第六章微生物的生长及其控制
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第六章微生物的生长及其控制
第六章微生物的生长及其控制微生物不论其在自然条件下还是在人为条件下发生作用，都是通过“以数取胜”或“以量取胜”。
生长和繁殖就是保证微生物获得巨大数量的必要前提。
微生物生长是指由于细胞成分的增加导致微生物的个体大小、群体数量或两者的增长。
个体细胞生长：细胞内组分的增加，导致细胞总量（体积、质量、大小）扩个体繁殖：是微生物个体生长到一定阶段，由于细胞结构的复制与重建并通由于微生物个体微小，以个体为对象研究其生长和繁殖十分不便，常以群体数量的变化来研究微生物的生长。
在微生物学中，凡说“生长”一般均指群体生长，这与研究大型生物有所不同。
群体生长：指在一定时间和条件下，微生物细胞总量的增加。
既有量变也有质变。
三者之间的关系：个体生长→个体繁殖→群体生长群体生长＝个体生长＋个体繁殖第一节测定生长繁殖的方法测定生长的方法是以原生质含量的增加为基础，测定繁殖是建立在计算个体数目上。
一、测生长量直接方法：测菌体细胞（数）量、菌体体积、菌体质量等；间接方法：根据细胞内某种物质的含量或某种代谢活动强度间接测定。
（一）直接法1、测体积这是一种粗放的方法。
将待测培养液放在刻度离心管中作自然沉降或离心沉降，观察其体积。
污泥沉降比（SV）：为含有污泥的混合液在量筒中静置30 min后所形成的沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分数，以%表示。
又叫30 min沉淀率。
该参数是评定活性污泥质量的重要指标之一。
正常范围为15-30%。
2、称重此法的原理是根据每个细胞有一定的重量而设计的。
它可以用于单细胞、多细胞以及丝状体微生物生长的测定。
包括称干重（DCW）和湿重。
将一定体积的样品通过离心或过滤将菌体分离出来，经洗涤，再离心后直接称重，求出湿重。
如果是丝状体微生物，过滤后用滤纸吸去菌丝之间的自由水，再称重求出湿重。
不论是细菌样品还是丝状菌样品，可以将它们放在已知重量的平皿或烧杯内，于105℃烘干至恒重，取出放入干燥器内冷却，再称量，求出微生物干重。
第六章 微生物的生长及其控制1
获得同步生长的方法： 获得同步生长的方法：
同步培养法
诱导法
筛选法
化化化化 物物化化
过过过 区区区区区区区区过 膜膜膜过
获得同步生长的方法主要有两类： 获得同步生长的方法主要有两类：
环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等。 环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等。造成与正常细 胞周期不同的周期变化。 胞周期不同的周期变化。 机械筛选法：选择性过滤、梯度离心。物理方法，随机选择， 机械筛选法：选择性过滤、梯度离心。物理方法，随机选择， 不影响细胞代谢。 不影响细胞代谢。
☆以细菌为例介绍无分支单细胞微生物群体生长规律，其结 以细菌为例介绍无分支单细胞微生物群体生长规律， 论也基本适用于酵母菌。 论也基本适用于酵母菌。 ☆生长曲线代表了细菌在新的环境中从开始生长、分裂直至 生长曲线代表了细菌在新的环境中从开始生长、 死亡的整个动态变化过程。 死亡的整个动态变化过程。 ☆每种细菌都有各自的典型生长曲线，但它们的生长过程却 每种细菌都有各自的典型生长曲线， 有着共同的规律性。一般可以将生长曲线划分为四个时期。 有着共同的规律性。一般可以将生长曲线划分为四个时期。
二、以数量变化对微生物生长情况进行测定 （一）直接法
