微生物的生长及其控制
微生物的生长及其控制
☆每种单细胞微生物都有各自经典生长曲线, 但它们 生长过程却有着共同规律性。普通能够将生长曲线划 分为四个时期。
微生物的生长及其控制
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延对 滞数 期期
稳定时
衰亡期
经典生长曲线 （Growth curve）
时期划分: 按照生长速率常数R（growth race constant）不一样
E.aerogenes
组合
37 29~44
B. Cereus（蜡状芽孢杆菌）
肉汤
30 18
B.thermophilus（嗜热芽孢杆菌）
肉汤
55 18.3
Lactobacillus acidophilus（嗜酸乳杆菌） 牛奶
37 66~87
Streptococcus lactis（乳酸链球菌）
牛奶
37 26
微生物的生长及其控制
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2.指数期中三个主要参数
❖ 繁殖代数（n）
❖ 指数生长方式： 1、 2、4.8… …2n
❖ 设接种时细胞数为x1, 时间为t1, 到时间t2后， 繁殖n代，细胞数为x2，它们之间相互关系为：
❖
x2 = x1·2n
❖ 以对数表示：㏒ x2 = ㏒ x1 + n㏒2
❖ ∴ n =㏒ x2 - ㏒ x1 = 3.322(㏒ x2 - ㏒ x1 )
群体生长——群体中个体数目标增加。能够用重量、 体积、密度或浓度来衡量。（因为微生物个体极 小, 所以惯用群体生长来反应个体生长情况）
个体生长 个体繁殖 群体生长
群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖
微生物的生长及其控制
微生物的生长及其控制
微⽣物的⽣长及其控制第六章微⽣物的⽣长及其控制本章重点:微⽣物⽣长、繁殖的基本概念、特点与规律；测定微⽣物⽣长、繁殖⽅法。
本章难点：影响微⽣物⽣长、繁殖的主要因素；有害微⽣物的控制。
建议学时：10学时⽣长：指细胞物质有规律、不可逆增加的过程。
有机体的细胞组分与结构在量⽅⾯的增加。
繁殖：是微⽣物⽣长到⼀定阶段，由于细胞内各种细胞结构的复制和重建，导致产⽣⼀个新的细胞个体，即引起细胞个体数量增加的整个⽣物学过程。
⽣长是⼀个逐渐发⽣的量变的过程，是繁殖的基础；繁殖是⼀个质变的过程，是⽣长的结果。
第⼀节测定⽣长繁殖的⽅法⼀、测⽣长量（⼀）直接法1、测体积：2、测⼲重：可⽤离⼼法或过滤法测定，⼀般⼲重为湿重的10%～20%。
（⼆）间接法1、⽐浊法：2、⽣理指标法1)测含氮量；2)测含碳量；3)其他。
⼆、计繁殖数1、直接计数法（全数）——⾎球计数板法2、间接计数法（活菌数）——稀释平板菌落计数法第⼆节微⽣物的⽣长规律⼀、微⽣物的个体⽣长与同步⽣长（⼀）细胞周期：指从⼀个新细胞的产⽣到分裂出两个⼦细胞的全过程。
它可简单地分为两个相互延续的时期，即细胞分裂期和分裂间期。
分裂间期是细胞增殖的物质准备和积累阶段，分裂期则是细胞增殖的实施过程。
（⼆）观察微⽣物个体⽣长的⽅法：1、通过电⼦显微镜观察细胞的超薄切⽚：2、同步培养法技术：同步⽣长synchronous growth：使所有的细胞都能处于同⼀⽣长阶段，同时分裂的⽣长⽅式。
获得细菌同步培养的⽅法主要有两类，其⼀是调整⽣理条件诱导同步性，其⼆是机械法（⼜称选择法）。
(1)环境条件诱导法：1）温度调整法：亚适⽣长温度-->最适⽣长温度培养。
2）营养条件调整法：控制浓度或组成，使细胞只能进⾏⼀次分裂。
3）⽤稳定期的培养物接种：稳定期细胞处于衰⽼状态，移⼊新鲜培养基，可得同步⽣长。
4）抑制DNA合成法：DNA合成是细胞分裂前提。
抑制⼀段时间再解除抑制。
(2)机械筛选法：它是利⽤物理⽅法从不同步的细菌群体中选择出同步的群体，⼀般可⽤过滤分离法或梯度离⼼法来达到1)选择性过滤法：将不同步的细胞培养物通过孔径⼤⼩不同微孔滤器，从⽽将⼤⼩不同的细胞分开，分别将滤液中的细胞取出进⾏培养，获得同步细胞。
第六章微生物的生长及其控制
第六章微生物的生长及其控制微生物不论其在自然条件下还是在人为条件下发生作用，都是通过“以数取胜”或“以量取胜”。
生长和繁殖就是保证微生物获得巨大数量的必要前提。
微生物生长是指由于细胞成分的增加导致微生物的个体大小、群体数量或两者的增长。
个体细胞生长：细胞内组分的增加，导致细胞总量（体积、质量、大小）扩个体繁殖：是微生物个体生长到一定阶段，由于细胞结构的复制与重建并通由于微生物个体微小，以个体为对象研究其生长和繁殖十分不便，常以群体数量的变化来研究微生物的生长。
在微生物学中，凡说“生长”一般均指群体生长，这与研究大型生物有所不同。
群体生长：指在一定时间和条件下，微生物细胞总量的增加。
既有量变也有质变。
三者之间的关系：个体生长→个体繁殖→群体生长群体生长＝个体生长＋个体繁殖第一节测定生长繁殖的方法测定生长的方法是以原生质含量的增加为基础，测定繁殖是建立在计算个体数目上。
一、测生长量直接方法：测菌体细胞（数）量、菌体体积、菌体质量等；间接方法：根据细胞内某种物质的含量或某种代谢活动强度间接测定。
（一）直接法1、测体积这是一种粗放的方法。
将待测培养液放在刻度离心管中作自然沉降或离心沉降，观察其体积。
