1. 控制微生物生長繁殖的主要方法及原理有哪些
物理方法和化學方法。
物理方法中主要是溫度控制、濕度控制。微生物生長繁殖必須具備一定的溫度和濕度。一般說,低溫、乾燥不利於微生物生長,甚至能夠殺滅微生物。所以可以用低溫和乾燥控制微生物生長繁殖。酸度過高或過低、滲透壓過高或過低也能控制微生物生長繁殖。
化學方法中主要有營養物質控制和化學物質抑制兩種。微生物沒有必須的營養物質就無法生長繁殖。如控制碳源、氮源、微量元素或必須的維生素等,都可以抑制或控制微生物的生長繁殖。
某些化學物質能夠抑制微生物生長甚至殺滅微生物。如砷、鉛等有毒元素,氰化鉀、氰化鈉等有毒化合物,殺菌葯物等。其原理是破壞微生物中大分子物質的結構,使這些物質失去活性或正常的生理功能,抑制微生物生長或致微生物死亡。
此外,高能輻射(如紫外線、高能電子束、高能中子束、X-射線、伽瑪射線等)也能致微生物死亡。其原理是破壞微生物遺傳物質DNA和RNA,使微生物無法正常生長。
其實,微生物生長繁殖與大型生物是一樣的,能讓大型生物(比如人類)活不了的東西,微生物也活不了。
2. 怎樣控制食品中微生物的生長
微生物廣泛存在於自然界,多數為單細胞生物,其生命活動易受各種因素的影響。絕大多數微生物對人類和動植物有益,對工農業及葯物生產有利,但也有危害人類的一面,如食品和工農業產品的霉腐變質,實驗室中動植物細胞或微生物純培養物的污染,發酵工業中雜菌的污染;動植物體受病原微生物感染而患各種傳染病等。因此如何控制微生物的生長或消滅有害微生物,在實際應用中具有重要的意義。
可採取物理或化學滅菌法消除食物微生物。
熱力滅菌法
微生物必須在適宜的溫度范圍內才能良好生長繁殖。低於最低生長溫度時,微生物的生長受到抑制,新陳代謝降低,處於休眠狀態,所以低溫適於保藏微生物。高溫對菌體具有明顯的致死作用,細胞內有機分子發生生物化學變化,DNA斷裂、核糖體解體、蛋白質變性及細胞膜結構破壞,從而導致微生物死亡。
熱力滅菌就是利用高溫殺死微生物的方法。此法簡便、經濟、有效,應用非常廣泛。熱力滅菌法分為乾熱滅菌和濕熱滅菌兩大類。
一、乾熱滅菌法
在乾燥條件下,一般細菌的繁殖體80~100℃ 1小時可被殺死;芽胞則需160~170℃2小時才能被殺死。其作用機制是脫水乾燥和大分子變性。乾熱滅菌法包括灼燒法、焚燒法、干烤法。
二、濕熱滅菌法
濕熱滅菌比乾熱滅菌更有效。多數細菌和真菌的營養細胞在60℃左右處理5~10分鍾後即可被殺死,真菌的孢子稍耐熱些,在80℃以上的溫度才能被殺死,細菌的芽胞最耐熱,一般要在120℃下處理15分鍾才能被殺死。濕熱滅菌法包括:巴氏消毒法、煮沸法、流通蒸汽消毒法、間歇滅菌法、常規高壓蒸汽滅菌法等。
紫外線
紫外線波長范圍是100~400nm,在200~300nm時有殺菌作用,其中以265~266nm波長紫外線殺菌力最強。核酸、嘌呤、嘧啶和蛋白質等很多物質能吸收紫外線,核酸的最大吸收峰在265nm。當微生物被照射時,DNA吸收紫外線,在鏈間或鏈內相鄰的胸腺嘧啶之間形成二聚體,從而改變了DNA的分子構型,干擾了DNA復制,造成微生物死亡。如果照射時間或照射劑量不足,則可引起微生物發生突變。此外,紫外線還對病毒、毒素和酶類有滅活作用。