将待测样品制成菌悬液，适当稀释， 将待测样品制成菌悬液，适当稀释，加入血球计数板方 格网的计数室内，在显微镜下直接计数； 格网的计数室内，在显微镜下直接计数；因为计数室的 体积一定， 体积一定，所以能够计算出每毫升待测样品中的细胞个 数； 特点：全菌计数，不区分死菌与活菌； 特点：全菌计数，不区分死菌与活菌； 适用于单细胞微生物：细菌、酵母菌； 适用于单细胞微生物：细菌、酵母菌； 要点：菌悬液浓度应在 个细胞/毫升左右 毫升左右； 要点：菌悬液浓度应在108个细胞 毫升左右；
第六章微生物的生长及其控制
t2 - t1
3.322(lgx2-lgx1) t2 - t1
3.322(lgx2-lgx1)
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一些细菌的代时
菌名
培养基 培养温度 代时
E. coli（大肠杆菌） 肉汤
37℃ 17min
E. coli
牛奶
37
12.5
Enterobacter aerogenes（产气肠细菌）
肉汤或牛奶 37
一般连续培养器 固定化细胞连续培养器
实验室科研用：连续培养器 发酵生产用：连续发酵罐
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（1）恒浊器 — 恒浊连续培养
Ø特点：基质过量，微生物始终以最高速率进行生长 ，并可在允许范围内控制不同的菌体密度；但工艺 复杂，烦琐。 Ø使用范围：用于生产大量菌体、生产与菌体生长相 平行的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。
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（二）指数期
1、特点： Ø 生长速率常数R最大，即代时最短; Ø细胞进行平衡生长，菌体大小、形态、生理特征等比较一致; Ø酶系活跃，代谢最旺盛。
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x2
2、指数期中的的
三个重要参数
x1
t1
t2
u繁殖代数 n=3.322(lgx2-lgx1)
u生长速率常数R= u代时G=
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（三）稳定期
1、特点： （1）R=0，即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，或正生长与负生长相等的动态平衡之中。 （2）菌体产量达到了最高点。 （3）菌体产量与营养物质的消耗间呈现出有规律的比例关系。 （4）细胞内开始积聚糖原、异染颗粒和脂肪等内含物；芽孢杆菌一般在这时开始形成芽孢； （5）通过复杂的次生代谢途径合成各种次生代谢物。
第六章微生物的生长及其控制
（2） 恒化器：
与恒浊器相反，恒化器是一种设法使培养液 流速保持不变，并使微生物始终在低于最高 生长速率下进行生长繁殖的一种连贯培养装 置 在恒化器中，一方面菌体密度会随时间的增 长而增高，另一方面，限制因子的浓度会随 时间的增长而降低，（使菌体生长慢），两 者相互作用，会出现生长与流速相平衡，这 样，即可获得一定生长速率的均一菌体，又 可获得虽低于最高菌体产量，却能保持稳定 菌体密度的菌体。
3、 防腐：（Antisepsis）
是指利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁 殖，从而达到防止食品等发生霉变的措施。
措施：
（1） 低温： （2） 缺氧： （3） 干燥： （4） 高渗： （5） 高酸度： （6） 防腐剂：
4、化疗：（Chemotheraph）
即化学治疗，它是利用对病原菌具有高度毒力，而对 宿主细胞无显著毒性的化学物质来抑制宿主体内病原 微生物的生长繁殖，借以达到治疗在目的。
连续培养的优缺点：
优点： A、高效，简化了装料、灭菌，出料、清洗等 程序。 B、产品质量较稳定。 C、自控，可利用各种仪表加以控制。 D、节约人力、动力、资源（水、汽等） 缺点： A、菌种易于退化 B、易遭杂菌污染。
