第六节 化学因素对微生物的影响 食品微生物课件

2.盐类
盐类对微生物的生长有影响，其作用大小 主要决定于盐的浓度。革兰氏阳性菌比阴性菌 对盐的敏感性强，两价的阳离子的盐类比一价 阳离子的盐类毒性大，重金属的盐类对微生物 的毒性更大。这是由于金属离子容易和微生物 的蛋白质结合而发生变性或沉淀，汞、银、砷 的离子对微生物有亲合力，能与微生物酶蛋白 的SH基结合而影响其正常代谢。
5.表面活性剂
又能为去污剂或清洁剂，为季胺化合物。 这类化合物能降低液体表面张力，利于乳化， 乳化后的油污易除掉，因而有清洁作用。这类 化合物能被吸附于菌体表面，改变细胞壁和细 胞膜的通透性，促进细胞内的物质逸出，即呈 现杀菌作用；抑制菌体酶的活性，干扰其新陈 代谢；更甚者使菌体蛋白质变性和沉淀，导致 菌体死亡。
根瘤菌和豆科植物共生形成根瘤共生体，
是微生物和高等植物间的典型共生体。根瘤 菌固定大气中的气态氮，为植物提供氮素营 养物；而豆科植物的根为根瘤菌生长提供养 料和其他条件，是一种相互依存的关系。
2.互生
当两种本来可以单独生活的生物，共同生 活在一起时，一种生物可以为另一种生物提供 有利的生活环境，或者相互创造有利于对方的 生活条件，这种关系称为互生关系。互生现象 在生物界中十分普遍。例如在动物皮肤上常生 存着一种小球菌，它靠皮肤分泌的物质而生存， 但它一般对动物不产生危害；在人的牙垢中也 经常有一种螺旋菌生物，它靠牙垢中的养料为 生，但经常不影响人体的健康。
第七节 生物因素对微生物的影响
一、生物之间的关系
自然界中微生物极少单独存在，而总是 较多的种群聚集在一起。当两种以上的生物 出现在一个限定的空间里，就可能出现相互 作用，这些相互作用构成了微生物之间及微 生物与其它生物之间极为复杂而多样的关系， 这些关系归纳起来有共生、互生、寄生、竞 争、拮抗等几种。
三、有机酸对微生物的影响
1.作用机理
酸类物质可增加氢离子的浓度。另外， 有些有机酸可引起氧化杀菌作用，有的能 够破坏微生物酶系。例如，作为食品防腐 剂的苯甲酸和水杨酸都是因为氧化作用而 抑制微生物的活动。
2.常见的有机酸类物质
（1）苯甲酸及其钠盐
机理：苯甲酸的抑菌机理是它的分子能抑制微 生物细胞呼吸酶系统的活性，特别是对乙酰辅 酶缩合反应具有很强的抑制作用。
五、氧化剂对微生物的影响
氧化剂的杀菌能力，主要是氧化作用。氧 化剂不稳定，能放出游离氧（新生态氧）。其 氧与微生物的蛋白质结构中的氨基、羧基或其 他活性基团作用，造成代谢机能障碍而导致其 死亡，起到杀菌作用。
1.过氧化氢
是一种强氧化剂，对金属设备有腐蚀作用， 能损伤皮肤。 3%浓度过氧化氢几分钟就能杀 死一般细菌，0.1%浓度在60min内可以杀死大 肠杆菌、伤寒杆菌和金黄色葡萄球菌，1%浓 度保持60℃时，1min即可杀死芽孢。过氧化氢 能将厌氧芽孢菌杀死。无菌装罐时，不耐高温 的低压容器或塑料容器就可以采用过氧化氢和 热处理相结合的杀菌方法进行处理，以使达到 表面无菌的要求。可适用于大量物具和某些食 品的消毒，常以3%水溶液作体表消毒。
1.共生
共生是指两种或以上生物密切生活在一起 的一种状态。当这种状态高度发展时，便相互 结合形成特殊的共生体，在生理上形成了一定 的分工，在组织上和形态上产生了新的结构。
地衣是微生物之间一种典型的共生体，是 某些真菌和藻类结合形成的固定形态的植物状 结构，称为叶状体。在叶状体内，真菌菌丝紧 密缠绕和包埋着藻类细胞。
4.环氧乙烷
在-10.8℃以下是液体，高于此温度则迅速 挥发。环氧乙烷是一种很强的杀菌剂，可用于 怕热怕湿物质的灭菌。在食品工业中用作熏蒸 剂，用于果干、坚果、香料等的熏蒸。其作用 特点是穿透力强、杀菌效果高，且对细菌芽孢 和营养体一样有效，抗菌谱广。此外在较低温 度下有较高的杀菌效果，又不会损害被处理物 品。
丙酸及其盐类
丙酸是短链的脂肪酸，象其它脂肪酸一样， 对微生物细胞膜的透性有影响，但丙酸的抑菌 作用较弱，对霉菌、芽孢杆菌和革兰氏阴性菌 效 果 好 。 其 最 小 抑 菌 浓 度 在 pH5.0 时 ， 为 0.01%，pH6.5时，为0.5%。
