【文章內(nèi)容簡介】 ?影響微生物生長的外界因素很多 ， 除了營養(yǎng)因素之外 ， 還有許多理化因素 ， 如： O 溫度 、pH值 、 水活度 、 滲透壓 、 輻射 、 UV、 電離輻射 、超聲波 、 化學藥劑等 。 溫度對微生物的影響具體表現(xiàn)在直接影響細胞內(nèi)的各種生化反應： ?影響酶活性：溫度變化影響酶促反應速率，最終影響細胞合成。 ?影響細胞膜的流動性：溫度高，流動性大，有利于物質(zhì)的運輸，溫度低，流動性降低，不利于物質(zhì)運輸。 ?影響物質(zhì)的溶解度，對生長有影響。 一、溫度對微生物生長的影響 （一）微生物生長溫度的三基點 ? 從微生物整體來看 ， 生長的溫度范圍一般在 10℃ ～ 100 ℃ ；極端下限為 30℃ ， 極端上限為 105℃ 。 ? 特定的某一種微生物 ， 只能在一定溫度范圍內(nèi)生長 （ 寬溫微生物 、 窄溫微生物 ） 。 ? 在這個范圍內(nèi) ， 每種微生物都有自己的生長溫度三基點 ，即最低 、 最適 、 最高生長溫度 。 ? 最適生長溫度 ：某菌分裂代時最短或 生長速率最高 時的培養(yǎng)溫度 。 菌 名 生長溫度 發(fā)酵溫度 累積產(chǎn)物溫度 （ ℃ ） （ ℃ ） （ ℃ ） (嗜熱鏈球菌） 37 47 37 (乳酸鏈球菌） 34 40 產(chǎn)細胞： 25~30 產(chǎn)乳酸： 30 S. griseus (灰色鏈霉菌） 37 28 _ Corenybacterium pekinense 32 33~35 _ Clostridium acetobutylicum 37 33 _ Penicilium chrysogenum 30 25 20 （二）不同生理生化過程的最適溫度 ?微生物不同生理活動要求不同溫度； ?最適生長溫度 ≠ 發(fā)酵速度快、積累代謝產(chǎn)物多。 ?以青霉素的生產(chǎn)為例： 培養(yǎng) 165小時采用分段控制溫度的方法，其青霉素產(chǎn)量比始終在 30 ℃ 培養(yǎng)提高了 %。 分段控制方式： 0~5小時， 30 ℃ ； 5~40小時， 25℃ ； 40~125小時， 20℃ ； 125~165小時， 25℃ 。 根據(jù)微生物與氧的關系 ,可把它們分為幾種類群 : 專性好氧菌 好氧菌 微好氧菌 兼性厭氧菌 耐氧厭氧菌 厭氧菌 (專性 )厭氧菌 二、氧氣對微生物生長的影響 ? 專性好氧菌：必須在有分子氧的條件下才能生長；細胞含有超氧物歧化酶 （ SOD） 和過氧化氫酶 。絕大多數(shù)真菌 、 多數(shù)細菌和放線菌 。 ? 兼性好氧菌：在有氧或無氧條件下均能生長 ， 但有氧情況下生長得更好；細胞含有 SOD和 過氧化氫酶 。 許多酵母菌和不少細菌 。 ? 微好氧菌： 只能較低的氧分壓下才能正常生長 ， ?；魜y弧菌 、 發(fā)酵單胞菌屬 、 彎曲菌屬等 。 ? 耐氧菌：生活不需要氧 ， 分子氧也對它無毒害 。依靠專性發(fā)酵獲得能量 。 細胞內(nèi)存在 SOD和過氧化物酶 ， 但缺乏過氧化氫酶 。 乳酸菌多為耐氧菌 。 ? 厭氧菌：分子氧對它有毒害 。 生命活動所需能量通過發(fā)酵 、 無氧呼吸 、 循環(huán)光合磷酸化或甲烷發(fā)酵提供；細胞內(nèi)缺乏 SOD和細胞色素氧化酶 ， 大多數(shù)還缺乏過氧化氫酶 。 五類與氧關系不同的微生物在半固體瓊脂 柱中的生長狀態(tài)（模式圖） ?嚴格厭氧微生物并不是被氣態(tài)的氧所殺死 ， 而是由于不能解除某些氧代謝產(chǎn)物的毒性而死亡 。 ?在氧還原為水的過程中 ， 可形成某些有毒的中間產(chǎn)物 ， 例如 ， 過氧化氫 （ H2O2） 、 超氧陰離子 （ O2 ） 等 。 超氧陰離子為活性氧 ， 兼有分子和離子的性質(zhì) ， 反應力極強 ， 極不穩(wěn)定 ， 可破壞膜和重要生物大分子 ， 對微生物造成毒害或致死 。 厭氧菌的氧毒害機制 —— SOD學說： H2O + O2 2 O2 + 2H+ O2 + H2O2 2H2O O2 + e O2 超氧陰離子在細胞內(nèi)可由酶促或非酶促形成。 超氧物陰離子歧化酶（ SOD）是在生物進化中發(fā)展出來的一種自我保護方式。 生物體中超氧陰離子的形成與去除 1 2 SOD 好氧生物 和耐氧細菌 過氧化氫酶 好氧生物 過氧化物酶 NADH2 NAD 耐氧菌 各類菌所含對氧解毒酶 專性好氧菌 SOD，過氧化氫酶 兼性厭氧菌 SOD， 過氧化氫酶 專性厭氧菌 二種酶均無 微好氧菌 少量 SOD 耐氧菌 SOD， 過氧化物酶 在培養(yǎng)不同類型的微生物時 ， 要采用相應的措施 : ?培養(yǎng)好氧微生物：需振蕩或通氣 ， 保證充足的氧氣 。 ?培養(yǎng)專性厭氧微生物：需排除環(huán)境中的氧氣 ，同時在培養(yǎng)基中添加還原劑 ， 降低培養(yǎng)基中的氧化還原電位勢 。 ?培養(yǎng)兼性厭氧或耐氧微生物：可深層靜止培養(yǎng) 。 （ 一 ） 環(huán)境 pH值 對微生物生長的影響 ?影響膜表面電荷的性質(zhì)及膜的通透性 ， 進而影響對物質(zhì)的吸收能力 。 ?改變酶活 、 酶促反應的速率及代謝途徑：如：酵母菌在 ～ 5產(chǎn)乙醇 ， 在 、酸 。 ?環(huán)境 pH值還影響培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的離子化程度 ， 從而影響營養(yǎng)物質(zhì)吸收 ， 或 有 毒物質(zhì)的毒性 。 三、 pH值對 微生物生長影響 ?微生物的生長 pH值范圍極廣，從 pH2~10都有微生物能生長。但是絕大多數(shù)種類都生活在~。 ?微生物生長的 pH值三基點： 各種微生物都有其生長的最低、最適和最高 pH值。低于最低、或 超過 最高生長 pH值時，微生物生長受抑制或?qū)е滤劳觥? (二 ) 不同微生物對 pH要求不同 微生物名稱 pH值 最低 最適 最高 Thiobacillus thiooxidans 氧化硫硫桿菌 ~ Lactobacillus acidophilus 嗜酸乳桿菌 ~ ~ Rhizobium japonicum 大豆根瘤菌 ~ Azotobacter chroococcum 圓褐固氮 ~ Nitrosomonas sp. 硝化單胞菌 ~ Acetobacter aceti 醋化醋桿菌