【正文】 值。 ⑷ F值。 在一定的基質(zhì)中，其溫度為 ℃ ，加熱殺死一定數(shù)量微生物所需要的時間 (min)，即為 F值。 ㈡影響微生物對熱抵抗力的因素 ⑴菌種。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 不同微生物由于細胞結(jié)構(gòu)和生物學特性不同，對熱的抵抗力也不同。一般的規(guī)律是嗜熱菌的抗熱力大于嗜溫菌和嗜冷菌；芽孢大于非芽孢菌；球菌大于非芽孢桿菌；革蘭氏陽性菌大于革蘭氏陰性菌；霉菌大于酵母菌；霉菌和酵母的孢子大于其菌絲體。細菌的芽孢和霉菌的菌核抗熱力特別大。 ⑵菌齡。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 同樣的條件下，對數(shù)生長期的菌體抗熱力較差，而穩(wěn)定期的老齡細胞抗熱力較強，老齡的細菌芽孢較幼齡的細菌芽孢抗熱力強。 ⑶菌體數(shù)量。 菌數(shù)愈多，抗熱力愈強。因此，加熱殺死最后一個微生物所需的時間也長。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 菌多分泌的保護物質(zhì)也多，抗熱性也就強。 ⑷基質(zhì)的因素。 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， 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。特別是酸性環(huán)境微生物的抗熱力減弱更明顯。 ⑸加熱的溫度和時間。 加熱的溫度越高，微生物的抗熱力越弱，越容易死亡；加熱的時間越長，熱致死作用越大。在一定高溫范圍內(nèi)，溫度越高殺死所需時間越短。另外，其他因素如鹽類等，在基質(zhì)中有降低水分活性作用，從而增強抗熱力； 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 而另一類鹽類如鈣鹽、鎂鹽可減弱微生物對熱的抵抗力。 食品工業(yè)中常用的滅菌方法較多。大的分類為干熱滅菌法和濕熱滅菌法。濕熱滅菌法主要是通過熱蒸汽殺死微生物。由于熱蒸汽的穿透力較熱空氣強，故無論是對芽孢桿菌或無芽孢桿菌在同一溫度下效果都比干熱法好。 ①干熱滅菌法。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 。 其特點是滅菌快速、徹底。常用于接種工具和污染物品。如微生物接種時使用的接種環(huán)，就是用火焰滅菌法。使用范圍受限。 (dry heat sterilization)。 主要在干燥箱中利用熱空氣進行滅菌。通常 160℃ 處理 1～ 2h可達到滅菌的目的。適用于玻璃器皿、金屬用具等耐熱物品的滅菌。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 ②濕熱滅菌 (moist heat sterilization)。 。 物品在水中 100℃ 煮沸 15min以上，可殺死細菌的營養(yǎng)細胞和部分芽孢。如在水中加入 1％碳酸鈉或 2％～ 5％石炭酸，則效果更好。這種方法適用于注射器、解剖用具等的消毒。 (pasteurization)。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 滅菌的溫度一般在 60～ 85℃ 處理10s至 15～ 30min不等。具體方法可分為兩類：第一類是較老式的，稱為低溫維持法 (LTH， low temperature holding method)，另一類是較新式的，為高溫瞬時法 (HTST， high temperature short time)，即 72℃ ，15s的巴氏消毒，可以殺死微生物的營養(yǎng)細胞，但不能達到完全滅菌的目的，用于不適于高溫滅菌的食品。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 如牛乳、醬腌菜類、果汁、啤酒、果酒和蜂蜜等。其主要目的是殺死其中無芽孢的病原菌 (如牛奶中的結(jié)核桿菌或沙門氏桿菌 )，而又不影響它們的風味。 ③超高溫瞬時滅菌法 (Ultra high temperature short time， UHT)。 滅菌的溫度 132～ 150℃ ， 3～ 5s，可殺死微生物的營養(yǎng)細胞和耐熱性強的芽孢細菌，但污染嚴重的鮮乳在142℃ 以上殺菌效果才好。 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。此法的特點是既可殺滅微生物，又可最大限度減少營養(yǎng)成分的破壞。在發(fā)酵工業(yè)中此法用作培養(yǎng)基的滅菌。主要操作是將培養(yǎng)基在發(fā)酵罐外連續(xù)地進行加熱、維持和冷卻，然后才進入發(fā)酵罐，培養(yǎng)基一般在135～ 140℃ 下處理 5～ 15s。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 ④高壓蒸汽滅菌法 (normal autoclaving)。 高壓蒸汽滅菌法是實驗室和罐頭工業(yè)中常用的滅菌方法。高壓蒸汽滅菌是在高壓蒸汽鍋內(nèi)進行的。鍋有立式和臥式兩種，原理相同。鍋內(nèi)蒸汽壓力升高時，溫度升高。一般采用 104Pa的壓力， ℃ 處理 15～ 30min，也有采用較低溫度 (115℃) 下維持 30min左右，可達殺菌目的。罐頭工業(yè)中要根據(jù)食品的種類和殺菌的對象、罐裝量的多少等決定殺菌方式。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 實驗室常用于培養(yǎng)基、各種緩沖液、玻璃器皿及工作服等滅菌。 在高壓蒸汽滅菌時，長時間的高溫對培養(yǎng)基中的淀粉成分有促進糊化和水解作用等少數(shù)有利影響外，還會對培養(yǎng)基產(chǎn)生一些不利的影響，如破壞營養(yǎng)成分，形成沉淀等。 影響高壓蒸汽滅菌效果的因素： ①滅菌物體含菌量的影響。 