第七章微生物的生長(zhǎng)及其控制(編輯修改稿)
2025-08-28 12:45 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中通過(guò)控制培養(yǎng)基中某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度基本恒定的方式，保持細(xì)菌的比生長(zhǎng)速率恒定，使生長(zhǎng)“不斷”進(jìn)行。 生長(zhǎng)速率的控制因子：一般是氨基酸、氨和銨鹽等氮源，或是葡萄糖、麥芽糖等碳源或者是無(wú)機(jī)鹽，生長(zhǎng)因子等物質(zhì) 恒化器連續(xù)培養(yǎng)通常用于實(shí)驗(yàn)室的科研工作，尤其適用于與生長(zhǎng)速率相關(guān)的各種理論研究。 2022/8/17 34 2022/8/17 35 (二 )恒濁連續(xù)培養(yǎng) 通過(guò)連續(xù)培養(yǎng)裝置中的光電系統(tǒng)控制培養(yǎng)液中菌體濃度恒定、使細(xì)菌生長(zhǎng)連續(xù)進(jìn)行的一種培養(yǎng)方式。 用于獲得大量菌體以及與菌體生長(zhǎng)平行的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的發(fā)酵工業(yè)中，但此法不適用于絲狀微生物。 2022/8/17 36 2022/8/17 37 第三節(jié) 環(huán)境因素對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響 環(huán)境條件的改變，在一定限度內(nèi)，可引起微生物形態(tài)、生理、生長(zhǎng)、繁殖等特征的改變，或抵抗、適應(yīng)環(huán)境條件方面的改變。當(dāng)環(huán)境條件的變化超過(guò)一定能夠界限，則導(dǎo)致微生物的死亡。研究環(huán)境條件與微生物之間的相互關(guān)系，有助于了解微生物在自然界的分布與作用，并可能采取有效措施，促進(jìn)有益微生物的生長(zhǎng)繁殖，限制甚至完全破壞有害微生物的生命活動(dòng)。 影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素有很多，主要包括溫度、 pH、氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的組成和濃度。 2022/8/17 38 一、 溫 度 根據(jù)微生物生長(zhǎng)的最適溫度不同，可以將微生物分為 嗜冷、兼性嗜冷、嗜溫、嗜熱和超嗜熱等 五種不同的類型。它們都有各自的最低、最適和最高生長(zhǎng)溫度范圍。 最適生長(zhǎng)溫度：某菌分裂代時(shí)最短或生長(zhǎng)速率最高時(shí)的培養(yǎng)溫度 微生物類型 生長(zhǎng)溫度／ ℃ 最低 最適 最高 嗜冷微生物 0以下 15 20 兼性嗜冷微生物 0 2030 35； 嗜溫微生物 1520 2045 45以上 嗜熱微生物 45 5565 80 超嗜熱或嗜高溫微生物 65 8090 100以上 2022/8/17 39 二、 pH 微生物生長(zhǎng)過(guò)程中機(jī)體內(nèi)發(fā)生的絕大多數(shù)的反應(yīng)是酶促反應(yīng)，而酶促反應(yīng)都有一個(gè)最適 pH范圍，在此范圍內(nèi)只要條件適合，酶促反應(yīng)速率最高，微生物生長(zhǎng)速率最大，因此微生物生長(zhǎng)也有一個(gè)最適生長(zhǎng)的 pH范圍。 微生物 pH范圍 嗜酸性 ＜ 嗜中性 ~ 嗜堿性 ~ 2022/8/17 40 三、氧 根據(jù)氧與微生物生長(zhǎng)的關(guān)系可將微生物分為 好氧 微好氧 耐氧型 兼性厭氧 專性厭氧 微生物類型 最適生長(zhǎng)的 O2體積分?jǐn)?shù) 好氧 微好氧 氧的忍耐型 兼性厭氧 專性厭氧 等于或大于 20％ 2％ 一 10％ 2％ 以下 有氧或無(wú)氧 不需要氧 、 有氧時(shí)死亡 2022/8/17 41 2022/8/17 42 自由基是一種強(qiáng)氧化劑，它與生物大分子互相作用，可導(dǎo)致產(chǎn)生生物分子自由基，從而對(duì)機(jī)體產(chǎn)生損傷或突變作用，直至死亡。氧之所以對(duì)專性厭氧微生物以外的其他四種類型微生物不產(chǎn)生致死作用，是因?yàn)樗鼈兙哂谐跷锲缁?，可催化起氧化基化合物分解，最終分解成水。 氧對(duì)于好氧微生物生長(zhǎng)雖然可以通過(guò)好氧呼吸產(chǎn)生更多的能量，滿足機(jī)體的生長(zhǎng)需要，但另一方面，氧對(duì)一切生物都會(huì)使其產(chǎn)生有毒害作用的代謝產(chǎn)物，如超氧基化合物與 H2O2， 這兩種代謝產(chǎn)物互相作用還會(huì)產(chǎn)生毒性很強(qiáng)的自由基 OH.。 2022/8/17 43 四、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的組成和濃度 培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的組成對(duì)微生物生長(zhǎng)有很大影響，同一種微生物，在不同的氮源、碳源組成的培養(yǎng)基中，在相同的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)其微生物的增加量可行相差很大，甚至有的不能生長(zhǎng)。 培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度首先表現(xiàn)在對(duì)生長(zhǎng)速率的影響，在微生物的培養(yǎng)中，某種基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被耗盡也可能使微生物的生長(zhǎng)停止，即使此時(shí)培養(yǎng)基中沒(méi)有任何任何毒性物質(zhì)存在，而且其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)仍很豐富，當(dāng)添加少量珍重營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)時(shí)則微生物的生長(zhǎng)可以重新開(kāi)始。在微生物培養(yǎng)中，首先被消耗完畢的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被稱為限制性底物（ S）。限制性底物能表示出分批培養(yǎng)中微生物生長(zhǎng)的最大限度。 2022/8/17 44 ∪ =∪ max+[S]/Ks+[S] ∪ :微生物生長(zhǎng)的的速率 ∪max ：微生物生長(zhǎng)的最大速率 K： ∪ 達(dá)到 ∪max 一半時(shí)底物的濃度 Y=XtX0/[S0][St] Y：細(xì)胞產(chǎn)率系數(shù) X：細(xì)胞數(shù)目 S：限制性底物濃度 2022/8/17 45 第四節(jié) 微生物生長(zhǎng)的控制 在微生物研究、生產(chǎn)實(shí)踐與現(xiàn)實(shí)生活中，我們需要控制所不期望的微生物的生長(zhǎng)。任何殺死或抑制微生物生長(zhǎng)的方法都可以達(dá)到控制微生物生長(zhǎng)的目的，他們包括加熱、低溫、干燥、輻射、過(guò)濾等物理方法和消毒劑、防腐劑、化學(xué)治療等化學(xué)方
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