微生物的生长及其控制
微生物的生长及其控制
☆每种单细胞微生物都有各自经典生长曲线, 但它们 生长过程却有着共同规律性。普通能够将生长曲线划 分为四个时期。
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延对 滞数 期期
稳定时
衰亡期
经典生长曲线 （Growth curve）
时期划分: 按照生长速率常数R（growth race constant）不一样
E.aerogenes
组合
37 29~44
B. Cereus（蜡状芽孢杆菌）
肉汤
30 18
B.thermophilus（嗜热芽孢杆菌）
肉汤
55 18.3
Lactobacillus acidophilus（嗜酸乳杆菌） 牛奶
37 66~87
Streptococcus lactis（乳酸链球菌）
牛奶
37 26
微生物的生长及其控制
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2.指数期中三个主要参数
❖ 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，它们之间相互关系为：
❖
x2 = x1·2n
❖ 以对数表示：㏒ x2 = ㏒ x1 + n㏒2
❖ ∴ n =㏒ x2 - ㏒ x1 = 3.322(㏒ x2 - ㏒ x1 )
群体生长——群体中个体数目标增加。能够用重量、 体积、密度或浓度来衡量。（因为微生物个体极 小, 所以惯用群体生长来反应个体生长情况）
个体生长 个体繁殖 群体生长
群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖
微生物的生长及其控制
微生物的生长及其控制
微⽣物的⽣长及其控制第六章微⽣物的⽣长及其控制本章重点:微⽣物⽣长、繁殖的基本概念、特点与规律；测定微⽣物⽣长、繁殖⽅法。
本章难点：影响微⽣物⽣长、繁殖的主要因素；有害微⽣物的控制。
建议学时：10学时⽣长：指细胞物质有规律、不可逆增加的过程。
有机体的细胞组分与结构在量⽅⾯的增加。
繁殖：是微⽣物⽣长到⼀定阶段，由于细胞内各种细胞结构的复制和重建，导致产⽣⼀个新的细胞个体，即引起细胞个体数量增加的整个⽣物学过程。
⽣长是⼀个逐渐发⽣的量变的过程，是繁殖的基础；繁殖是⼀个质变的过程，是⽣长的结果。
第⼀节测定⽣长繁殖的⽅法⼀、测⽣长量（⼀）直接法1、测体积：2、测⼲重：可⽤离⼼法或过滤法测定，⼀般⼲重为湿重的10%～20%。
（⼆）间接法1、⽐浊法：2、⽣理指标法1)测含氮量；2)测含碳量；3)其他。
⼆、计繁殖数1、直接计数法（全数）——⾎球计数板法2、间接计数法（活菌数）——稀释平板菌落计数法第⼆节微⽣物的⽣长规律⼀、微⽣物的个体⽣长与同步⽣长（⼀）细胞周期：指从⼀个新细胞的产⽣到分裂出两个⼦细胞的全过程。
它可简单地分为两个相互延续的时期，即细胞分裂期和分裂间期。
分裂间期是细胞增殖的物质准备和积累阶段，分裂期则是细胞增殖的实施过程。
（⼆）观察微⽣物个体⽣长的⽅法：1、通过电⼦显微镜观察细胞的超薄切⽚：2、同步培养法技术：同步⽣长synchronous growth：使所有的细胞都能处于同⼀⽣长阶段，同时分裂的⽣长⽅式。
获得细菌同步培养的⽅法主要有两类，其⼀是调整⽣理条件诱导同步性，其⼆是机械法（⼜称选择法）。
(1)环境条件诱导法：1）温度调整法：亚适⽣长温度-->最适⽣长温度培养。
2）营养条件调整法：控制浓度或组成，使细胞只能进⾏⼀次分裂。
3）⽤稳定期的培养物接种：稳定期细胞处于衰⽼状态，移⼊新鲜培养基，可得同步⽣长。
4）抑制DNA合成法：DNA合成是细胞分裂前提。
抑制⼀段时间再解除抑制。
