环境因素对微生物生长的影响
微生物生长与环境因素的关系
微生物生长与环境因素的关系微生物是一种非常重要的生物，它们在地球上的生态系统中占有重要且广泛的地位。
微生物的生长和生存是受到环境因素的影响的，不同的环境因素会对微生物的生长速度、数量和代谢活动产生不同的影响。
在本文中，我们将讨论微生物生长与环境因素之间的关系，探讨环境因素对微生物的生长和生存的影响。
1. 温度对微生物生长的影响微生物的生长速度和数量都是与温度密切相关的。
微生物可以在不同的温度下生长，但是不同的微生物对温度的适应范围是不同的。
一般来说，微生物的生长速度在其最适生长温度范围内最快，超出该范围则生长速度减缓或停止。
温度对微生物的生长速度和数量的影响与微生物的生态类型有关。
温度是一个非常重要的因素，它控制微生物的生长，代谢和繁殖。
在环境中，微生物通常处于最适温度范围内，因为这是它们生长最快和最有效的温度。
此外，在较高温度下，微生物会受到热释放的压力，这会导致代谢产物的累积，从而使细胞停止生长。
2. pH对微生物生长的影响微生物生长所需的pH值与微生物种类相关，不同的微生物对pH的适应范围不同。
通常，微生物生长的最适pH值在7.0左右，当pH值增高或降低时，微生物的生长速度会减缓或停止。
pH值对微生物的生长有两个方面的影响。
一方面，pH值可以影响微生物细胞的代谢和营养的吸收。
在pH值偏离最适值时，会影响到细胞结构，从而影响代谢和吸收。
另一方面，pH值可以影响微生物的酶的活性，从而影响微生物细胞内反应的速率和数量。
3. 湿度对微生物生长的影响微生物的生长速度和数量受到络湿度的影响。
根据菌种的适应性不同，不同的菌种可以在不同的液态或固态环境中生长繁殖。
在过高或过低的络湿度下，微生物的生长速度会减缓或停止。
湿度的影响与环境中的氧气含量有关。
在一些微生物环境中，氧气可以通过大气层直接进入微生物菌液中。
这成为生物反应器的工作原理之一。
但是，在高湿度的环境中，氧气会被阻隔，使微生物无法进行代谢活动，从而导致停滞或死亡。
8 第五章 第3节 环境因素对微生物生长的影响
环境因素 对微生物生长的影响
1
外界环境对微生物作用的三种情况
外界环境条件适宜时，微生物生长旺盛，代谢 作用加速 外界环境条件不太适宜，微生物生长缓慢，代 谢作用受到一定程度的抑制 外界环境不适宜的情况达到微生物难以忍受的 程度，微生物生命活动受到严重影响，可能发 生变异或死亡
2
灭菌、消毒、防腐与无菌
35
X射线 αβγ射线 宇宙射线
100~150 低于100 很短
辐射单位
拉德（rad）吸收电离能量的量度，1rad相当于 每克物料吸收1×10-5J的能量
格雷（戈，Gy）相当于102rad D值：活菌数减少一个对数周期所需的射线剂 量（×104Gy）
36
（一）紫外线
太阳光的杀菌作用 原理：核酸吸收紫外线变性 200~280nm 穿透力弱，用途：空气消毒 器材物体表面消毒 富含脂肪和蛋白质食品 注意防护
最低pH，最高pH 最适pH：微生物最适宜生长繁殖的pH值
菌类 最适pH值范围
细菌 放线菌
酵母 霉菌
7.0~7.6 7.5~8.5
3.8~6.0 4.0~5.8
一般细菌和病毒对氢离子比霉菌和酵母对氢 离子敏感
48
酸性食品与非酸性食品
分类 酸性食品 pH ＜4.5 易滋长微生物 酵母、霉菌
非酸性食品
21
巴氏消毒法：＜100 ℃ 61~65 ℃、30min，72~75 ℃、10~15min 71~75 ℃，15~16s 80~95 ℃，瞬时 适用对象：高温会导致品质下降的食品 牛奶、啤酒、果汁、蜂蜜等
22
高压蒸汽灭菌法 原理：密闭容器中使水受热产生蒸汽，蒸汽压 力越大，蒸汽的温度越高。 121℃， 15~20min，可杀灭绝大多数微生物， 包括有芽孢的细菌。 适用对象：无菌水及耐高热的食品和物品
环境因素对微生物生长的影响
温度对微生物生长的影响
温度是影响微生物生长的重要 因素之一
微生物的生长温度范围通常在 0℃到40℃之间
温度过高或过低都会影响微生 物的生长和繁殖
