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第五章 微生物的生长及其影响因素 第一节 微生物生长 一、微生物生长的概念 一个微生物细胞在合适的外界环境条件下，不断地吸收营养物质，并按其自身的代谢方式进行新陈代谢。如果同化作用的速度超过了异化作用，则其原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加，于是出现了个体的生长现象。如果这是一种平衡生长，即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，从而引起个体数目的增加，这时，原有的个体已经发展成一个群体。随着群体中各个个体的进一步生长，就引起了这一群体的生长，这可从其重量、体积、密度或浓度作指标来衡量。所以： 个体生长→个体繁殖→群体生长 群体生长＝个体生长＋个体繁殖 二、微生物生长量的测定 （一）稀释平板菌落计数法 是一种最常用的活菌计数法。 （二）血球计数板法 这种方法的特点是测定简便、直接、快速，但测定的对象有一定的局限性，只适合于个体较大的微生物种类，如酵母菌、霉菌的孢子等；此外测定结果是微生物个体的总数 （三）称干重 这种方法较适合于丝状微生物的生长量的测定，对于细菌来说，一般在实验室或生产实践中较少使用。 （四）比浊法 微生物生长曲线 把一定微生物接种到一定量的液体培养基中，在一定条件下进行一次性培养，定时取样测定活菌数，以活菌数的对数值为纵坐标，以培养时间为横坐标，就可以画出一条有规律的曲线，这就是微生物的典型生长曲线（growth curve）。 一般把典型生长曲线划分为适应期、对数增长期（指数期）、稳定期和衰亡期等四个时期。 该生长曲线只适用于单细胞微生物，包括细菌和酵母菌。 微生物的连续培养 连续培养(continuous culture) 连续培养是在研究生长曲线的基础上,当微生物以单批培养的方式培养到指数期的后期时，一方面以一定速度连续流加新鲜培养基，并立即搅拌均匀，另一方面，利用溢流的方式，以同样的流速不断流出培养物。这样，培养物就达到动态平衡，其中的微生物可长期保持在指数期的平衡生长状态和稳定的生长速率上 . 其优点：①高效，它简化了装料、灭菌、出料、清洗发酵罐等许多单元操作，从而减少了非生产时间和提高了设备的利用率； ②自控，便于利用各种仪表进行自动控制； ③产品质量较稳定； ④节约了大量动力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、电的负荷均匀合理。 第三节 环境因素对微生物生长的影响 一、温度 每种微生物都有自己的生长温度三基点： 最低生长温度: 最适生长温度: 最高生长温度: 在生长温度三基点内，微生物都能生长，但生长速率不一样。微生物只有处于最适生长温度时，生长速度才最快，代时最短。一般情况下，每种微生物的生长温度三基点是恒定的，但也常受其它环境条件的影响而发生变化。 第三节 环境因素对微生物生长的影响 二、水分 1．水分活性值的概念 Aw值是指在密闭容器内含有水溶性物质的蒸汽压与相同条件下纯水蒸汽压的比值。以纯水的蒸汽压为P0，水溶性物质的蒸汽压为P，则Aw=P/P0。 不含任何固形物成分的纯水的P= P0，即Aw=1；绝对不含水分的物品的 P=0，即Aw=0， 因此Aw值最大为1，最小为0。所以Aw值在0与1之间。 一些微生物主要类群的最低水分活度(AW) 第三节 环境因素对微生物生长的影响 氧气对微生物生长的影响 1．需氧微生物（aerobe） 绝大多数丝状真菌、放线菌和部分细菌属于这个类型。 2．厌氧微生物（anaerobe） 主要是一些细菌属于这一类群，如梭状芽孢杆菌属（Clostridium）、产甲烷杆菌属（Matharobacterium）等。 3．兼性需氧微生物（facultative aerobe） 绝大多数酵母菌和部分细菌属于这种类型。 4．微量需氧微生物（microaerophilic） 只有少数细菌属于此类型，如拟杆菌属（Bacteriodes）中的个别种。 5．耐氧性厌氧微生物（aerotolerant anaerobe） 主要是一些乳酸菌属于该呼吸类型。 * * （一）适应期（adaptive phase） 适应期的出现，可能是因为在接种到新鲜培养液的细胞中，一时还缺乏分解或催化有关底物的酶，或是缺乏充足的中间代谢物。 该时期有几个特点： ①生长繁殖的速度几乎等于零。 ②细胞形态增大； ③细胞内RNA尤其是rRNA含量增高，原生质呈嗜碱性。 ④合成代谢活跃，核糖体、酶类和ATP的合成加快，易产生诱导酶。 ⑤对外界不良条件反应敏感。 影响适应期长短的因素很多，除菌种外，主要有三。 1．菌种的菌龄 菌龄即“种子”(inoculum)的群体生长年龄，亦即它处在生长曲线上的哪一个阶段。 2．接种量