(2)机械筛选法：它是利⽤物理⽅法从不同步的细菌群体中选择出同步的群体，⼀般可⽤过滤分离法或梯度离⼼法来达到1)选择性过滤法：将不同步的细胞培养物通过孔径⼤⼩不同微孔滤器，从⽽将⼤⼩不同的细胞分开，分别将滤液中的细胞取出进⾏培养，获得同步细胞。
控制微生物生长繁殖的主要方法及原理
控制微生物生长繁殖的主要方法及原理微生物是一类生物体，它们常见于自然界中，包括土壤、水、空气等各种介质中。
微生物广泛参与着自然界的生态过程，但在人类的生产和生活中，微生物会给我们带来很大的危害，如食品腐坏、传染病等。
控制微生物的生长繁殖非常重要，是确保生产生活安全和卫生的关键之一。
1. 物理方法物理方法是通过物理手段来控制微生物的生长繁殖。
最常见的是高温杀菌，即将物品加热至60℃-100℃，以杀死微生物。
还有低温冷冻、辐射杀菌等方法可以用于控制微生物的生长。
2. 化学方法化学方法是通过化学药剂来控制微生物的生长繁殖。
最常用的是消毒剂，如氯气、臭氧、过氧化氢、紫外线等。
消毒剂可以破坏微生物体内的DNA和蛋白质，使其死亡。
生物学方法是通过利用一些生物体来控制微生物的生长繁殖。
例如利用抗生素和抗菌肽来抑制微生物的生长，或者利用益生菌来增强人体内有益微生物的数量，从而防止致病菌的生长。
物理化学复合方法是将物理方法和化学方法相结合，通过多种手段协同作用来控制微生物的生长繁殖。
例如利用高温和压力的作用杀菌，或者利用超声波和化学药剂的作用控制微生物的生长。
控制微生物生长繁殖的原理主要是针对微生物的生长繁殖过程进行干扰和控制。
微生物的生长繁殖过程包括生物营养、生长、分裂、排泄等环节，不同方法对微生物的控制原理也不同。
1. 高温杀菌高温杀菌的原理是通过热量对微生物体内的蛋白质和核酸进行破坏，从而使其死亡。
高温破坏了微生物的细胞膜和细胞壁，导致细胞失去正常的代谢和生命特征，直到死亡。
化学药剂的控制原理是破坏微生物体内的代谢和生长环节。
氯气破坏细胞的蛋白质和核酸，导致细胞膜的损伤和死亡。
臭氧的氧化作用使细胞内的酶和氧化还原系统受到威胁，最终导致细胞死亡。
控制微生物的生长繁殖需要综合考虑不同的方法，选取适当的应用条件，以达到最佳的控制效果。
除了上述介绍的控制方法，还有一些其他的方法也可以用于控制微生物的生长繁殖，下面我们将逐一介绍。
控制微生物生长繁殖的主要方法及原理
控制微生物生长繁殖的主要方法及原理微生物生长繁殖的控制方法有多种，包括物理方法、化学方法和生物方法。
下面将详细介绍这些方法及其原理。
物理方法：1.温度控制：微生物对温度非常敏感，不同种类的微生物具有不同的生长温度范围。
控制温度可以通过调节环境的温度来限制微生物的生长。
低温可以抑制微生物的繁殖，高温则可以杀灭微生物。
常见的温度控制方法包括冷藏、煮沸和灭菌等。
2.辐射控制：辐射是一种能够杀灭或抑制微生物生长的物理方法。
常见的辐射包括紫外线辐射和电离辐射。
紫外线辐射可以杀死微生物的DNA，从而阻碍其繁殖。
电离辐射则可以破坏微生物的细胞结构，导致其死亡。
3.过滤控制：通过过滤物质可以去除微生物，从而控制其繁殖。
过滤方法通常使用微孔过滤器或高效过滤器。
这些过滤器可以筛除微生物和微小颗粒，从而阻止其传播和生长。
化学方法：1.抗生素：抗生素是一类可以杀灭或抑制微生物生长的化学物质。
抗生素可以通过破坏微生物的细胞壁或阻断其代谢途径来发挥作用。
常见的抗生素包括青霉素、四环素和氨基糖苷类等。
2.消毒剂：消毒剂是一种可以杀死微生物的化学物质。
常见的消毒剂包括酒精、漂白粉和过氧化氢等。
消毒剂可以破坏微生物的细胞结构、蛋白质和DNA，从而导致其死亡。
生物方法：1.优势菌抑制：通过增加有益细菌的数量来抑制有害细菌的繁殖，从而达到控制微生物生长的目的。
常见的方法包括接种好气菌、厌氧菌和益生菌等。
2.使用控制病原微生物的生物制剂：生物制剂是指通过培养和提取微生物、代谢产物或酶制备的一种特定的微生物产品。
