酶系活系活跃跃、代、代谢谢旺盛。旺盛。指数期几个名指数期几个名词R R：生：生长长速率常数速率常数 即即为单为单位位时间时间内生物体内生物体细细胞所分裂的代胞所分裂的代数数值值( (每小每小时时分裂的次数分裂的次数) )。 G G ：代：代时时即即为为生物体生物体细细胞每分裂一次所需胞每分裂一次所需时间时间或群体或群体细细胞的胞的原生原生质质体增加

19、一倍所花的倍增体增加一倍所花的倍增时间时间。 N N ：繁殖代数：繁殖代数即指生物群体的全部在即指生物群体的全部在单单位位时间时间内共繁殖的代内共繁殖的代数数 。生生长长限制因子：限制因子：凡在培养液中凡在培养液中处处于于较较低低浓浓度范度范围围内，可影响内，可影响生生长长速率和菌体速率和菌体产产量的量的营营养物或养物或营营养因子。养因子。 一些细菌的代时一些细菌的代时体温菌：体温菌： 大肠杆菌大肠杆菌G=12.5G=12.5 17min17min枯草杆菌枯草杆菌G=26G=2632min32min室温菌：室温菌： 褐球固氮菌褐球固氮菌G=240minG=240min大豆根瘤菌大豆根瘤菌G=4

20、10minG=410min嗜热菌：嗜热菌： 嗜热芽胞菌嗜热芽胞菌G=18minG=18min（1 1）菌种：不同菌种其代）菌种：不同菌种其代）菌种：不同菌种其代）菌种：不同菌种其代时时差差差差别别极大。极大。极大。极大。（2 2）营营养成分：同一种微生物，在养成分：同一种微生物，在养成分：同一种微生物，在养成分：同一种微生物，在营营养丰富的培养养丰富的培养养丰富的培养养丰富的培养基上生基上生基上生基上生长时长时，其代，其代，其代，其代时较时较短，反之短，反之短，反之短，反之则长则长。（3 3）营营养物养物养物养物浓浓度：既影响微生物的生度：既影响微生物的生度：既影响微生物的生度：既影响微生物的

21、生长长速率，又影速率，又影速率，又影速率，又影响它的生响它的生响它的生响它的生长总长总量。量。量。量。（4 4）培养温度：温度）培养温度：温度）培养温度：温度）培养温度：温度对对微生物的生微生物的生微生物的生微生物的生长长速率明速率明速率明速率明显显的影的影的影的影响。响。响。响。影响指数期微生物代影响指数期微生物代影响指数期微生物代影响指数期微生物代时长时长短的因素短的因素短的因素短的因素指数期的指数期的应用用特性：群体生理特性一致，群体生理特性一致，细细胞成分平衡胞成分平衡发发展和生展和生长长速率恒定。速率恒定。应应用：宜作用：宜作发发酵种子；是代酵种子；是代谢谢、生理研究的好、生理研究的

22、好材料；是增殖噬菌体的最佳菌材料；是增殖噬菌体的最佳菌龄龄。(3）稳定期（定期（stationary phase）生生长长速率常数速率常数为为零零；（新繁殖；（新繁殖细细胞数胞数= =衰亡衰亡细细胞数）菌体胞数）菌体产产量达到最高点。量达到最高点。菌体菌体产产量与量与营营养物消耗养物消耗间间呈比例关系（用生呈比例关系（用生长长产产量常数量常数Y Y表示）。表示）。胞内出胞内出现贮现贮藏物（糖原、异染藏物（糖原、异染颗颗粒和脂肪等）；粒和脂肪等）；形成芽胞。形成芽胞。产产生抗生素等次生代生抗生素等次生代谢谢物。物。稳定期到来的原因稳定期到来的原因消耗：消耗：营营养物的消耗养物的消耗失失调调：营营

23、养物的比例失养物的比例失调调（碳氮比）（碳氮比）累累积积：有害代：有害代谢产谢产物的累物的累积积（酸、醇、毒素等）（酸、醇、毒素等）不适：物化条件不适宜（不适：物化条件不适宜（pHpH、氧化、氧化还还原原电势电势等等）稳定期与生定期与生产实践践SCPSCP收收获获期期 ：以菌体量：以菌体量为为主的最佳收主的最佳收获获期期产产物收物收获获期：与菌体相平行的代期：与菌体相平行的代谢产谢产物的收物的收获获生物生物测测定：宜作生物定：宜作生物测测定的菌源（定的菌源（维维生素、碱基、生素、碱基、氨基酸）氨基酸）连连培的依据：启示培的依据：启示连续连续培养的主要依据培养的主要依据（4）衰亡期）衰亡期1、特

24、点：、特点：（1）细胞死亡数增加，死亡数大大超胞死亡数增加，死亡数大大超过新增殖的新增殖的细胞数，群体中的活菌数目急胞数，群体中的活菌数目急剧下降，出下降，出现“负生生长” （ R0 ） ；（2）细胞出胞出现多形多形态，畸形或衰退形；，畸形或衰退形；（3）因菌体本身因菌体本身产生的生的水解水解酶及代及代谢产物的作用，物的作用，使菌体死亡、自溶等。使菌体死亡、自溶等。（4）有的微生物）有的微生物进一步合成或一步合成或释放次生代放次生代谢物。物。（5）芽）芽孢杆菌在此期杆菌在此期释放芽放芽孢等。等。衰亡期到来原因衰亡期到来原因失失调调： 碳氮比碳氮比严严重失重失调调 耗尽：耗尽： 培养基内培养基内

25、营营养物近耗尽养物近耗尽恶恶化：化： 培养培养环环境的境的进进一步一步恶恶化化原因：原因： 分解代分解代谢谢大于合成代大于合成代谢谢，从而，从而导导致大量致大量菌体菌体进进入死亡期入死亡期生长特点生长特点生长特点生长特点成因成因成因成因菌体特征菌体特征菌体特征菌体特征应用及其它应用及其它应用及其它应用及其它调整期调整期调整期调整期对数期对数期对数期对数期稳定期稳定期稳定期稳定期衰亡期衰亡期衰亡期衰亡期不立即繁殖不立即繁殖繁殖速度繁殖速度最快最快出生率等于死出生率等于死亡率亡率, ,活菌数活菌数最大最大, ,代谢产代谢产物大量积累物大量积累死亡超过死亡超过繁殖繁殖适应新环境适应新环境条件适宜条件