温度对微生物的生长速率、代 谢产物和生物活性都有影响
湿度对微生物生长的影响
湿度过高：可能导 致微生物生长过快 影响产品质量
湿度过低：可能导 致微生物生长缓慢 影响生产效率
营养物质：影响微生物的生长和繁殖
湿度：影响微生物的生存和繁殖
氧气：影响微生物的呼吸作用和代谢活动
光照：影响微生物的光合作用和呼吸作用
酸碱度：影响微生物的生存和繁殖
微生物生态系统稳定性与人类健康的关系
微生物生态系统的稳定性对人类健康至关重要 微生物生态系统的破坏可能导致疾病的传播 微生物生态系统的稳定性有助于维持人体免疫系统的平衡
环境对微生物的影响： 温度、湿度、光照、 氧气等环境因素影响 微生物的生长和繁殖
微生物之间的相互作 用：竞争、共生、寄 生等关系影响微生物 群落的结构和功能
微生物与宿主的相互 作用：微生物与宿主 之间的共生、寄生、 致病等关系影响宿主 的健康和疾病发生
微生物与人类之间的相互作用
微生物在人体中 的作用：参与消 化、免疫、代谢 等生理过程
控制微生 物种类： 保持适宜 的微生物 种类和数 量避免微 生物种类 单一或过 多
控制环境 污染：避 免环境污 染保持适 宜的环境 质量
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微生物之间的相互作用
共生关系：微生物之间相互依存共 同生存
捕食关系：微生物之间存在捕食关 系如细菌捕食病毒
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竞争关系：微生物之间争夺资源相 互竞争
微生物的生长与控制--环境因素对微生物生长的影响
一、环境因环素境对微因生素物对生长微的生影物响生长的影响概述－pH
３
值
➢ 环境pH值对微生物生长的影响：
➢影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影响对物质的吸收能力；
➢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，
pH6.5以上产甘油、酸；
➢影响培养基中营养物质离子化程度，从而影响营养物质吸收，或有毒物质毒性；
微生物学基础
单元七 微生物的生长与控制
项目二 微生物生长的控制
一、环境因素对微生物生长的影响
１ 环境因素对微生物生长的影响概述 ➢ 微生物与环境之间相互影响和相互作用： ✔各种各样的环境因素对微生物的生长和繁殖有影响； ✔微生物生长繁殖也会影响和改变环境； ➢ 可以通过控制环境条件来利用微生物有益的一面，同时防止它有害的一面； ➢ 影响微生物生长的外界因素：
一、环境因素对微生物生长的影响
２ 环境因素对微生物生长的影响概述－温度 ➢ 中温型微生物（嗜温微生物）：最适生长温度为20℃~40 ℃，大多数微生物属于此类；
➢ 室温型主要为腐生或植物寄生，在植物或土壤中；
➢ 体温型主要为寄生，在人和动物体内。
一、环境因素对微生物生长的影响
２ 环境因素对微生物生长的影响概述－温度 ➢ 高温型微生物（嗜热微生物）：最适生长温度为50℃~60℃,主要分布在温泉、堆肥和 土壤中； ➢ 在高温下能生长的原因： ➢ 酶蛋白以及核糖体有较强的抗热性； ➢ 核酸具有较高的热稳定性（核酸中G+C含量高（tRNA），可提供形成 氢键， 增加热稳定性 ）； ➢ 细胞膜中饱和脂肪酸含量高，较高温度下能维持正常的液晶状态；
脂斜面菌种通常可以长时间地保藏在4℃的冰箱中；
✔当温度过低，造成微生物细胞冻结时，有的微生物会死亡，有些
8第五章第3节环境因素对微生物生长的影响
8第五章第3节环境因素对微生物生长的影响在微生物生长的过程中，环境因素起着至关重要的作用。
这些环境因素包括温度、湿度、pH值、氧气浓度等等。
下面将对这些环境因素对微生物生长的影响进行论述。
一、温度对微生物生长的影响温度是微生物生长的重要环境因素之一。
不同微生物对温度的适应范围有所不同。
一般来说，微生物的生长速率随温度的升高而加快，直至达到其最适生长温度。