丙酸是食品的正常成分，也是人体代谢的 正常中间产物，无毒。在成熟的瑞士干酪上， 丙酸含量可达到1%。国外多用于面包、糕点 及某些干酪的防霉。最大使用量为3g/Kg。
甲醇的杀菌力比乙醇差，且毒性大，尤
其是对眼睛，可能造成永久性损害。因此不 用作消毒剂。其它醇类的杀菌力，随分子量 增加而增强，但是碳原子多于3的醇不易与水 相混溶，所以也不用作消毒剂。
3.醛类
甲醛也是一种常用的效果良好的杀菌剂， 但刺激性强，具有腐蚀性，纯甲醛为气体， 37～40%甲醛水溶液为福尔马林。甲醛的消毒 效果是还原作用，它与菌体蛋白的氨基结合， 使蛋白变性。0.1～0.2%的甲醛能杀死细菌的 繁殖体，5%甲醛溶液能杀死细菌芽孢。厂房、 无菌室、毛皮等的消毒，可用1～5%的甲醛溶 液或甲醛气体消毒，但不适于食品生产场所的 消毒。
由于培养基的pH值不同，同一种微生物可 能积累不同的代谢产物。例如，黑曲霉在pH值 2～3的环境中发酵蔗糖，产物以柠檬酸为主， 只产生少量的草酸；而当pH改变接近中性时， 则产生大量草酸，而柠檬酸产量就很少。
3.微生物对环境pH的影响
微生物在基质中生长，由于它们的代谢作 用引起的物质转化，也能改变环境的氢离子浓 度。例如乳酸细菌在分解己糖时产生乳酸，因 而增加了基质中的氢离子的浓度。尿黄细菌水 解尿素产生氨，可碱化基质。由于基质的pH 值改变，进一步又影响了微生物的活动。因此， 在做培养基时，应考虑加入适当的缓冲物质， 以利于微生物的生长繁殖。
（2）山梨酸及其钾盐
机理：山梨酸分子能与微生物酶系统中的巯基 （SH）结合，从而破坏其活性，达到抑菌的 目的。山梨酸能抑制霉菌内脱氢酶系统，从而 有抑制霉菌的作用。
效果及应用：山梨酸又名花楸酸，是近年来各 国普遍使用的一种安全防腐剂，在水中溶解度 较低，所以多用其钾盐。也是国家允许使用的 两种食品化学防腐剂之一。对霉菌、酵母和需 氧菌均有抑制作用，但对厌氧芽孢杆菌与嗜酸 乳杆菌几乎无效。
四、无机化学添加剂对微生物的影响
1.碱类
碱类物质除能改变环境的pH外，还能引 起细胞物质的水解或凝结，因而，对微生物 有一定的毒害作用，此毒害能力的强弱与其 离解度大致成正比。离解度大的杀菌力强。
一般，革兰氏阴性杆菌对碱性较革兰氏 阳性杆菌敏感，具有芽孢的细菌对于碱有强 大的抵抗力，病毒对强碱也比较敏感。常用 石灰水、NaOH、Na2CO3等作为机器及冷藏 库等的消毒剂。
3.氯制剂
氯与氯制品的种类很多，常用的有次氯酸 盐，例如次氯酸钠与次氯酸钙（漂白粉）。
次氯酸钠可以破坏黄曲霉毒素，是实验室 常用的消毒剂。用于环境消毒必须加大剂量和 浓度。
氯与次氯酸盐对细菌、酵母和霉菌都有很 好的杀菌作用。主要用于食品加工厂水源的处 理和设备、用具的杀菌，使用时一般把它们溶 于水，以游离氯的含量为标准，一般在2～ 20mg/m3范围内。
2.高锰酸钾
一种强氧化剂。1∶285能杀死所有细菌的 繁殖体（结核杆菌除外），2～5%的溶液，于 24小时内能使芽孢死亡。常用0.1%溶液作物体 消毒之用。在酸性溶液中杀菌力增强。但当有 机物存在时，高锰酸钾被还原成二氧化锰而降 低杀菌效果。因此，本药品必须现用现配，久 置失效。适用于洗涤物品表面，作消毒剂，如 皮肤、容器、水果和蔬菜表面消毒。对动物低 浓度有收敛作用，高浓度有刺激和腐蚀作用。
5.碘
碘有强杀菌作用，除了氧化作用外，其 它方面的杀菌机理尚不清楚。3～7%的碘溶 于70～83%的乙醇中配成碘酊，是皮肤及小 伤口的有效消毒剂。2%的I2和NaI溶于乙醇， 7%I2和5%KI溶于83%的乙醇中以及5%I2和 10%KI溶于水，都是传统使用的碘素杀菌剂， 称为碘酒。
六、有机物对微生物的作用
甲酚是酚的衍生物，其杀菌力较酚强，但 其水溶液差，在皂液或碱性溶液易形成乳浊液， 煤酚皂液（来苏儿）就是肥皂乳化的甲酚，其 杀菌效率比酚大四倍。一般用其1～5%的水溶 液来消毒皮肤、空间和器皿。
