四章节微生物生长与繁殖

对好氧菌的影响 较大。
影响渗透压
微量的金属离子 对微生物的生命 活动有着重要作 用。
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（二）微生物生长控制的 物理因素
1.温度
每种微生物都有自己的生长温
度三基点：最低生长温度、最适生 长温度和最高生长温度；此外还有
致死温度。
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根据微生物最适生长温度的 高低，将微生物分为三类。
类型
把一定微生物接种到一定的液 体培养基中后，在一定条件下培养， 定时取样测量活菌数，以活菌数的 对数值为纵坐标，以培养时间为横 坐标，就可以画出一条有规律的曲
线，即微生物的典型生长曲线
（growth curve）。
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典型生长曲线分为适应期，对数增长期（指数 期），稳定期和衰亡期四个阶段。
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嗜低温微生物 psychrophiles 嗜中温微生物
mesophiles 嗜高温微生物 thermophiles
最低 温度
0℃
10~20 ℃
25~45 ℃
最适 温度
10~15 ℃
35~40 ℃
50~60 ℃
最高 温度
20 ℃
45 ℃
70~95 ℃
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温度对生长速率的影响为曲线型。
温度升高时，生长速率倍增，但超过 最适生长温度时，生长速率都很快下降。 大多数微生物对低温有较强的抵抗力，低温 下微生物生长代谢缓慢甚至停止。
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测量方法：
取一定体积的稀释菌液（1毫 升）与合适的固体培养基在其凝 固前均匀混合，或涂布于已凝固 的固体培养基平板上。在最适条 件下培养后，从平板上（内）出 现的菌落数乘上菌液的稀释度， 即可计算出原菌液的含菌数。
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（二）计数板总菌计数法
取一滴适度稀释的样品，滴于 计数板的计数室内，盖上盖玻片后 置于显微镜下直接观察计数。
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4.补料分批培养
补料分批培养是指在发酵培养 过程中连续或间歇补加一种或几种培养基 成分，但发酵培养过程中不取出发酵液的
发酵培养方法。
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（1）菌种的种类。 （2）菌种的菌龄。 （3）接种量。 （4）培养基成分。
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二、对数增长期
又称指数增长期，是指在生长曲线 中，紧接着适应期的一个细胞以几 何级数速度分裂的时期。
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1.该时期的特点：
（1）生长繁殖速度快，活菌的数目呈对数增长，世 代时间最短，且在这个时期内均匀一致。
即个体生长。
若是一种平衡生长，即各细胞组分是按恰当比 例增长时，达到一定程度后就会发生繁殖。从 而引起个体数目的增加。随着群体中各个个体 的进一步生长，就引起这一群体的生长。
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个体生长 → 个体繁殖 → 群体生长 群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖
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二、微生物的个体繁殖
（一）世代时间 Generation time
一般细菌AW min= 0.90 酵母菌AW min= 0.88
嗜盐细菌AW min= 0.75 霉 菌AW min = 0.80 耐渗透压酵母菌AW min= 0.60
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四、微生物生长的控制方法
（一）微生物生长的控制理论
1.微生物生长速率与营养物质浓度 2.微生物生长的连续培养理论
（2）细胞进行平衡生长，菌体内各种成分最为均匀。 （3）酶系活跃，代谢旺盛。 （4）在此时期内，菌细胞的形态特征均匀一致，最
代表种的特征。 （5）微生物的生化特性均匀一致，并且典型。
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设在时间 t0 的活菌数为 X0 ，经培 养时间 t 后的菌数为 X 则有:
X = X0 ·２ｎ → lg X = lg X0 + n lg 2 → n = (lg X - lg X0 ) / lg 2
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（三）质量法
根据微生物生长后细胞原生质增加的原理， 直接称取菌体质量的方法。
湿重或干重
（四）比浊法
根据菌体悬浊液的透光度间接测量菌体的数量。 使用光电比色计或分光光度计。
（五）生理指标法
测定呼吸强度、耗氧量、酶活性及生物热进行换算。
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第二节 微生物的生长规律
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四、衰亡期
细胞形态出现不正常，呈 多样性，细胞种的特征典型、 生理生化 Nhomakorabea现异常现象。
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第三节 微生物生长繁殖的控制
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一、微生物生长的控制途径
☻遗传学特性 ☻培养基组成
☻培养条件
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二、微生物生长的控制因素
（一）微生物生长控制的化学因素 1.杀菌剂 又称为抗微生物剂，是一类能够 杀死或抑制微生物生长的化学物质。 可分为抑菌剂、杀菌剂和溶菌剂。
= 3.3 (lg X - lg X0 ) 世代时间 G = t - t0 / n
= t - t0 / 3.3 (lg X - lg X0 )
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2.影响指数期微生物增代时间的因 素
（1）菌种。 （2）营养成分。 （3）营养物浓度。 （4）培养温度。
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凡是处于较低浓度范围内， 可影响生长速率和菌体产量的营
3.抗生素
抑制细菌细胞 壁合成、破坏细胞 膜、干扰氧化磷酸 化以及抑制蛋白质 和核酸合成。
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4.酸碱度
种类
细菌和放 线菌
最低生长 pH
5.0
最适生长 pH
7.0~8.0
最高生长 pH
10.