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。因此生產(chǎn)中，如果是由天然原料麩皮等配制的培養(yǎng)基，一般含菌量較高，用化學試劑配制成的組合培養(yǎng)基，含菌量低。因此滅菌的溫度和時間也應有差別。 ②滅菌鍋內(nèi)空氣排除程度的影響。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 高壓蒸汽滅菌法的原理是在驅(qū)出鍋內(nèi)空氣的前提下，通過加熱把鍋內(nèi)純水蒸氣的壓力升高而使蒸汽溫度相應提高，利用高溫來達到滅菌的目的。因此，必須注意排除滅菌鍋內(nèi)殘余的空氣。 ③滅菌對象的體積。滅菌對象體積的大小直接影響滅菌的效果，體積過大會影響熱的傳導速率。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 ④滅菌對象 pH的影響。 滅菌物品的 pH也影響滅菌的效果。當其 ～ ，微生物的抵抗力較大，不易死亡； pH，最易引起死亡。 ⑤加熱與散熱速度。 在高壓滅菌時，常只注意達到滅菌溫度后維持時間。而實際工作中達到滅菌溫度的時間有快有慢，同樣滅菌完畢后降溫的時間也有快有慢， 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 這兩段時間均影響滅菌的效果和培養(yǎng)基成分發(fā)生影響，應加注意。 ⑥間歇滅菌法 (fractional sterilization或 tyndallization)。是用流通蒸汽反復滅菌的方法。溫度不超過 100℃ ，每日一次，加熱時間為 30min，連續(xù)三次滅菌，殺死微生物的營養(yǎng)細胞。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。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 此外在生產(chǎn)上消除有害微生物的方法還有： 過濾除菌法。對不耐熱的液體可采用過濾除菌法達到滅菌目的。例如，濾膜過濾裝置、燒結(jié)玻璃濾板過濾器、石棉板過濾器以及硅藻土過濾器等。過濾除菌的缺點是無法去除其中的病毒。 采用特殊的加熱滅菌法：對易破壞的含糖培養(yǎng)基進行滅菌時， 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 應先將糖液與其他成分分別滅菌后再合并 。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 。對含有在高溫下易破壞成分的培養(yǎng)基 (如含糖組合培養(yǎng)基 )可進行低壓滅菌(112℃ 下滅菌 15min)或間歇滅菌；在大規(guī)模發(fā)酵工業(yè)中，可采用連續(xù)加壓滅菌法進行培養(yǎng)基的滅菌。 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。 電磁輻射包括可見光、紅外線、紫外線、 X射線和 γ 射線等均具有殺菌作用。在輻射能中無線電波最長，對生物效應最弱；紅外輻射波長在800～ 1000nm，可被光合細菌作為能源。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 可見光部分的波長為 380～ 760nm，是藍細菌等藻類進行光合作用的主要能源。紫外輻射的波長為 136～ 400nm，有殺菌作用?？梢姽狻⒓t外輻射和紫外輻射的最強來源是太陽。由于大氣層的吸收，紫外輻射與紅外輻射不能全部達到地面；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。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 紫外線波長以 265～ 266nm的殺菌力最強，其殺菌機理是復雜的。細胞原生質(zhì)中的核酸及其堿基對紫外線吸收能力強，吸收峰為 260nm，而蛋白質(zhì)的吸收峰為 280nm。當這些輻射能作用于核酸時，便能引起核酸的變化，破壞分子結(jié)構(gòu)，主要是對 DNA的作用，最明顯的是形成胸腺嘧啶二聚體，妨礙蛋白質(zhì)和酶的合成，引起細胞死亡。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 紫外線的殺菌效果，因菌種及生理狀態(tài)而異。照射時間、距離和劑量的大小也有影響。由于紫外線的穿透能力差，不易透過不透明的物質(zhì)，即使一薄層玻璃也會被濾掉大部分，在食品工業(yè)中適于廠房內(nèi)空氣及物體表面消毒。 適量的紫外線照射，可引起微生物的核酸物質(zhì) DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，培育新性狀的菌種。因此，紫外線常作為誘變劑用于育種工作中。 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 ㈣超聲波 超聲波 (頻率在 20 000Hz以上 )具有強烈的生物學作用。超聲波使微生物致死的機理是引起微生物細胞破裂，內(nèi)含物溢出而死。超聲波作用的效果與頻率、處理時間、微生物種類、細胞大小、形狀及數(shù)量等有關(guān)系。一般頻率高比頻率低殺菌效果好。病毒和細菌芽孢具有較強的抗性，特別是芽孢。 ㈤化學殺菌劑或抑菌劑 第五章 微生物的營養(yǎng)和生長 四 .有害微生物的控制 ⑴氧化劑。 氧化劑殺菌的效果與作用的時間和濃度成正比關(guān)系。殺菌的機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 (氨基、羥基和其他化學基團 )，造成代謝障礙而死亡。 ①臭氧 (O3)。 三氧滅菌技術(shù)近年在純凈水生產(chǎn)中應用較廣。滅菌的效果與濃度有一定的關(guān)系。但濃度大了使水產(chǎn)生異味。 第五章