26、适宜生存条件生存条件开始恶化开始恶化生存条件生存条件极度恶化极度恶化代谢活跃代谢活跃, ,体体积增长较快积增长较快个体形态和个体形态和 生理特性稳定生理特性稳定有些种类有些种类出现芽孢出现芽孢出现畸变出现畸变与菌种和培与菌种和培养条件有关养条件有关生产用菌种生产用菌种科研材料科研材料改改善善和和控控制制 条条 件件 , ,延延长长稳稳定定期期细胞裂解细胞裂解释放产物释放产物单细胞微生物生胞微生物生长的四个的四个时期期丝状微生物的群体生状微生物的群体生长丝丝状微生物的状微生物的状微生物的状微生物的纯纯培养采用培养采用培养采用培养采用孢孢子接种，在液体培子接种，在液体培子接种，在液体培子接种，在液

27、体培养基中振养基中振养基中振养基中振荡荡培养或深培养或深培养或深培养或深层层通气加通气加通气加通气加搅搅拌培养，菌拌培养，菌拌培养，菌拌培养，菌丝丝体通体通体通体通过过断裂繁殖不形成断裂繁殖不形成断裂繁殖不形成断裂繁殖不形成产孢结产孢结构。构。构。构。以菌以菌以菌以菌丝丝干重作干重作干重作干重作为为衡量生衡量生衡量生衡量生长长的指的指的指的指标标，即以，即以，即以，即以时间为时间为横坐横坐横坐横坐标标，以菌，以菌，以菌，以菌丝丝干重干重干重干重为纵为纵坐坐坐坐标标，绘绘制生制生制生制生长长曲曲曲曲线线。培养培养培养培养时间时间与菌与菌与菌与菌丝丝体干重的立方根成直体干重的立方根成直体干重的立方

28、根成直体干重的立方根成直线线关系。关系。关系。关系。1 1、生、生长停滞期停滞期:孢子萌子萌发前真正的停滞状前真正的停滞状态2 2、迅速生、迅速生长期期: :生生长主要表主要表现在菌在菌丝尖端的伸尖端的伸长和出和出现分支、断裂等，此分支、断裂等，此时期的菌期的菌体呼吸体呼吸强度达到高峰，有的度达到高峰，有的开始开始积累代累代谢产物。物。3 3、衰退期、衰退期: :菌菌丝体干重下降，体干重下降，到一定到一定时期不再期不再变化。化。丝状微生物的群体生状微生物的群体生长曲曲线连续培养培养分分 批批 培培 养养 （ batch batch cultureculture） ： 又又 称称 封封 闭闭 培

29、培 养养（closed closed cultureculture），将将微微生生物物置置于于一一定定容容积积的的定定量量的的培培养养基基中中培培养养，培培养养基基一一次次性性加加入入，不不再再补补充充和更和更换换，最后一次性收，最后一次性收获获。 连连续续培培养养（continuous continuous cultureculture） ：又又称称开开放放培培养养（open open cultureculture），在在微微生生物物培培养养的的过过程程中中，不不断断地地供供给给新新鲜鲜的的营营养养物物质质，同同时时排排除除含含菌菌体体及及代代谢谢产产物物的的发发酵酵液液，让让培培养养的的微

30、微生生物物长长时时间间地地处处于于对对数数生生长长期期，以以利利于于微微生生物物的的增增殖殖速速度度和和代代谢谢活活性性处处于于某某种种稳稳定状定状态态。连续培养的培养的实现通通过过认认识识稳稳定定期期到到来来的的原原因因，并并采采取取有有效效措措施施实实现现。当当微微生生物物以以单单批批培培养养的的方方式式培培养养到到指指数数期期的的后后期期时时，一一方方面面以以一一定定的的速速度度连连续续流流入入新新鲜鲜培培养养液液（并并通通入入无无菌菌空空气气，立立即即进进行行搅搅拌拌）；另另一一方方面以同面以同样样流速流出流速流出发发酵液至酵液至动态动态平衡。平衡。 特特点点：可可使使发发酵酵长长期期

31、保保持持在在指指数数期期的的平平衡衡生生长长状状态态和衡定的生和衡定的生长长速率上。速率上。连续培养培养器器按控制方式分按控制方式分按培养器的按培养器的级数分数分按按细胞状胞状态分分按用途分按用途分内控制（控制菌体密度）：恒内控制（控制菌体密度）：恒浊器器外控制（控制培养液流速、以控制外控制（控制培养液流速、以控制生生长速率）：恒化器速率）：恒化器单级连续培养器培养器多多级连续培养器培养器一般一般连续培养器培养器固定化固定化细胞胞连续培养器培养器实验室科研用：室科研用：连续培养器培养器发酵生酵生产用：用：连续发酵罐酵罐连续培养器培养器特点：基特点：基特点：基特点：基质过质过量，微生物量，微生物

32、量，微生物量，微生物始始始始终终以最高速率以最高速率以最高速率以最高速率进进行生行生行生行生长长，并可在允并可在允并可在允并可在允许许范范范范围围内控制不内控制不内控制不内控制不同的菌体密度；但工同的菌体密度；但工同的菌体密度；但工同的菌体密度；但工艺艺复复复复杂杂，烦琐烦琐。使用范使用范使用范使用范围围：用于生：用于生：用于生：用于生产产大量大量大量大量菌体、生菌体、生菌体、生菌体、生产产与菌体生与菌体生与菌体生与菌体生长长相相相相平行的某些代平行的某些代平行的某些代平行的某些代谢产谢产物，如物，如物，如物，如乳酸、乙醇等。乳酸、乙醇等。乳酸、乙醇等。乳酸、乙醇等。（1）恒）恒浊器器 恒恒浊

33、连续培养培养（2）恒化器）恒化器 恒化恒化连续培养培养特点：特点：特点：特点：维维持持持持营营养成分的养成分的养成分的养成分的适量适量适量适量，控制微生物生，控制微生物生，控制微生物生，控制微生物生长长速率。菌体生速率。菌体生速率。菌体生速率。菌体生长长速率恒速率恒速率恒速率恒定，菌体均一、密度定，菌体均一、密度定，菌体均一、密度定，菌体均一、密度稳稳定，定，定，定，产产量低于最高菌体量低于最高菌体量低于最高菌体量低于最高菌体产产量。量。量。量。应应用范用范用范用范围围：实验实验室科学室科学室科学室科学研究。研究。研究。研究。装装装装置置置置控制对象控制对象控制对象控制对象培养基培养基培养基培