在實際應用方面常使用人工的紫外燈。人工紫外燈是將汞置於石英玻璃燈管中,通電後汞化為氣體,放出紫外線。紫外線殺菌力強,但釋放能量較低,穿透力差,不能透過普通玻璃、紙張、塵埃和水蒸汽等,故紫外線只適用於空氣和物體表面的消毒。人工紫外線廣泛用於微生物實驗室、醫院、公共場所、動物房的空氣或不耐熱物品表面消毒等。一般無菌室內裝一支30W的紫外燈管,照射30分鍾即可殺死空氣中的微生物。空氣的濕度超過55% ~60%時,紫外線的殺菌效果迅速下降。使用紫外線消毒時,要注意防護,不能在燈下操作,紫外線會損傷皮膚和眼結膜。此外,紫外線可能誘導產生環境中有害變化而間接影響微生物的生長,如臭氧、過氧化物等。
電離輻射
電離輻射光波短、能量強、穿透力高、被物質吸收後能引起物體原子或分子放出電子而變成離子,產生極強的致死效應,在足夠劑量時,對各種微生物均有致死作用。其中最實用的殺菌射線是X射線、γ 射線及陰極射線等。主要用於不耐熱的塑料注射器、吸管、導管等,也可用於食品的消毒,而不破壞其營養成分。
濾過除菌
濾過除菌是用機械方法除去液體或空氣中細菌的方法。所用的器具是濾菌器。濾過除菌主要用於一些不耐高溫滅菌的血清、毒素、抗毒素、酶、抗生素、維生素的溶液、細胞培養液以及空氣等的除菌。過濾除菌主要有3種類型:1、最早使用的是在一個容器的兩層濾板中間填充棉花、玻璃纖維或石棉,滅菌後空氣通過它就可達到除菌的目的;2、膜濾器是由高分子材料如醋酸纖維或硝酸纖維製成的比較堅韌的具有微孔的膜,滅菌後使用3、核孔濾器,它是由核輻射處理的很薄的聚碳酸膠片(厚10μm)再經化學蝕刻而製成,這種濾器主要用於科研。 [1]
化學方法
編輯
化學方法是用化學葯品來殺死微生物或抑制微生物生長與繁殖的方法。包括用於消毒和防腐的化學消毒劑和防腐劑,用於治療的化學治療劑等。化學方法很少能達到滅菌要求,它們只能從物體上除去病原微生物或抑制微生物生長繁殖,起到消毒防腐的作用。
消毒劑:具有消毒作用的化學物質稱為消毒劑。一般消毒劑在常用濃度下只能殺死微生物的營養體,對芽胞則無殺滅作用。
防腐劑:具有防腐作用的化學物質稱為防腐劑。
化學治療劑:用於化療目的的化學物質。最重要的化學治療劑有各種抗生素、磺胺類葯物和中草葯中的有效成分等。
實際上消毒劑和防腐劑之間無嚴格的界限,一種化學物質在高濃度下是消毒劑,在低濃度下是防腐劑,一般統稱為消毒防腐劑。消毒防腐劑不僅作用於病原菌,同時對機體組織細胞也有損壞作用,因此只能外用或用於環境的消毒。主要用於體表(皮膚、黏膜、淺表傷口等)、器械、排泄物和周圍環境的消毒。理想的消毒劑應是殺菌力強、作用迅速、無腐蝕性、能長期保存、對人畜無毒性或毒性較小的化學葯品。
化學療劑的最大特點是選擇性的殺滅或抑制微生物,而對機體沒有毒性或不產生明顯毒性。包括磺胺、抗生素和中草葯中的有效成分等。
3. 溫度對微生物生長的影響,及這些影響在食品工程中的運用。
影響微生物生長繁殖的條件主要有下面這五個方面:
(1)營養條件。微生物也需要營養,才能正常生長,營養物質的供應是微生物生存的首要條件。微生物主要的營養物質包括碳化物、氮化物、水和無機鹽以及微量元素等。不同的微生物彼此所需要的營養條件有或多或少的差別。例如,假單胞桿菌屬的細菌可以利用90種以上的碳化物,而甲烷氧化菌卻只能利用甲烷和甲醇。有少數細胞能利用對其他生活有毒的酚、氰化物,固氮細胞可以利用空氣中的氮氣等等。
(2)溫度。溫度是影響微生物存活的重要因素之一。微生物有各自的最適溫度,一般是在20~70℃左右。個別微生物可在200~300℃的高溫下生活。
