微生物的生长及其控制2周德庆微生物学教程

微生物的生长及其控制2周德庆微生物学教程第1页/共30页第三节影响微生物生长的主要因素温度生长温度三基点：最低生长温度、最适生长温度和最高生长温度。微生物类型生长温度范围℃分布区域最低最适最高嗜冷菌专性嗜冷型－105～1515～20海洋深处、南北极、冰窖兼性嗜冷型－5～010～2025～30海洋、冷泉、冷藏食品嗜温菌室温型10～2020～3540～45腐生环境体温型10～2035～4040～45寄生环境嗜热菌25～4550～6070～95温泉、堆肥、土壤第2页/共30页第3页/共30页最适生长温度简称最适温度，是指某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度。但是最适生长温度并非一切生理活动的最适温度。可用于指导发酵生产。第4页/共30页示例：青霉素发酵菌种:产黄青霉发酵时间:共165小时;温控规律:0小时:30℃5小时：25℃ 40小时:20℃125小时:25℃165小时产量比30℃恒温发酵提高14.7%第5页/共30页高温对微生物的影响高温菌可在高温下生长原因抗热性的酶，膜中的饱和脂肪酸高。高温菌的生长特性生长曲线的各个时期均短暂，因此常会在腐败食品中难以检测到，这在食品检验中要特别注意。第6页/共30页低温对微生物的影响低温微生物耐低温的原因胞内酶耐低温；细胞膜中不饱和脂肪酸的含量高。低于冰点的温度对微生物的影响水分的丧失；冰晶体对细胞膜的物理损伤。反复冻溶对微生物细胞的影响?第7页/共30页低温的应用菌种保藏

液氮的温度（-195℃）干冰温度（-70℃）

-20℃和4℃（常加大分子保护剂）食品冷藏

冷藏（0-4℃）与冻藏（-18℃）第8页/共30页氧气与微生物（1）专性需氧菌：如结核杆菌，绿脓假单胞菌（2）兼性厌氧菌：大多数病原菌属此类；（3）耐氧菌：如乳酸菌，生长不需氧;有氧下营厌氧生活；靠发酵产能;胞内存在SOD和过氧化物酶。（4）专性厌氧菌：如破伤风杆菌；（5）微需氧菌：如空肠弯曲菌、幽门螺杆菌。需少量的CO2，以提供细菌合成核酸中的嘌呤、嘧啶等。第9页/共30页氧对微生物的影响图解第10页/共30页pH值对微生物的影响pH值表示水溶液中氢离子的负对数值。特点:

微生物界适应pH的范围极广。三基点为:最低生长pH为1～2

最适生长pH为5～8

最高生长pH为9～10 第11页/共30页pH值对微生物的影响同一种微生物在其不同的生长阶段和不同的生理生化过程中，对pH值的要求也不同。微生物胞内酶的最适pH值一般为中性在发酵工业中，控制pH值尤其重要举例：黑曲霉：pH2-2.5合成柠檬酸pH2.5-6.5菌体生长pH7.0合成草酸第12页/共30页pH值对微生物的影响根据微生物生长的最适pH值，将微生物分为：嗜碱微生物：硝化细菌耐碱微生物：许多链霉菌中性微生物：绝大多数细菌，一部分真菌嗜酸微生物：硫杆菌属耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌

第13页/共30页微生物的生命活动对环境pH值的影响

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），pH↑第14页/共30页pH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15页/共30页其他生长因子渗透压CO2第16页/共30页第三节微生物培养法概论微生物培养技术的发展从少量培养发展到大规模培养。从浅盘培养发展到厚层固体或深层（液体）培养。从以固体培养为主发展到以液体培养为主。从静止式液体培养发展到通气搅拌式液体培养。从分批培养发展到连续培养以至多级连续培养。第17页/共30页微生物培养技术的发展从游离的微生物细胞培养发展到利用固定化细胞培养。从单一微生物培养发展到混合微生物培养。从利用野生菌种发展到利用变异菌株以及“工程菌”。从单菌发酵到混菌发酵。从低密度培养到高密度培养。从人工控制的发酵罐到多传感器、计算机控制的自动化发酵罐。第18页/共30页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。第19页/共30页实验室固体培养法（一）固体培养法好氧法：试管斜面、培养皿琼脂平板、克氏扁瓶或茄子瓶等进行平板培养。厌氧法：高层琼脂柱（韦荣氏管/Veillontube)、厌氧培养皿、厌氧罐技术、Hungate滚管法和厌氧手套箱等。厌氧培养中的三大件为：厌氧罐、Hungate滚管法和厌氧手套箱。第20页/共30页第21页/共30页第22页/共30页Hungate滚管技术用高纯氮驱除小环境中的空气，使操作过程始终处于高度无氧的条件下，从而保证了厌氧菌的存活。将菌接种到融化的培养基中，然后将特制的试管用丁基橡胶塞严密后平放，置冰浴中均匀滚动，使含菌的培养基布满在试管的内表面，最后长出许多单菌落。PRAS培养基：预还原无氧灭菌培养基。

第23页/共30页固体培养法的生产实践

传统曲（mouldybran）通风曲在酱油酿造业中广泛使用。厌氧堆积发酵法大型深层地窖堆积发酵生产传统白酒等。第24页/共30页