粮食微生物-4

3.渗透压对微生物的影响
等渗压溶液，即是与一般微生物细胞内渗透压大致相同的 溶液。微生物在等渗压溶液的环境中，生活最好。
高渗压溶液，即浓度大于一般微生物细胞内渗透压的溶液。 在高渗压溶液的环境中，水分失去对微生物的可给性，可 使微生物细胞脱水，原生质收缩，细胞质变稠，发生“质 壁分离”现象，形成“生理干燥”，从而导致微生物的死 亡。
高温灭菌机理：高温能使蛋白质凝固变性，同时破坏了酶 的活力 微生物在高温下死亡速度与微生物种类、数量、微生物细 胞内外水分有关。
有芽孢的细菌比无芽孢的菌抗热；
微生物的繁殖结构比营养结构抗热性强； 老龄菌比幼龄菌抗热。 因蛋白质的凝固温度与含水量成反比—水分愈少耐热能力 愈强，死亡速度愈慢—干热灭菌温度高于湿热灭菌温度
3.渗透压对微生物的影响
渗透压，是指在具有浓度差异的溶液中引起渗透现象的压 力。
渗透压的大小，主要依溶液中溶质分子的数目而定，分子 数目越多则渗透压越大。
在相同重量百分浓度的溶液中，小分子溶质的渗透压比大 分子溶质的大，离子溶液的渗透压比分子溶液的大。 环境中渗透压的大小，标志着微生物对环境水分的可利用 性。等渗压溶液、高渗压溶液、低渗压溶液
几乎所有的细菌和部分酵母菌都是湿生性，一般90%以 上，粮食水分16-18%
储粮中霉菌有三种类型：
危害最大的霉腐微生物都是中生性的：青霉和大部分 曲霉，发育最低湿度80-90%，粮食水分15-16%
干生性微生物几乎都是曲霉菌，发育RH75%以下
根霉、毛霉等，以及许多半知菌类，多为湿生性的 微生物处于不同发育阶段，对水分的要求不一样： 繁殖阶段比生长阶段要求高 有性繁殖时期比无性繁殖时期要求更为严格
二、温度
储粮环境中的温度，包括三个部分： 大气温度（气温） 仓房温度（仓温） 粮堆温度（粮温）-评价粮食储藏安全程度 1.粮食微生物对温度的适应性 每一种微生物只能在一定的温度范围内生长。
微生物按其生长的温度范围分为 • 低温型微生物（嗜冷微生物） • 中温型微生物（嗜温微生物） • 高温型微生物（嗜热微生物）
（一）水分
储粮环境中的水分条件，包括四个部分： 大气湿度（大气相对湿度—气湿） 仓房湿度（仓内相对湿度—仓湿） 粮堆湿度（粮堆内空气相对湿度） 粮食含水量（粮食水分） 1.水分对微生物的影响 根据微生物，对环境中水分的要求和适应性不同，可分为： 干生性 中生性 湿生性
1.水分对微生物的影响
微生物生长繁殖也会影响和改变环境。
研究环境因素与微生物之间的关系，可以通过控制环境 条件来利用微生物有益的一面，同时防止它有害的一面。
• 影响微生物生长的外界因素很多，除了前面讲过的营养因 素之外，还有许多物理、化学和生物因素。
一、物理因素
（一）水分 水是微生物细胞的重要组成，直接参与代谢作用；
漂白粉：商用漂白粉有效氯28-35%（易吸湿丧失氯气）。
0.5-1%漂白粉水溶液，能在1-5min杀死大多数细菌和真 菌
（五）有机化合物
1、酚
又名石炭酸, 可引起蛋白质变性，还可抑制脱氢酶和氧化酶的活性。 常用浓度5%苯酚，短时间内可杀死细菌营养体，杀死细菌芽孢需要 几小时或更长的时间。 肥皂乳化的甲酚-煤酚皂（来苏尔），常用消毒浓度3-5%
4.微波
微波：微波的范围在915—2450MHz/s之间。 机理：微波产生热效应，使蛋白质、酶等物质变性，导致 微生物死亡。 —热杀菌法 特点：加热均匀，热能利用率高、加热时间短。 应用：食品消毒、灭菌。
二、化学因素
（1） 灭菌：用理化的方法杀灭全部微生物使其永远丧失其 生长繁殖能力的措施，包括致病和非致病微生物以及芽孢， 使之达到无菌保障水平。 （2）消毒：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病原微生物、但不一定能杀死细菌芽 孢的方法。用于消毒的化学药物叫做消毒剂 （3）防腐:利用某种理化因素完全防止或抑制微生物生长繁
能萌发生长很差，根霉却生长良好
