第四節(jié)理化因素對(duì)微生物的影響(編輯修改稿)
2024-08-28 13:41 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 icola 泥生綠菌 Thurmus aquaticus 水生棲熱菌 ~ Aspergillus niger 黑曲霉 ~ 一般放線菌 ~ 般酵母菌 0~ 生長(zhǎng)的最適 pH值與發(fā)酵的最適 pH值 同一種微生物在其不同的生長(zhǎng)階段和不同的生理生化過(guò)程中，對(duì) pH值的要求也不同。在發(fā)酵工業(yè)中，控制 pH值尤其重要， 舉例： Aspergillus niger在 pH2~范圍時(shí)有利于合成檸檬酸，當(dāng)在 ~范圍內(nèi)時(shí)以菌體生長(zhǎng)為主，而在 ，則以合成草酸為主。 丙酮丁醇梭菌在 ~，以菌體生長(zhǎng)為主，而在 ~行丙酮丁醇發(fā)酵。 微生物 生長(zhǎng)最適、 pH合成抗生素最適 pH 灰色鏈霉菌 ~ ~ 紅霉素鏈霉菌 ~ ~ 產(chǎn)黃青霉 ~ ~ 金霉素鏈霉菌 ~ ~ 龜裂鏈霉菌 ~ ~ 灰黃青霉 ~ ~ 同一種微生物在不同的生長(zhǎng)階段和不同生理生化過(guò)程中，對(duì)環(huán)境 pH值要求不同。 例如：丙酮丁醇梭菌 H值 =— ，以菌體生長(zhǎng)為主。 在 pH值 =— ，進(jìn)行丙酮丁醇發(fā)酵。 同一種微生物由于環(huán)境 pH值不同，可能積累不同的代謝產(chǎn)物。 例如：黑曲霉 pH值 =2— 3時(shí)，產(chǎn)物以檸檬酸為主，只產(chǎn)少量草酸。 pH值在 7左右時(shí)，產(chǎn)物以草酸為主，只產(chǎn)少量檸檬酸 。 （三）微生物細(xì)胞內(nèi)的 pH值 雖然微生物生活的環(huán)境 pH值范圍較寬，但是其細(xì)胞內(nèi)的 pH值卻相當(dāng)穩(wěn)定，一般都接近中性。 這種維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定中性 pH值的特性能夠保持細(xì)胞內(nèi)各種生物活性分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和細(xì)胞內(nèi)酶所需要的最適 pH值。 微生物胞內(nèi)酶的最適 pH值一般為中性， 胞外酶的最適 pH值接近環(huán)境 pH值。 （ 四）微生物的生命活動(dòng)對(duì)環(huán)境 pH值的影響 微生物在生長(zhǎng)過(guò)程中也會(huì)使外界環(huán)境的 pH值發(fā)生改變，原因： 由于有機(jī)物分解： 分解糖類(lèi)、脂肪等， 產(chǎn)生酸性物質(zhì)，使培養(yǎng)液 pH值下降； 分解 蛋白質(zhì)、尿素等，產(chǎn)生堿性物質(zhì)，使培養(yǎng)液pH值上升 由于無(wú)機(jī)鹽選擇性吸收： 銨鹽吸收 pH下降 硝酸鹽吸收 pH上加 培養(yǎng)過(guò)程中調(diào)節(jié) pH值的措施 過(guò)酸時(shí)：加入堿或適量氮源，提高通氣量。 過(guò)堿時(shí)：加入酸或適量碳源，降低通氣量 配制培養(yǎng)基時(shí)調(diào)整 pH值的措施。 （五）酸堿添加劑的抑菌機(jī)理 酸類(lèi)物質(zhì)： 無(wú)機(jī)酸：與 H+濃度成正比的高氫離子濃度，可引起菌體表面蛋白的變性和核酸的水解，并破壞酶類(lèi)的活性 有機(jī)酸：與不電離的部分成正比 ,故有時(shí)有機(jī)酸的抑菌效果 無(wú)機(jī)酸。作為食品防腐劑的有機(jī)酸如苯甲酸和水楊酸可與微生物細(xì)胞中的成分發(fā)生氧化作用，從而抑制微生物的生長(zhǎng)。 