影响微生物生长的理化因素

影响微生物生长的理化因素

一、温度

1、干热法：

1）焚烧：适用于无经济价值的

2）干烤：利用热空气灭菌

用法：160℃,2小时适用于玻璃器皿及耐热的器皿

特点：由于空气传热穿透力差，菌体在脱水状态下不易杀死。

所以温度高、时间长。

2、湿热法：利用饱和热蒸汽灭菌

特点：温度低、时间短、灭菌效果好

原因：1) 菌体内含水量越高，则凝固温度越低；

2) 蒸汽冷凝会放出潜热；

3) 饱和水蒸汽穿透力强；

4) 湿热易破坏细胞内蛋白质大分子的稳定性，主要破坏氢键结构。

方法：煮沸法巴斯德消毒法间歇灭菌法高压蒸汽灭菌

1）煮沸消毒法

方法：水煮100℃—30min

适用：注射器、解剖用具等。可杀死所有营养体和部分芽孢。

2)巴斯德消毒法：

方法：65℃ or 71℃—15min 135 ℃ or 150 ℃—2sec

适用：牛奶、饮料等。不破坏营养物质，并杀死病原菌。

3）间歇蒸汽灭菌法：方法：37 ℃培养37 ℃培养

100℃-30min 100℃-30min 100℃-30min

用水蒸汽把培养基加热到100℃，分几次蒸煮以达到彻底灭菌又保护营养成分的目的。适用：营养含量高、不适于用高压蒸汽灭菌的特殊培养基、药品的灭菌。此法麻烦、周期长4）高压蒸汽灭菌法：

利用水的沸点随水蒸气压力的增加而上升，以达到高温灭菌目的的方法。

方法：一般121℃（1kg/cm2或15磅/英寸2）-20min。

适用：耐高温物品。

注意事项：排净冷空气；灭菌终了，缓慢降压；灭菌结束，趁热取出物品。

影响灭菌的因素：

不同菌种、不同菌龄对热的敏感性不同；

培养基成分；

灭菌时间的对数与灭菌绝对温度的倒数呈线性关系，即：灭菌温度越高，时间越短；

菌浓度对灭菌时间有影响。

高压蒸汽灭菌对培养基的影响:

会产生混浊或形成不溶性沉淀

改变某些营养成分：

1)低pH下，糖类、琼脂发生水解；

2）PO4-3存在，葡萄糖生成酮糖，菌不利用；

3）色深：还原糖羧基与蛋白质、氨基酸等在高温下发生maillard反应，使糖、蛋白质等失去营养。形成有害物质，抑制微生物生长；

pH下降（通常下降0.2）；

改变培养基的体积与浓度。

二、氢离子浓度（pH）

（一）对微生物生长的影响

1. pH影响物质吸收：

影响膜表面电荷及膜的通透性，进而影响膜结构。

2. 改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径：

如：酵母菌在pH4.5-5产乙醇，在pH6.5以上产甘油、醋酸

3. 改变环境中营养物质的可给性或产生毒物质。

（二) 不同微生物对pH要求不同

细菌：pH 7.2 -7 .6 酵母、霉菌: pH 5 -6 放线菌: pH 7.6 -8

(三) pH的杀菌作用

1. 酸:无机酸:与H+浓度成正比。

有机酸:与不电离的部分成正比,故有时有机酸的灭菌效果>无机酸。

2. 碱: 强碱造成蛋白质、核酸大分子变性水解，使菌死亡。

三、氧

(一）氧在体内易转变为超氧阴离子自由基：

1、形成：为非酶促方式：

2、特点：▲ 既有分子性质，又有离子性质；

▲ 反应力极强，性质极不稳定；

▲ 可破坏膜和重要生物大分子，亦可产生其它毒性的活性氧化物。

（二）O2·驱除机制：

1、SOD（超氧化物歧化酶）的作用；

2、过氧化氢酶的作用—好氧菌；

过氧化物酶的作用—耐氧菌；

各类菌所含对氧解毒酶

专性好氧菌SOD，过氧化氢酶

兼性厌氧菌SOD，过氧化氢酶

专性厌氧菌二种酶均无

微好氧菌少量SOD

耐氧菌SOD，过氧化物酶

四、辐射

（一）电离辐射：χ、γ、β射线。

原理：引起水和其他物质的电离，产生游离基，破坏DNA，从而造成细胞损伤。

特点；穿透力强，无专一性，对所有生物均有杀伤作用；制造昂贵；难以控制。

适用：菌种诱变。

（二）非电离辐射：（ＵＶ）

方法：在波长265-266nm处，杀菌力最强。

原理：1）作用于DNA ，使同链DNA相邻嘧啶间形成嘧啶二聚体，引起DNA结构变形，阻碍正常的碱基配对，从而造成菌的变异或死亡。（光复活酶可修复）

2）有氧时产生过氧化氢，强氧化杀菌。

适用：空气、水的消毒杀菌（紫外灯- 低压汞气灯）。

特点：穿透力差。

五、干燥

干燥时，微生物代谢立即停止、死亡。

机理：细胞内蛋白质变性、盐类浓缩。

影响干燥致死的因素：

1、微生物种类：有芽孢、荚膜、孢子的菌对干燥有抗性，TB、链球菌孢子的菌对干燥有抗性。

2、环境：微生物表面附着的有机物。

3、温度、光、湿度。

应用：食品保存、菌种保藏。

六、渗透压

高渗（20% NaCl）：质壁分离

低渗（〈5% ）: 细胞破裂

等渗: 生理盐水

应用：一般菌耐受5% NaCl；耐高渗菌、嗜盐菌15% NaCl；一般NaCl 20%或糖30%以上可抑菌

七、超声波：每秒钟振动在1600以上的声波

机理：引起膜破坏，细胞破裂，内涵物逸出。

应用：1）可用于提取胞内物质（代谢产物、酶等）

2）轻则变异，重则杀死微生物细胞、肿瘤细胞；

3）牛奶、饮料的冷杀菌。

八、化学消毒剂：

对一切活细胞均有毒性

（一）重金属及其化合物：

（二）有机物：

（三）卤素：

（一）重金属及其化合物：

所有重金属盐Cu、As、Ag、Hg等对微生物均有毒性。

机理：1）可与酶蛋白的-SH基结合，使酶失活；

2）易与带阴电荷的菌体蛋白吸附，使之变性沉淀。

应用：波尔多液、红汞、硝酸银、砷凡纳明等。

特点：简便。但使用应谨慎，防止在体内积累。

（二）有机物：

酚、醇、醛可使蛋白质变性，为常用杀菌剂。

种类：

1、酚的代表：石炭酸，0.1%抑菌；1%杀菌；5%常用，几hr可杀死芽孢。

机理：作为表面活性剂，使膜损伤；蛋白质变性沉淀；抑制脱氢酶和氧化酶活性。

P.C.（石炭酸系数）：为消毒剂杀菌效率的标准。是在一定时间内（10min）被测试的药剂能杀死全部供试微生物的最高稀释度与达到同样效果的酚最高稀释度的比值。

通常：供试菌为金黄色葡萄球菌或伤寒沙门氏菌

P.C.越大，杀菌效率越高

2、醇的代表：乙醇：70-75%杀菌效率最高

机理：具脱水作用，能穿透菌体进入蛋白质分子肽链间隙，使蛋白质变性或脱水沉淀，造成微生物死亡。

甲醇可使眼睛失明，故不宜做消毒剂；其他醇因不溶于水，一般不用。

3、醛的代表：甲醛：

机理：固定CO2；

应用：10%的甲醛熏蒸，用于杀菌。