34、养基培养基培养基培养基培养基流速流速流速流速生长生长生长生长速率速率速率速率产物产物产物产物应用范应用范应用范应用范围围围围恒恒恒恒浊浊浊浊器器器器菌体密度菌体密度菌体密度菌体密度（内控制）（内控制）（内控制）（内控制）无限制无限制无限制无限制生长因生长因生长因生长因子子子子不恒定不恒定不恒定不恒定最高最高最高最高大量菌体或大量菌体或大量菌体或大量菌体或与菌体形成与菌体形成与菌体形成与菌体形成相平行的产相平行的产相平行的产相平行的产物物物物生产为生产为生产为生产为主主主主恒恒恒恒化化化化器器器器培养基流培养基流培养基流培养基流速（外控速（外控速（外控速（外控制）制）制）制）有限制有限制有限制有

35、限制生长因生长因生长因生长因子子子子恒定恒定恒定恒定低于低于低于低于最高最高最高最高不同生长速不同生长速不同生长速不同生长速率的菌体率的菌体率的菌体率的菌体实验室实验室实验室实验室为主为主为主为主恒恒浊器与恒化器的比器与恒化器的比较连续培养的培养的优缺点缺点优优点：高效；自控；点：高效；自控；稳稳定；定；节约节约缺缺点点：菌菌种种易易退退化化；易易污污染染杂杂菌菌；营营养养物物的的利利用率低用率低应应用用：酵酵母母菌菌单单细细胞胞蛋蛋白白（SCPSCP）、乙乙醇醇、乳乳酸等酸等发发酵、酵、污污水水处处理理微生物的高密度培养（微生物的高密度培养（HCDC）也也称称高高密密度度发发酵酵，一一般般指

36、指微微生生物物在在液液体体培培养养基基中中细细胞胞群群体体密密度度超超过过常常规规培培养养1010倍倍以以上上时时的的生生长长状状态态或培养技或培养技术术选选取最佳培养基成分和各成分含量取最佳培养基成分和各成分含量补补料料提高溶解氧的提高溶解氧的浓浓度度防止有害代防止有害代谢产谢产物的生成物的生成高密度培养高密度培养实例例E.coliE.coli的的高高密密度度培培养养理理论论值值：可可达达到到200g(200g(湿湿)/L)/L 400g/L400g/L，即即使使为为200g/L200g/L， 则则发发酵酵液液中中菌菌体体约约占占1/41/4，其流，其流动动性性丧丧失失E.coliE.col

37、i的的高高密密度度培培养养报报道道值值:PHB:PHB的的工工程程菌菌为为175.4g/L175.4g/L，W3110W3110菌株菌菌株菌值值174g/L 174g/L 获获取取HCDCHCDC必必须须综综合合考考虑虑与与充充分分运运用用各各菌菌株株的的生生长长繁殖的繁殖的规规律，以律，以获获取最佳效果。取最佳效果。温度是影响微生物生温度是影响微生物生长的最重要因素之一。的最重要因素之一。温度温度对微生物的影响具体表微生物的影响具体表现在：在：影响影响酶活性，温度活性，温度变化影响化影响酶促反促反应速率，最速率，最终影响影响细胞胞合成。合成。影响影响细胞膜的流胞膜的流动性，温度高，流性，温度

38、高，流动性大，有利于物性大，有利于物质的的运运输，温度低，流，温度低，流动性降低，不利于物性降低，不利于物质运运输，因此，温，因此，温度度变化影响化影响营养物养物质的吸收与代的吸收与代谢产物的分泌。物的分泌。影响物影响物质的溶解度，的溶解度，对生生长有影响。有影响。一、温度一、温度对微生物生微生物生长的影响的影响第三第三节影响微生物生影响微生物生长的主要因素的主要因素从微生物整体来看:生长的温度范围一般在-10100极端下限为-30，极端上限为105300但对于特定的某一种微生物：只能在一定温度范围内生长，在这个范围内，每种微生物都有自己的生长温度三基点，即最低、最适、最高生长温度处于最适生长

39、温度时，生长速度最快，代时最短。超过最低生长温度，微生物不生长，温度过低，甚至会死亡。超过最高生长温度，微生物不生长，温度过高，甚至会死亡。（一）微生物生（一）微生物生长的三个温度基点的三个温度基点根据微生物的最适生长温度的不同，可将微生物划为三个类型：（二）微生物生（二）微生物生长温度温度类型型低温型微生物（嗜冷微生物）中温型微生物（嗜温微生物）高温型微生物（嗜热微生物）低温型微生物低温型微生物:最适生最适生长温度在温度在520主要分布在地球的两极、冷泉、主要分布在地球的两极、冷泉、深海、冷深海、冷冻场所及冷藏食品中。所及冷藏食品中。例：假例：假单孢菌中的某些嗜冷菌在低温下生菌中的某些嗜冷菌

40、在低温下生长，常引起冷，常引起冷藏食品的腐藏食品的腐败。嗜冷微生物在低温下生嗜冷微生物在低温下生长的机理，目前的机理，目前还不清楚，据不清楚，据推推测有两种原因：有两种原因：它它们体内的体内的酶能在低温下有效地催化，在高温下能在低温下有效地催化，在高温下酶活活丧失失细胞膜中的不胞膜中的不饱和脂肪酸含量高，低温下也能保和脂肪酸含量高，低温下也能保持半流持半流动状状态，可以，可以进行物行物质的的传递。中温型微生物：中温型微生物：最适生长温度为2040，大多数微生物属于此类。室温型主要为腐生或植物寄生，在植物或土壤中。体温型主要为寄生，在人和动物体内。高温型微生物：高温型微生物：最适生长温度为506

41、0,主要分布在温泉、堆肥和土壤中。在高温下能生长的原因：酶蛋以及核糖体有较强的抗热性核酸具有较高的热稳定性（核酸中G+C含量高（tRNA），可提供形成氢键，增加热稳定性）。细胞膜中饱和脂肪酸含量高，较高温度下能维持正常的液晶状态。1、高温对微生物的影响高温下蛋白质不可逆变性，膜受热出现小孔，破坏细胞结构（溶菌）。微生物对热的耐受力与以下因素有关:(1)微生物种类及发育阶段嗜热菌比其它类型的菌体抗热有芽孢的细菌比无芽孢的菌抗热微生物的繁殖结构比营养结构抗热性强老龄菌比幼龄菌抗热（三）高温与低温（三）高温与低温对微生物的影响微生物的影响(2)微生物对热的耐受力还受环境条件的影响与培养基的营养成分有