第二节 影响微生物生长的主要因素
影响微生物生长的外界因素很多，除一些营养 条件外，还有许多物理条件，其中最重要的有 温度，PH、氧气等。 一、 温度： 微生物的生长T有宽窄，但总有最低生长T，最 适生长T，最高T。并称为生长温度三基点。 最低生长T：一般-5---10。C，极端为-30。C 最适生长T：嗜冷菌；中温菌；嗜热菌。 最高生长T：一般为80—95。C，极端为105— 300。C。
三、 影响加压灭菌效果的因素：
06第六章 微生物的生长及控制
1. 微生物生长繁殖的pH值
大多数细菌、放线菌喜欢生活在中性偏碱的环境中， 细菌最适的pH在7.0~8.0之间，放线菌的最适pH在7.5~8.5 之间； 而酵母菌和霉菌刚好相反，适合在偏酸的条件下生 长，霉菌的最适pH值在4.0~5.8之间，酵母菌在3.8~6.0之 间。
2. pH值对微生物生长的影响
稀释倒平板法
操作较麻烦，对 好氧菌、热敏感 菌效果不好！
2. 膜过滤培养法
菌数低的样品（如水）→ 膜过滤 → 培养 → 菌落计数
3. 显微镜直接计数法
缺点：
① 不能区分死菌与活菌 ② 不适于对运动细菌的计数 ③ 需要相对高的细菌浓度 ④ 个体小的细菌在显微镜下难以观察
4. 比浊法
5. 重量法
为什么氧气存在能够抑制甚至杀死厌氧菌？
氧气进入菌体后，能接受电子而产生不同还原性的氧 离子，如过氧离子、过氧化物自由基。过氧化物自由基和过 氧离子都是很强的氧化剂，对微生物有毒，能氧化微生物过 程中所必需的酶。 好氧菌、兼性需氧菌以及微量需氧菌体内含有过氧化 物歧化酶（SOD)和过氧化氢酶。这两种酶能将过氧化物自由 基和过氧离子还原成没有毒性的水分子，所以它们不会被氧 气所杀死。耐氧菌虽没有过氧化氢酶，但有过氧化物酶，能 合成SOD，而不会被氧毒害。 厌氧菌体内都没有这些酶，所以不能忍受氧气。
将单位体积培养液中的菌体，用清水洗净， 然后放入干燥器内加热或减压干燥，最后测定其 干重。一般来说，干重约为湿重的10~20%，即 1mg干菌 = 5~10mg湿菌 = 4~5×109个菌体。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 6.氮量法(生理指标法)
微生物细胞的含氮量一般比较稳定，所以 常作为生长量的指标。如细菌含氮量约为菌体 干重的14%。含氮量乘以6.25即可粗测出其蛋白 质含量。
微生物学-第六章 微生物的生长及其控制
步骤：
菌悬液通过微孔滤膜，细胞吸附其上；反置滤膜，以新鲜 培养液通过滤膜，洗掉浮游细胞；除去起始 洗脱液 后就可 以得 到刚刚分裂下来 的新生细胞， 即为同步培养。
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二、单细胞微生物的典型生长曲线
1.平板菌落计数法
最常用的活菌计数法。将适当稀释的菌液倾注平板 或涂布在平板表面，经适当温度培养后，以平板上出 现的菌落数乘以稀释度就可计数出原菌液的含菌量。 直径9cm 的平板上出现菌落数一般以50～500个为 宜。按照国家标准规定的样品菌落数总数测定的计数 原则，以平板菌落数在30～300个之间为报告依据。 适用范围： 中温、好氧和兼性厌氧、能在营养琼脂上生长的微 生物。
生长曲线概念： 定量描述液体培养基中微生物群体生长规律的 实验曲线，称为生长曲线。 生长曲线的制作： 把少量纯种单细胞微生物接种到一定体积的培养液 中后，在适宜的条件下培养，如果以细胞数目的对数 值为纵坐标，以培养时间为横坐标，就可以绘制出分 批培养条件下微生物的生长曲线。
每种细菌都有各自的典型生长曲线，但它们的生长 过程却有着共同的规律性。一般可以将生长曲线划分为 四个时期，即迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期。
