微生物的生长和控制.ppt

第三节 微生物的生长条件及其控制 影响微生物生长的外界因素很多，其一是前面讨论过的营养物质，其二是许多物理、化学因素。当环境条件的改变，在一定限度内，可引起微生物形态、生理、生长、繁殖等特征的改变；当环境条件的变化超过一定极限时，则导致微生物的死亡。研究环境条件与微生物之间的相互关系，有助于了解微生物在自然界的分布与作用，也可指导人们在食品加工中有效地控制微生物的生命活动，保证食品的安全性，延长食品的货架期。无论是在自然界中，生物体之间存在相互作用，还是在实验室中纯培养的微生物之间的相互作用，环境因素都能在很大程度上影响它们的生长和代谢产物的能力，这里重点讨论其中最主要的温度、pH、水的有效利用率和氧气等几大因素。  物理因素对微生物生长的影响 一、温度 温度是影响微生物生长繁殖最重要的因素之一。在一定温度范围内，机体的代谢活动与生长繁殖随着温度的上升而增加，当温度上升到一定程度，开始对机体产生不利的影响，如再继续升高，则细胞功能急剧下降以至死亡。 与其他生物一样，任何微生物的生长温度尽管有高有低，但总有最低生长温度、最适生长温度和最高生长温度这三个重要指标，这就是生长温度的三个基本点。如果将微生物作为一个整体来看，它的温度三基点是极其宽的，由以下可看出： ? ? 最低生长温度（一般为–5 ~–10℃，极端为–30℃） 嗜冷菌 (15~20 ℃) 生长温度三基点 最适生长温度 嗜中温菌 (20~45℃ ) 嗜热菌 ( 45~65℃) 最高生长温度（一般为80~95℃，极端为105~300℃） ? 就总体而言，微生物生长的温度范围较广，已知的微生物在零下12~100℃均可生长。而每一种微生物只能在一定的温度范围内生长。 (三)高温型微生物 它们适于在45—50℃以上的温度中生长，在自然界中的分布仅局限于某些地区，如温泉、日照充足的土壤表层、堆肥、发酵饲料等腐烂有机物中，如堆肥中温度可达60—70℃。能在55—70℃中生长的微生物有芽孢杆菌属（Bacillus）、梭状芽孢杆菌（Clostridium）、嗜热脂肪芽孢杆菌（Bac. stearothermophilus）高温放线菌属（Thermoactinomyces）、甲烷杆菌属（Methanobacterium）等；温泉中的细菌；其次是链球菌属和乳杆菌属。有的可在近于100℃的高温中生长。这类高温型的微生物，给罐头工业、发酵工业等带来了一定难度。 许多热泉温度接近沸点，蒸汽口（热泉喷气孔）温度可达150～500℃。海洋底部热水口温度约达350℃或更高，但主要集中在美国西部、新西兰、冰岛、日本、地中海地区、印度尼西亚和法国等地区。世界上具有最大的热泉集中区域面积就是黄石公园－92～93℃（美国）。 （C）超高温瞬时灭菌法 （Ultra high temperature short time,UHT）灭菌的温度在135~137℃3~5秒，可杀死微生物的营养细胞和耐热性强的芽孢细菌，但污染严重的鲜乳在142℃以上杀菌效果才好。超高温瞬时灭菌法现广泛用于各种果汁、牛乳、花生乳、酱油等液态食品的杀菌。此法的特点是既可杀灭微生物，又可最大限度减少营养成分的破坏。在发酵工业中此法用作培养基的灭菌，主要操作是将培养基在发酵罐外连续地进行加热、维持和冷却，然后才进入发酵罐，培养基一般在135～140℃下处理5～15秒钟。 化学因素对微生物生长的影响 一、pH 微生物生长的pH值范围极广，一般在pH2~8之间，有少数种类还可超出这一范围，事实上，绝大多数种类都生长在pH5 ~9之间。 不同的微生物都有其最适生长pH值和一定的pH范围，即最高、最适与最低三个数值，在最适pH范围内微生物生长繁殖速度快，在最低或最高pH值的环境中，微生物虽然能生存和生长，但生长非常缓慢而且容易死亡。一般霉菌能适应pH值范围最大，酵母菌适应的范围次之，细菌最小。霉菌和酵母菌生长最适pH值都在5~6，而细菌的生长最适pH值在7左右。 微生物 最低pH 最适pH 最高pH 细菌 3～5 6.5～7.5 8～10 酵母菌 2～3 4.5～5.5