42、关培养基中蛋白质含量高时比较耐热.与pH有关pH适宜时不易死亡，pH不适宜时，容易死亡.与水分有关含水量大时容易死亡，含水量小时不容易死亡.与含菌量有关含菌量高，抗热性增强，含菌量低，抗热性差。与热处理时间有关热处理时间长，微生物易死亡。当环境温度低于微生物的最适生长温度时，微生物的生长繁殖停止，当微生物的原生质结构并未破坏时，不会很快造成死亡并能在较长时间内保持活力，当温度提高时，可以恢复正常的生命活动。低温保藏菌种就是利用这个原理。一些细菌、酵母菌和霉菌的琼脂斜面菌种通常可以长时间地保藏在4的冰箱中。当温度过低，造成微生物细胞冻结时，有的微生物会死亡，有些则并不死亡。2、低温、低温对微生物

43、的影响微生物的影响造成死亡的原因：冻结时细胞水分变成冰晶，冰晶对细胞膜产生机械损伤，膜内物质外漏。冻结过程造成细胞脱水。冻结速度对冰晶形成有很大影响，缓慢冻结，形成的冰晶大，对细胞损伤大；快速冻结，形成的冰晶小、分布均匀，对细胞的损伤小，因此，利用快速冻结可以对一些菌种进行冻结保藏，一般情况下在菌悬液中再加一些甘油、糖、牛奶、保护剂等可对菌种进行长期保藏。菌菌 名名生长温度生长温度发酵温度发酵温度累积产物温度累积产物温度 （ ） （ ） （ ） S.thermophilus(嗜热链球菌）嗜热链球菌） 374737S.lactis (乳酸链球菌）乳酸链球菌） 3440产细胞：产细胞：2530产乳

44、酸：产乳酸：30S. griseus (灰色链霉菌）灰色链霉菌） 3728_Corenybacterium pekinense 32 3335_Clostridium acetobutylicum 3733_Penicilium chrysogenum 302520不同不同生理生化生理生化过程的最适温度程的最适温度微生物不同生理活微生物不同生理活微生物不同生理活微生物不同生理活动动要求不同温度；要求不同温度；要求不同温度；要求不同温度；最适生最适生最适生最适生长长温度温度温度温度发发酵速度快、酵速度快、酵速度快、酵速度快、积积累代累代累代累代谢产谢产物多。物多。物多。物多。微生物对氧的需要和耐

45、受力在不同的类群中变化很大，根据微生物与氧的关系,可把它们分为几种类群: 专性好氧菌性好氧菌:好氧菌好氧菌微好氧菌：微好氧菌：兼性兼性厌氧菌氧菌耐氧耐氧厌氧菌：氧菌：厌氧菌氧菌(专性性)厌氧菌：氧菌：二、氧气二、氧气对微生物生微生物生长的影响的影响专专性性性性好好好好氧氧氧氧菌菌菌菌：必必必必须须在在在在有有有有分分分分子子子子氧氧氧氧的的的的条条条条件件件件下下下下才才才才能能能能生生生生长长；细细胞胞胞胞含含含含有有有有超超超超氧氧氧氧物物物物歧歧歧歧化化化化酶酶（SODSOD）和和和和过过氧氧氧氧化化化化氢氢酶酶。绝绝大多数真菌、多数大多数真菌、多数大多数真菌、多数大多数真菌、多数细细菌

46、和放菌和放菌和放菌和放线线菌。菌。菌。菌。兼兼兼兼性性性性好好好好氧氧氧氧菌菌菌菌：在在在在有有有有氧氧氧氧或或或或无无无无氧氧氧氧条条条条件件件件下下下下均均均均能能能能生生生生长长，但但但但有有有有氧氧氧氧情情情情况况况况下下下下生生生生长长得得得得更更更更好好好好；细细胞胞胞胞含含含含有有有有SODSOD和和和和过过氧氧氧氧化化化化氢氢酶酶。许许多酵母菌和不少多酵母菌和不少多酵母菌和不少多酵母菌和不少细细菌。菌。菌。菌。微微微微好好好好氧氧氧氧菌菌菌菌：只只只只能能能能较较低低低低的的的的氧氧氧氧分分分分压压下下下下才才才才能能能能正正正正常常常常生生生生长长。霍霍霍霍乱弧菌、乱弧菌、乱

47、弧菌、乱弧菌、发发酵酵酵酵单单胞菌属、弯曲菌属等。胞菌属、弯曲菌属等。胞菌属、弯曲菌属等。胞菌属、弯曲菌属等。耐耐耐耐氧氧氧氧菌菌菌菌：生生生生活活活活不不不不需需需需要要要要氧氧氧氧，分分分分子子子子氧氧氧氧也也也也对对它它它它无无无无毒毒毒毒害害害害。细细胞胞胞胞内内内内存存存存在在在在SODSOD和和和和过过氧氧氧氧化化化化物物物物酶酶，但但但但缺缺缺缺乏乏乏乏过过氧氧氧氧化化化化氢氢酶酶。乳酸菌多乳酸菌多乳酸菌多乳酸菌多为为耐氧菌。耐氧菌。耐氧菌。耐氧菌。厌厌氧氧氧氧菌菌菌菌：分分分分子子子子氧氧氧氧对对它它它它有有有有毒毒毒毒害害害害。生生生生命命命命活活活活动动所所所所需需需需能能

48、能能量量量量通通通通过过发发酵酵酵酵、无无无无氧氧氧氧呼呼呼呼吸吸吸吸、循循循循环环光光光光合合合合磷磷磷磷酸酸酸酸化化化化或或或或甲甲甲甲烷烷发发酵酵酵酵提提提提供供供供；细细胞胞胞胞内内内内缺缺缺缺乏乏乏乏SODSOD和和和和细细胞胞胞胞色色色色素素素素氧氧氧氧化化化化酶酶，大大大大多多多多数数数数还还缺乏缺乏缺乏缺乏过过氧化氧化氧化氧化氢酶氢酶。严严格格厌厌氧氧微微生生物物并并不不是是被被气气态态的的氧氧所所杀杀死死，而而是是由由于不能解除某些氧代于不能解除某些氧代谢产谢产物的毒性而死亡。物的毒性而死亡。在在氧氧还还原原为为水水的的过过程程中中，可可形形成成某某些些有有毒毒的的中中间间产