技术要求： 样品充分混匀，操作熟练快速（15~20min完成操 作），严格无菌操作； 注意事项： 每一支吸管只能用于一个稀释度，样品混匀处理， 倾注平板时的培养基温度； 误差： 多次稀释造成的误差是主要来源，其次还有由于样 品内菌体分布不均匀、以及不当操作。
2. 液体稀释法
对样品做10倍连续稀释，从适宜的3个连续稀 释度 中各取5ml 试 样，接 种 3组共9 支装有培养液 的试管中（每管接入1ml ）。经培养后，记录每个 稀 释 度 出 现 生 长 的 试 管 数 ， 然 后 查 M.P.N. 表 （most probable number，最大可能数），根据 样品稀释倍数就可计算出其中的活菌含量。
微生物第六章总结
实验室中常用的好氧菌培养法有以下几类：（1）试管液体培养（2）三角瓶浅层液体培养（3）摇甁培养：又称振荡培养（4）台式发酵罐
2.厌氧菌的液体培养：厌氧罐，厌氧手套箱。
二， 生产实践中培养微生物的装置
（一）固态培养法
1.好氧菌的曲法培养
通风曲：是一种机械化程度和生产效率都较高的现代大规模制曲技术，在我国酱油酿造业种广泛应用。
衰亡期的原因有：外界环境对继续生长越来越不利，从而引起细胞内的分解代谢明显超过合成代谢，继而导致大量菌体死亡。
三， 微生物的连续培养
连续培养：又称开放培养，是相对于上述绘制典型生长曲线时所采用的那种单批培养或密闭培养而言的。
1.连续培养的类型：（1）按控制方式分<1>恒浊器：是一种根据培养器内微生物的生长密度，并借光电控制系统来控制培养液流速，以取得菌体密度高，生长速度恒定的微生物细胞的连续培养。<2>恒化器：与恒浊器相反，是一种设法使培养液的流速保持不变，并使微生物始终在低于某最高生长速率的条件下进行生长繁殖的连续培养装置。
3.生长限制因子：凡处于较低浓度范围内可影响生长速率和菌体产量的某营养物。
（三）稳定期：又称恒定期或最高生长期。特点是：生长速率常数R等于零，处在新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等。
1. 生长产量常数Y（生长得率）可表示菌体产量与营养物的消耗关系：y=x-x0/c0-c=x-x0/c0（x为稳定期的细胞干重g/mL，x0为刚接种时的细胞干重，c0为限制性营养物的最初浓度g/mL，c为稳定期时限制性营养物的浓度）
（2）按培养器级数分：单级连续培养器和多级连续培养器两类。
2.连续培养用于生产实践称为连续发酵。连续发酵与单批发酵相比优点是：（1）高效（2）自控（3）产品质量较稳定（4）节约了大量动力。缺点是：（1）菌种易退化（2）易污染杂菌。
2.厌氧菌的液体培养：厌氧罐，厌氧手套箱。
二， 生产实践中培养微生物的装置
（一）固态培养法
1.好氧菌的曲法培养
通风曲：是一种机械化程度和生产效率都较高的现代大规模制曲技术，在我国酱油酿造业种广泛应用。
衰亡期的原因有：外界环境对继续生长越来越不利，从而引起细胞内的分解代谢明显超过合成代谢，继而导致大量菌体死亡。
三， 微生物的连续培养
连续培养：又称开放培养，是相对于上述绘制典型生长曲线时所采用的那种单批培养或密闭培养而言的。
1.连续培养的类型：（1）按控制方式分<1>恒浊器：是一种根据培养器内微生物的生长密度，并借光电控制系统来控制培养液流速，以取得菌体密度高，生长速度恒定的微生物细胞的连续培养。<2>恒化器：与恒浊器相反，是一种设法使培养液的流速保持不变，并使微生物始终在低于某最高生长速率的条件下进行生长繁殖的连续培养装置。
3.生长限制因子：凡处于较低浓度范围内可影响生长速率和菌体产量的某营养物。
（三）稳定期：又称恒定期或最高生长期。特点是：生长速率常数R等于零，处在新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等。