80%CO2几乎可以抑制全部霉菌，对酵母菌也有抑制作 用—80%作为一个有效剂量的界限。
（四）辐射
辐射：是能量通过空间传递的一种物理现象。 辐射对微生物有一定杀灭作用，且随波长的降低而递增。 与微生物有关的辐射： 电磁辐射：可见光、紫外光， 电离辐射：χ、γ、β射线 。 1. 可见光 2. 紫外线 3. X射线和γ射线 4. 微波
3.低温对粮食微生物的影响
当环境温度低于微生物的最适生长温度时，微生物的生 长繁殖停止，当微生物的原生质结构并未破坏时，不会很 快造成死亡并能在较长时间内保持活力，当温度提高时， 可以恢复正常的生命活动。 当温度过低，造成微生物细胞冻结时，有的微生物会死亡， 有些则并不死亡。 低温只有制菌作用，杀菌效果很小。 粮食微生物区系中，低温性的菌类是有限的，无论种类还 是数量上，中温性的占优势—采用低温储藏具有显著的制 菌保鲜作用。
殖的方法，进而防止食品等发生霉腐。用于防腐的化学药
物叫做防腐剂。
（一）氢离子浓度
微生物的生长pH值范围极广，pH<2或pH>8都有微生物 能生长。但是绝大多数种类都生活在pH5.0-9.0之间。 微生物生长的pH值三基点：最低、最适和最高pH值。 低于最低、或超过最高生长pH值时，微生物生长受抑制 或导致死亡。


微生物体内和体外的溶媒，只有通过水，细胞才能吸收 营养物质和排泄废物；
调节细胞温度，使代谢活动中的热量，得以平缓的吸收 和及时的散出。 霉菌的营养菌丝生长在水溶状态里，气生菌丝生长在潮 湿的空气中—在过于干燥的环境里，微生物就很难生长。 这就是在粮食储藏和其他物品保藏中，应用干燥防霉的 微生物学的原理。
第四章 粮食微生物的生态
第一节 粮食微生物的生态条件
第二节 粮食微生物的生长
第三节 粮食微生物区系
第一节 粮食微生物的生态条件
微生物生态学是研究微生物群体和生态环境相互关系的科 学。
粮堆生态系统中，粮食微生物是一类重要的生物成分，它 与这个系统中的生态环境互为条件，密切相关。
各种各样的环境因素对微生物的生长和繁殖有影响
为核酸（DNA、RNA）的吸收峰为260nm，蛋白质的吸收 峰为280nm。
3.电离辐射
χ、γ、β射线 ，波长短，能量高，有较强的杀伤力。 作用原理 ：可引起水和其他物质的电离，产生游离基， 使核酸、蛋白质或酶发生变化，造成细胞损伤或死亡。— 冷杀菌法 特点：穿透力强，非专一性，作用于一切细胞成分，对所 有生物均有杀伤作用。 应用：用于杀菌或菌种诱变。
2.干燥对微生物的影响
干燥能引起微生物细胞内蛋白质的变性和盐类等物质浓度 提高，从而抑制生长或造成微生物死亡。 球菌和放线菌对干燥的抵抗力比杆菌大 细菌芽孢和霉菌孢子对干燥的抵抗力远远大于一般生长型
菌体（营养细胞和菌丝等）
微生物细胞快速脱水，尤其在骤然低温下，保持了细胞代 谢物质的稳定性及其代谢功能，在干燥过程中，微生物细 胞失水愈快，其存活时间愈长。
1.粮食微生物对温度的适应性
粮食卫生区系中，中温微生物最多：大多数细菌、霉菌、 酵母菌以及植物病原真菌。高温性和低温性的只有少数霉 菌和细菌。
中温性微生物是导致粮食发热霉变的主角
高温性微生物是粮食发热霉变的后续破坏者 低温性微生物室粮食或食品在低温或冷冻储藏时的主要危 害者
2.高温对粮食微生物的影响
2.紫外线（UV）
波长在100 — 400nm的电磁辐射为紫外线。 紫外线杀菌或诱变原理： 紫外线作用于DNA ，使其产生胸腺嘧啶二聚体，引起 DNA结构变形，阻碍正常的碱基配对，从而造成微生物变 异或死亡。 紫外线会使空气中的分子氧变成臭氧，臭氧释放的原子 氧有杀菌作用。
源自文库其中波长在265 — 280nm处的紫外线杀菌力最强。主要因
Na2CO3等作为机器、工具以及冷藏库的消毒剂。
（三）氧化剂
高锰酸钾：0.1%溶液能杀死无芽孢细菌，2-5%溶液能杀 死芽孢，常用于皮肤、水果和器皿消毒。 过氧化氢：3%溶液可用于皮肤消毒，但已证明具有致癌 性，严禁用于食品工业 卤素：0.1%NaClO用于粮食种子表面消毒、市售的安替 福民，活性氯在5.2%以上，可用于黄曲霉毒素的去毒， 其1%稀释液可用作大米的表面消毒剂