49、产物物，例例如如，过过氧氧化化氢氢（H H2 2OO2 2）、超超氧氧阴阴离离子子（ OO2 2 ）等等。超超氧氧阴阴离离子子为为活活性性氧氧，兼兼有有分分子子和和离离子子的的性性质质，反反应应力力极极强强，极极不不稳稳定定，可可破破坏坏膜膜和和重重要要生生物物大分子，大分子，对对微生物造成毒害或致死。微生物造成毒害或致死。厌氧菌的氧毒害机制氧菌的氧毒害机制 SOD学学说：H2O + O22 O2 + 2H+O2 + H2O22H2OOO2 2 + e + e OO2 2 超氧阴离子在超氧阴离子在超氧阴离子在超氧阴离子在细细胞内可由胞内可由胞内可由胞内可由酶酶促或非促或非促或非促或非酶酶促形成

50、。促形成。促形成。促形成。超氧化物歧化超氧化物歧化超氧化物歧化超氧化物歧化酶酶（SODSOD）是在生物）是在生物）是在生物）是在生物进进化中化中化中化中发发展出来的一种自展出来的一种自展出来的一种自展出来的一种自我保我保我保我保护护方式。方式。方式。方式。生物体中超氧阴离子的形成与去除生物体中超氧阴离子的形成与去除12SOD好氧生物好氧生物和耐氧和耐氧细菌菌过氧化氧化氢酶 好氧生物好氧生物过氧化物氧化物酶 NADH2NAD耐氧菌耐氧菌在培养不同在培养不同类类型的微生物型的微生物时时，要采用相，要采用相应应的措施的措施: :培培养养好好氧氧微微生生物物：需需振振荡荡或或通通气气，保保证证充充足足

51、的的氧氧气。气。培培养养专专性性厌厌氧氧微微生生物物：需需排排除除环环境境中中的的氧氧气气，同同时时在在培培养养基基中中添添加加还还原原剂剂，降降低低培培养养基基中中的的氧氧化化还还原原电电位位势势。pH值对微生物的影响微生物的影响pHpH值值 表示水溶液中表示水溶液中氢氢离子的离子的负对负对数数值值。特点特点: : 微生物界适微生物界适应应pHpH的范的范围围极广。极广。三基点三基点为为: :最低生最低生长长pHpH为为 1 12 2 最适生最适生长长pHpH为为 5 58 8 最高生最高生长长pHpH为为 9 91010pH值对微生物的影响微生物的影响同同一一种种微微生生物物在在其其不不同

52、同的的生生长长阶阶段段和和不不同同的的生生理理生化生化过过程中，程中，对对pHpH值值的要求也不同。的要求也不同。 微生物胞内微生物胞内酶酶的最适的最适pHpH值值一般一般为为中性中性 在在发发酵工酵工业业中，控制中，控制pHpH值值尤其重要尤其重要 举举例：例：黑曲霉：黑曲霉：pH2-2.5pH2-2.5合成合成柠柠檬酸檬酸 pH2.5-6.5 pH2.5-6.5 菌体生菌体生长长 pH7.0 pH7.0合成草酸合成草酸pH值对微生物的影响微生物的影响根据微生物生根据微生物生长长的最适的最适pHpH值值，将微生物分，将微生物分为为：嗜碱微生物嗜碱微生物：硝化：硝化细细菌菌耐碱微生物耐碱微生物

53、：许许多多链链霉菌霉菌中性微生物中性微生物：绝绝大多数大多数细细菌，一部分真菌菌，一部分真菌嗜酸微生物嗜酸微生物：硫杆菌属：硫杆菌属耐酸微生物耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌：乳酸杆菌、醋酸杆菌微生物的生命活微生物的生命活动对环境境pH值的影响的影响 分解糖类、脂肪等，产生酸性物质，pH 分解蛋白质、尿素等，产生碱性物质，pH 由于无机盐选择性吸收：铵盐吸收（NH4）2SO4 H2SO4），pH硝酸盐吸收（NaNO3 NaOH），pHpH值对微生物的影响值对微生物的影响培养过程中调节pH值的措施过酸时：加入碱或适量氮源，提高通气量。过碱时：加入酸或适量碳源，降低通气量。 第四节微生物培养法概论第

54、四节微生物培养法概论微生物培养技微生物培养技术术的的发发展展1.1.从少量培养从少量培养发发展到大展到大规规模培养。模培养。2.2.从浅从浅盘盘培养培养发发展到厚展到厚层层固体或深固体或深层层（液体）培养。（液体）培养。3.3.从以固体培养从以固体培养为为主主发发展到以液体培养展到以液体培养为为主。主。4.4.从静止式液体培养从静止式液体培养发发展到通气展到通气搅搅拌式液体培养。拌式液体培养。5.5.从分批培养从分批培养发发展到展到连续连续培养以至多培养以至多级连续级连续培养。培养。6.6.从从游游离离的的微微生生物物细细胞胞培培养养发发展展到到利利用用固固定定化化细细胞培养。胞培养。7.7.

55、从从单单一微生物培养一微生物培养发发展到混合微生物培养。展到混合微生物培养。8.8.从从利利用用野野生生菌菌种种发发展展到到利利用用变变异异菌菌株株以以及及“工工程菌程菌”。9.9.从从单单菌菌发发酵到混菌酵到混菌发发酵。酵。10.10.从低密度培养到高密度培养。从低密度培养到高密度培养。11.11.从从人人工工控控制制的的发发酵酵罐罐到到多多传传感感器器、计计算算机机控控制制的自的自动动化化发发酵罐。酵罐。良好微生物培养装置良好微生物培养装置首要条件: 提供丰富而均匀的营养物。物化条件: 能保证微生物获得适宜的温度和必需的良好通气条件。必备装置: 严防杂菌污染的容器和场所。实验室固体培养法室

56、固体培养法（一）固体培养法（一）固体培养法好氧法好氧法：试试管斜面、培养皿管斜面、培养皿琼琼脂平板、克氏扁脂平板、克氏扁瓶或茄子瓶等瓶或茄子瓶等进进行平板培养。行平板培养。 厌厌氧法：氧法：高高层琼层琼脂柱（脂柱（韦韦荣氏管荣氏管/ Veillon / Veillon tube)tube)、厌厌氧培养皿、氧培养皿、 厌厌氧罐技氧罐技术术、HungateHungate滚滚管法和管法和 厌厌氧手套箱等。氧手套箱等。厌厌氧培养中的三大件氧培养中的三大件为为：厌厌氧罐、氧罐、HungateHungate滚滚管法和管法和厌厌氧手套箱。氧手套箱。HungateHungate滚滚管管管管技技技技术术 用用用

