理化因素對(duì)微生物的影響-文庫吧資料
2025-01-22 10:35本頁面
【正文】 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。 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。 （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。 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。 在 pH值 =— ，進(jìn)行丙酮丁醇發(fā)酵。 微生物 生長最適、 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階段和不同生理生化過程中，對(duì)環(huán)境 pH值要求不同。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)以菌體生長為主，而在 ，則以合成草酸為主。低于最低、或 超過 最高生長 pH值時(shí)，微生物生長受抑制或?qū)е滤劳觥５墙^大多數(shù)種類都生活在 ~。 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。 五、氫離子濃度 （一）環(huán)境 pH值 對(duì)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(jìn)而影響對(duì)物質(zhì)的吸收能力。（降低了發(fā)酵產(chǎn)物在胞內(nèi)的濃度，減小產(chǎn)物抑制；有利于提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和簡化產(chǎn)物的分離提取。 表面活性劑的應(yīng)用 : 在發(fā)酵工業(yè)中表面活性劑作為消泡劑應(yīng)用（現(xiàn)采用聚醚類代替植物油），防止發(fā)酵罐因泡沫多而跑液。其作用機(jī)理：降低表面張力，便于機(jī)械除菌；抑制酶，使蛋白質(zhì)變性；破壞細(xì)胞膜，造成滲漏。 非離子型 表面活性劑為一些高分子化合物，如聚醛類表面活性劑， 非離子型 表面活性劑不電離，無抑菌活性。 陰離子表面活性劑 有肥皂、十二烷基磺酸鈉等。 能改變液體表面張力的物質(zhì)為表面活性劑，分為陽離子型、陰離子型和非離子型三類。液體培養(yǎng)基的表面張力與微生物的形態(tài)、生長、繁殖密切相關(guān)。 產(chǎn)甘油的耐高滲酵母能在 20%~40%的糖蜜中生長。 細(xì)菌中的嗜鹽菌： 能在 15%~30%的鹽溶液中生長，主要分布在鹽湖、死海、海水和鹽場及腌漬菜中。 對(duì)于一般微生物來說，在含鹽 5%~30%或含糖30%~80%的高滲條件下可抑制或殺死某些微生物。 (鹽漬和糖漬保藏食品 ) 在低滲溶液中 ,細(xì)胞吸水膨脹 ,甚至導(dǎo)致細(xì)胞破裂死亡。 在等滲溶液中 ,微生物的活動(dòng)保持正常 ,細(xì)胞外形不變。 三、 滲透壓 水或其他溶劑經(jīng)過半透性膜而進(jìn)行的擴(kuò)散稱為滲透，在滲透時(shí)溶劑通過半透性膜時(shí)的壓力稱為滲透壓，其大小與溶液的濃度成正比。 基質(zhì)：在不同基質(zhì)中對(duì)干燥的抵抗力不同，含有糖、淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)時(shí)，不易死亡。 干燥對(duì)微生物的影響 干燥抑制微生物生長或造成其死亡的原因： 干燥能引起微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的變性和鹽類等物質(zhì)濃度提高，從而抑制生長或造成微生物死亡。 凍結(jié)速度對(duì)冰晶形成有很大影響，緩慢凍結(jié)，形成的冰晶大，對(duì)細(xì)胞損傷大；快速凍結(jié)，形成的冰晶小、分布均勻，對(duì)細(xì)胞的損傷小，因此，利用快速凍結(jié)可以對(duì)一些菌種進(jìn)行凍結(jié)保藏，一般情況下在菌懸液中再加一些甘油、糖、牛奶、保護(hù)劑等可對(duì)菌種進(jìn)行長期保藏。 