(3)酸鹼度。各種微生物都有其最適酸鹼度。酵母和黴菌適宜在微酸性環境中。也有少數可以在強酸或強鹼性環境中生存。
(4)微生物與氧氣的關系。有的微生物沒有空氣就不能生存;有的通風反不能生存;有的通風或不通風都能生存。
(5)有毒物質、輻射、超聲波對微生物的生長也有著重要的影響。
沼氣發酵工藝類型
(二)以發酵溫度劃分
沼氣發酵的溫度范圍一般在10~60℃之間,溫度對沼氣發酵的影響很大,溫度升高沼氣發酵的產氣率也隨之提高,通常以沼氣發酵溫度區分為:高溫發酵、中溫發酵和常溫發酵工藝。
1、高溫發酵工藝 高溫發酵工藝指發酵料液溫度維持50~60℃的范圍之間,實際控制溫度多在53+-2℃,該工藝的特點是微生物生長活躍,有機物分解速度快,產氣率高,滯留時間短。採用高溫發酵可以有效地殺滅各種致病菌和寄生蟲卵,具有較好的衛生效果,從除害滅病和發酵剩餘物肥料利用的角度看,選用高溫發酵是較為實用的。但要維持消化器的高溫運行,能量消耗較大。一般情況下,在有餘熱可利用的條件下,可採用高溫發酵工藝,如處理經高溫工藝流程排放的酒精廢醪、檸檬酸廢水和輕工食品廢水等。
2、中溫發酵工藝 中溫發酵工藝指發酵料液溫度維持在35+-2℃的范圍之間,與高溫發酵相比,這種工藝消化速度稍慢一些,產氣率要低一些,但維持中溫發酵的能耗較少,沼氣發酵能總體維持在一個較高的水平,產氣速度比較快,料液基本不結殼,可保證常年穩定運行。為減少維持發酵裝置的能量消耗,工程中常採用近中溫發酵工藝,其發酵料液溫度為25~30℃。這種工藝因料液溫度穩定,產氣量也比較均衡。總之,與經濟發展水平相配套,工程上採取增溫保溫措施是必要的。
3、常溫發酵工藝 常溫發酵工藝指在自然溫度下進行沼氣發酵,發酵溫度受氣溫影響而變化,我國農村戶用沼氣池基本上採用這種工藝。其特點是發酵料液的溫度隨氣溫、地溫的變化而變化,一般料液溫度最高時為25℃,低於10℃以後,產氣效果很差。其好處是不需要對發酵料液溫度進行控制,節省保溫和加熱投資,沼氣池本身不消耗熱量;其缺點是同樣投料條件下,一年四季產氣率相差較大。南方農村沼氣池在地下,還可以維持用氣量。北方的沼氣池則需建在太陽能暖圈或日光溫室下,這樣可確保沼氣池安全越冬,維持正常產氣。
(三)以發酵階段劃分
根據沼氣發酵分為「水解——產酸——產甲烷」三個階段理論,以沼氣發酵不同階段,可將發酵工藝劃分為單相發酵工藝和兩相(步)發酵工藝。
1、單相發酵工藝 將沼氣發酵原料投入到一個裝置中,使沼氣發酵的產酸和甲烷階段合二為一,在同一裝置中自行調節完成。即「一鍋煮」的形式。我國農村全混合沼氣發酵裝置,大多數採用這一工藝。
2、兩相發酵工藝 兩相發酵也稱兩步發酵,或兩步厭氧消化。該工藝是根據沼氣發酵三個階段的理論,把原料的水解、產酸階段和產甲烷階段分別安排在兩個不同的消化器中進行。水解、產酸池通常採用不密封的全混合式或塞流式發酵裝置,產甲烷池則採用高效厭氧消化裝置,如污泥床、厭氧過濾等。
從沼氣微生物的生長和代謝規律以及對環境條件的要求等方面看,產酸細菌和產甲烷細菌有著很大差別。因而為它們創造各自需要的最佳繁殖條件和生活環境,促使其優勢生長,迅速的繁殖,將消化器分開來,是非常適的。這既有利於環境條件的控制和調整,也有利於人工馴化、培養優異的菌種,總體上便於進行優化設計。也就是說,兩步發酵較之單相發酵工藝過程的氣量、效率、反應速度、穩定性和可控性等方面都要優越,而且生成的沼氣中的甲烷含量也比較高。從經濟效益看,這種苣流程加快了揮發性固體的分解速度,縮短了發酵周期,從而也就降低了生成甲烷的成本和運轉費用。
