第1页：第六章导览与群体生长
由于微生物的个体极小，所以常用群体生长来反映个体生长的状况。
第2页：纯培养的概念与获得方法
- 纯培养
- 微生物学中将从一个细胞得到的后代称为纯培养。
获得纯培养的方法：
- 稀释倒平板法
- 划线法
- 单细胞挑取法
- 利用选择培养基培养法
第3页：同步生长的概念与方法
- 同步生长
- 采用一定的方法使细胞群体处于分裂步调一致的状态。
获得同步生长的方法：
- 通过环境条件诱导同步生长群体（温度、培养基成分等）
- 通过物理方法选择同步生长群体（离心方法、过滤分离、硝酸纤维素滤膜）
第4页：测定生长量的方法
直接法（测生长量）：
间接法（生理指标法）：
第5页：计繁殖数的方法
直接法（计繁殖数）：
间接法：
第6页：单细胞微生物的典型生长曲线
以细胞数对数为纵坐标的单细胞微生物典型生长曲线分为：
第7页：延滞期的特点
- 生长速度为零
- 细胞体积急剧增大
- 细胞内的 RNA 尤其是 rRNA 含量增高，细胞呈嗜碱性
- 合成代谢活跃，易产生诱导酶
- 对外界不良环境条件敏感
第8页：影响延滞期长短的因素
影响延滞期长短的因素：
应用：
- 发酵工业上需尽量缩短该期，以降低生产成本
- 食品工业上尽量在此期进行消毒或灭菌
第9页：指数期的特点
- 生长速度常数 R 最大
- 细胞进行平衡生长
- 酶系活跃，代谢旺盛
影响指数期微生物增代时间的因素：
应用：
- 发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度
- 食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期
第10页：繁殖代数的计算
指数生长方式为 1、2、4、8……2ⁿ。设接种时细胞数为 x₁、时间为 t₁，到时间 t₂ 后繁殖 n 代、细胞数为 x₂，则：
- x₂ ＝ x₁ × 2ⁿ
- 以对数表示：log x₂ ＝ log x₁ ＋ n log 2
- 故 n ＝（log x₂ − log x₁）／log 2 ＝ 3.322（log x₂ − log x₁）
第11页：生长速度常数与代时
- 生长速度常数 R ＝ n／（t₂ − t₁）＝（log x₂ − log x₁）／（t₂ − t₁）
- 代时 G ＝ 1／R ＝（t₂ − t₁）／3.322（log x₂ − log x₁）
第12页：稳定期的特点与成因
特点：
- 生长速率常数 R 等于 0
- 菌体产量达到了最高值
- 合成次生代谢产物
- 细胞内出现储藏物质，芽孢菌内开始产生芽孢
产生原因：
- 营养物尤其是生长限制因子的耗尽
- 营养物的比例失调，如碳氮比不合适
- 有害代谢废物的积累（酸、醇、毒素等）
- 物化条件（pH、氧化还原势等）不合适
第13页：衰亡期的特点与成因
特点：
- R 为负值
- 细胞的形态发生变化，出现不规则的衰退形
- 释放次生代谢产物、芽孢等
- 菌体开始自溶
产生原因：
- 生长条件进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大超过合成代谢，继而导致菌体的死亡
第14页：主要生长参数
- 迟缓时间
- 实际达到对数生长期所需时间与理想条件下达到对数期所需时间之差；延缓生长量反映了迟缓期给细胞物质的工业化生产造成的损失。
- 比生长率
- 表示生长速度与生长基质浓度之间的关系，当营养物质浓度很低时，比生长率与营养物质浓度成正比。
- 总生长量
- 通过培养获得的微生物总量与原来接种的微生物量之差值。
- 产量常数
- 总生长量与消耗基质总量之比。
第15页：影响微生物生长的主要因素
物理因素：
化学因素：
- 酸、碱与 pH
- 重金属及其化合物
- 表面消毒剂：有机化合物（酚类、醇类、醛类）、卤族元素及其化合物、表面活性剂（新洁尔灭、杜灭芬）、染料
- 抗代谢药物：磺胺类等
- 化学治疗剂：抗生素、中草药有效成分
第16页：微生物生长的温度三基点与类型
低温菌、中温菌与高温菌的生长温度范围（℃）| 生长温度 | 低温菌 | 中温菌 | 高温菌 |
|---|
| 最低生长温度 | -10~5 | 10~20 | 25~45 |
|---|
| 最适生长温度 | 10~20 | 25~30，37~40 | 50~55 |
|---|