这些制剂可以具有抗菌、抗病毒和抗真菌等特性，可以控制微生物的繁殖和传播。
总之，物理方法、化学方法和生物方法是目前常用的控制微生物生长繁殖的方法。
选择合适的方法取决于对微生物种类的了解以及具体的应用环境。
通过综合使用这些方法，可以有效地控制微生物的生长和传播，从而保护人类的健康和环境的安全。
第八章微生物的生长及其控制
获得同步生长的方法：
同步培养法
诱导法
筛选法
化学诱导 物理诱导
过滤法 区带密度梯度离心法 膜洗脱法
二、微生物的生长曲线 生长曲线(Growth Curve)：
二、氧气对微生物生长的影响
根据微生物与氧的关系,可把它们分 为几种类群: 专性好氧菌: 兼性厌氧菌: 微好氧菌： 耐氧厌氧菌： 厌氧菌 (专性)厌氧菌：
好氧菌
一）好氧菌
1、专性好氧菌（obligate or strict aerobes）
必须在较高氧分压的条件下才能生长，有完
整的呼吸链，以分子氧作为最终氢受体，细胞含
②发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体 密度
③食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期 ④是生理代谢及遗传研究或进行染色、形态观察 等的良好材料。
③稳定期（stationary phase）
又称：恒定期或最高生长期 特点： ①培生长速率常数R＝0，正、负增 长相等；
②菌体产量达到了最高点；
③细胞内开始积聚糖原、异染粒和 脂肪等内含物；
一）、直接法 比例计数法、 薄膜过滤染色镜检法 血球计数板法、 薄膜过滤荧光镜
检法
二）、间接法（活菌计数法）
平板菌落计数法、平板涂布法、
薄膜过滤平皿计数法
1 总细胞计数法 1） 血球计数板法
薄膜过滤吖叮橙染色荧光镜检法
2 活细胞计数法
1）平皿菌落计数法(稀释倒平板法)
2）平皿菌落计数法(平板涂布法)
第八章
微生物的生长繁殖 及其控制
• 目的和要求： • 本章主要使大家掌握微生物生长繁殖的规律， 微生物生长的测定方法，及各种物理、化学因 素对微生物生长的影响，有害微生物的控制方 法
微生物生长控制及实际应用
微生物生长控制及实际应用微生物生长控制是指通过各种手段和方法来调控微生物的生长和繁殖过程，以达到控制微生物数量或保持微生物在合适范围内的目的。
微生物的生长受到多种因素的影响，包括温度、光照、pH值、营养物质和氧气等。
在实际应用中，微生物生长控制具有广泛的应用价值。
以下将从环境污染控制、工业生产和保健医疗三个方面进行探讨。
首先，微生物生长控制在环境污染控制中具有重要作用。
某些微生物如大肠杆菌、沙门氏菌等可以导致水源和食品污染，造成严重的健康问题。
因此，控制这些微生物的数量对于保护环境和公共健康非常重要。
在水处理领域，可以通过研究微生物生长的适宜条件，调整进水的温度和pH值，添加杀菌剂等方式来控制微生物的生长。
在食品加工和储存领域，可以通过调节温度和湿度，加工添加防腐剂等手段来控制微生物的繁殖，延长食品的保质期。
其次，微生物生长控制在工业生产中也具有重要的应用价值。
例如，在生物冶金中，微生物可以通过氧化作用将矿石中的金属离子还原为金属，从而提高金属的回收效率。
在发酵工业中，微生物的生长和繁殖可以产生各种发酵产物，如乳酸、酒精和酮体，这些产物在食品、饮料和药物制造中具有重要作用。
通过在发酵过程中控制微生物的生长条件，可以提高产品的产量和质量。
此外，微生物生长控制在保健医疗领域也有着广泛的应用。
微生物是人体内的重要组成部分，对人体的健康和免疫系统发挥着重要作用。
通过控制微生物的生长，可以维持人体内微生物的平衡，防止有害微生物的过度生长和繁殖。
例如，在抗生素治疗过程中，医生会根据患者的具体情况和病原体的种类选择适当的抗生素来控制细菌的生长。