4.新洁尔灭
季胺盐阳离子表面活性剂，能吸附带负电荷的细菌，破 坏细菌的细胞膜最终导致菌体自溶死亡，也可使菌体蛋 白变性沉淀。对许多非芽孢型致病菌有效，对芽孢无作 用，对肥皂、碘、高锰酸钾等阴离子表面活性剂有拮抗 作用。
2.醇
是脱水剂和脂溶剂，可使蛋白质脱水、变性，杀死菌体，还能溶解物 品表面的油脂，所以有机械除菌的作用。 乙醇是常用的消毒剂，70%（重量）或77%（体积）效果最好，甲醇 杀菌力差而且有毒，不宜作杀菌剂。 醇的杀菌力随分子量的增加而增加，丁醇>丙醇>乙醇>甲醇，90%95%异丙醇比70%乙醇杀菌力大但有刺鼻气味。
1.可见光
波长在397—800nm的电磁辐射为可见光。 大部分微生物不需要光，少数菌需要光作为能源。 一般来讲，可见光对大多数化能微生物没有影响，但是， 太强或连续长时间照射也会导致微生物死亡（光氧化作 用）。 粮食储藏中，普遍利用日光曝晒处理粮食，收到了储粮降 水和防霉的良好效果
3.醛
通常使用37-40%甲醛溶液（福尔马林），可杀死细菌、 真菌及其芽孢和病毒。 0.1-0.2% 的甲醛溶液可杀死细菌 营养体，5%可杀死芽孢。 甲醛具有还原作用，能与蛋白质的-NH结合而使蛋白质变 性。可作熏蒸消毒剂，对空气和物体表面消毒 。一般 10%的甲醛熏蒸消毒无菌室、仓房、厂房、薯窖、包装 器材和运输工具等，密闭24h，即能达到消毒要求。
各种微生物生长的最适pH值及pH范围
微生 物 种 类 细菌、放线菌 酵 母 菌 霉 菌
最低pH值 5.0 2.5 1.5
最适pH值 7.0～8.0 4.0～5.8 3.8～6.0
最高pH值 10.0 8.0 11.0
（二）酸类和碱类
强酸和强碱都能杀菌，但腐蚀性大，一般不作为消毒剂使 用。 不少有机酸作为食品防腐剂，如苯甲酸、乳酸、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。储存饲料是利用乳酸抑制微生物生长而经久不坏。 食品工业中常用1%石灰水（4:1生石灰：水—熟石灰）、
盐腌（5---15%食盐），糖渍蜜饯（30--80%糖） 低渗压溶液，即浓度小于一般微生物细胞内渗透压的溶液， 当微生物骤然转入渗透压过低的环境中，细胞则会急剧吸 水膨胀，以致引起细胞“澎裂”而死亡。
4.粮食含水量对微生物影响
粮食与环境处于相对平衡状态时的含水量，叫做平衡水分； 与此平衡的空气湿度，叫做平衡（相对）湿度。 粮食上大多数霉菌是中生性微生物，它们生长所要求的最 低粮食水分，一般为15--16%。 细菌、酵母菌则要求较高的水分，通常在16--18%以上。 在粮食储藏中，应注意到： 各种因素造成粮堆和粮粒水分分布的不平衡性； 即便少数微生物的代谢活动，也能导致环境水分的改 变，使局部粮食水分增高，因而为多数的中生性微生 物创造适宜的水分条件； 粮食上的水分有各种性质和存在的状态，例如，因温 差过大造成粮堆局部结露，能在粮粒表面形成凝结水； 它适合各类微生物的生长繁殖，这样在短期内就会使 储粮处于不安全状态。
（三）气体成分
1.氧对粮食微生物的影响 粮食微生物区系中绝大多数是好氧菌：大多数细菌和全 部霉菌，厌氧菌的种类和数量都是很少的。 氧气浓度＜2%大部分细菌受抑制 2.二氧化碳对粮食微生物的影响 40%以上的CO2对微生物有一定的抑制作用 60%CO2，绝大多数霉菌孢子不能萌发，黑曲霉孢子虽
4.粮食含水量对微生物影响
在粮食微生物中，干生性菌类生长最低RH65---70%。这 便是在粮食储藏和食品保藏时，所要求的最低湿度界限。 与这个界限相平衡的粮食水分，便是粮食储藏工作中通常 所说的储粮“安全水分”，或叫做粮食安全储藏的“临界
水分”。
这种水分含量因粮种而不同，谷类粮食水分为13%左右， 豆类水分为12%左右，油料水分为6--8%。