防霉抗菌的基本概念

防霉抗菌的基本概念

摘要：本文根据生物科学资料介绍细菌和霉菌的一些最基本的构造和特性，对常见霉腐微生物的繁殖条件做了概括叙述，最后对防霉抗菌问题研究的状况做了分析，希望能对我国的防霉抗菌涂料发展有些帮助。

关键词：微生物、细菌、霉菌、繁殖、防霉抗菌涂料、海洋防污涂料。

一、前言

人类与细菌的斗争己廷续相当长的历史了。文明社会的发展史也是人类与细菌的斗争史，人类为了生存的需要，为了不被自然界中突然而来的巨大细菌灾难所毁灭，利用自己的智慧和勤劳一次又一次地战胜过由于细菌所带来的灾祸。

在我们涂料界中，一代又一代涂料专家不顾困难重重，前赴后续，想研制出具有防霉抗菌的涂料。祈求利国利民、造福人类、净化环境。但是在涂料中要真正能解决这个问题，还需要走很长的一段路，还要花费大量的人才和物力，还要从基础科学入手。

二、常见霉腐微生物的基本构造和特性

这里主要介绍细菌、霉菌这两类引起霉腐变质的微生物，自然界中常常是十分复杂和混合出现各种微生物的，为了将最基本的概念弄清楚，有利于我们涂料配方设计时有很明确的针对性，我们将根据文献和资料来对它们分别进行介绍。

（一）什么是细菌

细菌是自然界中分布最广、数量最多、与人类关系最密切的一类微生物。食品的变质，食物中毒，墨汁发臭，抹布发黏，化妆品产气发胀，某些传染病的发生，铁、铜、铝等金属制品的腐蚀等，主要是细菌活动的结果。下面对细菌的构造繁殖方式以其菌藻形态分别做介绍：（1）细胞的形态和构造

细菌的大小与形态

细菌的个体很小，它的大小通常以µｍ表示。细菌的形态多种多样，常随着菌龄和环境条件的不同而有所改变。各种细菌在幼龄和生长条件适宜时，表现正常的形态。根据细菌的外形不同，可将细菌分为球形、杆形和螺旋形三种基本形态，分别被称为球菌，杆菌和螺旋菌。球菌的直径约为0. 5～2µｍ，杆菌约为(0. 5 ～1) µｍ×(1 ～5) µｍ，弧菌约为(0. 3 ～O.5) µｍ×(1～5) µｍ，螺旋菌约为(0. 3～l) µｍ×(l～50) µｍ。

①球菌这类细菌单个存在时，呈圆球形或扁圆形。几个球菌联合在一起，其接触面常呈扁平状态。如尿素小球菌(Micrococcus ureae)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)等。

②杆菌杆状的细菌，多数细菌为杆菌。杆菌的长短、形态差别很大。杆菌按其形态有短杆菌、链杆菌、分枝杆菌、棒状杆菌和芽孢杆菌等。如伤寒沙门菌(Salmonella typhi)、普通变形杆菌(Proteus vulgaris)、痢疾志贺菌(Shigella dysenteriae,)等。

③螺旋菌细胞呈弯曲、螺旋状的细菌。弯曲不足一圈的称为弧菌，如霍

乱弧菌(Vibrio cholerae)、玫瑰色螺菌(Spirillum roseum)等。

（2）细菌的细胞结构

细菌的细胞结构可分为一般结构和特殊结构两类。一般结构，这是任何细菌都具有的共同构造，主要由细胞壁、细胞膜、细胞质和核质体组成。鞭毛、荚膜和芽孢等，是某些细菌所特有的结构。下面分别做介绍：

①细胞壁包在细胞表面的一层坚韧而具有弹性的结构，厚度一般在lO～

80nm，细菌的细胞壁约占菌体干重的10%～25%。

细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖(又称黏质复合物)。肽聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰胞壁酸(N-乙酰羧乙基氨基葡萄糖)以及短肽聚合而成的多层网状结构大分子化合物。其中的短肽一般由4～5个氨基酸组成，如L-丙氨酸-D-谷氨酸-L-赖氨酸-D-丙氨酸等，而且短肽中常有D-氨基酸与二氨基庚二酸存在。不同种类细菌的细胞壁中肽聚糖的结构与组成不完全相同。肽聚糖是细菌、放线菌所特有的成分，它使细胞壁具有坚韧的特性。