污泥沉降比（SV）：为含有污泥的混合液在量筒中静置30 min后所形成的沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分数，以%表示。
又叫30 min沉淀率。
该参数是评定活性污泥质量的重要指标之一。
正常范围为15-30%。
2、称重此法的原理是根据每个细胞有一定的重量而设计的。
它可以用于单细胞、多细胞以及丝状体微生物生长的测定。
包括称干重（DCW）和湿重。
将一定体积的样品通过离心或过滤将菌体分离出来，经洗涤，再离心后直接称重，求出湿重。
如果是丝状体微生物，过滤后用滤纸吸去菌丝之间的自由水，再称重求出湿重。
不论是细菌样品还是丝状菌样品，可以将它们放在已知重量的平皿或烧杯内，于105℃烘干至恒重，取出放入干燥器内冷却，再称量，求出微生物干重。
控制微生物生长繁殖的主要方法及原理
控制微生物生长繁殖的主要方法及原理微生物是一类生物体，它们常见于自然界中，包括土壤、水、空气等各种介质中。
微生物广泛参与着自然界的生态过程，但在人类的生产和生活中，微生物会给我们带来很大的危害，如食品腐坏、传染病等。
控制微生物的生长繁殖非常重要，是确保生产生活安全和卫生的关键之一。
1. 物理方法物理方法是通过物理手段来控制微生物的生长繁殖。
最常见的是高温杀菌，即将物品加热至60℃-100℃，以杀死微生物。
还有低温冷冻、辐射杀菌等方法可以用于控制微生物的生长。
2. 化学方法化学方法是通过化学药剂来控制微生物的生长繁殖。
最常用的是消毒剂，如氯气、臭氧、过氧化氢、紫外线等。
消毒剂可以破坏微生物体内的DNA和蛋白质，使其死亡。
生物学方法是通过利用一些生物体来控制微生物的生长繁殖。
例如利用抗生素和抗菌肽来抑制微生物的生长，或者利用益生菌来增强人体内有益微生物的数量，从而防止致病菌的生长。
物理化学复合方法是将物理方法和化学方法相结合，通过多种手段协同作用来控制微生物的生长繁殖。
例如利用高温和压力的作用杀菌，或者利用超声波和化学药剂的作用控制微生物的生长。
控制微生物生长繁殖的原理主要是针对微生物的生长繁殖过程进行干扰和控制。
微生物的生长繁殖过程包括生物营养、生长、分裂、排泄等环节，不同方法对微生物的控制原理也不同。
1. 高温杀菌高温杀菌的原理是通过热量对微生物体内的蛋白质和核酸进行破坏，从而使其死亡。
高温破坏了微生物的细胞膜和细胞壁，导致细胞失去正常的代谢和生命特征，直到死亡。
化学药剂的控制原理是破坏微生物体内的代谢和生长环节。
氯气破坏细胞的蛋白质和核酸，导致细胞膜的损伤和死亡。
臭氧的氧化作用使细胞内的酶和氧化还原系统受到威胁，最终导致细胞死亡。
控制微生物的生长繁殖需要综合考虑不同的方法，选取适当的应用条件，以达到最佳的控制效果。
除了上述介绍的控制方法，还有一些其他的方法也可以用于控制微生物的生长繁殖，下面我们将逐一介绍。
控制微生物生长繁殖的主要方法及原理
控制微生物生长繁殖的主要方法及原理微生物生长繁殖的控制方法有多种，包括物理方法、化学方法和生物方法。
下面将详细介绍这些方法及其原理。
物理方法：1.温度控制：微生物对温度非常敏感，不同种类的微生物具有不同的生长温度范围。
控制温度可以通过调节环境的温度来限制微生物的生长。
低温可以抑制微生物的繁殖，高温则可以杀灭微生物。
常见的温度控制方法包括冷藏、煮沸和灭菌等。
2.辐射控制：辐射是一种能够杀灭或抑制微生物生长的物理方法。
常见的辐射包括紫外线辐射和电离辐射。
紫外线辐射可以杀死微生物的DNA，从而阻碍其繁殖。
电离辐射则可以破坏微生物的细胞结构，导致其死亡。
3.过滤控制：通过过滤物质可以去除微生物，从而控制其繁殖。
过滤方法通常使用微孔过滤器或高效过滤器。
这些过滤器可以筛除微生物和微小颗粒，从而阻止其传播和生长。
化学方法：1.抗生素：抗生素是一类可以杀灭或抑制微生物生长的化学物质。
抗生素可以通过破坏微生物的细胞壁或阻断其代谢途径来发挥作用。
常见的抗生素包括青霉素、四环素和氨基糖苷类等。
2.消毒剂：消毒剂是一种可以杀死微生物的化学物质。
常见的消毒剂包括酒精、漂白粉和过氧化氢等。
消毒剂可以破坏微生物的细胞结构、蛋白质和DNA，从而导致其死亡。
生物方法：1.优势菌抑制：通过增加有益细菌的数量来抑制有害细菌的繁殖，从而达到控制微生物生长的目的。
常见的方法包括接种好气菌、厌氧菌和益生菌等。
2.使用控制病原微生物的生物制剂：生物制剂是指通过培养和提取微生物、代谢产物或酶制备的一种特定的微生物产品。
这些制剂可以具有抗菌、抗病毒和抗真菌等特性，可以控制微生物的繁殖和传播。
总之，物理方法、化学方法和生物方法是目前常用的控制微生物生长繁殖的方法。
选择合适的方法取决于对微生物种类的了解以及具体的应用环境。
通过综合使用这些方法，可以有效地控制微生物的生长和传播，从而保护人类的健康和环境的安全。
第八章微生物的生长及其控制
获得同步生长的方法：
同步培养法
诱导法
筛选法
化学诱导 物理诱导
过滤法 区带密度梯度离心法 膜洗脱法
二、微生物的生长曲线 生长曲线(Growth Curve)：
二、氧气对微生物生长的影响
根据微生物与氧的关系,可把它们分 为几种类群: 专性好氧菌: 兼性厌氧菌: 微好氧菌： 耐氧厌氧菌： 厌氧菌 (专性)厌氧菌：
好氧菌
一）好氧菌
1、专性好氧菌（obligate or strict aerobes）