超过最适生长温度后，微生物的生长速率会迅速下降，甚至停止生长。
因此，合适的温度可以促进微生物的生长，而过高或过低的温度则会抑制微生物的生长。
二、湿度对微生物生长的影响湿度也是微生物生长的重要环境因素之一。
微生物需要一定的湿度水平才能正常生长繁殖。
一般来说，湿度过高会导致微生物生长过快，容易滋生细菌和霉菌等有害物质；而湿度过低则会抑制微生物的生长，使其处于休眠状态。
因此，合适的湿度水平对于微生物的生长至关重要。
三、pH值对微生物生长的影响pH值是指溶液中氢离子（H+）的浓度。
微生物对于pH值的适应范围有所不同。
一般来说，细菌对pH值的适应范围较广，可以在酸性和碱性环境中生长；而真菌和酵母菌对pH值的适应范围相对较窄，多数喜欢中性或微酸性环境。
当pH值偏离微生物的适应范围时，会抑制微生物的生长。
四、氧气浓度对微生物生长的影响氧气是微生物生长必需的物质，但不同微生物对氧气浓度的需求有所差异。
氧气浓度高的环境适合厌氧菌的生长，而氧气浓度低的环境适合嗜氧菌的生长。
此外，还存在一些微生物可以适应氧气浓度变化的环境，这些微生物被称为耐氧菌。
因此，不同氧气浓度对微生物的生长有着不同的影响。
综上所述，环境因素对微生物生长具有重要影响，其中温度、湿度、pH值和氧气浓度是最为关键的因素之一。
在微生物研究和应用中，考虑到这些环境因素的影响，合理调控和掌握这些因素对微生物的生长具有重要意义。
只有在适宜的环境条件下，微生物才能良好生长、代谢和发挥其应用价值。
08-环境因素对微生物生长的影响
微生物类型
低温型 中温型
专性嗜冷 兼性嗜冷
室温 体温 高温型
不同温型微生物的生长温度范围
生长温度范围（℃） 最低 最适
最高
-12 5－15
15－20
-5－0 10－20
25－30
10－20 25－45
20－ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5
35－40 50－60
70－95
40－45
分布的主要处所
两极地区 海水及冷藏食品上 腐生菌 寄生菌 温泉、堆肥、土壤表层等
（2）氧化还原电位
（3）pH值
各种微生物的最适pH和pH范围
微生物 细菌 放线菌 霉菌 酵母菌
最适pH值 6.5-7.5 7.5-8.0 4.0-5.8 3.8-6.0
pH范围 3.8-12 5.0-10 1.5-8.5 2.5-8.0
（4）水分
水分活度：
aw
P P0
P —— 一定温度下基质环境的水蒸汽压 P0 —— 相同温度下纯水的蒸汽压
适合在不同水分活度下生长的微生物
知识点：环境因素对微生物生长的影响
情境：灭菌技术 任务：微生物生长曲线
课程：食品微生物技术
环境因素对微生物生长的影响
一、环境因素对微生物生长的影响
1.概述
微生物生长的影响因素主要有：
一、环境因素对微生物生长的影响
2.物理因素
（1）温度
Ø最低温度：微生物能生长的温度下限 Ø最适温度：微生物生长繁殖速度最快的温度 Ø最高温度：微生物能生长的温度上限 低温对微生物的影响： 代谢降低，生长繁殖停滞，仍然存活 。常在低温下对菌种和食品进行保藏。
实验三环境因素对微生物的影响
四、实验步骤
2.抗生素对微生物生长的影响 （1）菌种：大肠杆菌（G－）、白色葡萄球菌或 金黄色葡萄球菌（G＋）。 （2）接菌
用接种环刮取一环菌体，轻放在平板上；将无 菌的棉签在无菌水(液体培养基)中润湿；用湿润 的无菌棉签将平板上的菌体均匀涂布。
（2种不同的菌各做1个平板。）
四、实验步骤
（3）放置药敏片：用无菌镊子取4种 不同的抗生素药敏片各1个，贴在平 板上（每个平板放4个），轻轻压一 下，倒置。
注意：在贴滤纸条时不要在培养基 上拖动滤纸片，避免抗生素溶液在培 养基中扩散时分布不均匀。
（4）培养：平板于37℃培养24h后 观察、记录实验现象。
四、实验步骤
3.化学消毒剂对微生物分布的影响
（1）分区:将1个营养琼脂平板分为4 个区域；
（2人1个平板，每人2个区）
（2）接种：2名同学直接用手指在平 板的2个区域划之字形，待用碘酒/酒 精棉球消毒后，稍候片刻，再在另外 2个区域划之字形；