| 最高生长温度 | 25~30 | 40~45 | 70~80 |
|---|
第17页：嗜热微生物的生长特性
高温菌在高温下生长的原因：
高温菌的生长特性：
- 生长曲线的各个时期均短暂，因此常会在腐败食品中检测不到，这在食品检验中要特别注意
第18页：微生物耐热性的表示方法
- 热力致死时间
- 在特定的温度及其他条件下，杀死一定数量的微生物所需要的时间。
- F 值
- 在一定的基质中，温度为 121.1 ℃，加热杀死一定数量微生物所需的时间。
- D 值
- 利用一定温度进行加热，活菌数减少一个对数周期（即 90% 活菌被杀死）所需的时间。
- Z 值
- 在加热致死曲线中，时间降低一个对数周期（即缩短 90% 的加热时间）所需要升高的温度。
第19页：影响微生物对热抵抗力的因素
- 菌种的遗传特性
- 菌龄
- 微生物的数量
- 基质的特性（组成、浓度、理化条件）
- 加热的时间与温度
第20页：灭菌与消毒的概念及加热方法
- 灭菌
- 采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。
- 消毒
- 采用较温和的理化因素，仅杀死物体中病原微生物的措施。
干热灭菌法：
常压下（湿热灭菌法）：
加压下：
第21页：影响加压蒸汽灭菌效果的因素
- 灭菌物体的含菌量
- 灭菌锅内空气的排除程度
- 灭菌物体的 pH 值
- 灭菌对象的体积
- 加热与散热的速度
第22页：高温对培养基的影响及防止措施
高温对培养基的不利影响：
- 形成沉淀物（有机沉淀物如多肽类，无机沉淀物如磷酸盐）
- 破坏营养
- 提高色泽（褐变如产生氨基糖等）
- 改变培养基的 pH 值
- 降低培养基的浓度
消除有害影响的措施：
第23页：低温对微生物生长的影响
低温微生物耐低温的原因：
低于冰点的温度对微生物的影响：
第24页：低温的用途
低温的用途：
- 菌种保藏：液氮温度（-195 ℃）、干冰温度（-70 ℃）、-20 ℃ 和 4 ℃（常加大分子保护剂如糊精、血清白蛋白等）
食品冷藏：
第25页：微生物与氧气的关系
- 专性好氧菌：在正常大气压下（0.2 巴）进行好氧呼吸产能
- 兼性厌氧菌：以呼吸为主，兼营发酵或无氧呼吸产能
- 微好氧菌：只能在 0.01~0.03 巴大气压下生活
- 耐氧菌：只能以发酵产能，但分子氧无毒害
- （专性）厌氧菌：只能生长在无氧或基本无氧条件下，氧剧毒
- 过氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶、细胞色素氧化酶的分布情况不同
第26页：氧气影响微生物生长的机制
- 厌氧菌细胞内缺乏 SOD，无法消除 O₂⁻，后者反应力很强、性质极不稳定，可破坏各种重要的生物大分子和膜，也可形成其他活性氧化物
好氧与耐氧菌驱除 O₂⁻ 的机制：
- 好氧菌：2O₂⁻ ＋ 2H⁺ —SOD→ H₂O₂ ＋ O₂，再由过氧化氢酶分解为 H₂O 和 O₂
- 耐氧菌：由过氧化物酶分解 H₂O₂
第27页：辐射对微生物的作用
- 可见光（400~800 nm）往往能被某些光合微生物所利用
- 紫外线（13.6~400 nm）、X-射线（0.06~13.6 nm）、γ-射线（0.01~0.14 nm）均可抑制甚至杀死微生物
- γ-射线因作用距离较远、穿透力较强而用于食品的杀菌保藏
常用的物理杀菌方法：
- 超高压脉冲电场杀菌
- 脉冲强光杀菌
- 半导体光催化杀菌
- 辐射杀菌
第28页：干燥对微生物的影响与应用
- 水分约占微生物细胞组成的 70%~85%，环境中缺水时会引起细胞内蛋白质的变性和盐类浓度的增高，抑制生长甚至造成死亡
- 干燥的作用受环境温度、失水速度、菌龄、微生物所处基质等条件的影响
- 自然干燥（熏干、晒干、冷冻干燥）
- 人工干燥（常压干燥如热风、喷雾、冻结、微波等；真空干燥如真空和冷冻真空干燥）
第29页：渗透压与嗜盐耐糖微生物
嗜盐细菌：
- 高度嗜盐细菌：在 20%~30% 食盐溶液中生长
- 中等嗜盐细菌：在 5%~18% 的食盐溶液中生长
- 低等嗜盐细菌：在 2%~5% 的食盐溶液中生长
- 耐盐细菌：可在 10% 以下的食盐溶液中生长
- 耐糖细菌：可在 60% 以下的含糖高渗溶液中生长
- 普通微生物一般在 0.85%~0.90 的食盐溶液中生长
第30页：pH值对微生物生长的影响
