【正文】 、陶瓷和金屬物品的滅菌，不適合液體樣品，及棉花、紙張、纖維和橡膠類(lèi)物質(zhì)的滅菌。 特點(diǎn)：由于空氣傳熱穿透力差，菌體在脫水狀態(tài)下不易殺死，所以溫度高、時(shí)間長(zhǎng)。 103 ★濕熱法 (moist heat sterilization) ： 特點(diǎn)：溫度低、時(shí)間短、滅菌效果高 原因： 1) 菌體內(nèi)含水量越高，則凝固溫度越低； 2) 蒸汽冷凝會(huì)放出潛熱； 3) 飽和水蒸汽穿透力強(qiáng)； 4) 濕熱易破壞細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)大分子的穩(wěn)定 性，主要破壞氫鍵結(jié)構(gòu)。 104 高壓蒸汽滅菌法 利用水的沸點(diǎn)隨水蒸氣壓力的增加而上升，以達(dá)到 100 ℃ 以上高溫滅菌的方法。 方法： 121℃ （ 1kg/cm2或 15磅 /英寸 2）維持 1520min。 112℃ （ ） 2030min。 115℃ （ ） 2030min。 應(yīng)根據(jù)滅菌物品的性質(zhì)或成分選擇滅菌溫度 例如： 生理鹽水、營(yíng)養(yǎng)瓊脂等培養(yǎng)基用 121 ℃ 。 含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培養(yǎng)基用 112 ℃ 。 適用： 耐高溫物品，玻璃儀器、含水或不含水的物品。 105 高 壓 蒸 汽 滅 菌 鍋 ?注意事項(xiàng)： ?排凈冷空氣； ?滅菌終了，緩慢降壓； ?滅菌結(jié)束，趁熱取出物品。 106 高溫對(duì)培養(yǎng)基的影響及其防止措施 高溫對(duì)培養(yǎng)基的不利影響： ▲會(huì)產(chǎn)生混濁或形成不溶性沉淀 ▲營(yíng)養(yǎng)成分被破壞（ PO43存在，葡萄糖生成酮糖，菌不利用）； ▲色澤加深（褐變?nèi)绠a(chǎn)生氨基糖等）； ▲改變培養(yǎng)基的 pH值（通常下降 ） ； ▲形成有害物質(zhì)，抑制微生物生長(zhǎng)； 消除有害影響的措施 采用特殊的加熱滅菌法 過(guò)濾除菌法 加入螯合劑 107 ?煮沸消毒法 將水加熱至 100℃ ，煮沸 15min— 30min，可殺死所有營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和部分芽孢，達(dá)到消毒物的目的。 ?巴斯德消毒法（ Pasteurization）： 用較低的溫度來(lái)殺死其中的病源微生物，這樣既保持食品的營(yíng)養(yǎng)風(fēng)味，又進(jìn)行了消毒 該法一般是將待消毒的液體食品臵于 62℃ 處理 30min，然后迅速冷卻。即可達(dá)到消毒目的。 低溫長(zhǎng)時(shí)法 (Low temperature long time,LTLT)； ℃ 30min處理牛奶 高溫瞬時(shí)法（ Hightemperatureshorttime,HTST):℃ 15s處理牛奶 超高溫巴斯德滅菌法 (Ultrapasteurization):讓液體食品停留在140℃ 左右 34s，急劇冷卻至 75℃ ，經(jīng)勻質(zhì)化后冷卻至 20℃ 。 108 ?間歇滅菌法： 將待滅菌物品在 80100℃ 蒸煮 1560min，冷卻后擱臵室溫（ 2837℃ ）下過(guò)夜，并重復(fù)以上過(guò)程三遍以上。 其蒸煮過(guò)程可殺死微生物的營(yíng)養(yǎng)體，但不能殺死芽胞，室溫過(guò)夜促使殘留的芽孢萌發(fā)成營(yíng)養(yǎng)體，再經(jīng)蒸煮過(guò)程可殺死新的營(yíng)養(yǎng)體；循環(huán)三次以上可保證徹底滅菌的目的。 