有害微生物的控制

有害微生物的控制 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

有害微生物的控制本节主要掌握一些名词的定义和几种有害微生物控制方法。

一、几个基本概念

控制有害微生物主要有以下几种措施：

(一)灭菌(sterilization)

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，称为灭菌，例如各种高温灭菌措施等。灭菌实质上可分杀菌和溶菌两种，前者指菌体虽死，但形体尚存，后者则指菌体杀死后，其细胞发生溶化、消失的现象

(二)消毒(disinfection)

从字义上来看，消毒就是消除毒害，这里的“毒害”就是指传染源或致病菌的意思，英文中的“dis-infection”也是“消除传染”的意思。所以，消毒是一种采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的病原菌，而对被消毒的物体基本无害的措施。例如一些常用的对皮肤、水果、饮用水进行药剂消毒的方法；对啤酒、牛奶、果汁和酱油等进行消毒处理的巴氏消毒法，等等。

(三)防腐(antisepsis)

防腐就是利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖，从而达到防止食品等发生霉腐的措施。

防腐的措施很多，主要有：

(1)低温利用4℃以下的各种低温(O℃、-20℃、-70℃、-196℃等)，以保藏食物、药品和菌种等。

(2)缺氧近年来，已采用在密闭容器中加入除氧剂来有效地防止食品和粮食等的霉腐、变质，并达到保鲜的目的。除氧剂的种类很多，主要原料是铁粉，再加上一定量的辅料和填充剂制成，它对新鲜食品具有良好的保鲜功能。

(3)干燥采用晒干或红外线干燥等方法对粮食、食品等进行干燥保藏是最常见的防止霉腐的方法。此外，在密封条件下，用石灰、无水氯化钙、五氧化二磷、浓硫酸、氢氧化钾或硅胶等作吸湿剂，也可很好地达到食品、药品和器材等长期防霉腐的目的。

(4)高渗通过盐腌和糖渍等高渗措施来保存各种食物，是在民间流传已久的防腐方法。

(5)高酸度用高酸度也可达到防腐的目的。泡菜就是利用乳酸菌的厌氧发酵使新鲜蔬菜产生大量乳酸，借以达到抑制杂菌和长期保藏的目的。

(6)防腐剂在有些食品、调味品、饮料或器材中，可以加入适量的防腐剂以达到防霉腐的目的。例如，酱油中常以苯甲酸来防腐；墨汁中可加入尼泊金作防腐剂；化妆品可加入山梨酸、脱氢醋酸等来防腐；食品和饲料可加入二甲基延胡索酸(DMF)来防腐等。(四)化疗(chemotherapy)

化疗即化学治疗。它是利用具有高度选择毒力(selectivetoxicity，即对病原菌具有高度毒力而对宿主无显著毒性)的化学物质来抑制宿主体内病原微生物的生长繁殖，借以达到治疗该传染病的一种措施。用于化疗目的的化学物质称化学治疗剂(chemotherapeutant)。最重要的化学治疗剂如各种抗生素、磺胺类药物和中草药中的有效成分等。

二、物理杀菌因素的代表——高温

(一)高温杀菌作用的种类

具有杀菌效应的温度范围较广。高温的致死作用，主要是由于它使微生物的蛋白质和核酸等重要生物高分子发生变性、破坏，例如它可使核酸发生脱氨、脱嘌呤或降解，以及破坏细胞膜上的类脂质成分等。湿热灭菌要比干热灭菌更有效，这一方面是由于湿热易

于传递热量，另一方面是由于湿热更易破坏保持蛋白质稳定性的氢键等结构，从而加速其变性。

在实践上行之有效的高温灭菌或消毒的方法主要有以下几种。

1．干热灭菌法(dryheatsterilization)将金属制品或清洁玻璃器皿放入电热烘箱内，在150～170℃下维持1～2小时后，即可达到彻底灭菌的目的。在这种条件下，可使细胞膜破坏、蛋白质变性、原生质干燥，以及各种细胞成分发生氧化。灼烧(incineration或combustion)是一种最彻底的干热灭菌方法，但它只能用于接种环、接种针等少数对象的灭菌。细菌的芽孢是耐热性最强的生命形式，所以，干热灭菌时间常以几种有代表性的细菌芽孢的耐热性作参考标准。