堿 類(lèi)物質(zhì)：強(qiáng)堿可引起蛋白質(zhì)、核酸大分子變性、水解，以殺死或抑制微生物。食品工業(yè)中常用石灰水、 NaOH、 Na2CO3等作為機(jī)器、工具以及冷藏庫(kù)的消毒劑。 六、氧化還原電位 微生物對(duì)氧的需要和耐受力在不同的類(lèi)群中變化很大，根據(jù)微生物與氧的關(guān)系 ,可把它們分為幾種類(lèi)群 : 專(zhuān)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(zhuān)性 )厭氧菌 氧濃度對(duì)不同微生物生長(zhǎng)的影響 專(zhuān)性好氧菌 必須在有分子氧的條件下才能生長(zhǎng)，有完整的呼吸鏈，以分子氧作為最終氫受體，細(xì)胞含有超氧物歧化酶 和過(guò)氧化氫酶。 微好氧菌 只能較低的氧分壓下才能正常生長(zhǎng)，通過(guò)呼吸鏈并以氧為最終氫受體而產(chǎn)能。 兼性好氧菌 在有氧或無(wú)氧條件下均能生長(zhǎng)，但有氧情況下生長(zhǎng)得更好，在有氧時(shí)靠呼吸產(chǎn)能，無(wú)氧時(shí)接發(fā)酵或無(wú)氧呼吸產(chǎn)能；細(xì)胞含有 SOD和 過(guò)氧化氫酶 。 耐氧菌 可在分子氧存在下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌。生活不需要氧，分子氧也對(duì)它無(wú)毒害。不具有呼吸鏈，依靠專(zhuān)性發(fā)酵獲得能量。細(xì)胞內(nèi)存在 SOD和過(guò)氧化物酶，但缺乏過(guò)氧化氫酶。 厭氧菌 分子氧對(duì)它有毒害，短期接觸空氣，也會(huì)抑制其生長(zhǎng)甚至致死；在空氣或含有 10%CO2的空氣中，在固體培養(yǎng)基表面上不能生長(zhǎng)，只有在其深層的無(wú)氧或低氧化還原電勢(shì)的環(huán)境下才能生長(zhǎng)；生命活動(dòng)所需能量通過(guò)發(fā)酵、無(wú)氧呼吸、循環(huán)光合磷酸化或甲烷發(fā)酵提供；細(xì)胞內(nèi)缺乏SOD和細(xì)胞色素氧化酶，大多數(shù)還缺乏過(guò)氧化氫酶 。 厭氧菌的氧毒害機(jī)制 —— SOD學(xué)說(shuō)： 嚴(yán)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(guò)程中，可形成某些有毒的中間產(chǎn)物，例如，過(guò)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(yīng)力極強(qiáng)，極不穩(wěn)定，可破壞膜和重要生物大分子， 對(duì)微生物造成毒害或致死。 好氧微生物具有降解這些產(chǎn)物的酶，如過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶、超氧化物歧化酶等， 而嚴(yán)格厭氧菌缺乏 SOD，故易被生物體內(nèi)極易產(chǎn)生的超氧陰離子自由基毒害致死。 各類(lèi)菌所含對(duì)氧解毒酶 專(zhuān)性好氧菌 SOD，過(guò)氧化氫酶 兼性厭氧菌 SOD， 過(guò)氧化氫酶 專(zhuān)性厭氧菌 二種酶均無(wú) 微好氧菌 少量 SOD 耐氧菌 SOD， 過(guò)氧化物酶 在培養(yǎng)不同類(lèi)型的微生物時(shí)，要采用相應(yīng)的措施保證不同微生物的生長(zhǎng)。 培養(yǎng)好氧微生物：需震蕩或通氣，保證充足的氧氣。 培養(yǎng)專(zhuān)性厭氧微生物：需排除環(huán)
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