57、用高高高高纯纯氮氮氮氮驱驱除除除除小小小小环环境境境境中中中中的的的的空空空空气气气气，使使使使操操操操作作作作过过程程程程始始始始终终处处于于于于高高高高度度度度无无无无氧氧氧氧的的的的条条条条件件件件下下下下，从从从从而而而而保保保保证证了了了了厌厌氧菌的存活。氧菌的存活。氧菌的存活。氧菌的存活。 将将将将菌菌菌菌接接接接种种种种到到到到融融融融化化化化的的的的培培培培养养养养基基基基中中中中，然然然然后后后后将将将将特特特特制制制制的的的的试试管管管管用用用用丁丁丁丁基基基基橡橡橡橡胶胶胶胶塞塞塞塞严严密密密密后后后后平平平平放放放放，置置置置冰冰冰冰浴浴浴浴中中中中均均均均匀匀匀匀滚滚

58、动动，使使使使含含含含菌菌菌菌的的的的培培培培养养养养基基基基布布布布满满在在在在试试管管管管的的的的内内内内表表表表面面面面，最最最最后后后后长长出出出出许许多多多多单单菌落。菌落。菌落。菌落。PRASPRAS培培培培养养养养基基基基：预预还还原原原原无无无无氧氧氧氧灭灭菌菌菌菌培培培培养养养养基。基。基。基。 （二）液体培养法好氧菌的液体培养试管液体培养三角瓶浅层液体培养摇瓶培养台式发酵罐第五第五节 微生物生微生物生长繁殖的控制繁殖的控制灭菌菌采用采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永切微生物永远丧失其生失其生长繁殖能力的措施，称繁殖能力的措施，称

59、为灭菌。菌。灭菌菌还可分可分杀菌（菌体菌（菌体虽死、形体尚死、形体尚存）、溶菌（菌体被存）、溶菌（菌体被杀死后，死后，细胞自溶、裂解胞自溶、裂解消失）。消失）。消毒消毒采用采用较温和的理化因素，温和的理化因素，仅杀死物体表面或死物体表面或内部的一部分内部的一部分对人体有害的病原菌，而人体有害的病原菌，而对被被处理物体基本无害的措施，称理物体基本无害的措施，称为消毒消毒。防腐防腐防腐防腐 利利利利用用用用理理理理化化化化因因因因素素素素完完完完全全全全抑抑抑抑制制制制霉霉霉霉腐腐腐腐微微微微生生生生物物物物的的的的生生生生长长繁繁繁繁殖殖殖殖，从而达到防止物品从而达到防止物品从而达到防止物品从而

60、达到防止物品发发生霉腐的措施，称生霉腐的措施，称生霉腐的措施，称生霉腐的措施，称为为防腐。防腐。防腐。防腐。化化化化疗疗 即即即即化化化化学学学学治治治治疗疗。利利利利用用用用具具具具有有有有高高高高度度度度选选择择毒毒毒毒力力力力的的的的化化化化学学学学物物物物质质抑抑抑抑制制制制宿宿宿宿主主主主体体体体内内内内病病病病原原原原微微微微生生生生物物物物的的的的生生生生长长繁繁繁繁殖殖殖殖，以以以以达达达达到治到治到治到治疗该传疗该传染病的一种措施。染病的一种措施。染病的一种措施。染病的一种措施。低温：利用低温：利用低温：利用低温：利用4 4以下的各种低温以保藏食物、以下的各种低温以保藏食物、

61、以下的各种低温以保藏食物、以下的各种低温以保藏食物、药药品、菌种等。品、菌种等。品、菌种等。品、菌种等。缺氧：在密缺氧：在密缺氧：在密缺氧：在密闭闭容器中加入除氧容器中加入除氧容器中加入除氧容器中加入除氧剂剂，如，如，如，如铁铁粉。真空保藏也是比粉。真空保藏也是比粉。真空保藏也是比粉。真空保藏也是比较较常用的方法。常用的方法。常用的方法。常用的方法。干燥：采用晒干或干燥：采用晒干或干燥：采用晒干或干燥：采用晒干或红红外外外外线线干燥保藏粮食、食品等，或在密封条干燥保藏粮食、食品等，或在密封条干燥保藏粮食、食品等，或在密封条干燥保藏粮食、食品等，或在密封条件下用吸湿件下用吸湿件下用吸湿件下用吸湿

62、剂剂也可达到防霉作用。也可达到防霉作用。也可达到防霉作用。也可达到防霉作用。高渗：通高渗：通高渗：通高渗：通过盐渍过盐渍或糖或糖或糖或糖渍渍达到高渗。达到高渗。达到高渗。达到高渗。高酸度：如泡菜、酸菜等。高酸度：如泡菜、酸菜等。高酸度：如泡菜、酸菜等。高酸度：如泡菜、酸菜等。高醇度：用酒保存食品。高醇度：用酒保存食品。高醇度：用酒保存食品。高醇度：用酒保存食品。防腐防腐防腐防腐剂剂：苯甲酸、山梨酸、脱：苯甲酸、山梨酸、脱：苯甲酸、山梨酸、脱：苯甲酸、山梨酸、脱氢氢醋酸等。醋酸等。醋酸等。醋酸等。防腐的措施防腐的措施1、高温、高温灭菌（消菌（消毒）法毒）法是最常用是最常用的物理方法。高温的物理方

63、法。高温可引起蛋白可引起蛋白质、核、核酸等活性大分子氧酸等活性大分子氧化或化或变性失活而性失活而导致微生物死亡。致微生物死亡。一常用的一常用的灭菌、消毒、抑菌及除菌的物理方法菌、消毒、抑菌及除菌的物理方法（一）温度（一）温度干热灭菌法（dry heat sterilization）焚烧法（incineration）：是将被灭菌物品在火焰中燃烧，使所有的生物质碳化。简单、彻底，但对被灭菌物品的破坏极大。干燥热空气灭菌法(hot-air oven)：将物品放入烘箱内，然后升温至150170 ，维持12小时。适用于玻璃、陶瓷和金属物品的灭菌，不适合液体样品，及棉花、纸张、纤维和橡胶类物质的灭菌。特点

64、：由于空气传热穿透力差，菌体在脱水状态下不易杀死，所以温度高、时间长。湿热法(moist heat sterilization) ：特点：温度低、时间短、灭菌效果高原因： 1) 蒸汽冷凝会放出潜热；2) 饱和水蒸汽穿透力强；3) 湿热易破坏细胞内蛋白质大分子的稳定性，主要破坏氢键结构。高压蒸汽灭菌法利用水的沸点随水蒸气压力的增加而上升，以达到100以上高温灭菌的方法。方法：121维持15-20min。112维持20-30min。115维持20-30min。应根据灭菌物品的性质或成分选择灭菌温度例如：生理盐水用121。含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培养基用112。适用：耐高温物品，玻璃仪器、含水或不含