1. 生长产量常数Y（生长得率）可表示菌体产量与营养物的消耗关系：y=x-x0/c0-c=x-x0/c0（x为稳定期的细胞干重g/mL，x0为刚接种时的细胞干重，c0为限制性营养物的最初浓度g/mL，c为稳定期时限制性营养物的浓度）
（2）按培养器级数分：单级连续培养器和多级连续培养器两类。
2.连续培养用于生产实践称为连续发酵。连续发酵与单批发酵相比优点是：（1）高效（2）自控（3）产品质量较稳定（4）节约了大量动力。缺点是：（1）菌种易退化（2）易污染杂菌。
第六章微生物的生长及控制答案
第六章微生物的生长及控制一、填空1. 研究细菌遗传、代谢性常采用指数生长期时期的细胞。
2. 用物理或化学方法杀死物品上大部分微生物的过程称消毒3. 防丄是采用一定方法阻止或抑制微生物生长，防止物品腐坏。
4. 干热灭菌的温度160C ~170 C、时间2h。
5. 影响微生物代时的主要因素有菌种、营养成分、营养物浓度和培养温度。
6. 影响微生物生长的主要因素有温度、ph、营养、02和水活度等。
7. 实验室常见的干热灭菌手段有烘箱内热空气灭菌和火焰灼烧;而对牛奶其他液态食品一般采用巴氏灭菌，其温度为60~65 C,时间为30min。
8. 通常，放线菌最适ph范围为7.5~8.5，酵母菌的最适ph范围为3.8~6.0，霉菌的最适ph范围为4.0~5.8。
9. 一条典型的生长曲线至少可分为延滞期、对数生长期、稳定期和衰亡期四个生长时期。
10. 试列出几种常用的消毒剂如苯酚、新洁尔灭、次氯酸和福而马林等。
11. 抗生素的作用机理有抑制DNA 复制、抑制蛋白质合成、抑制RNA 转录和抑制细胞壁的合成。
12. 获得纯培养的方法有：划线分离、平板涂布、显微镜直接挑取和浇注平板法等方法。
13. 抗代谢药物中的磺胺类是由于与对氨基苯甲酸相似，从而竞争性与二氢叶酸合成酶结合，使不能合成二氢叶酸。
14. 常用5~30%的盐渍腌鱼、肉，可久贮不变质的原因是高渗使细胞失水死亡。
15. 厌氧菌因为缺乏S0D，故易被02毒害致死。
16. 实验室活菌记数常采用菌落法、特殊染色法，总菌数记数常采用显微镜________板法。
17. 干热灭菌时必须在160C下维持2h时间才能达到彻底灭菌，一般根据是否能杀死芽孢制定灭菌条件的。
18. —般可通过机械筛选和环境条件诱导两类方法获得微牛物的同步牛长。
19. A..FIeming等发现了一种广泛存在于卵清、人的泪液等的一种酶溶菌酶仝能在水解细菌的细胞壁，水解为点是$1.4糖苷键。
20. 根据微生物生长与氧的关系，可以分为好氧彳________物三大类型。
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产生原因：
营养物尤其是生长限制因子的耗尽 营养物的比例失调，如碳氮比不合适 有害代谢废物的积累（酸、醇、毒素等） 物化条件（pH、氧化还原势等）不合适
第六章微生物的生长及其控制
衰亡期特点
1 R为负值 2 细胞的形态发生变化，出现不规则的衰退形 3 释放次生代谢产物，芽孢等 4 菌体开始自溶
产生原因：
抗代谢药物：磺胺类等 化学治疗剂 抗生素
中草药有效成分
温度
不同的微生物生长的温度范围不同，根据生长与温度 的关系，微生物的生长有三个温度基点，即最适、最 高、最低生长温度，根据微生物的最适生长温度的不 同，可将微生物分为：低温微生物、中温微生物和高 温微生物，它们的生长温度如下表
最适生长温度 最低生长温度 最高生长温度
总生长量：通过培养获得的微生物总量与原来接种的微 生物量之差值。
产量常数：总生长量与消耗基质总量之比。
第三节 影响微生物生长的主要因素
物理因素
化学因素
染料
温度 氧气 辐射,干燥,渗透压,超声波与微波 酸、碱与pH 重金属及其化合物 表面消毒剂有机化合物（酚类、醇类、醛类）
卤族元素及其化合物 表面活性剂（新洁尔灭、杜灭芬）
生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大超 过合成代谢，继而导致菌体的死亡
