【正文】 微生物的營養(yǎng)和生長 二 .微生物的群體生長規(guī)律 甚至還可能減少。一般采用 3％～ 8％的接種量，根據(jù)生產(chǎn)上的具體情況而定， 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 二 .微生物的群體生長規(guī)律 最高不超過 10％。 在對數(shù)期中，以下三個參數(shù)尤為重要。同種細(xì)菌，營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基，其代時就短，反之則長。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。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 二 .微生物的群體生長規(guī)律 其原理是根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長密度，用光電控制系統(tǒng) (濁度計 )來檢測培養(yǎng)液的濁度 (即菌液濃度 )，并控制培養(yǎng)液的流速，從而獲得菌體密度高、生長速度恒定的微生物細(xì)胞的連續(xù)培養(yǎng)液。這樣，既可獲得一定生長速率的均一菌體，又可獲得雖低于最高菌體產(chǎn)量，但能保持穩(wěn)定菌體密度的菌體。在這兩種方法中，由于誘導(dǎo)法可能導(dǎo)致與正常細(xì)胞循環(huán)周期不同的周期變化，所以不及選擇法好，這在生理學(xué)研究中尤其明顯。 生長溫度的三個基本點。 ⑶最高生長溫度。在一定的溫度下處理時間越長，死亡率越高。在O℃ 以下，菌體內(nèi)的水分凍結(jié)，生化反應(yīng)無法進(jìn)行而停止生長。干燥會造成微生物失水代謝停止以至死亡。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 三 .影響微生物生長的因素 ㈢滲透壓 大多數(shù)微生物適于在等滲的環(huán)境生長，若置于高滲溶液 (如 20％ NaCl)中，水將通過細(xì)胞膜進(jìn)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；若將微生物置于低滲溶液 (如 ％ 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。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 三 .影響微生物生長的因素 食品工業(yè)中常用的酸類防腐劑有苯甲酸或苯甲酸鈉、山梨酸或山梨酸鉀鹽 (山梨酸鈉鹽 )、丙酸及其鈣鹽或鈉鹽、脫氫醋酸及其鈉鹽和乳酸等。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 三 .影響微生物生長的因素 在有氧或無氧條件下都能生長，但有氧的情況下生長得更好。它們不具有呼吸鏈，僅依靠專性發(fā)酵獲得能量。 一般絕大多數(shù)微生物都是好氧菌或兼性厭氧菌。 (Disinfection)是指殺死所有病原微生物的措施，可達(dá)到防止傳染病的目的。 這是從商品角度對某些食品所提出的滅菌方法。 ⑸死亡 (dead)。測定 D值時的加熱溫度，即在 D的右下角標(biāo)明。細(xì)菌的芽孢和霉菌的菌核抗熱力特別大。 微生物的抗熱力隨含水量減少而增大，同一種微生物在干熱環(huán)境中比在濕熱環(huán)境中抗熱力大；基質(zhì)中的脂肪、糖、蛋白質(zhì)等物質(zhì)對微生物有保護(hù)作用，微生物的抗熱力隨這類物質(zhì)的增多而增大；微生物在 pH范圍 7左右，抗熱力最強(qiáng)， 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 pH升高或下降都可以減少微生物的抗熱力。濕熱滅菌法主要是通過熱蒸汽殺死微生物。 (dry heat sterilization)。這種方法適用于注射器、解剖用具等的消毒。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 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。鍋內(nèi)蒸汽壓力升高時，溫度升高。因此滅菌的溫度和時間也應(yīng)有差別。 滅菌物品的 pH也影響滅菌的效果。每次滅菌后，將滅菌的物品在 28～ 37℃ 溫度下培養(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。 ㈢輻射 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 其他的物理因素滅菌 —— 微波殺菌、遠(yuǎn)紅外加熱殺菌、歐姆殺菌、輻照殺菌、超聲波殺菌、高壓放電、(超 )高壓殺菌以及食品的干燥和脫水技術(shù)等。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)，吸收峰為 260nm，而蛋白質(zhì)的吸收峰為 280nm。