必须在较高氧分压的条件下才能生长，有完
整的呼吸链，以分子氧作为最终氢受体，细胞含
②发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体 密度
③食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期 ④是生理代谢及遗传研究或进行染色、形态观察 等的良好材料。
③稳定期（stationary phase）
又称：恒定期或最高生长期 特点： ①培生长速率常数R＝0，正、负增 长相等；
②菌体产量达到了最高点；
③细胞内开始积聚糖原、异染粒和 脂肪等内含物；
一）、直接法 比例计数法、 薄膜过滤染色镜检法 血球计数板法、 薄膜过滤荧光镜
检法
二）、间接法（活菌计数法）
平板菌落计数法、平板涂布法、
薄膜过滤平皿计数法
1 总细胞计数法 1） 血球计数板法
薄膜过滤吖叮橙染色荧光镜检法
2 活细胞计数法
1）平皿菌落计数法(稀释倒平板法)
2）平皿菌落计数法(平板涂布法)
第八章
微生物的生长繁殖 及其控制
• 目的和要求： • 本章主要使大家掌握微生物生长繁殖的规律， 微生物生长的测定方法，及各种物理、化学因 素对微生物生长的影响，有害微生物的控制方 法
微生物生长控制及实际应用
微生物生长控制及实际应用微生物生长控制是指通过各种手段和方法来调控微生物的生长和繁殖过程，以达到控制微生物数量或保持微生物在合适范围内的目的。
微生物的生长受到多种因素的影响，包括温度、光照、pH值、营养物质和氧气等。
在实际应用中，微生物生长控制具有广泛的应用价值。
以下将从环境污染控制、工业生产和保健医疗三个方面进行探讨。
首先，微生物生长控制在环境污染控制中具有重要作用。
某些微生物如大肠杆菌、沙门氏菌等可以导致水源和食品污染，造成严重的健康问题。
因此，控制这些微生物的数量对于保护环境和公共健康非常重要。
在水处理领域，可以通过研究微生物生长的适宜条件，调整进水的温度和pH值，添加杀菌剂等方式来控制微生物的生长。
在食品加工和储存领域，可以通过调节温度和湿度，加工添加防腐剂等手段来控制微生物的繁殖，延长食品的保质期。
其次，微生物生长控制在工业生产中也具有重要的应用价值。
例如，在生物冶金中，微生物可以通过氧化作用将矿石中的金属离子还原为金属，从而提高金属的回收效率。
在发酵工业中，微生物的生长和繁殖可以产生各种发酵产物，如乳酸、酒精和酮体，这些产物在食品、饮料和药物制造中具有重要作用。
通过在发酵过程中控制微生物的生长条件，可以提高产品的产量和质量。
此外，微生物生长控制在保健医疗领域也有着广泛的应用。
微生物是人体内的重要组成部分，对人体的健康和免疫系统发挥着重要作用。
通过控制微生物的生长，可以维持人体内微生物的平衡，防止有害微生物的过度生长和繁殖。
例如，在抗生素治疗过程中，医生会根据患者的具体情况和病原体的种类选择适当的抗生素来控制细菌的生长。
此外，一些益生菌也被广泛应用于保健产品中，通过补充有益菌群来改善肠道菌群的平衡，提高人体免疫力和消化系统的功能。
总之，微生物生长控制是一项重要的科学研究领域，具有广泛的实际应用。
通过对微生物生长的调控，可以实现环境污染的控制、工业生产的提高和保健医疗的发展。
随着科学技术的不断进步，对微生物生长控制的研究和应用将会更加深入和广泛。
微生物的生长繁殖和其控制
氯霉素抑制蛋白合成；细菌芽孢发芽；藻类细胞光照黑 暗控制；EDTA或离子载体处理酵母菌；短期热休克(40度)
微生物的生长繁殖和其控制
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A
同 步 培 养 方 法
微生物的生长繁殖和其控制
B
A：膜洗脱法 B：密度梯度离心
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二、单细胞微生物经典生长曲线
▪定量描绘液体培养基中微生物群体生长规律试验曲线。 ▪经典生长曲线
同时生长Synchronous Growth：
经过同时培养使细胞群体处于分裂步调一致状态。 同时生长只能维持2-3个分裂周期(细胞个体差异)。
微生物的生长繁殖和其控制
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取得同时生长方法
▪机械筛选法 ✓利用处于同一生长阶段细胞体积、大小一致性 ✓过滤法 ✓密度梯度离心 ✓膜洗脱法：硝酸纤维薄膜
2.1 专性好氧微生物
•必须在较高分子氧浓度下才能生长，含有完整呼吸链、
以分子氧为最终氢受体，含有SOD和过氧化氢酶活力。
•绝大多数真菌和许多细菌 •试验室经过震荡摇瓶给氧，工厂采取通入无菌空气和
搅拌等供氧
微生物的生长繁殖和其控制
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2.2 兼性厌氧菌
▪Facultative anaerobe
✓合成代谢十分活跃
✓对外界不良条件反应敏感
微生物的生长繁殖和其控制
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影响延滞期长短原因
▪菌种
细菌、酵母菌延滞期较短，霉菌次之， 放线菌最长
▪接种龄 ▪接种量大小 ▪培养基成份