適用于不耐高溫的物品滅菌，如不適于高壓滅菌的特殊培養(yǎng)基、藥品的滅菌。 缺點(diǎn)是麻煩、費(fèi)時(shí)。 109 ?低溫 —— 低溫是通過(guò)降低酶反應(yīng)速度使微生物生長(zhǎng)受到抑制。 ?冷藏法： 5℃ ，微生物斜面菌種放臵冷藏箱中可保存數(shù)周至數(shù)月而不衰竭死亡；食品保鮮 ?冷凍法：食品工業(yè)中采用 10℃ 左右的冷凍溫度較長(zhǎng)時(shí)間地保藏食品；冷凍法也可用作菌種保藏，但所需溫度更低，如 80℃ 低溫冰箱、或 78℃ 干冰、或 80℃ 液氮中冷凍保存。 低溫抑菌 110 采用濾孔比細(xì)菌還小的篩子或?yàn)V膜作成各種過(guò)濾器，當(dāng)空氣或液體流經(jīng)篩子或?yàn)V膜時(shí)，微生物不能通過(guò)濾孔而被阻留在一側(cè)，從而達(dá)到滅菌的目的。但不能除去病毒。 實(shí)驗(yàn)室中常用的濾器： 濾膜過(guò)濾器、蔡氏過(guò)濾器、玻璃過(guò)濾器、磁土過(guò)濾器等。 過(guò)濾介質(zhì)：醋酸纖維素膜、硝酸纖維素膜、聚丙烯膜； 以及石棉板、燒結(jié)陶瓷、燒結(jié)玻璃等。 濾器孔徑： 常用 μm 、 μm 。 應(yīng)用： 對(duì)于含酶、血清、維生素和氨基酸等熱敏物質(zhì)除菌。 （二）過(guò)濾除菌法 111 紫外線(xiàn)滅菌 使用紫外燈照射，可以根據(jù) 1W/M3來(lái)計(jì)算劑量，若以面積計(jì)算，一般 30W的紫外燈可用于 15M2的房間消毒，照射時(shí)間為 2030min，有效照射距離為 1m左右。 γ 射線(xiàn)滅菌 Co60放射性元素可放出 γ 射線(xiàn)。 滅菌劑量： 2050KGY （三）輻射 112 二、常用的控菌方法 消毒劑 :可以抑制或殺滅微生物，但對(duì)人體也可能產(chǎn)生有害作用的化學(xué)試劑 .— 主要用于抑制或殺滅物體表面、器械、排泄物和環(huán)境中的微生物。 防腐劑 :可以抑制或阻止微生物生長(zhǎng)，但對(duì)人體或動(dòng)物體的毒性較低的化學(xué)藥劑 .—— 用于肌體表面，如皮膚、粘膜、傷口等處防止感染，也有的用于食品、飲料藥品的防腐作用。 ☆ 但現(xiàn)時(shí)消毒劑和防腐劑間的界限已并不很?chē)?yán)格 . ☆消毒防腐劑的作用機(jī)理 一般有下列三種方式 : ①使微生物蛋白質(zhì)凝固變性 ,發(fā)生沉淀 .如酒精等 . ②破壞菌體的酶系統(tǒng) ,影響菌體代謝 .如過(guò)氧化氫等 . ③降低微生物表面張力 ,增加細(xì)胞膜的通透性 ,使細(xì)胞發(fā)生破裂或溶解 .如來(lái)蘇兒等酚類(lèi)物質(zhì) . （ 一） 消毒劑和防腐劑 113 類(lèi)型 名稱(chēng)及使用方法 作用原理 應(yīng)用范圍 醇類(lèi) 70%—75%乙醇 脫水、蛋白質(zhì)變性 皮膚、器皿 醛類(lèi) %—10%甲醛 2%戊二醛（ pH=8） 蛋白質(zhì)變性 房間、物品消毒（不適合食品廠(chǎng)） 酚類(lèi) 3%—5%石炭酸 2%來(lái)蘇兒 3%—5%來(lái)蘇兒 破壞細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)變性 地面、器具 皮膚 地面、器具 氧化劑 %高錳酸鉀 3%過(guò)氧化氫 %—%過(guò)氧乙酸 氧化蛋白質(zhì)活性基團(tuán)，酶失活 