微生物学 06 微生物的生长与控制-08级精要.ppt

第一节、微生物的生长规律及其测定方法 第二节、微生物培养法概论 第三节、有害微生物的控制 第一节、微生物的生长规律及其测定方法 因微生物细胞极其微小，研究其个体生长存在着技术上的困难。 一、同步生长及其方法 1.同步生长 一个细胞群体中各个细胞都在同一时间进行分裂的状态，即分裂步调一致。 （1）环境条件诱导法 ① 温度：适宜和不适宜交替处理，如芽孢杆菌。 ② 培养基成分控制 营养不足和营养丰富交替培养； 含抗生素和完全培养基交替培养； ③ 光照和黑暗交替：用于光合细菌。 二、分批培养细菌的生长规律 1.分批培养和连续培养 （1）分批培养 菌体→接种到定量的培养基中（不再补充和更换），培养并收获，实验室常用。 （2）连续培养 培养过程中，不断提供营养，并排出有害产物，使得菌体长时间处于旺盛的生长状态→生产菌体和代谢产物，生产中常用。 （1）延滞期-“万事开头难” ①为何产生？ 为适应环境进行调整；接种时损伤。 ②特点 代谢活跃（酶和ATP合成增加），体积变大，数量不增加。 ③影响因素 菌种,接种物菌龄,接种量,培养基成分差别。 ④实践指导意义 在发酵工业上尽量缩短（如何缩短呢？） 在食品工业上，在此期消毒或灭菌。 （2）对数期 ①特点：代谢最旺盛，代时最短，菌数的对数和时间呈线性关系，菌体形态大小、生理特征较一致。 ②客观影响因素（除菌种代时不同外） 温度 在适温范围内，每增加10℃，生长速度提高1倍。 营养：成分和浓度（较低浓度下影响生长速率和菌体产量→生长限制因子）。 氧气 好氧菌若能供给充足的氧，可能使对数期延长。 ③指导意义 良好研究（染色、观察、生理代谢等）与诱变材料。 增殖phage或接种的最适菌龄； 工业上，尽量延长该期→提高菌体密度。 食品工业上，使有害菌不能进入此期。 （3）稳定期(新生率=死亡率) ①特点 数目最多；开始积累内含物（糖原、异染粒等），芽孢以及次生产物开始形成。 ②产生原因 营养受限（耗尽，C/N失调）； 有害废物的积累（酸、醇、毒素等）→pH、氧化还原势等不合适。 ③应用 生产上，延长该时期→提高产量（补料、调pH、提高通气量等）。收获细胞及初级产物的最佳时期（如乳酸、柠檬酸、SCP等，其产生和细胞生长同步）。 生物测定维生素、氨基酸和碱基的最佳时期。 （4）衰亡期 负生长，出现衰退形，释放芽孢和次生产物，细胞死亡、自溶。比其他各时期时间长。 注：稳定期后期或衰亡期→收获次生产物最佳时期（其产生和细胞生长不同步）。 三、丝状微生物的群体生长规律 孢子接种→液体培养基→培养（产生孢子否？）。 以时间为横坐标，菌丝干重为纵坐标，绘曲线。 包括：停滞期；迅速生长期；衰亡期。 四、微生物纯培养生长的测定 指群体生长（细胞数目或生长量）的测定。 （一）细胞数目检测 1.直接法（血球计数板、比例计数法） 2.间接法（平板计数法、膜过滤法） （二）微生物生长量测定 1.直接法(干重法，堆体积法) 2.间接法（比浊法，碳、氮含量法） 1.涂片染色法 （1）特点：可同时计数不同微生物个数。 （2）方法 将0.1ml菌液涂于1cm2面积上→选若干视野→用镜台测微尺计算视野面积→计数→按公式计算； 菌数（个/ml）=[视野中平均菌数×(涂布面积/视野面积)]×10×稀释倍数 3.薄膜过滤法 测定含菌量较少的空气和水中的微生物数目。 4.干重法 菌体离心或过滤→烘干至恒重(干燥温度可采用105℃、100℃或80℃)→称重。 该法适合菌浓度较高的样品。 5.比浊法 用分光光度计，一定波长下，测定菌悬液的OD值，计算菌数。测量应在菌浓度与OD值呈正比的线性范围内，否则不准。 五、连续培养 单批培养到对数期后期时，以一定的速度流进新鲜培养基，同时以溢流方式流出培养液→培养物长时间处于对数生长期或稳定的生长速率； 理论基础：分批培养生长曲线中，有稳定期，采取措施推迟稳定期的到来。 1.连续培养器 （1）恒化器 恒速流进培养基，营养浓度恒定，生长速率恒定。 原理：某一种营养物为亚适量（如碳、氮源、生长因子等）→生长限制因子→菌始终低于最高生长速率。 特点：生长速率恒定，菌体均一、密度稳定，产量低于最高菌体产量。 应用范围：实验室科学研究。 （2）恒浊器-培养液混浊度恒定 2.单级和多级连续培养 单级：代谢产物和菌体相平行时使用； 多级：与上相反，如丙酮、丁醇。 丙酮丁醇梭菌：菌体生长期（37℃，产菌为主）；产物合成期（33℃，产丙酮、丁醇为主）。 两级培养：第一级罐37℃，pH4.3，稀释率0.125/h；第二级为33℃，pH4.3，稀释率0.04/h。 3.连续培养的优点和缺点 （1）优点 简化操作，自控，产品稳定，节约成本。 （2）缺