酚的衍生物中，间苯二酚、六氯苯酚也具 有很强的杀菌力。
2.醇类
醇类是蛋白质变性剂、脂溶剂，又是脱水 剂，它们即可使蛋白质失水变性，又可损伤细 胞膜，因而具有杀菌作用。50～70%的乙醇可 杀死微生物的营养细胞，以70%的乙醇杀菌力 最强，超过70%后则杀菌力减弱，10～20%的 乙醇无杀菌作用，乙醇对芽孢几乎没有作用， 如碳疽杆菌芽孢在醇里存活20年，枯草芽孢杆 菌的芽孢在醇里存活9年。但70%的乙醇中加 1%H2SO4或NaOH后可在1～2天内杀死枯草杆 菌的芽孢。乙醇是常用消毒剂，用于皮肤及实 验室玻璃器皿的消毒。
4.过氧乙酸
透明或淡黄色液体，易溶于水，是一种高 效、速效、广谱杀菌剂，并无毒性。它的分解 产物是醛、酸、过氧化氢、水和氧。它能迅速 杀死细菌、酵母、霉菌和病毒。0.001%的过氧 乙酸溶液在10min可杀死大肠杆菌。浓度增高， 杀菌时间可以缩短。0.5%的水溶液在1min内 可杀死金黄色葡萄球菌，0.05%浓度的过氧乙 酸溶液在15min内即可杀死抵抗力很强的嗜热 脂肪芽孢杆菌。
二、氢离子 浓度对微生物的影响
1.机理
氢离子浓度可影响菌体细胞膜上的电荷 性质，正常细胞质膜上的电荷受到外界氢离 子浓度的影响而发生改变时，微生物吸收某 物质的机能将发生改变，从而影响细胞的正 常物质代谢。
对蛋白质、核酸等生物活性物质的影响。
2. pH对微生物的影响
每种微生物都有自己的最适宜的pH值和 一定的pH适宜范围。例如大多数细菌、藻类和 原生动物的最适pH为6.7～7.5，很多微生物在 pH4～10.0之间。
第六节 化学因素对微生物的影响
一、概述
1.总体情况
微生物的形态、生长繁殖、致病力、抗 原性和其它一些特性，均受外界化学因素的 影响。化学物质对微生物有多种作用，有的 可作为微生物的营养物质被利用，促进其生 长繁殖。有的却对微生物的代谢繁殖起抑制 作用。还有的可以破坏微生物细胞的结构和 各种生命活动，起杀菌作用。
按国家标准规定，可用于酱油、醋、果酱
类（最大使用量为1g/Kg）；低盐酱菜、面酱类、 山楂糕、果味露、罐头（0.5g/Kg）；果汁类、 果子露、葡萄酒、果酒（0.6g/Kg）；汽酒、汽 水（0.2g/Kg）。
（3）其它有机酸类
对羟基苯甲酸酯类
对羟基苯甲酸酯类是苯甲酸的衍生物。它 们对细菌、霉菌和酵母都有广泛的抑菌作用， 但对革兰氏Байду номын сангаас性杆菌和乳酸菌作用较弱，它们 的抑菌作用一般比苯甲酸强。由于是酯类，所 以受pH值影响较小，其抑菌作用在pH4～6.5 范围内，几乎没有差别。它们在食品工业中应 用较广，最大使用量为1g/Kg。
1.酚及其衍生物
酚又名石碳酸，是一种常用的消毒剂，其 杀菌作用是使蛋白质变性，同时又具有表面活 性作用，破坏细胞膜的通透性，使细胞内含物 溢出。酚在浓度高时有杀菌作用，浓度低时仅 有抑菌作用。0.5～1%的水溶液可用于皮肤消 毒，但有刺激性，2～5%的水溶液则在短时间 内便杀死细菌的营养体，但杀死细菌的芽孢则 需要数小时或更长时间，用5%的水溶液喷雾 可消毒空气，与紫外线照射共同可提高杀菌效 果。
过氧乙酸虽然有较强的杀菌力，但因有强 烈的氧化作用而呈现较强腐蚀性和刺激性，所 以使用有一定的局限性。适用于各种塑料、玻 璃制品、棉布。人造纤维等制品的消毒，也适 用于食品表面的消毒，如水果、蔬菜、蛋等。 也可用于皮肤（0.2%）、餐具、注射器等消毒 （0.3～0.5%).
本品遇火能引起燃烧，使用时应加注意管理。
效果及应用：防腐效果好，对人体也较安全无 害，是目前我国允许使用的两种国家标准的有 机防腐剂之一。使用苯甲酸钠，按国家标准规 定，可用于酱油、醋、果汁类、果酱类、果子 露、罐头等，最大使用量为1g/kg；葡萄酒， 果子酒（0.8g/kg）；汽酒、汽水（0.2g/kg）； 果子汽水（0.4g/kg）;低盐酱菜、面酱类、蜜 饯类、山楂糕、果味露（0.5g/kg）。一般在浓 缩果汁中使用不得超过2g/kg，苯甲酸和苯甲 酸钠同时使用时，以苯甲酸计不得超过最大使 用量。