皮膚、水果、蔬菜 皮膚、物品表面 水果、蔬菜、塑料等 常用的消毒防腐劑及其應(yīng)用 114 常用的消毒防腐劑及其應(yīng)用 類(lèi)型 名稱(chēng)及使用方法 作用原理 應(yīng)用范圍 重 金 屬 鹽 類(lèi) %—%升汞 2%紅汞 %—1%硝酸銀 %—%硫酸銅 蛋白質(zhì)變性、酶失活 變性、沉淀蛋白 蛋白質(zhì)變性、酶失活 非金屬器皿 皮膚、粘膜、傷口 皮膚、新生兒眼睛 防治植物病害 表 面 活 性 劑 %—% 新潔爾滅 %—% 杜滅芬 蛋白變性、破壞細(xì)胞膜 皮膚、粘膜、器械 皮膚、金屬、棉織品、塑料 115 常用的消毒防腐劑及其應(yīng)用 類(lèi)型 名稱(chēng)及使用方法 作用原理 應(yīng)用范圍 鹵素及其 化合物 —10%—20%漂白粉 %—1%漂白粉 %碘酒 破壞細(xì)胞膜、蛋白質(zhì) 飲水、游泳池水 地面 水、空氣等 皮膚 染料 2%—4%龍膽紫 與蛋白質(zhì)的羧基結(jié)合 皮膚、傷口 酸類(lèi) %苯甲酸 %山梨酸 食品防腐 食品防腐 116 概念 ： 化學(xué)治療 劑是指那些 能夠特異性地作用于某些微生物并 具有選擇毒性 的化學(xué)藥劑，它們與非特異的化學(xué)藥劑相比對(duì)人體幾乎沒(méi)有什么毒性或毒性很小，可用作治療微生物引起的疾病。 既適用于涂抹肌體表面，也始于通過(guò)口服或注射吸收到體內(nèi)。 種類(lèi)： １． 抗代謝藥物 —— 人工合成的 ２． 抗生素 —— 微生物所產(chǎn)生的 （二）、化學(xué)治療 劑 117 抗代謝類(lèi)藥物（生長(zhǎng)因子類(lèi)似物） : 概念： 有些化合物在結(jié)構(gòu)上與生物體 所必需的代謝物 很相似，以致于可以和特定的酶結(jié)合，從而阻礙酶的功能，干擾代謝的正常進(jìn)行，這些物質(zhì)叫 抗代謝物 ，用于疾病治療，稱(chēng)抗代謝類(lèi)藥物，如：磺胺類(lèi)藥物。 機(jī)理： 作為菌細(xì)胞基本生長(zhǎng)因子的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑（與相應(yīng)酶競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合）而阻止微生物對(duì)生長(zhǎng)因子的利用，因而可以抑制微生物的生長(zhǎng)。只有當(dāng)正常代謝產(chǎn)物的量少或不存在時(shí)，抗代謝物才有用。 種類(lèi) ： 磺胺藥 —— 對(duì)氨基本甲酸 ； ? 6 巰基嘌呤 —— 嘌呤； ? 5 甲基色氨酸 —— 氨基酸； ? 異煙肼 —— 吡哆醇。 118 二氫蝶啶 + 對(duì)氨基本甲酸 二氫葉酸 四氫葉酸 輔酶 F 磺胺藥 核酸合成 二氫葉酸合成酶 二氫葉酸還原酶 磺胺藥作用機(jī)理： ?細(xì)菌需要利用對(duì)氨基本甲酸合成生長(zhǎng)所需的葉酸： 119 抗生素： 概念： 抗生素： 微生物在其生命過(guò)程中所產(chǎn)生的一類(lèi) 低分子量 代謝產(chǎn)物，在 很低濃度下 就能抑制或殺死其它微生物的生長(zhǎng)。 最小抑制濃度 （ Minimal Inhibitory Concentration,MIC） :表示抗生素的抗菌活性，單位是 ?g/或固體平板上測(cè)定， 抗菌譜： 抗生素的作用對(duì)象有一定范圍，這種作用范圍稱(chēng)該抗生素的抗菌譜。廣譜～：對(duì)多種微生物有作用（如：土霉素、四環(huán)素）；窄譜～：僅對(duì)某一類(lèi)微生物有作用（如：多粘菌素） 作用機(jī)制： ?1）抑制細(xì)胞壁的合成；（如：青霉素） ? 