超聲波使微生物致死的機(jī)理是引起微生物細(xì)胞破裂，內(nèi)含物溢出而死。 三氧滅菌技術(shù)近年在純凈水生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。殺菌的機(jī)理是氧化劑放出游離氧作用于微生物蛋白質(zhì)的活性基團(tuán) (氨基、羥基和其他化學(xué)基團(tuán) )，造成代謝障礙而死亡。因此，紫外線常作為誘變劑用于育種工作中。由于大氣層的吸收，紫外輻射與紅外輻射不能全部達(dá)到地面；而波長更短的 X射線、α 射線、 β 射線和 γ 射線 (由放射性物質(zhì)產(chǎn)生 )，往往引起水與其他物質(zhì)的電離，對微生物起有害作用，故被作為一種滅菌措施。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 。是用流通蒸汽反復(fù)滅菌的方法。待滅菌的物體或培養(yǎng)基體積不宜過大，也不宜在鍋內(nèi)擁擠。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 不同的微生物個體 (包括營養(yǎng)體和孢子 )的耐熱性是有差異的，所以，滅菌物體中含菌量越高，殺死最后一個個體所需要的時間就越長。高壓蒸汽滅菌是在高壓蒸汽鍋內(nèi)進(jìn)行的。 ③超高溫瞬時滅菌法 (Ultra high temperature short time， UHT)。 物品在水中 100℃ 煮沸 15min以上，可殺死細(xì)菌的營養(yǎng)細(xì)胞和部分芽孢。如微生物接種時使用的接種環(huán)，就是用火焰滅菌法。 食品工業(yè)中常用的滅菌方法較多。另外，微生物群集在一起時，受熱致死時間有先有后，同時菌體能分泌一些有保護(hù)作用的蛋白質(zhì)物質(zhì)， 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 菌多分泌的保護(hù)物質(zhì)也多，抗熱性也就強(qiáng)。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 不同微生物由于細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特性不同，對熱的抵抗力也不同。 ⑵ D值 (Decimal reduction time)。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 是指利用對寄主體內(nèi)病原菌具有高度選擇性毒力的化學(xué)物質(zhì)來抑制其生長繁殖，以達(dá)到治療該病的方法。這是一種徹底的殺菌方法。食品工業(yè)中常利用防腐劑防止食品變質(zhì)，如面包、蛋糕和月餅的防霉劑，酸性食品用苯甲酸鈉、山梨酸鉀、山梨酸鈉防腐或利用低溫、干燥、鹽腌和糖漬、高酸度等。細(xì)胞內(nèi)缺乏SOD和細(xì)胞色素氧化酶， 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 三 .影響微生物生長的因素 大多數(shù)還缺乏過氧化氫酶。 ⑷耐氧菌 (aerotolerant anaerobe)。如米曲霉、醋酸桿菌、熒光假單胞菌、枯草芽孢桿菌和蕈狀芽孢桿菌等。食品中應(yīng)用的酸類防腐劑常用有機(jī)酸或有機(jī)酸鹽類，要求對人體無毒，并且不影響食品應(yīng)有的風(fēng)味，加入的量應(yīng)嚴(yán)格按國標(biāo)執(zhí)行。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，分裝在安瓿管內(nèi)，低溫下可保持長達(dá)數(shù)年甚至 10年的生命力。高溫型的微生物耐熱機(jī)理可能是菌體內(nèi)的蛋白質(zhì)和酶比中溫型的微生物更能抗熱，尤其蛋白質(zhì)對熱更穩(wěn)定。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， 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 三 .影響微生物生長的因素 并造成冷凍食品變質(zhì)腐敗。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 三 .影響微生物生長的因素 這種致死微生物的最低溫度界限即為致死溫度。是指某菌分裂代時最短或生長速率最高時的培養(yǎng)溫度。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。③連續(xù)培養(yǎng)中，營養(yǎng)物的利用率低于分批培養(yǎng)。常通過控制某一種營養(yǎng)物的濃度，使其成為限制性的因子，而其他營養(yǎng)物均為過量，這樣，細(xì)菌的生長速率將取決于限制性因子的濃度。在分批培養(yǎng)中，培養(yǎng)基是一次性加入，不再補充，隨著微生物的生長繁殖活躍，營養(yǎng)物質(zhì)逐漸消耗，有害代謝產(chǎn)物不斷積累，細(xì)菌的對數(shù)生長期不可能長時間維持。 