实验三、环境因素对微生物的影响
一、实验目的
1.了解温度对微生物生长的影响； 2.了解抗生素（青霉素、氨苄青霉素等） 的抗菌范围，学习抗菌谱试验的基本方 法。 3.了解消毒剂（碘酒或酒精）对微生物 分布的影响。 4.了解紫外线杀菌对微生物的作用特点
二、实验原理
1. 温度:影响微生物生长与存活的最重要因素。 自然界的微生物可根据对温度的适应性分为低
温型、中温型和高温型。 但不管哪一种温度型的微生物，都有生长温度
范围。分为最高、最适和最低生长温度。在最 适宜温度里生长良好：超过最高温度细胞死亡； 低于最低温度细胞被抑制或死亡。
二、实验原理
2. 抗生素对微生物生长的影响：抗生素是某些微 生物在生长代谢过程中产生的能抑制或杀死其它 微生物的次生代谢产物。每种抗生素都有它固定 的抗菌范围和抗菌谱。
环境因素对微生物生长的影响
平板：2个*10=20
涂布器：1个*10=10
滤纸：2—3张
固体培养基：15mL*2*10=300mL
不用药物:固体平板
平板：3个*10=30
5mL移液管：1支*10=10
1mL移液管：2支*10=20
固体培养基：15mL/*3个*10=450mL
镊子：1支*10=10
二、基本原理
环境因素（包括物理因素、化学因素和生物因素）。如温度、渗透压、紫外线、pH值氧气、某些化学药品及拮抗菌对微生物的生长繁殖、生理生化过程产生影响。不良的环境条件使微生物的生长受到抑制，甚至导致菌体的死亡。但是某些微生物产生的芽孢，对恶劣的环境条件有较强的抵抗能力，我们可以通过控制环境条件，使有害微生物的生长繁殖受到抑制，甚至被杀死：而使有益微生物得到发展。
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商检（二）班 第二组
食品微生物检验技术
环境因素对微生物生长的影响
项目二
01
目的
05
注意事项
04
实训内容和步骤
02
基本原理
03
实训材料
06
结果与分析
07
思考题
环境因素对微生物生长的影响
一、目的
了解温度。紫外线、pH值、盐、氧气、药敏试纸等物理因素。化学因素和生物因素对微生物生长的影响，确定微生物的最佳生长条件。
菌种
大肠杆菌、金黄色葡萄球菌；
培养基
牛肉膏蛋白胨培养基；
其他物品
培养皿、无菌生理盐水、镊子、无菌滤纸片、无菌滴管、接种环、水浴锅、紫外线灯、消毒水等；
药敏试纸
土霉素、氯霉素、庆大霉素等；
三、实训材料
实 训 内 容
氧气对微生物生长的影响 温度对微生物生长的影响 pH对微生物生长的影响 紫外线对微生物生长的影响 不同药物是杀菌试验
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实验六环境因素对微生物生长的影响
一、实验目的：
（1）掌握物理因素、化学因素、生物因素对微生物生长的影响的原理。
（2）掌握微生物的接种方法。
二、实验原理：
微生物的生命活动是由其细胞内外一系列物化环境系统统一体所构成的，除营养条件外，影响微生物生长的环境因素，包括物理因素、化学因素和生物因素对微生物的生长繁殖、生理生化过程均能产生很大影响，总之一切不良的环境条件均能使微生物的生长受抑制，甚至导致菌体死亡。
物理因素如温度，渗透压，紫外线等，对微生物的生长繁殖新陈代谢过程产生重大影响，甚至导致菌体的死亡。
不同的微生物生长繁殖所需要的最适温度不同，根据微生物生长的最适温度的范围，分为高温菌，中温菌和低温菌。
自然界中绝大多数微生物中属于中温菌。
不同的微生物对高温的抵抗力不同，芽孢杆菌的芽孢对高温有较强的抵抗能力。
渗透压对微生物的生长有重大的影响。
等渗溶液适合微生物的生长，高渗溶液可使微生物细胞脱水发生质壁分离，而低渗溶液则会使细胞吸水膨胀，甚至可能使细胞破裂。
紫外线主要作用于细胞内的DNA，使同一条链的DNA 相邻嘧啶间形成的腺嘧啶二聚体。
引起双链结构的扭曲变形，阻碍剪辑的正常配对，从而抑制DNA的复制，轻则使微生物发生突变，重则造成微生物的死亡。