主要的生长参数
迟缓时间：实际达到对数生长期所需时间与理想条件 下达到对数期所需时间之差。延缓生长量反映了迟缓 期给细胞物质的工业化生产造成的损失。
比生长率：表示生长速度与生长基质浓度之间的关系， 当营养物质浓度很低时，比生长率与营养物质浓度成 正比。
直接法 间接法
比例计数法 血球计数法 液体稀释法 平板菌落计数法
第六章微生物的生长及其控制
第二节 微生物的生长规律
㏒ 细 胞 数
延滞期 指数期 稳定期 衰亡期 单细胞微生物的典型生长曲线
第六章微生物的生长及其控制
延滞期的特点
生长速度为零 细胞体积急剧增大 细胞内的RNA尤其是rRNA含量增高，细胞呈嗜碱性 合成代谢活跃，易产生诱导酶 对外界不良环境条件敏感
第六章微生物的生长及其控制
影响微生物对热抵抗力的因素
菌种的遗传特性 菌龄 微生物的数量 基质的特性（组成、浓度、理化条件） 加热的时间与温度
第六章微生物的生长及其控制
灭菌与消毒的概念
灭菌是指采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一 切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施；消毒是一 种采用较温和的理化因素，仅杀死物体中病原微生物 的措施 加热灭菌和加热消毒的方法
高温菌在高温下生长的原因
抗热的酶，膜中的高饱和脂肪酸
第六章微生物的生长及其控制
微生物耐热性大小的几种表示方法
热力致死时间：在特定的温度及其它条件下，杀死一定 数量的微生物所需要的时间 F值：在一定的基质中，温度为121.1℃，加热杀死一 定数量微生物所需的时间 D 值：利用一定温度进行加热，活菌数减少一个对数 周期（即90%活菌被杀死）所需的时间 Z值：在加热致死曲线中，时间降低一个对数周期（即 缩短90%的加热时间）所需要升高的温度
3.322(㏒ x2 - ㏒ x1 )
第六章微生物的生长及其控制
生长速度常数（R）
n R = t2 – t1
=
㏒ x2 - ㏒ x1 t2 – t1
代时(G) 1
G= R =
t2 – t1 3.322(㏒ x2 - ㏒ x1)
稳定期特点
1 生长速率常数R等于0 2 菌体产量达到了最高值 3 合成次生代谢产物 4 细胞内出现储藏物质，芽孢菌内开始 产生芽孢
干热灭菌法:火焰灭菌法,干燥加热空气灭菌法
高温灭菌
巴氏消毒法，煮沸消毒法，间歇灭菌法
湿热灭菌法
（常压）
高压蒸汽灭菌法，连续加压灭菌法 （加压）
影响加压蒸汽灭菌效果的因素
灭菌物体的含菌量 灭菌锅内空气的排除程度 灭菌物体的pH值 灭菌对象的体积 加热与散热的速度
第一节 微生物纯培养的生长
一、获得微生物纯培养的方法 纯培养的概念：微生物学中将从一个细胞得到的后
代称为纯培养
获得微生物纯培养的方法： 稀释倒平板法 划线法 单细胞挑取法 利用选择培养基培养法
第六章微生物的生长及其控制
二、微生物的同步生长
同步生长的概念：采用一定的方法使细胞群体处于分裂步调一 致的状态，称为同步生长
低温菌 10-20 ℃ -10-5 ℃ 25-30 ℃
中温菌 25-30 ℃ ，37-40 ℃ 10-20 ℃ ，10-20 ℃
40-45 ℃
高温菌 50-55 ℃ 25-45 ℃ 70-80 ℃
高温对微生物生长的影响
嗜热微生物的生长特性
生长曲线的各个时期均短暂，因此常会在腐败食品中检 测不到，这在食品检验中要特别注意
第六章 微生物的生长及其控制
个体生长 群体生长
个体繁殖 群体生长 个体生长+个体繁殖
由于微生物的个体极小，所以常用群体生长来反映个体 生长的状况
第六章微生物的生长及其控制
重点
微生物生长量和繁殖数量的测定方法（常用） 单细胞微生物的生长曲线及相关应用 常见理化因素对微生物生长的影响
第六章微生物的生长及其控制
通过环境条件诱导同步生长群体 获得同步生长的方法 （温度、培养基成分等）