2．湿热灭菌法(moistheatsterilization)湿热灭菌法比干热灭菌法更有效。多数细菌和真菌的营养细胞在60℃左右处理5～10分钟后即可杀死，酵母菌和真菌的孢子稍耐热些，要用80℃以上的温度处理才能杀死，而细菌的芽孢最耐热，一般要在120℃下处理15分钟才能杀死。

(1)常压法

巴氏消毒法(pasteurization)用于牛奶、啤酒、果酒和酱油等不能进行高温灭菌的液体的一种消毒方法，其主要目的是杀死其中无芽孢的病原菌(如牛奶中的结核杆菌或沙门氏菌)，而又不影响它们的风味。巴氏消毒法是一种低温消毒法，具体的处理温度和时间各有不同，一般在60～85℃下处理15秒至30分钟。具体的方法可分两类，第一类是较老式的，称为低温维持法(LTH，lowtemperatureholdingmethod)，例如在63℃下保持30分钟可进行牛奶消毒；另一类是较新式的，称为高温瞬时法(HTST，hightemperatureshorttime)，用于牛奶消毒时只要在72℃下保持15秒钟即可。据报道，不管用LTH或HTST法，都不能杀灭引起Q热的病原体——Coxiellaburnetii(伯氏考克斯氏体，是一种立克次氏体)。

煮沸消毒法一般用于饮用水的消毒(100℃下数分钟)。

间歇灭菌法(fractionalsterilization或tyndallization)又称丁达尔灭菌法或分段灭菌法。适用于不耐热培养基的灭菌。方法是：将待灭菌的培养基在80～100℃下蒸煮15～60分钟，以杀死其中所有微生物的营养细胞，然后置室温或37℃下保温过夜，诱导残留的芽孢发芽，第二天再以同法蒸煮和保温过夜，如此连续重复3天，即可在较低温度下达到彻底灭菌的效果。例如，培养硫细菌的含硫培养基就应该用间歇灭菌法灭菌，因为其中的元素硫经常规的加压灭菌(121℃)后会发生熔化，而在99～100℃的温度下则呈结晶形。

(2)加压法

常规加压灭菌法(normalautoclaving)这是一种应用最为广泛的灭菌方法。其原理十分简单：将待灭菌的物件放置在盛有适量水的加压蒸汽灭菌锅(或家用压力锅)内。把锅内的水加热煮沸，并把其中原有的空气彻底驱尽后将锅密闭。再继续加热就会使锅内的蒸气压逐渐上升，从而温度也上升到100℃以上。为达到良好的灭菌效果，一般要求温度应达到121℃(压力为1kg／cm2或15磅／英寸2)，时间维持15～20分钟，也可采用在较低的温度(115℃，即／cm2或10磅／英寸2)下维持35分钟的方法。此法适合于一切微生物学实验室、医疗保健机构或发酵工厂中对培养基及多种器材、物料的灭菌。

连续加压灭菌法(continuousautoclaving)在发酵行业里也称“连消法”。此法只在大规模的发酵工厂中作培养基灭菌用。主要操作是将培养基在发酵罐外连续不断地进行加热、维持和冷却，然后才进入发酵罐。培养基一般在135～140℃下处理5～15秒钟。这种灭菌方法有很多优点：①因采用高温瞬时灭菌，故既可杀灭微生物，又可最大限度减少营养成分的破坏，从而提高了原料的利用率，例如，在抗生素发酵中，它比以往的“实罐灭菌”(120℃，30分钟)提高产量5～10％；②由于总的灭菌时间较分批灭菌注