紫外线照射的量与所用紫外灯光的功率、照射距离和照射时间有关。
紫外线光灯照射距离固定、照射的时间越长，则照射剂量越高。
紫外线透过物质的能力弱，一层纸足以挡住紫外线的透过。
环境因素中的化学因素和生物因素，如化学药品、PH、氧、微生物间的拮抗作用和噬菌体，对微生物的生长有不同的影响化学药品中的抑菌剂或杀菌剂，有抑菌作用或杀菌作用。
本实验选数种常用的药物，以实验其抑菌效能和同一药物对不同的抑制效力。
微生物作为一个群体，其生长的PH范围很广，但绝大多数种类都在PH5~9之间，而每种微生物都有生长的最高、最低和最适PH。
根据微生物对氧的需求，可把微生物分为需氧微生物和厌氧微生物量大类。
在半固体深层培养基管中，穿刺接种上述对氧需求不同的细菌，适温培养后，各类细菌在半固体深层培养基中的生长情况各有不同。
需氧微生物生长在表面厌氧微生物生长在培养基广的底部，兼性微生物按照其好氧的程度生长在培养基的不同深度。
物理因素——PH通过影响细胞质膜的通透性，膜结构的稳定性和物质的溶解性或电离性来影响营养物质的吸收，从而影响微生物的生长速率。
化学因素——结晶紫（染料）
通过诱导细胞裂解的方式杀死细胞。
生物因素——土霉素（抗生素）能抑制微生物生长或杀死微生物的化合物，它们主要通过抑制细菌细胞壁合成，破坏细胞质膜，作用于呼吸链以干扰氧化磷酸化，抑制蛋白质和核酸合成等方式来抑制微生物的生长或杀死微生物。
三、实验材料：
（1）菌种：大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌
（2）培养基：肉高蛋白胨东培养基
（3）仪器和其他物品：培养皿、移液管、紫外线灯、水浴恒温培养箱、试管、接种环、无菌水、无菌滤纸、无菌滴管。
土霉素、新洁尔灭、复方新诺明、汞溴红
红药水、碘酒、结晶紫。
四、实验内容
1紫外线对微生物的影响
（1）取无菌肉高蛋白胨培养基平板3个、分别在培养皿底部表明
（2）分别取培养24小时的大肠杆菌，枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌菌液01.ml，加在相应的平板上，再用无菌涂棒涂布均匀，然后用无菌黑纸遮盖部分平板。
（3）紫外线灯预热15min后关灯，把盖有黑纸的平板置于紫外线灯光下，平板与紫外线灯距离30cm。
打开培养皿盖，紫外线照射20min关灯，移开黑纸，盖上皿盖。
（4）37摄氏度培养24小时后观察结果，比较并记录平板没被黑纸这个部分的菌落数量，判断大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌对紫外线的抵抗能力。
2药物的抑菌作用实验
（1）取培养18～24小时的大肠杆菌，枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌菌斜面各一支，分别加入4.5ml的无菌水，用接种环将菌苔轻轻刮下，震荡，制成均匀的
菌悬液。
（2）取3个无菌培养皿，每实验菌一个培养皿，并注明菌种和试剂药品名称。
（3）分别用无菌滴管加菌液0.2ml于相应的无菌培养皿中。
（4）将融化并冷却至45～50摄氏度的肉高蛋白东培养基倾入培养皿中15ml，迅速与无菌液混匀，冷却。
制成含菌平板。
（5）用镊子取分别浸泡在土霉素，复方新诺明，新洁尔灭，红汞和结晶紫溶液中的圆形滤纸各一片，置于同一含菌平板上。
（6）将平板倒置于37摄氏度的温箱中，培养24小时后观察结果用卡尺或尺子测量并记录抑菌的直径。
根据其直径的大小，可初步确定测试药品的抑菌效能。
六、实验讨论
（1）通过实验说明芽孢的存在对灭菌消毒有什么影响？
不同的微生物生长繁殖所需要求的最适温度不同，对高温的抵抗力不同。
芽孢杆菌
的芽孢对高温、紫外线有较强的能力，不易被杀死，灭菌相对困难。
（2）为什么选用大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌作为实验菌？
因为这种菌生命力强，容易培养，对环境因素的影响的表现差别大，容易分辨。