酵母菌
2.5
3.8~6.0
8.0
霉菌
1.5
3.0~6.0
10.0
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5.氧化还原电势 6.盐、碱和金属离子
第四章 微生物的生长与繁殖
编写人:工程系 食品微生物精品课程课题组
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第一节 微生物的生长 第二节 微生物的生长规律 第三节 微生物生长繁殖的控制
第一节 微生物的生长
一、微生物生长的概念
一个微生物细胞在合适的外界环境条件下，不断吸收 营养物进行新陈代谢，若同化作用的速度大于异化的， 则其原生质的总量（质量、体积、大小）就不断增加，
养物，就称为生长限制因子。
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三、稳定期
又称恒定期或最高生长期
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稳定期的特点：
生长速率常数R等于0，即处于正 生长和负生长相等的动态平衡中，此时 菌体产量与营养物质的消耗间呈现出一 定的比例关系，即生长产量常数Y（生 长得率 growth yield）。 Y = 菌体总生长量（菌细胞干重）/ 消耗 营养物质总量
世代时间是指单个细胞从新生细胞 生长到再次产生新的个体细胞所需要 的时间。
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（二）代表微生物的个体繁殖方式
细菌 两分裂 Binary fision 酵母菌 芽殖 霉菌 有性或无性孢子 噬菌体 复制
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三、微生物细胞数量的测量 （一）稀释平板菌落计数法
最常用的活菌计数法
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（二）微生物生长的控制方法
1.同步培养
同步培养法：使培养基中所有微生物细胞处于相同的 生长阶段的培养方法。 同步生长：培养物中所有的微生物细胞都处于同一生 长阶段，并能同时分裂的生长方式。
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同步培养的方法：
诱导法：采用物理、化学因子使微生物 细胞进行到某个生长阶段而停下来，然 后再去处该因子，以达到诱导微生物细 胞同步生长的目的。
微生物对高温较敏感，高温对菌体蛋白 质、核酸、酶有破坏作用。
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2.电磁辐射
非电力辐射——紫外线 电力辐射——X,α,β,γ射线
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3.渗透压
等渗透压：适合微生物生长 低渗透压：细菌吸水，细胞破裂，
胞浆压出 高渗透压：细菌失水，质壁分离
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4.干燥
水分活度AW= P / P0
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防腐 antisepsis 又叫抑菌，是防止或抑
制微生物的生长繁殖。
消毒 disinfection 是指杀死病原微生物
的措施。
灭菌 sterilization 杀灭物体上所有的微
生物，包括病原微生物及非病原微生 物。
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2.抗代谢剂
它是与生 长因子类似的 特殊化学物质， 干扰微生物的 正常代谢。
选择法：膜过滤和密度梯度离心法。
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2.分批培养
分批培养：指将微生物置于一定容 积的培养基中，经过培养生长，最后一 次收获的培养方式。
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3.连续培养
连续培养：在一个恒定容积的流动 系统中培养微生物，一方面以一定速率 不断地加入新的培养基，另一方面又以 相同的速率流出培养物(菌体和代谢产物)， 以使培养系统中的细胞数量和营养状态 保持稳定。
一、适应期(又称延滞期、迟缓期、调整期)
1.该时期的特点： （1）生长繁殖的速度几乎等于零 （2）细胞形态增大，杆菌的长度增加。 （3）细胞内核酸含量增加，原生质呈嗜碱性。 （4）合成代谢活跃，核糖体、酶类合成
加快，易产生诱导酶。 （5）对外界不良条件，如温度和抗生素
等反应敏感。
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2.影响适应期长短的因素：