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2、指数期exponential phase
▪特点
✓生长速率常数R最大，代时或倍增时间最短
G=(t2-t1)/n
简述控制微生物生长繁殖的方法及其原理
简述控制微生物生长繁殖的方法及其原理控制微生物生长繁殖是一个关键的生物技术领域，涉及到多种方法和原理。
下面将对常见的控制微生物生长繁殖的方法及其原理进行详细说明。
1.温度控制：温度是微生物生长繁殖的重要影响因素之一、通常，微生物的生长繁殖速度在一定的温度范围内呈线性增长。
通过控制培养环境的温度，可以控制微生物的生长速度和数量。
例如，高温可以抑制微生物的生长，而适宜的温度有助于提高微生物的生长速度。
2.pH控制：微生物的生长受到环境pH的影响。
不同的微生物具有不同的适宜pH范围。
通过调整培养基的pH值，可以控制微生物的生长速度和数量。
一般来说，微生物的生长速度和数量在适宜的pH值下最大化。
4.营养物质控制：微生物生长的另一个关键因素是培养基中的营养物质供应。
不同的微生物对不同的营养物质需求不同。
通过控制培养基中特定营养物质的浓度和类型，可以控制微生物的生长速度和数量。
5.抗生素控制：抗生素是一类可以抑制和杀死微生物的药物。
通过添加适量的抗生素到培养基中，可以选择性地抑制或杀死特定的微生物，从而控制其生长繁殖。
这种方法被广泛应用于微生物培养、环境和食品卫生等领域中。
6.抑菌剂控制：抑菌剂是一类可以抑制特定微生物生长的化合物。
通过添加适量的抑菌剂到培养基中，可以选择性地阻止特定微生物的生长和繁殖。
这种方法常常用于食品工业中，以防止细菌的污染和生长。
7.辐射灭菌：辐射灭菌利用高能射线（如紫外线、X射线、伽马射线等）来破坏微生物细胞的遗传物质和代谢功能，从而杀死或抑制微生物生长繁殖。
这种方法广泛应用于医疗、食品工业和水处理等领域中。
8.压力控制：高压对细菌和其他微生物有杀灭或抑制作用。
通过加压处理可以控制微生物的生长繁殖。
这种方法被广泛应用于食品工业中，以抑制微生物的生长和延长食品的保质期。
总之，控制微生物生长繁殖的方法包括温度控制、pH控制、氧气供应控制、营养物质控制、抗生素控制、抑菌剂控制、辐射灭菌和压力控制等。
第六章微生物的生长及其控制
第六章微⽣物的⽣长及其控制第六章微⽣物的⽣长及其控制1.概述⽣长:细胞物质有规律地,不可逆地增加,导致细胞体积扩⼤的⽣物学过程.繁殖:微⽣物⽣长到⼀定阶段,由于细胞结构的复制与重建并通过特定的⽅式产⽣新的⽣命个体，即引起⽣命个体数量增加的⽣物学过程。
⽣长是⼀个量变的过程，繁殖是⼀个质变的过程2.细菌的个体⽣长1.染⾊体DNA的复制和分离细菌的染⾊体为环形双链DNA分⼦。
染⾊体⼀双向的⽅式进⾏连续的复制，在细胞分裂之前不仅完成了染⾊体的复制，⽽且也开始了2个⼦细胞DNA分⼦的复制。
当细胞的⼀个世代即将结束时，不仅为即将形成的2个⼦细胞各备有⼀份完整的遗传信息，⽽且也具有已经按亲本⽅式复制的基因组。
其复制点附着在细胞膜上，随膜的⽣长和细胞分裂，2个未来的⼦细胞基因组不断地分离，最后达到2个⼦细胞中。
细菌在个体⽣长中通过染⾊体DNA的复制，使其遗传特性能保持⾼度的连续性和稳定性。
2.细胞壁的扩增细胞在⽣长过程中，细胞壁只有通过扩增，才能使细胞体积扩⼤。
3.细菌分裂的调节细菌进⼊分裂时期，此时在细菌长度的中间位置，通过细胞质膜内陷并伴随新合成的肽聚糖插⼊，导致横隔壁向⼼⽣长，最后在中⼼回合，完成⼀次分裂，将细菌分裂成2个⼤⼩相等的⼦细菌。
细胞在⽣长和分裂伴随细胞壁的裂解和闭合2个过程。
前者将细胞壁打开，有利于细胞壁物质插⼊；后者在新合成的细胞壁物质插⼊后的开⼝处重新闭合形成完整的细胞壁，以利于机体⽣存。
影响细菌的⽣长和分裂的主要因素是：转肽酶（催化2个肽聚糖的短肽链的链接）；D-Ala-D-Ala-梭肽酶（催化五肽转变为四肽）青霉素竞争性抑制转肽酶。
3. 细菌的群体⽣长繁殖1.⽣长的规律细菌以⼆分裂繁殖,即细胞核⾸先进⾏有丝分裂,然后细胞质通过胞质分裂⽽分开,形成2个相同的个体.分批培养:在封闭系统中对微⽣物进⾏的培养,既不补充营养也不移去培养物质，保持整个培养液体积不变的培养⽅式。
培养曲线：以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，依据不同培养时间⾥细菌数量变化，作出培养期间菌数变化规律的曲线。
微生物的生长及控制
生长曲线
02
二、单细胞微生物的典型生长曲线
生长曲线可分：
延滞期
对数期
衰亡期
稳定期
特点：
（一）延滞期（lagphase）
生长速率常数等于零； 细胞形态变大或增长； 细胞内RNA尤其是rRNA含量增高，原生质呈嗜碱性； 合成代谢活跃； 对外界不良条件反应敏感。 将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌数不立即增加，或增加很少，生长速度接近于零。也称延迟期、适应期、调整期。
可获得一定生长速率的均一菌体，又可获得虽低于最高菌体产量，却能保持稳定菌体密度的菌体。
通过控制某一种营养物的浓度，使其始终成为生长限制因子，控制生长速率；
恒化器（chemostat）
01
04
02
03
生长速率的控制因子：一般是氨基酸、氨和铵盐等氮源，或是葡萄糖、麦芽糖等碳源或者是无机盐，生长因子等物质。 恒化器连续培养通常用于微生物学的研究工作：