2）破壞細(xì)胞膜功能；（如：多粘菌素可作用于膜磷脂使膜溶解） ? 3）抑制蛋白質(zhì)合成；（如：氯霉素，四環(huán)素、鏈霉素等） ? 4）干擾核酸代謝；（如：利福霉素、新生霉素、絲裂霉素、灰黃霉素） 120 青霉素 萬(wàn)古霉素 桿菌肽 頭孢菌素 環(huán)絲氨酸 TMP 磺胺藥 PAPB 細(xì)胞膜 多粘菌素 短桿菌肽 鏈霉素 卡那霉素 四環(huán)素 紅霉素 氯霉素 2. 抑制 RNA合成 DNA解旋酶 諾氟沙星 新生霉素 主要抗生素和化學(xué)治療劑的作用模型 利福霉素 利福平 4. 干擾細(xì)胞膜合成 121 微生物的抗藥性 抗藥性主要通過(guò)遺傳途徑產(chǎn)生，如基因突變、遺傳重組或質(zhì)粒轉(zhuǎn)移等。 產(chǎn)生一種能使藥物失去活性的酶； 把藥物作用的靶位加以修飾； 形成“救護(hù)途徑”； 使藥物不能透過(guò)細(xì)胞膜； 通過(guò)主動(dòng)外排系統(tǒng)把進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的藥物泵出細(xì)胞外。 微生物產(chǎn)生抗藥性的原因 如何解決微生物的抗藥性問(wèn)題？ 122 篩選新的抗生素； 對(duì)天然抗生素的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造； 尋找比抗生素療效更為廣泛的生理活性產(chǎn)物； 生物藥物素： 具有多種生理活性的微生物次生代謝物； 酶抑制劑 免疫調(diào)節(jié)劑 受體拮抗劑 抗氧化劑 解決方法 137 ? 在微生物的培養(yǎng)過(guò)程中，如果要縮短其生長(zhǎng)的延遲期，可以在菌種、培養(yǎng)基和其它方面采取哪些措施 ? ? 細(xì)菌生長(zhǎng)曲線(xiàn)分哪幾個(gè)時(shí)期？各時(shí)期有何特征及在工業(yè)發(fā)酵中的應(yīng)用。 ? 單細(xì)胞微生物的群體生長(zhǎng)規(guī)律常分為哪四個(gè)時(shí)期？各有何特點(diǎn)？ ? 辨析題：分批培養(yǎng)時(shí)，細(xì)菌首先經(jīng)歷一個(gè)適應(yīng)期，此期間細(xì)胞處于代謝活動(dòng)的低潮，所以細(xì)胞數(shù)目并不增加。 思考題 138 ? 在微生物培養(yǎng)過(guò)程中，引起 pH改變的原因有哪些？在實(shí)踐中如何保證微生物處于較穩(wěn)定和合適的 pH環(huán)境中？ ? 根據(jù)下圖中五類(lèi)對(duì)氧關(guān)系不同的微生物在半固體瓊脂柱中的生長(zhǎng)狀態(tài)，分別寫(xiě)出它們的名稱(chēng) 思考題 139 思考題 140 ? 推導(dǎo)在細(xì)胞的指數(shù)增長(zhǎng)階段細(xì)胞的傳代時(shí)間 G可由下式計(jì)算： G=tlg2/(lgXtlgX0) ； t為時(shí)間， Xt為 t時(shí)刻的細(xì)胞數(shù)， X0為初始細(xì)胞數(shù)。 ? 好氧微生物液體培養(yǎng)主要有哪些形式？它們各自有哪些用途和特點(diǎn)？ ? 消毒和滅菌的概念有何不同？實(shí)驗(yàn)室常用消毒和滅菌的方法有那些？分別指出滅菌原理、優(yōu)缺點(diǎn)、涉及儀器的簡(jiǎn)述操作步驟及注意事項(xiàng)。 ? 請(qǐng)比較青霉素和溶菌酶在制備細(xì)菌原生質(zhì)體中的作用原理。 思考題