造成死亡的原因： ①凍結(jié)時(shí)細(xì)胞水分變成冰晶，冰晶對(duì)細(xì)胞膜產(chǎn)生機(jī)械損傷，膜內(nèi)物質(zhì)外漏。一些細(xì)菌、酵母菌和霉菌的瓊脂斜面菌種通?？梢蚤L時(shí)間地保藏在 4℃ 的冰箱中。 低溫對(duì)微生物的影響 當(dāng)環(huán)境溫度低于微生物的最適生長溫度時(shí)，微生物的生長繁殖停止，當(dāng)微生物的原生質(zhì)結(jié)構(gòu)并未破壞時(shí)，不會(huì)很快造成死亡并能在較長時(shí)間內(nèi)保持活力，當(dāng)溫度提高時(shí)，可以恢復(fù)正常的生命活動(dòng)。 與含菌量有關(guān)：含菌量高，抗熱性增強(qiáng)，含菌量低，抗熱性差。 與 pH 有關(guān)： pH適宜時(shí)不易死亡， pH不適宜時(shí)，容易死亡。 微生物對(duì)熱的耐受力與以下因素有關(guān) : (1)微生物種類及發(fā)育階段 嗜熱菌比其它類型的菌體抗熱； 有芽孢的細(xì)菌比無芽孢的菌抗熱； 微生物的繁殖結(jié)構(gòu)比營養(yǎng)結(jié)構(gòu)抗熱性強(qiáng)； 老齡菌比幼齡菌抗熱。 分段控制方式： 0~5小時(shí)， 30 ℃ ； 5~40小時(shí)， 25 ℃ ； 40~125小時(shí)， 20 ℃ ；125~165小時(shí)， 25 ℃ 。 一般而言，老齡比幼齡耐熱，原核生物比真核生物耐熱，非光合生物比光合生物耐熱，結(jié)構(gòu)簡單的比結(jié)構(gòu)復(fù)雜的耐熱，在富含蛋白質(zhì)的培養(yǎng)基上生長的細(xì)菌耐熱能力強(qiáng)。有利于非氣體物質(zhì)在發(fā)酵液中的擴(kuò)散和溶解，防止雜菌污染，由高溫微生物產(chǎn)的酶制劑，酶反應(yīng)溫度和耐熱性都比中溫微生物高。 高溫微生物的特點(diǎn) : 生長速度快，合成大分子迅速，可及時(shí)修復(fù)高溫對(duì)其造成的分子損傷。 在高溫下能生長的原因：①酶蛋以及核糖體有較強(qiáng)的抗熱性②核酸具有較高的熱穩(wěn)定性（ 核酸中 G+C含量高（ tRNA），可提供形成 氫鍵，增加熱穩(wěn)定性 ）。 體溫型主要為寄生，在人和動(dòng)物體內(nèi)。 中溫型微生物： 最適生長溫度為 20℃~40 ℃ ，大多數(shù)微生物屬于此類。 例：假單孢菌中的某些嗜冷菌在低溫下生長，常引起冷藏食品的腐敗。 超過最高生長溫度時(shí)，微生物不生長，溫度過高，甚至?xí)劳觥? 處于最適生長溫度時(shí)，生長速度最快，代時(shí)最短。 影響物質(zhì)的溶解度，對(duì)生長有影響。 溫度對(duì)微生物的影響具體表現(xiàn)在： 影響酶活性，溫度變化影響酶促反應(yīng)速率，最終影響細(xì)胞合成。 影響微生物生長的外界因素很多，除了前面講過的營養(yǎng)因素之外，還有許多物理化學(xué)條件。第四節(jié) 理化因素對(duì)微生物的影響 微生物與所處的環(huán)境之間具有復(fù)雜的相互影響和相互作用：一方面，各種各樣的環(huán)境因素對(duì)微生物的生長和繁殖有影響，另一方面，微生物生長繁殖也會(huì)影響和改變環(huán)境。研究環(huán)境因素與微生物之間的關(guān)系，可以通過控制環(huán)境條件來利用微生物有益的一面，同時(shí)防止它有害的一面。 一、溫度 溫度是影響微生物生長的最重要因素之一。 影響細(xì)胞膜的流動(dòng)性，溫度高，流動(dòng)性大，有利于物質(zhì)的運(yùn)輸，溫度低，流動(dòng)性降低，不利于物質(zhì)運(yùn)輸，因此，溫度變化影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與代謝產(chǎn)物的分泌。 （一）微生物生長的三個(gè)溫度基點(diǎn) 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 105~300 ℃ 但對(duì)于特定的某一種微生物： 只能在一定溫度范圍內(nèi)生長，在這個(gè)范圍內(nèi)，每種微生物都有自己的生長溫度三基點(diǎn)，即最低、最適、最
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