此外，一些益生菌也被广泛应用于保健产品中，通过补充有益菌群来改善肠道菌群的平衡，提高人体免疫力和消化系统的功能。
总之，微生物生长控制是一项重要的科学研究领域，具有广泛的实际应用。
通过对微生物生长的调控，可以实现环境污染的控制、工业生产的提高和保健医疗的发展。
随着科学技术的不断进步，对微生物生长控制的研究和应用将会更加深入和广泛。
微生物的生长繁殖和其控制
氯霉素抑制蛋白合成；细菌芽孢发芽；藻类细胞光照黑 暗控制；EDTA或离子载体处理酵母菌；短期热休克(40度)
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A
同 步 培 养 方 法
微生物的生长繁殖和其控制
B
A：膜洗脱法 B：密度梯度离心
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二、单细胞微生物经典生长曲线
▪定量描绘液体培养基中微生物群体生长规律试验曲线。 ▪经典生长曲线
同时生长Synchronous Growth：
经过同时培养使细胞群体处于分裂步调一致状态。 同时生长只能维持2-3个分裂周期(细胞个体差异)。
微生物的生长繁殖和其控制
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取得同时生长方法
▪机械筛选法 ✓利用处于同一生长阶段细胞体积、大小一致性 ✓过滤法 ✓密度梯度离心 ✓膜洗脱法：硝酸纤维薄膜
2.1 专性好氧微生物
•必须在较高分子氧浓度下才能生长，含有完整呼吸链、
以分子氧为最终氢受体，含有SOD和过氧化氢酶活力。
•绝大多数真菌和许多细菌 •试验室经过震荡摇瓶给氧，工厂采取通入无菌空气和
搅拌等供氧
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2.2 兼性厌氧菌
▪Facultative anaerobe
✓合成代谢十分活跃
✓对外界不良条件反应敏感
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影响延滞期长短原因
▪菌种
细菌、酵母菌延滞期较短，霉菌次之， 放线菌最长
▪接种龄 ▪接种量大小 ▪培养基成份
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2、指数期exponential phase
▪特点
✓生长速率常数R最大，代时或倍增时间最短
G=(t2-t1)/n
简述控制微生物生长繁殖的方法及其原理
简述控制微生物生长繁殖的方法及其原理控制微生物生长繁殖是一个关键的生物技术领域，涉及到多种方法和原理。
下面将对常见的控制微生物生长繁殖的方法及其原理进行详细说明。
1.温度控制：温度是微生物生长繁殖的重要影响因素之一、通常，微生物的生长繁殖速度在一定的温度范围内呈线性增长。
通过控制培养环境的温度，可以控制微生物的生长速度和数量。
例如，高温可以抑制微生物的生长，而适宜的温度有助于提高微生物的生长速度。
2.pH控制：微生物的生长受到环境pH的影响。
不同的微生物具有不同的适宜pH范围。
通过调整培养基的pH值，可以控制微生物的生长速度和数量。
一般来说，微生物的生长速度和数量在适宜的pH值下最大化。
4.营养物质控制：微生物生长的另一个关键因素是培养基中的营养物质供应。
不同的微生物对不同的营养物质需求不同。
通过控制培养基中特定营养物质的浓度和类型，可以控制微生物的生长速度和数量。
5.抗生素控制：抗生素是一类可以抑制和杀死微生物的药物。
通过添加适量的抗生素到培养基中，可以选择性地抑制或杀死特定的微生物，从而控制其生长繁殖。
这种方法被广泛应用于微生物培养、环境和食品卫生等领域中。
6.抑菌剂控制：抑菌剂是一类可以抑制特定微生物生长的化合物。
通过添加适量的抑菌剂到培养基中，可以选择性地阻止特定微生物的生长和繁殖。