繁殖代数（n）
繁殖代数 n=3.322 ( lgx2－lgx1)
1 2=21 2 4=22 4 8=23 8 16=24 16= 124 ………….. 2n x2= x1 2n lg x2 = lg x1 + n lg2 n = （lg x2 lg x1） / lg2 =3.322 ( lg x2 lg x1 )
01
02
个体生长→个体繁殖→群体生长 群体生长＝个体生长＋个体繁殖 在微生物的研究和应用中，只有群体的生长才有实际意义。 微生物的生长繁殖是其在内外各种环境因素相互作用下的综合反映。
群体生长的实质是包含着个体细胞生长与繁殖交替进行的过程，称之为发育。
2
3
1
微生物学中将在实验室条件下从一个细胞或一种细胞群繁殖得到的后代称为纯培养。
第四章微生物生长及控制
发酵工业上一般采用1/10的接种量
（4）培养基成分：接种到营养丰富的天然培 养基中的微生物延滞期短。
5）缩短延滞期的意义和方法
在发酵工业上需设法尽量缩短延迟期
接种对数生长期的菌种，采用最适菌龄 加大接种量 用与培养菌种相同组分的培养基 选用繁殖快的菌种
在食品工业上，尽量在此期进行消毒或灭菌
力、超声波
化学因素：酸、碱、氧化还原电位、化学
药物等
生物因素：寄生、互生、共生、拮抗等
有害微生物的控制
防腐、消毒、灭菌
1、防腐： 利用理化因素完全抑制霉腐微
生物的生长繁殖，从而达到防止物品发生 霉腐的措施，称为防腐。 2、消毒：采用较温和的理化因素，仅杀 死物体表面或内部的一部分对人体有害的 称为消毒。
2、指数期（对数期）
1）现象：细胞数目以几何级数增加，其对 数与时间呈直线关系。 2）生理特性： R最大，G（代时）最短 细胞代谢活动比较稳定，菌体内各种成分最 均匀，生理特性较一致。 酶活力最高，酶系活跃，代谢旺盛 活菌数几乎接近于总菌数
指数期的细胞是进行生理、代谢、遗传等研究的最好材料。
3）指数期细胞高速生长的原因：
同步培养的方法
1. 选择法 ⑴离心沉降分离法： ⑵过滤分离法： ⑶硝酸纤维素薄膜法：
2.诱导法
⑴温度调整法
⑵营养条件调整法
⑶用最稳定期的培养物接种
由于细胞个体间存在着差异，同步生长只能维持 1至2代，不能长久维持。
18
4.4 环境因素对微生物生 长的影响
微生物的一切生命活动都离不开环境，同一种微生
病原菌，而对被处理物体基本无害的措施，
3、灭菌（sterilization） 采用强烈的理化因素使任何物体内
微生物的生长及其控制(共98张PPT)
生长温度三基点：任何微生物的生长温度 总有最低生长温度、最适生长温度、最高 生长温度。
温度
最适生长温度：
即某微生物分裂代 时最短或生长速率最高 时的培养温度。不同微 生物的最适生长温度是 不一样的。 应该着重 指出：最适生长温度不 一定是一切代谢活动的 最适温度。
膜洗脱（常用）等。
诱导法
诱导因子：不影响微生物生长，可特异性抑制细胞分裂， 消除该抑制后，细胞同时出现分裂。
此法会扰乱细胞的正常代谢
举例： 1、温度调整法； 2、营养条件调整法；
3、抑制DNA合成法（代谢抑制剂：）
（抑制DNA合成法是利用代谢抑制剂阻碍DNA合成相当一
段时间，然后解除其抑制，可达到同步目的。常用的代
（一）微生物细胞数目的测定
－－适用于单细胞微生物或丝状微生物的孢子
直接计数法－－总菌计数 1、计数板计数法（常用）
2、比例计数法
间接计数法－－活菌计数
1、平板菌落计数法
2、液体稀释法
3、厌氧菌菌落计数
其他计数法
1、比浊法
2、膜过滤法
血球计数板
各 种 型 号 的 全 自 动 血 球 计 数 仪
活菌计数的一般步骤
二、单细胞微生物的典型生长曲线
三、微生物的连续培养
四、微生物的高密度培养
一、微生物的个体生长和同步生长
微生物在适宜的环境条件下，不断地吸收 营养物质，并按照自己的代谢方式进行代 谢活动，如果同化作用大于异化作用，则 细胞质的量不断增加，体积得以加大，于 是表现为生长。简单地说，生长就是有机 体的细胞组分与结构在量方面的增加。
微生物的生长及其控制
微生物生长的测定：测定微生物的生长情况，可选用微生物的细胞数目或者生长量等作为指标。
测定细胞数目常用直接计数法、间接计数法以及其他计数法(比浊法和膜过滤等)；测定微生物的生长量常用测体积、称分量的直接法以及测含氮量、DNA 含量和其他生理指标的间接法。
同步生长：通过同步培养的手段而使细胞群体中各个体处于分裂步调一致的生长状态，称为同步生长。
获得微生物同步生长的方法主要有选择法和诱导法两大类。
典型生长曲线：单细胞微生物在分批培养时，其生长规律可用典型生长曲线描述，通常可分为四个时期：延滞期、指数期、稳定期和衰亡期。
研究和运用微生物生长规律对基础理论研究和指导生产实践都有重要的意义，连续培养的产生就是一例。
影响微生物生长的因素：影响微生物生长的环境因素主要是温度、氧气和pH。
根据最适生长温度的不同可将微生物分为三类：嗜冷菌、嗜温菌和嗜热菌。
根据微生物和氧的关系，可把它们分为专性好氧菌、兼性厌氧菌、微好氧菌、耐氧菌和(专性)厌氧菌五大类。
不同微生物有其生长的最适pH 范围；微生物生长会改变环境的pH 并导致对自身生长的不利状态，为此，在实验室或者生产实践中就应采用相应措施调整微生物培养物的pH。
