食品微生物第五章微生物的生长与控制

生长曲线

以少量纯培养细菌接种有限的液体培养基，并在培养过程中定时取样测数，可以发现细菌的生长有一定的规律，若以时间为横坐标，菌数的对数为纵坐标，可以绘出一条类似于S形的曲线，这就是细菌的生长曲线。由生长曲线可将细菌的群体生长划分为4个时期：延迟期、对数期、稳定期、衰亡期。

延迟期

这个时期内的细菌细胞通常表现为个体变长，体积增大和代谢活跃，细胞内的RNA含量增加使细胞质的嗜碱性增强，并由于代谢活性的提高而使贮藏物消失；细胞对外界理化因子（如NaCl、热、紫外线、x—射线等）的抵抗能力减弱。细菌延滞期的长短取决于菌种的遗传特性、菌龄及接种前后培养条件的差异等。将处于对数期的培养物接种到相同的培养环境中可以缩短乃至消除延滞期。

对数期

生长旺盛，代谢活力增强，分裂速度加快，菌数以几何级数增加，代时稳定，其生长曲线表现为一条上升的直线。

稳定期

在对数末期，由于营养物质(包括限制性营养物质)的逐渐消耗,有生理毒性的代谢产物在培养基中的积累及培养环境条件中pH和氧化还原电位Eh等对细菌生长不利的变化，使细菌的生长速度降低，增殖率下降而死亡率上升，当两者趋于平衡时，就转入稳定期。可以通过补料，调节ｐH、温度或通气量等措施来延长稳定期

衰亡期

细菌在经过稳定期后，由于营养和环境条件进一步恶化,死亡率迅速增加，以致明显超过增殖率，这时尽管群体的总菌数仍然较高，但活菌数急剧下降，其对数与时间呈反比，表现为按几何级数下降，生长曲线直线下垂，有人又称其为对数死亡期。这个时期的细胞常表现为多形态，产生许多大小或形态上变异的畸形或退化型，其革兰氏染色亦不稳定，许多G+细菌的衰老细胞可能表现为G-。

恒浊法和恒化法培养核心内容是什么？大概过程是指什么？

1.恒浊连续培养

不断调节流速而使细菌培养液浊度保持恒定的连续培养方法叫恒浊连续培养。在恒浊连续培养中装有浊度计，借光电池检测培养室中的浊度(即菌液浓度)，并根据光电效应产生的电信号的强弱变化，自动调节新鲜培养基流入和培养物流出培养室的流速。当培养室中浊度超过预期数值时，流速加快，浊度降低；反之，流速减慢，浊度增加，以此来维持培养物的某一恒定浊度。恒浊连续培养，可以不断提供具有一定生理状态的细胞,得到以最高生长速率进行生长的培养物。

2.恒化连续培养

控制恒定的流速，使由于细菌生长而耗去的营养及时得到补充，培养室中营养物浓度基本恒定，从而保持细菌的恒定生长速率，故称恒化连续培养，又叫恒组成连续培养。已知营养物浓度对生长有影响，但营养物浓度高时并不影响微生物的生长速率，只有在营养物浓度低时才影响生长速率，而且在一定的范围内，生长速率与营养物的浓度成正相关，营养物浓度愈高，则生长速率也高。恒化连续培养的培养基成分中，必须将某种必需的营养物质控制在较低的浓度，以作为限制因子，而其他营养物均为过量，这样，细菌的生长速率将取决于限制性因子的浓度。常用的限制性营养物质有作为氮源的氨、氨基酸；作为碳源的葡萄糖、麦芽糖、乳酸；以及生长因子，无机盐等。

防腐是指利用理化因素使物体内外的微生物暂时处于不生长繁殖但又不死亡的状态

消毒是指杀死所有病原微生物的措施，可达到防治传染病的目的。

灭菌是指用物理和化学因子使存在于物体中的所有活的微生物永久性的丧失其生活力，包括耐热的细菌芽孢，是一种彻底的杀菌方法

商业灭菌是指从商品的需要出发对食品进行灭菌。它是指食品经过杀菌处理后，按照一定的检验方法检不出活的微生物或者仅能检出极少数的非病原微生物，而且，它们在一定的保质期内不致引起食品的变质腐败。