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)②酸、醇、毒素或過氧化氫等有害代謝產(chǎn)物的累積；③pH、氧化還原電勢等環(huán)境條件越來越不適宜等。但是，在一定條件下，各種菌的代時是相對穩(wěn)定的， 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 二 .微生物的群體生長規(guī)律 多數(shù)為 20～ 30min，有的長達(dá) 33h，快的只有 。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 二 .微生物的群體生長規(guī)律 指在生長曲線中，緊接著延滯期后的一段時期。生產(chǎn)上接種量的多少是影響延滯期的一個重要因素。又叫適應(yīng)期、緩慢期或調(diào)整期。單細(xì)胞的微生物，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)胞都迅速生長繁殖。也可用涂布法將稀釋樣品接種在凝固的平板培養(yǎng)基上，后續(xù)方法同前。 計數(shù)一定容積中的細(xì)胞總數(shù)的常用方法。此法適宜于單細(xì)胞狀態(tài)的微生物或絲狀微生物所產(chǎn)生的孢子。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 一 .微生物生長量的測定方法 。⑵間接法。 ㈠測生長量 測定生長量的方法有許多種，適用于一切微生物。②鑒別性培養(yǎng)基(differential medium)。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .培養(yǎng)基 濾膜主要用于含菌量很少的水中微生物的過濾、濃縮，再揭下濾膜，把它放在含適當(dāng)營養(yǎng)液的襯墊上進(jìn)行培養(yǎng)，待生長出菌落后，可計算出單位水樣中的含菌量。 ①凝固培養(yǎng)基。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .培養(yǎng)基 ②組合培養(yǎng)基 (defined medium)又叫合成培養(yǎng)基 (synthetic medium)。此外還有外源調(diào)節(jié)，這是一種按實際需要不斷流加酸液或堿液到培養(yǎng)基中去來調(diào)節(jié) pH的變化。 ⑶最適的物理化學(xué)條件。從微生物菌體成分分析可知，微生物細(xì)胞中的不同成分或元素間是有較穩(wěn)定的比例?；鶊F(tuán)移位主要用于運送葡萄糖、果糖、核苷酸、丁酸、甘露糖和腺嘌呤等物質(zhì) 。不同之處是物質(zhì)在運送過程中，需要借助于膜上的一種載體蛋白參與物質(zhì)的運送，并且每種載體蛋白只運送相應(yīng)的物質(zhì)。營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入微生物細(xì)胞是一個復(fù)雜的生理過程。 腐生型：利用無生命的有機(jī)物質(zhì)成分為營養(yǎng)料，完成生長繁殖的，稱之。它們?yōu)闄C(jī)體提供必需的金屬元素。它的需要量一般很少。②無機(jī)氮化合物如銨態(tài)氮 (NH4+)、硝態(tài)氮 (N03)和簡單的有機(jī)氮化物 (如尿素 )，大多數(shù)微生物可以利用。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 一 .微生物的六大營養(yǎng)素 因此，在培養(yǎng)它們時，常要提供 10％ (V/V)的二氧化碳；在其他好氧微生物生長時，如果用氫氧化鉀除去二氧化碳，也往往對其生長有所抑制。凡必需利用有機(jī)碳源的微生物，稱為異養(yǎng)微生物，大多數(shù)微生物屬這類。同時，產(chǎn)生各種代謝產(chǎn)物。其中，糖類是最廣泛利用的碳源，其次是醇類、醛類、有機(jī)酸類和脂類等。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 一 .微生物的六大營養(yǎng)素 ㈡氮源 凡能提供微生物生長繁殖所需氮元素的營養(yǎng)源，稱為氮源 (nitrogen source)。 所有的動物和大量的異養(yǎng)微生物是氨基酸異養(yǎng)型生物，而所有的綠色植物和很多的微生物都是氨基酸自養(yǎng)生物。 它們需要多種生長因子，如乳酸細(xì)菌、各種動物致病菌、原生動物和支原體等。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 一 .微生物的六大營養(yǎng)素 凡所需濃度在 106～ 108mol?L1范圍內(nèi)的，稱為微量元素。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 二 .微生物的營養(yǎng)類型 兼性寄生性（兼性腐生性）：既能在活的細(xì)胞內(nèi)生長，又能在已死亡的