微生物培养法：实验室和生产实践中培养微生物的方法和装置不少。
在实际工作中通常根据微生物的种类和培养目的等方面的不同进行选择。
微生物生长的控制：微生物研究或者生产实践中，往往需要控制所不期望的微生物的生长。
任何杀死或者抑制微生物的方法都可以达到控制微生物生长的目的，它们包括加热、低温、干燥、辐射、过滤等物理方法和消毒剂、防腐剂、化学治疗剂等化学方法两大类。
灭菌：利用强烈的理化因素杀死物体中所有微生物的措施称为灭菌。
消毒：采用温和的理化因素杀死物体中所有病原微生物的措施称为消毒。
防腐：利用某种理化因素抑制微生物生长的措施称为防腐。
化疗：利用具有高度选择毒力的化学物质抑制宿主体内病原微生物或者病变细胞的治疗措施微生物在适宜的环境条件下，不断吸收营养物质，按其自身方式进行新陈代谢。
微生物的生长及其控制
第六章微生物的生长及其控制一、名词解释生长:如果同化作用的速度超过了异化作用，则其原生质的总量就不断增加，于是出现了个体细胞的生长。
繁殖:如果这是一种平衡生长，即各种细胞组分是按恰当比例增长时，则达到一定程度后就会引起个体数目的增加，对单细胞的微生物来说，这就是繁殖。
生长限制因子:凡处于较低浓度范围内可影响生长速度和菌体产量的某营养物，就称生长限制因子。
活菌染色法:用特殊染料做活菌染色后再用计数板在光学显微镜下直接观察细胞并进行计数方法。
菌落形成单位（cfu）:把稀释后的一定量菌样通过浇注琼脂培养基或在琼脂平板上涂布的方法，让其内的微生物单细胞一一分散在琼脂平板上，待培养后，每一活细胞就形成一个单菌落，此即“菌落形成单位”（cfu）。
同步生长:通过同步培养的手段而使细胞群体中各个体处于分裂步调一致的生长状态，成为同步生长。
同步培养:设法使某一群体中的所有个体细胞尽可能都处于同样细胞生长和分裂周期中。
生长产量常数:菌落达到稳定期时，菌体产量达到了最高点（如细菌一般每毫升可达109，原生动物或藻类为106个），而且菌体产量与营养物质的消耗间呈现出有规律的比例关系，这一比例关系为生长产量常数Y：x-x0 x-xY= ------ = ------C0-C Cx为稳定期细胞的干重，x0为刚接种时细胞干重，C为限制性营养物的最初浓度，C为稳定期限制性营养物的浓度。
恒浊器:是一种根据培养器内微生物的生长密度，并借光电控制系统来控制培养液流速，以取得菌体密度高、生长速度恒定的微生物细胞的连续培养器。
恒化器:是一种设法使培养液流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高生长速率的条件下进行生长繁殖的连续培养装置。
连续发酵:连续培养用于生产实践，就称为连续发酵。
嗜冷菌:喜好在温度小于20度下生存的菌，能忍受最低为-30度。
中温菌:喜好温度在20-45度的温度生存的菌，又分室温菌（约25度）与体温菌（约37度）。
嗜热菌:喜好在温度大于45度下生存的菌，能忍受最高为105-150度。
微生物的生长及其控制
单个微生物细胞 合适的外界条件，吸收营养物质，进行代谢。
同化作用的速度超过了异化作用 个体的生长 原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加
如果各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一 定程度后就会发生繁殖，引起个体数目的增加。
群体内各个个体的进一步生长 群体的生长
第一节 测定生长繁殖的方法
一、测生长量：单位时间里微生物重量上的变化 （一）直接法（精确的称干重法；粗放的测体积法）
菌种：代时随菌种而异 营养成分
营养物浓度：营养物在低浓度时影响菌体的生长速率， 在高浓度时影响菌体的生长量。凡处于较低浓度范围内 可影响生长速率和菌体产量的某营养物，称生长限制因 子。 培养温度
(2)厌氧菌的菌落计数法 亨盖特滚管培养法和半固体深层 琼脂法
第二节 微生物的生长规律
一、微生物的个体生长和同步生长
1、同步培养（synchronous culture）：即设法使群体中的
所有细胞尽可能都处于同样细胞生长和分裂同期中，然后分 析此群体的各种生物化学特征，从而了解单个细胞所发生的 变化。 2、同步生长（synchronous growth）：通过同步培养而使 细胞群体处于分裂步调一致的生长状态，称同步生长。 方法：①环境条件诱导法：氯霉素抑制细菌蛋白质合成； 细菌芽胞诱导发芽 ②机械筛选法：过滤法；离心法；膜洗脱法
（二）间接法（比浊法，生理指标法）
（一）直接法
将一定量的菌液中的菌体通过离心或过滤分离出来，然 后烘干（干燥温度可采用105℃、100℃或80℃）、称重。 一般干重为湿重的10%～20%，而一个细菌细胞一般重约 10-12～10-13g。
该法适合菌液浓度较高的样品。
（二）间接法
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干燥（湿度）
❖ 水分约占微生物细胞组成的70-85%，环境中缺 水时（干燥的环境）引起微生物细胞内蛋白质 的变性和盐类浓度的增高，抑制微生物的生长， 甚至造成微生物的死亡。
❖ 干燥对微生物的作用受环境温度、失水速度、 菌龄、微生物所处基质等条件的影响。
❖ 干燥用于食品保藏的方法可分为两类，即自然 干燥（熏干、晒干、冷冻干燥）和人工干燥 （常压干燥如热风、喷雾、冻结、微波等；真 空干燥如真空和冷冻真空干燥）