治疗剂

抗生素--是由微生物产生或半合成的一类能抑制或杀死另一类微生物的化学药剂。抗生素的抑菌种类范围称为抗菌谱，有的较广，有的较窄。抗生素的作用机制随种类而异。它们中有的可以抑制细胞壁的合成，例如青霉素另一类抗生素则损伤细胞质膜，例如属于多肽链和多烯族的抗生素。此外，还有一大批抗生素的作用是干扰病原菌的蛋白质合成。如四环素。最后一类抗生素的作用机制是阻碍核酸的合成，如灰黄霉素、利福霉素及抗肿瘤的抗生素。

高温灭菌

焚烧----最彻底的灭菌方法

烧灼----直接用火焰灭菌方法

干烤----加热160-180℃2小时

加压蒸汽灭菌法---最有效的灭菌方法121 ℃20~30分钟

煮沸消毒法水煮----100 ℃5分쯈™繁殖体)~2小时(芽胞)

流通蒸汽消毒法----水蒸汽100 ℃15~30分钟(繁殖体)

歇蒸汽灭菌间法----反复多次流动蒸汽间歇加热灭菌

巴氏消毒法----较低的温度（61 ℃30分钟）杀灭致病菌

影响微生物生长的因素

温度

温度是通过影响微生物膜的液晶结构、酶和蛋白质的合成与活性，以及RNA的结构和转录等影响微生物的生命活动。具体表现在两个方面：一方面，随着微生物所处环境温度升高，微生物细胞中的蛋白质和酶活性增强，生物化学反应加快，生长速率提高；另一方面，随温度上升，微生物细胞中对温度较敏感的组成成分（如蛋白质、核酸等）会受到不可逆的破坏。在最低温度和最适温度之间，微生物的生长速率随温度的升高而增加，超过最适温度以后，生长速率随温度升高而迅速下降。最低温度是微生物生长的下限，低于该温度微生物将停止生长。反复冻融会使细胞内的水分变成冰晶，造成细胞明显脱水，此外冰晶往往还造成细胞尤其细胞膜的物理损伤，从而导致细胞死亡。最适生长温度是指某微生物群体生长繁殖速度最快的温度，代时也最短。但它不等于发酵的最适温度，也不等于积累代谢产物的最适温度，更不等于积累某一代谢产物的最适温度。

水分和渗透压

水是一切生物进行正常生命活动的必要条件。缺水的干燥环境不适于微生物生活，长期失水将导致死亡。渗透压主要影响溶液中水的可给性，若环境溶液中的溶质含量过高，渗透压过大，也将抑制微生物的生长繁殖。

低渗溶液除能破坏去壁的细胞原生质体的稳定性以外，一般不对微生物的生存带来威胁。高渗环境会使细胞原生质脱水而发生质壁分离，因而能抑制大多数微生物的生长。

酸碱度

微生物能在ｐH1～11的范围内生长，但不同种类微生物的适应能力各异。每一种微生物都有其最适ｐH值和能适应的ｐH范围。ｐH值或氢离子浓度对微生物的作用表现在：①影响细胞质膜电荷和养料吸收。②影响酶的活性；

氧气对微生物生长的影响

好氧菌(专性好氧菌、微好氧菌）、厌氧菌（专性厌氧菌、耐氧菌）和兼性厌氧菌。

辐射

辐射是以电磁波的方式通过空间传递的一种能量形式。电磁波携带的能量与波长有关，波长愈短，能量愈高。不同波长的辐射对微生物生长的影响不同。

见光的波长为397～800nm，它是光能自养和光能异养型微生物的唯一或主要能源。

紫外线有较强的杀菌和诱变作用，其最强作用波段为265～266nm，这也是核酸的最大吸收峰波段。

电离辐射产生游离基,破坏DNA。

超声波和微波超声波通过强烈的振动使细胞破裂，细胞内含物外泄而死亡。微波是热效应。