(四)按發酵級差劃分
1、單級沼氣發酵工藝 簡單地說,就是產酸發酵和產甲烷發酵在同一個沼氣發酵裝置中進行,而不將發酵物再排入第二個沼氣發酵裝置中繼續發酵。從充分提取生物質能量、殺滅蟲卵和病菌的效果以及合理解決用氣、用肥的矛盾等方面看,它是很不完善的,產氣效率也比較低。但是這種工藝流程的裝置結構比較簡單,管理比較方便,因而修建和日常管理費用相對來說,比較低廉,是目前我國農村最常見的沼氣發酵類型。
2、多級沼氣發酵工藝 所謂多級發酵,就是由多個沼氣發酵裝置串聯而成。一般第一級發酵裝置主要是發酵產氣,產氣量可占總產氣量的50%左右,而未被充分消化的物料進入第二級消化裝置,使殘余的有機物質繼續徹底分解,這既有利於物料的充分利用和徹底處理廢物中的BOD,也在一定程度上能夠緩解用氣和用肥的矛盾。如果能進一步深入研究雙池結構的形式,降低其造價,提高與會代表級發酵的運轉效率和經濟效果,對加速我國農村沼氣建設的步伐是現實意義的。從延長沼氣池中發酵原料的滯留時間和滯留路程,提高產氣率,促使有機物質的徹底分解角度出發,採用多級發酵是有效的。對於大型的兩級發酵裝置,第一級發酵裝置安裝有加熱系統和攪拌裝置,以利於產氣量,而第二級發酵裝置主要是徹底處理有機廢物中的BOD,不需要攪拌和加溫。但若採用大量纖維素物料發酵,為防止表面結殼,第二級發酵裝置中仍需設備攪拌。
把多個發酵裝置串聯起來進行多級發酵,可以保證原料在裝置中的有效停留時間,但是總的容積與單級發酵裝置相同時,多級裝置佔地面積較大,裝置成本較高。另外由於第一級池較單級池水力滯留期短,其新料所佔比例較大,承受沖擊負荷的能力較差。如果第一級發酵裝置失效,有可能引起整個的發酵失效。
4. 微生物的生長與溫度有什麼關系
正比關系,在微生物生產的溫度范圍內,溫度越高,長的越快,相反溫度越低就長得越慢,所以不管是任何微生物都有他自己所適應的溫度生長環境,只有最適合他的時候,微生物才長的更好
5. 溫度感測器在微生物生長過程中應用方案
無線測溫在微生物生長的應用方案
溫度對微生物生長速率的影響。總的來講,溫度是通過影響微生物膜的液晶結構、酶和蛋白質的合成與活性,以及RNA的結構和轉錄等影響微生物的生命活動。具體表現在兩個方面:一方面,隨著微生物所處環境溫度升高,微生物細胞中的蛋白質和酶活性增強,生物化學反應加快,生長速率提高;另一方面,隨溫度上升,微生物細胞中對溫度較 敏感的組成成分(如蛋白質、核酸等)會受到不可逆的破壞。超過最適溫度以後,生長速率 隨溫度升高而迅速下降。
北京創羿科技的無線測溫指示器(或者無線測溫盒,下同)基於數字化故障指示器和導線自取電技術,分別安裝到高壓輸電線路(或者開關櫃母排)上,在線測量該點溫度、負荷電流(可選)、線路電壓(可選)、短路故障檢測(可選)、斷線監測(可選),並以無線方式將數據上傳到溫度顯示終端或者主站,實現溫度等測量值的顯示和越限報警,及時消除事故隱患。
系統設計原理:通過無線溫度感測器的單片微處理器控制將被測設備溫度由溫度感測器轉換成數字信號,再通過無線發射接收模塊傳遞至讀寫器,通過微處理器將採集到的溫度信息,通過485通訊模塊上傳到一台PC計算機。將多個感測電子標簽分布在讀寫器的周圍,在有效的通訊范圍內可以隨意添加、刪除、移動測溫終端。讀寫器則安裝在控制中心,控制中心計算機軟體實時監控每個點溫度的變化,溫度監測計算機從測溫通訊終端採集各監測點的運行溫度數據,在資料庫中作長期保存,實時顯示監測點的溫度變化曲線,並進行分析,一旦發現溫度過熱、或急劇升溫到設置報警溫度立即報警,實現足不出戶掌握整個系統的發熱狀況。