根据生长的最适 pH 值分类：
- 嗜碱微生物：硝化细菌、尿素分解菌、多数放线菌
- 耐碱微生物：许多链霉菌
- 中性微生物：绝大多数细菌、一部分真菌
- 嗜酸微生物：硫杆菌属
- 耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌
发酵工业中控制 pH 尤为重要，例如：
- 黑曲霉在 pH 2~2.5 主要产柠檬酸，pH 2.5~6.5 以菌体生长为主，pH 7 时以合成草酸为主
各类微生物生长的最适 pH 值：
- 细菌为 6.5~7.5
- 放线菌为 7.5~8.0
- 霉菌和酵母菌为 4~6
第31页：酸碱添加剂的抑菌机理
- 无机酸可增加氢离子的浓度，引起菌体表面蛋白的变性和核酸的水解，并破坏酶类的活性
- 作为食品防腐剂的有机酸如苯甲酸和水杨酸可与微生物细胞中的成分发生氧化作用，从而抑制微生物的生长
- 防腐：利用理化因素完全抑制霉腐微生物生长繁殖的措施
- 碱类物质可引起细胞物质的水解或凝结，食品工业中常用石灰水、NaOH、Na₂CO₃ 等作为机器、工具以及冷藏库的消毒剂
第32页：常用表面消毒剂及其应用
几种常用表面消毒剂及其应用| 类型 | 名称及使用浓度 | 作用机制 | 应用范围 |
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| 重金属盐 | 0.05%~0.1% 升汞 | 使蛋白质变性 | 非金属物品、器皿 |
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| 重金属盐 | 0.1%~1% AgNO₃ | 使蛋白质变性 | 皮肤，滴新生儿眼睛 |
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| 酚类 | 3%~5% 石炭酸 | 蛋白质变性，损伤细胞膜 | 地面、家具、器皿 |
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| 酚类 | 2% 煤酚皂（来苏儿） | 蛋白质变性，损伤细胞膜 | 皮肤 |
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| 醇类 | 70%~75% 乙醇 | 蛋白变性、脱水、溶脂 | 皮肤、器械 |
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| 醛类 | 0.5%~10% 甲醛 | 蛋白质变性 | 物品消毒、接种室熏蒸 |
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| 氧化剂 | 0.1% KMnO₄ | 蛋白质变性 | 皮肤、尿道、水果蔬菜 |
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| 卤素及其化合物 | 0.2~0.5 mg/L 氯气 | 破坏细胞膜、酶、蛋白质 | 饮水、游泳池水 |
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| 卤素及其化合物 | 10%~20% 漂白粉 | 破坏细胞膜、酶、蛋白质 | 地面、厕所 |
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| 卤素及其化合物 | 0.5%~1% 漂白粉 | 破坏细胞膜、酶、蛋白质 | 饮水、空气、体表 |
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| 卤素及其化合物 | 2.5% 碘酒 | 蛋白质变性 | 皮肤 |
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| 表面活性剂 | 0.05%~0.1% 新洁尔灭 | 破坏膜及蛋白质 | 皮肤、黏膜、手术器械 |
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| 染料 | 2%~4% 龙胆紫 | 蛋白质变性 | 皮肤、伤口 |
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