这种方法常常用于食品工业中，以防止细菌的污染和生长。
7.辐射灭菌：辐射灭菌利用高能射线（如紫外线、X射线、伽马射线等）来破坏微生物细胞的遗传物质和代谢功能，从而杀死或抑制微生物生长繁殖。
这种方法广泛应用于医疗、食品工业和水处理等领域中。
8.压力控制：高压对细菌和其他微生物有杀灭或抑制作用。
通过加压处理可以控制微生物的生长繁殖。
这种方法被广泛应用于食品工业中，以抑制微生物的生长和延长食品的保质期。
总之，控制微生物生长繁殖的方法包括温度控制、pH控制、氧气供应控制、营养物质控制、抗生素控制、抑菌剂控制、辐射灭菌和压力控制等。
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单细胞微生物如细菌的生长，往往伴随着细胞数目的增加。当细胞
增长到一定程度时，就以二分裂方式，形成两个相似的子细胞，子
细胞又重复上述过程，使细胞数目增加，称为繁殖。在多细胞微生
物中，例如某些霉菌，细胞数目的增加如不伴随着个体数目的增加，
只能叫生长，不能叫繁殖。例如菌丝细胞的不断延长或分裂产生同
类细胞均属生长，只有通过形成无性孢子或有性孢子使得个体数目
微生物特别是单细胞微生物，体积很小，个体生长很难测定，意义 也不大。通常测定微生物的生长是测群体的生长，而测定繁殖则都 要建立在计数这一基础上。
测生长量的方法如下：
测定生长量的方法有许多种，适用于一切微生物。
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3
2 生长量的测定：
一、直接法
1．测体积 它是一种较为粗放的方法，例如将待测培养液放在刻度离心管中作自 然沉降或进行一定时间的离心，然后观察沉降物的体积。
1 微生物生长的概念
微生物在适宜的外界环境条件下，不断地吸收营养物质，并按自身 的代谢方式进行新陈代谢，如同化作用大于异化作用，其结果是原 生质的总量（包括重量、体积、大小）不断地增加，称为微生物的 生长现象。生长定义为微生物细胞在群体水平上增加，也可以认为 是微生物群体数量增加。许多微生物是以二分裂的方式生长的。一 般细胞分裂和染色体复制是协调控制的。
2．称干重 采用离心法或过滤法测定，一般干重为湿重的10~20%。如用离心 法，将待测培养液离心，再用清水洗涤离心1~5次后干燥，可用105℃、100℃ 或红外线烘干，也可在较低的温度（80℃或40℃）下进行真空干燥，然后称干 重。如细菌一个细胞一般重10-12~10-13g。如为丝状真菌可用滤纸过滤，细菌可 用醋酸纤维膜等滤膜进行过滤。过滤后，细胞可用少量水洗涤，再真空干燥 （40℃以下），称干重。以乳酸菌为例，在液体培养基中，细胞的浓度大约为 2×108个/ ml。100 ml培养物可得10~70mg干重的细胞。
精确的测定，要用分光光度计进行。在可见光的450~650nm波长内均可测 定。
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三、计数法
计数法即是计算微生物繁殖出的个体数目，此法适宜于单细胞状态的微生物或丝状微生物 所产生的孢子。
（一）直接法
直接法即是在显微镜下直接观察细胞并进行计数的方法，其计数结果是包括死细胞在内的 总菌数。
1、比例计数法 是一种粗放的计数方法。将已知颗粒（例如霉菌的孢子或红细胞等）浓度 的液体与待测细胞浓度的菌液按一定比例均匀混合，然后镜检各自的数目，求出未知菌液 中的细胞浓度。
增加的过程才叫做繁殖。
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2
在一般情况下，当环境条件适合，生长与繁殖始终是交替进行的。 从生长到繁殖是一个由量变到质变的过程，这个过程就是发育。