通过物理方法选择同步生长群体 (离心、硝酸纤维素滤膜过滤)
第六章微生物的生长及其控制
三、测定生长繁殖的方法
测体积
直接法
称干重
测生长量
比浊法
间接法
测含碳量
生理指标法 测含氮量
DNA）
其它（P 、
第六章微生物的生长及其控制
计繁殖数
第六章微生物的生长及其控制
细菌研究中常用的三个参数
繁殖代数（n）
指数生长方式： 1 2 4 8… …2n
设接种时细胞数为x1, 时间为t1, 到时间t2后，繁殖n代， 细胞数为x2，它们之间的相互关系为：
x2 = x1*2n 以对数表示： ㏒ x2 = ㏒ x1 + n㏒2
∴n=
㏒
x2 ㏒2
㏒
x1 =
第六章微生物的生长及其控制
影响延滞期长短的因素
接种龄 接种量 培养基成分
发酵工业上需尽量缩短该期，以降低生产成本 在食品工业上，尽量在此期进行消毒或灭菌
第六章微生物的生长及其控制
指数期的特点
生长速度常数R最大;细胞进行平衡生长; 酶系活跃，代谢旺盛
影响指数期微生物增代时间的因素
菌种;营养成分;营养物的浓度 发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度 食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期
营养物尤其是生长限制因子的耗尽 营养物的比例失调，如碳氮比不合适 有害代谢废物的积累（酸、醇、毒素等） 物化条件（pH、氧化还原势等）不合适
第六章微生物的生长及其控制
衰亡期特点
1 R为负值 2 细胞的形态发生变化，出现不规则的衰退形 3 释放次生代谢产物，芽孢等 4 菌体开始自溶
产生原因：
抗代谢药物：磺胺类等 化学治疗剂 抗生素
中草药有效成分
温度
不同的微生物生长的温度范围不同，根据生长与温度 的关系，微生物的生长有三个温度基点，即最适、最 高、最低生长温度，根据微生物的最适生长温度的不 同，可将微生物分为：低温微生物、中温微生物和高 温微生物，它们的生长温度如下表
最适生长温度 最低生长温度 最高生长温度
总生长量：通过培养获得的微生物总量与原来接种的微 生物量之差值。
产量常数：总生长量与消耗基质总量之比。
第三节 影响微生物生长的主要因素
物理因素
化学因素
染料
温度 氧气 辐射,干燥,渗透压,超声波与微波 酸、碱与pH 重金属及其化合物 表面消毒剂有机化合物（酚类、醇类、醛类）
卤族元素及其化合物 表面活性剂（新洁尔灭、杜灭芬）
生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大超 过合成代谢，继而导致菌体的死亡
主要的生长参数
迟缓时间：实际达到对数生长期所需时间与理想条件 下达到对数期所需时间之差。延缓生长量反映了迟缓 期给细胞物质的工业化生产造成的损失。
比生长率：表示生长速度与生长基质浓度之间的关系， 当营养物质浓度很低时，比生长率与营养物质浓度成 正比。
直接法 间接法
比例计数法 血球计数法 液体稀释法 平板菌落计数法
第六章微生物的生长及其控制
第二节 微生物的生长规律
㏒ 细 胞 数
延滞期 指数期 稳定期 衰亡期 单细胞微生物的典型生长曲线
第六章微生物的生长及其控制
延滞期的特点
生长速度为零 细胞体积急剧增大 细胞内的RNA尤其是rRNA含量增高，细胞呈嗜碱性 合成代谢活跃，易产生诱导酶 对外界不良环境条件敏感
第六章微生物的生长及其控制
影响微生物对热抵抗力的因素
菌种的遗传特性 菌龄 微生物的数量 基质的特性（组成、浓度、理化条件） 加热的时间与温度
第六章微生物的生长及其控制
灭菌与消毒的概念
灭菌是指采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一 切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施；消毒是一 种采用较温和的理化因素，仅杀死物体中病原微生物 的措施 加热灭菌和加热消毒的方法