第四讲 微生物的生长及其控制
• 个体生长 • 群体生长
个体繁殖
群体生长
个体生长+个体繁殖
由于微生物的个体极小，所以常用群体 生长来反映个体生长的状况
第一节 微生物纯培养的生长
一、获得微生物纯培养的方法
• 纯培养的概念：微生物学中将从一个细胞得到的后
代称为纯培养
• 获得微生物纯培养的方法：
稀释倒平板法 划线法 单细胞挑取法 利用选择培养基培养法
渗透压
• 微生物生长与渗透压的关系（高渗透压、低渗透压对
微生物生长的影响）
• 根据微生物对高渗透压耐性的不同，将其分为 以下三类：
高度嗜盐细菌（20-30%食盐溶液中生长） 嗜盐细菌 中等嗜盐细菌（5-18%的食盐溶液中生长）
低等嗜盐细菌（2-5%的食盐溶液中生长） 耐盐细菌（可在10%以下的食盐溶液中生长） 耐糖细菌（可在60%以下的含糖高渗溶液中生长） * 普通微生物一般在0.85-0.90的食盐溶液中生长
中，控制pH值尤其重要，如黑曲霉在pH2-2.5主要产柠檬酸， pH2.5-6.5 以菌体生长为主，pH7时以合成草酸为主
❖ 各类微生物生长的最适pH值：
细菌为6.5-7.5 ，放线菌为7.5-8.0，霉菌和酵母菌为 4-6
酸碱添加剂的抑菌机理
• 无机酸可增加氢离子的浓度，引起菌体表面蛋 白的变性和核酸的水解，并破坏酶类的活性
胞呈嗜碱性 • 合成代谢活跃，易产生诱导酶 • 对外界不良环境条件敏感
影响延滞期长短的因素
• 接种龄 • 接种量 • 培养基成分
发酵工业上需尽量缩短该期，以降低生 产成本 在食品工业上，尽量在此期进行消毒或 灭菌
指数期的特点
• 生长速度常数R最大 • 细胞进行平衡生长 • 酶系活跃，代谢旺盛
影响指数期微生物增代时间的因素
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牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。202 0年10 月19日 星期一5 时30分 44秒M onday , October 19, 2020
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相信相信得力量。20.10.192020年10月 19日星 期一5 时30分4 4秒20. 10.19
谢谢大家！
生长曲线的各个时期均短暂，因此常会在腐败食品中 检测不到，这在食品检验中要特别注意
• 影响微生物对热抵抗力的因素： 菌种的遗传特性 菌龄 微生物的数量 基质的特性（组成、浓度、理化条件） 加热的时间与温度
• 灭菌与消毒的概念：
灭菌是指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；消毒是一 种采用较温和的理化因素，仅杀死物体中病原微生物 的措施
下表
最适生长温度 最低生长温度 最高生长温度
低温菌 10-20 -10-5 25-30
中温菌 25-30，37-40 10-20，10-20
40-45
高温菌 50-55 25-45 70-80
高温对微生物生长的影响
• 嗜热微生物的生长特性
高温菌在高温下生长的原因：
抗热的酶，膜中的高饱和脂肪酸
高温菌的生长特性：
H2O2(好氧菌)
H2O+1/202
SOD
2 02.-+2H + 好氧及耐氧菌
H2O2+ 02 过氧化物酶（耐氧菌） 2H2O
辐射
❖ 不同波长的射线对微生物的作用不同，可见光部分
（400-800纳米）往往能被某些光合微生物所利用，而波长较短的 紫外线（13.6-400纳米）、X-射线（0.06-13.6纳米）、r-射线 （0.01-0.14纳米）均可抑制甚至杀死微生物。尤其是r-射线因作用 距离较远、穿透力较强而用于食品的杀菌保藏。
氧气
❖ 根据微生物生长与氧气的关系，可将微生物分为以下 几种：
好氧菌
专性好氧菌：在正常大气压下（0.2巴）进行好氧呼吸产能
兼性厌氧菌： 以呼吸为主，兼营发酵或无氧呼吸产能 微好氧菌：只能在0.01-0.03巴大气压下生活
厌氧菌 耐氧菌：只能以发酵产能，但分子氧无毒害 （专性）厌氧菌：只能生长在无氧或基本无氧条件下，氧剧毒
二、 微生物的同步生长
• 同步生长的概念：采用一定的方法使细胞群体处于分 裂步调一致的状态，称为同步生长
通过环境条件诱导同步生长群体
• 获得同步生长的方法 （温度、培养基成分等）
通过物理方法选择同步生长群体
（离心方法、过滤分离、硝酸纤维素滤膜）
三、测定生长繁殖的方法
测生长量
测体积 直接法
称干重
间接法
醇类
70-75%乙醇
蛋白变性、脱水、 溶脂
皮肤、器械
醛类
0.5-10%甲醛
蛋白质变性 物品消毒、接种室熏蒸
氧化剂
0.1%KMnO4
蛋白质变性 皮肤、尿道、水果蔬菜
卤素及其化 合物
0.2-0.5mg/L氯气 10-20%漂白粉 0.5-1%漂白粉
2.5%碘酒
破坏细胞膜、酶、 蛋白质
蛋白质变性
饮水、游泳池水 地面、厕所
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作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2 020年1 0月19 日星期 一5时30 分44秒 17:30:4 419 October 2020