65、水的物品。 注意事项：排净冷空气；灭菌终了，缓慢降压；灭菌结束，趁热取出物品。高温高温对培养基的影响及其防止措施培养基的影响及其防止措施高温高温对培养基的不利影响：培养基的不利影响：会会产生混生混浊或形成不溶性沉淀或形成不溶性沉淀营养成分被破坏（养成分被破坏（ PO4-3存在，葡萄糖生成存在，葡萄糖生成酮糖，菌不利糖，菌不利用）；用）；色色泽加深（褐加深（褐变如如产生氨基糖等）；生氨基糖等）；改改变培养基的培养基的pH值（通常下降（通常下降0.2） ；形成有害物形成有害物质，抑制微生物生，抑制微生物生长；消除有害影响的措施消除有害影响的措施采用特殊的加采用特殊的加热灭菌法菌法过滤除菌法除菌法（

66、1）巴斯德消毒法）巴斯德消毒法低温低温维持法：持法：63，30min处理牛奶。理牛奶。高温瞬高温瞬时法：法：72，15s处理牛奶。理牛奶。（2）煮沸消毒法）煮沸消毒法将水加将水加热至至100，煮沸，煮沸15min30min，可，可杀死所有死所有营养养细胞和部分芽胞和部分芽孢，达到消毒物品的，达到消毒物品的目的。目的。常常压法法（3）间歇歇灭菌法：菌法： 将待灭菌物品在80-100蒸煮15-60min，冷却后搁置室温（28-37）下过夜，并重复以上过程三遍以上。其蒸煮过程可杀死微生物的营养体，但不能杀死芽胞，室温过夜促使残留的芽孢萌发成营养体，再经蒸煮过程可杀死新的营养体；循环三次以上可保证彻底

67、灭菌的目的。适用于不耐高温的物品灭菌，如不适于高压灭菌的特殊培养基、药品的灭菌。缺点是麻烦、费时。低温低温是通过降低酶反应速度使微生物生长受到抑制。冷藏法：5，微生物斜面菌种放置冷藏箱中可保存数周至数月而不衰竭死亡；食品保鲜冷冻法：食品工业中采用-10左右的冷冻温度较长时间地保藏食品；冷冻法也可用作菌种保藏，但所需温度更低，如-80低温冰箱、或-78干冰、或液氮中冷冻保存。2 2、低温抑菌、低温抑菌采用滤孔比细菌还小的筛子或滤膜作成各种过滤器，当空气或液体流经筛子或滤膜时，微生物不能通过滤孔而被阻留在一侧，从而达到灭菌的目的。实验室中常用的滤器：滤器孔径：常用0.22 m、0.45m。应用：对

68、于含酶、血清、维生素和氨基酸等热敏物质除菌。（二）（二）过滤除菌法除菌法紫外线灭菌使用紫外灯照射，可以根据1W/M3来计算剂量，若以面积计算，一般30W的紫外灯可用于15M2的房间消毒，照射时间为2030分钟，有效照射距离为1米左右。射线灭菌Co60放射性元素可放出射线。（三）（三）辐射射化学化学杀菌菌剂、消毒、消毒剂和治和治疗剂关于化学性关于化学性试剂的的药效和毒性的指效和毒性的指标1 1、最最最最低低低低抑抑抑抑制制制制浓浓度度度度：评评定定定定某某某某化化化化学学学学药药物物物物药药效效效效强强弱弱弱弱的的的的指指指指标标。指指指指在在在在一一一一定定定定的的的的条条条条件件件件下下下下

69、，某某某某化化化化学学学学药药剂剂抑抑抑抑制制制制特特特特定微生物的最低定微生物的最低定微生物的最低定微生物的最低浓浓度。度。度。度。2 2、半半半半致致致致死死死死量量量量：评评定定定定某某某某药药物物物物毒毒毒毒性性性性强强弱弱弱弱的的的的指指指指标标。指指指指在在在在一一一一定定定定条条条条件件件件下下下下，某某某某化化化化学学学学药药剂剂能能能能杀杀死死死死50%50%实实验验动动物物物物时时的的的的剂剂量。量。量。量。3 3、最最最最低低低低致致致致死死死死量量量量：指指指指在在在在一一一一定定定定条条条条件件件件下下下下，某某某某化化化化学学学学药药剂剂能引起能引起能引起能引起实验

70、动实验动物群体物群体物群体物群体100%100%死亡率的最低死亡率的最低死亡率的最低死亡率的最低剂剂量。量。量。量。消消毒毒剂剂: :对对一一切切活活细细胞胞都都有有毒毒性性，不不能能用用作作活活细细胞胞内内或或机机体体内治内治疗疗用的化学用的化学药剂药剂。主主要要用用于于抑抑制制或或杀杀灭灭物物体体表表面面、器器械械、排排泄泄物物和和环环境境中中的的微生物。如皮肤、粘膜、微生物。如皮肤、粘膜、伤伤口等口等处处防止感染。防止感染。消毒防腐消毒防腐剂剂的作用机理的作用机理使微生物蛋白使微生物蛋白质质凝固凝固变变性，性，发发生沉淀。如酒精等；生沉淀。如酒精等；破坏菌体的破坏菌体的酶酶系系统统，影响

71、菌体代，影响菌体代谢谢。如。如过过氧化氧化氢氢等；等；降降低低微微生生物物表表面面张张力力，增增加加细细胞胞膜膜的的通通透透性性，使使细细胞胞发发生破裂或溶解。如来生破裂或溶解。如来苏苏儿等酚儿等酚类类物物质质。表面消毒表面消毒剂消毒消毒剂杀剂杀菌的菌的规规律律低低浓浓度度时时，会，会对对微生物的生命活微生物的生命活动动起刺激作用，随起刺激作用，随浓浓度的增度的增加，相加，相继继出出现现抑菌和抑菌和杀杀菌作用，因而形成一个菌作用，因而形成一个连续连续的作用的作用谱谱表面消毒表面消毒剂剂的相的相对杀对杀菌菌强强度度石炭酸系数石炭酸系数（P.C.P.C.）在一定在一定时间时间内，被内，被试药剂杀试