高温菌在高温下生长的原因
抗热的酶，膜中的高饱和脂肪酸
第六章微生物的生长及其控制
微生物耐热性大小的几种表示方法
热力致死时间：在特定的温度及其它条件下，杀死一定 数量的微生物所需要的时间 F值：在一定的基质中，温度为121.1℃，加热杀死一 定数量微生物所需的时间 D 值：利用一定温度进行加热，活菌数减少一个对数 周期（即90%活菌被杀死）所需的时间 Z值：在加热致死曲线中，时间降低一个对数周期（即 缩短90%的加热时间）所需要升高的温度
3.322(㏒ x2 - ㏒ x1 )
第六章微生物的生长及其控制
生长速度常数（R）
n R = t2 – t1
=
㏒ x2 - ㏒ x1 t2 – t1
代时(G) 1
G= R =
t2 – t1 3.322(㏒ x2 - ㏒ x1)
稳定期特点
1 生长速率常数R等于0 2 菌体产量达到了最高值 3 合成次生代谢产物 4 细胞内出现储藏物质，芽孢菌内开始 产生芽孢
干热灭菌法:火焰灭菌法,干燥加热空气灭菌法
高温灭菌
巴氏消毒法，煮沸消毒法，间歇灭菌法
湿热灭菌法
（常压）
高压蒸汽灭菌法，连续加压灭菌法 （加压）
影响加压蒸汽灭菌效果的因素
灭菌物体的含菌量 灭菌锅内空气的排除程度 灭菌物体的pH值 灭菌对象的体积 加热与散热的速度
第一节 微生物纯培养的生长
一、获得微生物纯培养的方法 纯培养的概念：微生物学中将从一个细胞得到的后
代称为纯培养
获得微生物纯培养的方法： 稀释倒平板法 划线法 单细胞挑取法 利用选择培养基培养法
第六章微生物的生长及其控制
二、微生物的同步生长
同步生长的概念：采用一定的方法使细胞群体处于分裂步调一 致的状态，称为同步生长
低温菌 10-20 ℃ -10-5 ℃ 25-30 ℃
中温菌 25-30 ℃ ，37-40 ℃ 10-20 ℃ ，10-20 ℃
40-45 ℃
高温菌 50-55 ℃ 25-45 ℃ 70-80 ℃
高温对微生物生长的影响
嗜热微生物的生长特性
生长曲线的各个时期均短暂，因此常会在腐败食品中检 测不到，这在食品检验中要特别注意
第六章 微生物的生长及其控制
个体生长 群体生长
个体繁殖 群体生长 个体生长+个体繁殖
由于微生物的个体极小，所以常用群体生长来反映个体 生长的状况
第六章微生物的生长及其控制
重点
微生物生长量和繁殖数量的测定方法（常用） 单细胞微生物的生长曲线及相关应用 常见理化因素对微生物生长的影响
第六章微生物的生长及其控制
通过环境条件诱导同步生长群体 获得同步生长的方法 （温度、培养基成分等）
通过物理方法选择同步生长群体 (离心、硝酸纤维素滤膜过滤)
第六章微生物的生长及其控制
三、测定生长繁殖的方法
测体积
直接法
称干重
测生长量
比浊法
间接法
测含碳量
生理指标法 测含氮量
DNA）
其它（P 、
第六章微生物的生长及其控制
计繁殖数
第六章微生物的生长及其控制
细菌研究中常用的三个参数
繁殖代数（n）
指数生长方式： 1 2 4 8… …2n
设接种时细胞数为x1, 时间为t1, 到时间t2后，繁殖n代， 细胞数为x2，它们之间的相互关系为：
x2 = x1*2n 以对数表示： ㏒ x2 = ㏒ x1 + n㏒2
∴n=
㏒
x2 ㏒2
㏒
x1 =
第六章微生物的生长及其控制
影响延滞期长短的因素
接种龄 接种量 培养基成分
发酵工业上需尽量缩短该期，以降低生产成本 在食品工业上，尽量在此期进行消毒或灭菌
第六章微生物的生长及其控制
指数期的特点
生长速度常数R最大;细胞进行平衡生长; 酶系活跃，代谢旺盛
影响指数期微生物增代时间的因素
菌种;营养成分;营养物的浓度 发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度 食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期