工业防霉抗菌的概念

防霉抗菌的基本概念

摘要：本文根据奥斯盾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