系統功能:
1 、如實採集和記錄各疫苗庫的溫度情況。
2、所有的溫度數據採集和記錄到一台主機計算機上,數據可以按照使用人員的要求定時自動記錄並長期保存。
3、授權用戶可查詢歷史數據,進行數據分析、列印等操作。
4、出現異常數據的時候,可進行多種方式的報警,如:電腦圖文報警、聲光報警、簡訊報警等。
5、使用網路版軟體, 區域網內的遠程計算機在經過授權後,可以共享溫濕度數據。
該系統對發酵過程的溫度實現自動控制,控制精度可達0.5℃,為微生物生產菌的生長繁殖提供了穩定適宜的生長環境,大大提高了微生物的生長繁殖速度,從而縮短了生殖周期。
6. 科學探究:微生物生長與溫度的關系
微生物的生長和溫度的變化關系密切
以黴菌來講,大部分黴菌最適合生長的溫度是28-37℃溫度低於28℃時黴菌的生長速度變慢,當溫度達4℃以下能抑制黴菌生長但不會全部死亡。溫度高於37℃時黴菌就慢慢的停止生長直至溫度達到72℃以上開始死亡。但這和空氣中的濕度,還有適於生長的養分有關系。
7. 微生物的生長與溫度有什麼關系
溫度影響的是微生物體內酶的活性.酶的活性越高,微生物的新陳代謝就越快。
任何一種微生物都有一個最適生長的溫度區間,在這個區間內,溫度升高,酶的活性就越高,達到最高點時開始下降。
除了最適生長溫度還有最低生長溫度,在這個溫度下,微生物停止生長,處於休眠狀態,並不死亡,還有最高生長溫度,在這個溫度下,也是停止生長,但是最終會死亡。
根據微生物的最適生長溫度可以把微生物劃分為,嗜冷細菌、嗜中溫細菌、嗜熱細菌和嗜超熱細菌。
8. 溫度對生物發酵過程的影響和利用
溫度是微生物生長的重要環境條件之一。盡管從總體上看微生物生長和適應的溫度范圍從-12~100℃或更高,但具體到某一種微生物,則只能在有限的溫度范圍內生長,並具有最低、最適和最高3個臨界值(圖7-10和表7-8)。
1.溫度對微生物的作用
溫度對微生物生長速率的影響見圖7-10。總的來講,溫度是通過影響微生物膜的液晶結構、酶和蛋白質的合成與活性,以及RNA的結構和轉錄等影響微生物的生命活動。具體表現在兩個方面:一方面,隨著微生物所處環境溫度升高,微生物細胞中的蛋白質和酶活性增強,生物化學反應加快,生長速率提高;另一方面,隨溫度上升,微生物細胞中對溫度較 敏感的組成成分(如蛋白質、核酸等)會受到不可逆的破壞。超過最適溫度以後,生長速率 隨溫度升高而迅速下降。
溫度對生長速率的影響
在最低溫度和最適溫度之間,微生物的生長速率隨溫度的升高而增加,通常以溫度系數Q10來表示二者的關系,即溫度每上升10℃,微生物的生長速率與未升溫前的生長速率之比。高溫微生物的Q10在2以上,中溫微生物Q10約為2,低溫微生物Q10在2以下。�
---- 最低溫度是微生物生長的下限,低於該溫度微生物將停止生長。反復凍融會使細胞內的水分變成冰晶,造成細胞明顯脫水,此外冰晶往往還造成細胞尤其細胞膜的物理損傷,從而導致細胞死亡。若採取快速冷凍,同時在細胞懸液中加入保護劑,則可減少冰凍對細胞的有害效應。這主要是因為快速冷凍時細胞內形成的冰晶體積小,造成的機械損傷小,而保護劑(如甘油、血清、葡萄糖等)可降低脫水的有害作用。低溫一般不易導致微生物死亡,微生物可以在低溫下較長期地保存其生活能力,因此才有可能用低溫保藏微生物。�
----最適溫度是使微生物生長繁殖最快的溫度。但它不一定就是微生物一切代謝活動最好的溫度。例如乳酸鏈球菌雖然在34℃下生長最快,但獲得細胞總量最高的溫度是25~30℃;發酵速 度最快的溫度則為40℃,而乳酸產量最高的溫度是30℃。其它微生物的試驗也得到了類似的結果(表7-6)。�
----真菌的生長最適溫度往往也不一定是產生子實體的最適溫度。如香菇進行菌絲生長時為22~26℃;而發育和形成子實體的最適溫度為20℃。
----由上分析可知,最適生長溫度是指某微生物群體生長繁殖速度最快的溫度,代時也最短。但它不等於發酵的最適溫度,也不等於積累代謝產物的最適溫度,更不等於積累某一代謝產物的最適溫度。在較高溫度條件下,細胞分裂雖然較快,但維持的時間不長,容易老化。相反,在較低溫度下,細胞分裂較慢,但維持時間較長,結果細胞的總產量反而較高。同樣,發酵速度與代謝產物積累量之間也有類似的關系。所以研究不同微生物在生長或積累代謝產物階段時的不同最適溫度,對提高發酵生產的效率具有十分重要的意義。
同一微生物不同生理活動的最適溫度�
----現在,國外利用電子計算機,通過對發酵溫度最佳點的計算,發現在青黴素發酵生產時,各階段如採用變溫培養比在25℃下進行恆溫培養提高產量14%以上。變溫培養的具體作法是:接種後在30℃下培養5小時,將溫度降至25℃培養35小時,再下降至20℃培養85小時,最後又增溫到25℃培養40小時後放罐。�
----微生物在最高生長溫度下僅有微弱的生長,一旦溫度超過此限,將停止其生長並導致死亡。 微生物所能適應的最高生長溫度與其細胞內酶的性質有關。例如細胞色素氧化酶以及各種脫 氫酶的最低破壞溫度常與該菌的最高生長溫度有關。
細菌最高生長溫度與其酶類最低破壞溫度
2.微生物生長的溫度類型
----根據不同微生物對溫度的要求和適應能力,可以把它們區分為低溫、中溫和高溫3種不同的類型。各類微生物對溫度的適應范圍和分布見表7-8和表7-9。�
----低溫型微生物(psychrophiles)或嗜冷微生物--它們一般能在0℃或更低的溫度下生長,超過20℃以上的溫度將抑制它們的生長發育。其生長的溫度范圍為-10℃~30℃,最適溫度為10℃~20℃。一般分布在高緯度的陸地和海洋中,海洋、中高緯度陸地及冷藏食品上,包括有細菌、真菌和藻類等許多類群,其中研究得較多的是藻類,如能在寒帶冰河雪原表面生長的雪藻和可在極地冰塊下面生長的硅藻。它們往往是造成冷凍食品腐敗的主要原因。
嗜冷性微生物能在低溫下生長的主要原因是因為它們有能在低溫下保持活性的酶和細胞質膜類脂中的不飽和脂肪酸含量較高,因而能在低溫下繼續保持其半流動性和生理功能,進行活躍的物質傳遞,支持微生物生長。其中的酶類在30℃~40℃的情況下會很快失活 。�
----中溫型微生物(mesophiles)--生長溫度范圍是10~50℃,最適生長溫度為20 ~40℃,可進一步分為體溫型和室溫型兩大類。體溫型絕大多數是人或溫血動物的寄生或兼性寄生微生物,以35~40℃為最適溫度。室溫型則廣泛分布於土壤、水、空氣及動植物表面和體內,是自然界中種類最多、數量最大的一個溫度類群,其最適溫度為25~30℃。�
----高溫型微生物(thermophiles)--生長溫度范圍是25~80℃,以50~60℃為最適生長溫度,主要分布在高溫的自然環境(如火山、溫泉和熱帶土壤表層)及堆廄肥、沼氣發酵等人工高溫環境中。比如堆肥在發酵過程中溫度常高達60~70℃。能在55~ 70℃中生長的微生物有芽孢桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬、高溫放線菌屬、甲烷桿菌屬等,分布於溫泉中的細菌,有的可在接近於100℃的高溫中生長。這些耐高溫的微生物,常給食品工業和發酵工業等帶來損失。�
----就耐熱性而言,各主要微生物類群表現為:原核生物>真核生物;非光合生物>光合生物; 結構簡單生物>結構復雜生物。一個類群中只有少數種屬能生活於接近這一類型的溫度上限。最近已有人報道,從海底的局部高溫環境中分離出能 耐100℃以上高溫的細菌。研究表明,高溫型微生物能耐高溫的主要原因是因為它們具有耐熱的酶和蛋白質及其合成系統,此外其細胞質膜類脂亦富含飽和脂肪酸和直鏈脂肪酸,因而具有更強的疏水鍵以利於膜結構在高溫下保持穩定。同一類型的細菌,在一定溫度范圍內,為了適應各種生活條件,常常改變自己細胞膜中飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸的比例,以保持膜的流動性。例如大腸桿菌ML30細胞膜中脂肪酸的變化情況,很能說明問題(表7-10)。
----超過微生物生長上限的高溫將導致微生物細胞死亡。這主要是由於高溫引起核酸、蛋白質(酶)不可逆變性,或者因為含有脂類的質膜結構破壞,透性改變,細胞內含物泄漏而引起死亡。�
----通常將能在10min內殺死微生物的溫度稱為致死溫度。把在一定溫度條件下殺死微生物所需的最短時間稱為致死時間。不同類群、不同菌株甚至不同菌齡微生物細胞的抗熱性均不相同。大多數細菌、酵母菌的營養細胞、病毒和真菌菌絲體的致死溫度為55~60℃(表7-11),因而,在牛奶、飲料和酒類等食品生產中,為了不影響食品的營養和風味,多採用62~65℃30min或70℃15min的巴氏消毒法。放線菌和真菌孢子的抗熱性稍強,其致死溫度為70~80℃。細菌芽孢一般能耐100℃以上的高溫,少數類群如嗜熱脂肪芽孢桿菌的抗熱性很強,它能在80℃下生長,120℃下12min才可死亡,其耐高溫的順序為:芽孢>孢子>營養細胞和菌絲體。�
----在微生物研究工作中,為了獲得純培養需要事先殺死培養基和所用器皿中的全部微生物,實驗室中常用的濕熱滅菌溫度是121℃,30min;乾熱滅菌160~170℃,2~3h
高溫對同一微生物的致死作用與溫度和出發菌數有關。溫度愈高,死亡愈快;菌數愈多 ,殺死全部微生物需要的時間愈長。在食品工業中常用D值,即10倍減少時間來表示高溫對微生物的作用。D值是在特定溫度下使微生物活菌數減少10倍所需的時間,它與微生物的起始濃度或菌數高低無關,隨微生物類群不同而有所差異並與溫度成反比。據實驗測定,在121℃下,芽孢的D值為4~5min;其它孢子為0.1~0.2min。在65℃時,中溫型微生物的營養細胞的D值為0.1~0.5min。D值的測定雖然繁瑣,但在食品的滅菌和消毒方面卻有重要的應用價值。
9. 控制微生物生長的幾種方法;以高溫為代表的物理方法殺死微生物
要控制微生物生長,就應根據他的鵝特性來選擇對應的方法,例如它喜歡氧,就充氮;它厭氧就通風、供氧;它怕低溫,就冷藏、冷凍;它怕射線,就用放射性元素產生的射線照射,如此等等。