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好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。下 午5时30 分44秒 下午5 时30分1 7:30:44 20.10.1 9
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一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10. 1920.1 0.1917:3017:30 :4417:3 0:44Oc t-20
酸、碱与pH
表面消毒剂 化学治疗剂
重金属及其化合物
有机化合物（酚类、醇类、醛类） 卤族元素及其化合物 表面活性剂（新洁尔灭、杜灭芬） 染料 抗代谢药物：磺胺类等 抗生素 中草药有效成分
温度
不同的微生物生长的温度范围不同，根据生长与温度的
关系，微生物的生长有三个温度基点，即最适、 最高、最低生长温度，根据微生物的最适生长温 度的不同，可将微生物分为：低温微生物、中 温微生物和高温微生物，它们的生长温度如
几种常用表面消毒剂及其应用
表面消毒剂：对一切活细胞都有毒性，不能用作活细胞内化学治疗 用的化学药剂
类型
名称及使用浓度
作用机制
应用范围
重金属盐
0.05-0.1%升汞 0.1-1%AgNO3
使蛋白质变性
非金属物品，器皿 皮肤，滴新生儿眼睛
酚类
3-5%石炭酸
蛋白质变性，损
2%煤酚皂（来苏儿） 伤细胞膜
地面、家具、器皿 皮肤
衰亡期
• 特点：
1 R为负值 2 细胞的形态发生变化，出现不规则的衰退形 3 释放次生代谢产物，芽孢等 4 菌体开始自溶
• 产生原因：
生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大超 过合成代谢，继而导致菌体的死亡
第三节 影响微生物生长的主要因素
物理因素 化学因素
温度
氧气 辐射 干燥 渗透压 超声波与微波
胞内酶耐低温；细胞膜中不饱和脂肪酸的含 量高。
• 低于冰点的温度对微生物的影响：
水分的丧失；冰晶对细胞膜的物理损伤。
低温的用途
• 菌种保藏
液氮的温度（-195℃）、干冰温度（-70 ℃ ）、-20 ℃ 和4 ℃（常加大分子保护剂如糊精、血清白蛋白等）
• 食品冷藏
冷藏（0-4 ℃ ）与冻藏（-18 ℃ ）
• 作为食品防腐剂的有机酸如苯甲酸和水杨酸可 与微生物细胞中的成分发生氧化作用，从而抑 制微生物的生长
• 防腐：利用理化因素完全抑制霉腐微生物生长 繁殖的措施
• 碱类物质可引起细胞物质的水解或凝结，以杀 死或抑制微生物，食品工业中常用石灰水、 N的a消OH毒、剂Na2CO3等作为机器、工具以及冷藏库
高温对培养基的影响及其防止措施
• 高温对培养基的不利影响： 形成沉淀物（有机沉淀物如多肽类，无机沉淀物如磷 酸盐）；破坏营养；提高色泽（褐变如产生氨基糖 等）；改变培养基的pH值；降低培养基的浓度
• 消除有害影响的措施 采用特殊的加热灭菌法 过滤除菌法 加入螯合剂
低温对微生物生长的影响
• 低温微生物耐低温的原因：
饮水、空气、体表 皮肤
表面活性剂 0.05-0.1%新洁尔灭 破坏膜及蛋白质、 皮肤、黏膜、手术器械
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树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.1920 .10.19 Monday , October 19, 2020
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。1 7:30:44 17:30:4 417:30 10/19/2 020 5:30:44 PM
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踏实肯干，努力奋斗。2020年10月19 日下午5 时30分 20.10.1 920.10. 19
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追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2 020年1 0月19 日星期 一下午5 时30分 44秒17 :30:442 0.10.19
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严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年10月 下午5时 30分20 .10.191 7:30Oc tober 19, 2020
❖ 物理杀菌：一类新的冷杀菌技术，它在克服热杀菌不足之处的
基础上，运用物理手段如电场、高压、电子、光等的单一或两种 以上的共同作用，在低温或常温下达到杀菌的目的。这种方法不 须向食品中加入化学物质，不会使菌体产生抗性，且条件易于控 制，在保持食品自然风味的基础上，杀菌效果明显。常用的物理 杀菌的方法有超高压脉冲电场杀菌、脉冲强光杀菌、半导体光催 化杀菌，辐射杀菌