细胞壁上有许多微细的小孔，可容许直径1nm 的可溶性物质通过，对大分

子物质有阻拦作用。

②细胞膜细胞膜也称细胞质膜或原生质膜，或简称为质膜，是紧靠在细

胞壁内侧，在细胞壁与细胞质之间的一层柔软而富有弹性的半渗透性薄膜。细胞膜厚度一般为5～8nm，细菌细胞膜约占细胞干重的10 %。细胞膜主要由蛋白质(60%～70%)和脂质(主要是磷脂，含20% ～30%)组成，此外还有少量的糖类物质、固醇类物质以及核酸等，构成精细的膜结构。

细胞膜的基本结构是在液体的脂质双层中，镶嵌着可移动的球形蛋白质。脂质双层由两排脂质分子排列构成膜的基本骨架，每个脂质分子是由一个可溶于水的“头部”(亲水部分)和两条脂肪酸链(疏水部分)组成。在脂质双层中，所有脂质分子的亲水端都朝向膜内外两表面，疏水端则朝向膜中央。镶嵌在腊质双层内的膜蛋白，称嵌入蛋白质，对膜的通透性起着重要作用。附着在脂质双层内表面的膜蛋白，称外在蛋白质，含有许多呼吸酶系、三羧酸循环酶系和脱氢酶系。

③细胞质及其内含物细胞质是包于细胞膜内、除核质体之外的一种无色透明的胶状物。细胞质的主要成分是水、蛋白质、核酸、脂类及少量的糖类和无机盐类。细菌细胞质中核糖核酸的含量较高，可达固形物的15%～20%。

细胞质是细菌的内在环境，具有生命活动的所有特性，含有各种酶系统，是

细菌进行新陈代谢的主要场所，通过细胞质使细菌细胞与周围环境不断进行物质

交换。

④核质体细菌属于原核生物，细胞内没有一个结构完整的核，不具有核膜和核仁，因此没有固定的形状，只有一个核质体。细菌核质体的主要成分是DNA (脱氧核糖核酸)，细菌的核实际上是一个巨大的、连续的、环状双链DNA分子，长达lmm，比细菌本身长1000倍。

⑤鞭毛某些细菌的表面，长着一种从细胞内伸出的纤细而呈波状的丝状物称为鞭毛。鞭毛着生在接近细胞膜的细胞质中的基粒上，通过细胞膜和细胞壁而伸出体外。鞭毛的长度常可超过菌体的若干倍，但直径很细，一般为10～2Onm 。

鞭毛的主要成分是蛋白质，只含有少量的多糖，或可能有脂类。鞭毛蛋白类似于动物肌肉中的肌球蛋白，能收缩。鞭毛是细菌的运动“器官”。鞭毛极其纤细易于脱落，细菌在幼龄时期运动活泼，衰老的细胞鞭毛脱落而不运动。

大多数球菌不生鞭毛。杆菌中有的生鞭毛，有的不生鞭毛。弧菌与螺旋菌都生有鞭毛。鞭毛着生的位置、数目与排列是细菌种的特征，有鉴定意义。

⑥荚膜有些细菌在其细胞壁表面覆盖一层疏松、透明的黏液性物质，称为荚膜。荚膜的厚度一般可达200nm。荚膜含有大量的水分，约占90 %以上。其化学成分随菌种的不同而不同，通常是多糖，少数革兰阳性菌的荚膜是单一的多肽。

荚膜的形成与环境条件密切相关。如炭疽杆菌只是在被它所感染的动物体内才形成荚膜；而肠膜状明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)只有在含糖量高、含氮量低的培养基中，才会产生大量的荚膜物质。