72、药剂杀死全部供死全部供试试菌的最高稀菌的最高稀释释度与达度与达到同效的石炭酸最高稀到同效的石炭酸最高稀释释度之比。度之比。时间时间：10min10min、供供试试菌：菌：Salmonella typhiSalmonella typhi（伤伤寒沙寒沙门门氏菌）氏菌）如：如：P.C. P.C. = 300/100 = 3= 300/100 = 3 类类型型 名称及使用方法名称及使用方法 作用原理作用原理 应用范围应用范围 醇醇类类70%70%75%75%乙醇乙醇脱水、蛋白质脱水、蛋白质变性变性皮肤、器皿皮肤、器皿 醛醛类类0 0.5.5% %10%10%甲醛甲醛2%2%戊二醛（戊二醛（pH=8pH

73、=8） 蛋白质变性蛋白质变性房间、物品消毒（不房间、物品消毒（不适合食品厂）适合食品厂） 酚酚类类3%3%5%5%石炭酸石炭酸 2%2%来苏儿来苏儿3%3%5%5%来苏儿来苏儿破坏细胞膜、破坏细胞膜、蛋白质变性蛋白质变性地面、器具地面、器具皮肤皮肤地面、器具地面、器具氧化剂氧化剂 0 0.1.1% %高锰酸钾高锰酸钾3%3%过氧化氢过氧化氢0 0.2.2% %0.5%0.5%过氧乙酸过氧乙酸氧化蛋白质活氧化蛋白质活性基团，酶失性基团，酶失活活皮肤、水果、蔬菜皮肤、水果、蔬菜皮肤、物品表面皮肤、物品表面水果、蔬菜、塑料等水果、蔬菜、塑料等常用的消毒防腐常用的消毒防腐剂及其及其应用（用（1）常用的

74、消毒防腐常用的消毒防腐常用的消毒防腐常用的消毒防腐剂剂及其及其及其及其应应用（用（用（用（2 2）类型类型 名称及使用方法名称及使用方法 作用原理作用原理 应用范围应用范围重重金金属属盐盐类类0.05%0.1%0.05%0.1%升汞升汞2%2%红汞红汞0.1%1%0.1%1%硝酸银硝酸银0.1%0.5%0.1%0.5%硫酸铜硫酸铜蛋白质变性、酶失活蛋白质变性、酶失活变性、沉淀蛋白变性、沉淀蛋白蛋白质变性、酶失活蛋白质变性、酶失活非金属器皿非金属器皿皮肤、粘膜、伤口皮肤、粘膜、伤口皮肤、新生儿眼睛皮肤、新生儿眼睛防治植物病害防治植物病害表表面面活活性性剂剂0.05%0.1%0.05%0.1% 新

75、洁尔灭新洁尔灭0.05%0.1%0.05%0.1% 杜灭芬杜灭芬蛋白变性、破坏细胞蛋白变性、破坏细胞膜膜皮肤、粘膜、器械皮肤、粘膜、器械皮肤、金属、棉织皮肤、金属、棉织品、塑料品、塑料常用的消毒防腐常用的消毒防腐剂及其及其应用（用（3）类型类型 名称及使用方法名称及使用方法 作用原理作用原理 应用范围应用范围卤素及其卤素及其化合物化合物0.20.50.20.5mg/Lmg/L氯气氯气10%20%10%20%漂白粉漂白粉0.5%1%0.5%1%漂白粉漂白粉2.5%2.5%碘酒碘酒破坏细胞膜、蛋白破坏细胞膜、蛋白质质饮水、游泳池饮水、游泳池水水地面地面水、空气等水、空气等皮肤皮肤 染料染料2%4%

76、2%4%龙胆紫龙胆紫与蛋白质的羧基结与蛋白质的羧基结合合皮肤、伤口皮肤、伤口 酸类酸类 0 0.1%.1%苯甲酸苯甲酸 0 0.1%.1%山梨酸山梨酸抑制酶和代谢活性抑制酶和代谢活性 （尤其是霉菌）（尤其是霉菌）食品防腐食品防腐食品防腐食品防腐概念：化学治疗剂是指那些能够特异性地作用于某些微生物并具有选择毒性的化学药剂，它们与非特异的化学药剂相比对人体几乎没有什么毒性或毒性很小，可用作治疗微生物引起的疾病。既适用于涂抹肌体表面，也始于通过口服或注射吸收到体内。 种类： 抗代谢药物人工合成的抗生素微生物所产生的化学治化学治疗剂1、抗代、抗代谢类药物（生物（生长因子因子类似物）似物）:概念：有些化

77、合物在结构上与生物体所必需的代谢物很相似，以致于可以和特定的酶结合，从而阻碍酶的功能，干扰代谢的正常进行，这些物质叫抗代谢物，用于疾病治疗，称抗代谢类药物，如：磺胺类药物。机理：作为菌细胞基本生长因子的竞争性抑制剂（与相应酶竞争性结合）而阻止微生物对生长因子的利用，因而可以抑制微生物的生长。种类：磺胺药对氨基本甲酸 ；6-巯基嘌呤嘌呤；5-甲基色氨酸氨基酸； 二二氢蝶蝶啶+对氨基本甲酸氨基本甲酸二二氢叶酸叶酸四四氢叶酸叶酸 辅酶F磺胺磺胺药核酸合成核酸合成二氢叶酸合成酶二氢叶酸还原酶磺胺磺胺药作用机理：作用机理：细菌需要利用菌需要利用对氨基本甲酸合成生氨基本甲酸合成生长所需的叶酸：所需的叶酸：

78、2 2、抗生素：、抗生素：概念：抗生素：微生物在其生命过程中所产生的一类低分子量代谢产物，在很低浓度下就能抑制或杀死其它微生物的生长。抗菌谱：抗生素的作用对象有一定范围，这种作用范围称该抗生素的抗菌谱。广谱：对多种微生物有作用（如：土霉素、四环素）；窄谱：仅对某一类微生物有作用（如：多粘菌素）作用机制：1）抑制细胞壁的合成；（如：青霉素）2）破坏细胞膜功能；（如：多粘菌素可作用于磷脂使膜溶解）3）抑制蛋白质合成；（如：氯霉素，四环素、链霉素等）4）干扰核酸代谢；（如：利福霉素、新生霉素、丝裂霉素、灰黄霉素）抗抗药性性菌体内菌体内菌体内菌体内产产生了生了生了生了钝钝化或分解化或分解化或分解化或分解药药物的物的物的物的酶酶；细细胞内被胞内被胞内被胞内被药药物作用的部位物作用的部位物作用的部位物作用的部位发发生了生了生了生了改改改改变变。改改改改变变细细胞膜的透性而胞膜的透性而胞膜的透性而胞膜的透性而导导致致致致抗抗抗抗药药性；性；性；性；救救救救护护途径；途径；途径；途径；泵泵出机制出机制出机制出机制