生长是细胞逐步发生的量变过程， 繁殖是产生新的细胞个体的质变过程，伴随着细胞总数的增加。
个体生长 → 个体繁殖 → 群体生长
群体生长=个体生长+个体繁殖
第五章 微生物的生长及其控制
第一节 微生物生长
1 微生物生长的概念
2 微生物生长量的测定
3 微生物群体生长的规律
第二节 影响微生物生长的因素
1 物理因素对微生物生长的影响
2 化学因素对微生物生长的影响
第三节 微生物生长的控制
1.控制微生物生长的物理方法
2.控制微生物生长的化学方法
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第一节 微生物生长
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含氮量的测定方法有很多，常用凯氏定氮法。此法适用于细胞浓度较高的样品， 同时操作过程也较麻烦，主要用于科学研究中。
（2）含碳量的测定 微生物新陈代谢的结果，必然要消耗或产生一定量的物 质，以表示微生物的生长量。一般生长旺盛时消耗的物质就多，或者积累的某 种代谢产物也多。将少量生物材料混入1ml水或无机缓冲液中，用2ml2%重 铬酸钾溶液在100℃下加热30分钟，冷却后，加水稀释至5ml，在580nm波 长下测定光密度值（用试剂作空白对照，并用标准样品作标准曲线），即可推 算出生长量。
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血球计数板方法
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检样
做成几个适当倍数的稀释液
选择2～3个适宜稀释度， 各以1ml量加入灭菌平皿内
每皿内加入适量营养琼脂 36+1℃ 48+2h
菌落计数
结果
菌落总数实教验学程ppt序
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计数的方法
GB方法 培养的温度、时间严
（3）其它 磷、DNA、RNA、ATP和 N–乙酰胞壁酸等的含量，以及产酸、 产气、产CO2（用标记葡萄糖作基质）、耗氧、粘度和产热等指标，均可用于 生长量的测定。
2、比浊法 微生物在液体培养基中生长，由于原生质含量的增加，引起培养 物混浊度的增高。最古老的比浊法是采用McFarland比浊管，用不同浓度的 Bacl2与稀H2SO4配制成的10支试管，其中形成的BaSO4有10个梯度，表示 10个相对的细菌浓度（预先用相应的细菌测定）。某一未知浓度的菌液在透 射光下用肉眼与某一比浊管进行比较，如果两者的浊度相当，即可目测出该菌 液的大致浓度。
二、间接法
1、生理指标法 与生长量相平行的生理指标很多，它们均可用作生长测定的相 对值。
（1） 测定细胞总含氮量来确定细菌浓度 大多数细菌的含氮量为干重的12.5%， 酵母菌为7.5%，霉菌为6.0%。总氮量与细胞粗蛋白的含量（因其中包括了杂 环氮和氧化型氮）的关系可用下式计算：
粗蛋白总量=含氮量%×6.25
2、血球计数板法 计数一定容积中的细胞总数的常用方法，此法对细胞较大的酵母菌较为 适用。详细方法见实验指导数法，其原理是活菌在液体培养基中生长繁殖使液体混浊，在固体培养基表 面形成菌落，然后计数活菌的方法。
1、平板菌落计数法 是一种常用的食品中细菌总数的计数法，有标准方法将待测样品稀释， 然后取适宜的稀释度样品与固体培养基混匀，凝固后培养，然后计数平板上出现的菌落数 乘以样品的稀释度，即可计算出样品的含菌数。也可用涂布法将稀释样品接种在凝固的平 板培养基上，后续方法同前。此法的优点是检测的结果较为精确，缺点是方法烦琐，获得 检测结果的时间长。
格 生长的特殊性
要求计数范围在30—300之间 的菌落，当大于300或小于30 时，则以最接近30或300的平 均菌落数乘上稀释倍数