畜牧微生物学第五章外界因素对微生物的影响

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1、Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,-,*,-,第五章 外界因素对微生物的影响,The processes used to control microorganisms are either physical or chemical,though a combination of both may be used.,Physical methods include heat treatment,i

2、rradiation,filtration,and mechanical removal (washing).,Chemical methods use any one of a variety of antimicrobial chemicals.,The method chosen depends on the circumstances and resulting degree of control required.,Definitions related to microbial control are summarized as follow:,1.,灭菌,(sterilizati

3、on),杀死物体中,所有,微生物，叫做,灭菌,。这里指的所有微生物中包括病原微生物和非病原微生物及其芽孢、霉菌孢子等。,The process of removing or destroying all microorganisms on or in a product is called sterilization.,2.,消毒,(disinfection),杀死物体中的,病原微生物,，叫做,消毒,。用于消毒的化学药品叫做消毒剂或杀菌剂。,Disinfection is the process that eliminates most or all,disease-causing micro

4、organisms on or in a material.,3.,防腐,(antisepsis),阻止或抑制,微生物的生长繁殖叫做,防腐或抑菌,。用于防腐的化学药品称为防腐剂或抑菌剂。,Preservation is the process of delaying spoilage of foods,or other perishable products by adding growth-inhibiting,ingredients or adjusting storage conditions to impede growth of microorganisms.,4.,无菌法,(ase

5、psis),无菌是指,一定的空间范围,内没有,活的,微生物。所谓无菌法是指在实际操作过程中，,防止,任何微生物进入动物机体或物体的方法。,5.,抑菌作用,(bacteriostasis),是指抑制或阻碍微生物生长繁殖的作用。,6.,杀菌作用,(bacteriocidal action),是指能使菌体致死的作用。,7.,抗菌作用,(antibacterial action),抗菌作用包括抑菌作用和杀菌作用，是这两者的总称。,8.,某些药物具有杀灭病毒的能力，称有抗病毒作用。,Contents,第一节,物理因素,第二节,化学因素,第三节,生物因素,第一节 物理因素,影响微生物的物理因素主要有：,干

6、燥 渗透压,温度 光线,射线 滤过,一、干 燥,水分是微生物新陈代谢过程中不可缺少的成分。微生物在干燥的环境中失去大量水分，新陈代谢便会发生障碍，甚至引起菌体蛋白质变性和由于盐类浓度的增高而逐渐导致死亡。,在实践中常用干燥方法保存草料、谷类、鱼、皮张、蔬菜及中草药等。,含水分,16,以下,含水分,25,含水量在,14,以下，不高于,30,时,牧草收获,二、渗透压,在等渗溶液中，微生物的活动保持正常，细胞外形不变。,在高渗溶液中，细胞易失水，脱水后发生质壁分离，生长受抑制或死亡（,10-15%,浓度的盐渍和,50-70%,浓度的糖渍保藏食品）。,在低渗溶液中，细胞吸水膨胀，甚至导致细胞破裂死亡。

7、,三、温 度,温度是影响微生物生长的最重要因素之一。,温度对微生物的影响具体表现在：,影响酶活性，温度变化影响酶促反应速率，最终影响细胞合成。,影响细胞膜的流动性，温度高，流动性大，有利于物质的运输，温度低，流动性降低，不利于物质运输，因此，温度变化影响营养物质的吸收与代谢产物的分泌。,影响物质的溶解度，对生长有影响。,从微生物整体来看:,生长的温度范围一般在-10 100,极端下限为-30，极端上限为105300,但对于特定的某一种微生物：,只能在一定温度范围内生长，在这个范围内，每种微生物都有自己的,生长温度三基点,，即,最低、最适、最高生长温度,（一）微生物生长的三个温度基点,根据微生物

8、的最适生长温度的不同，可将微生物划为,三个类型,：,低温型微生物（嗜冷微生物）,中温型微生物（嗜温微生物）,高温型微生物（嗜热微生物）,（二）、低温对微生物的影响,当环境温度低于微生物的最适生长温度时，微生物的生长繁殖停止，当微生物的原生质结构并未破坏时，不会很快造成死亡并能在较长时间内保持活力，当温度提高时，可以恢复正常的生命活动。,低温保藏菌种就是利用这个原理。一些细菌、酵母菌和霉菌的琼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，有些则并不死亡。,造成死亡的原因：,冻结时细胞水分变成冰晶，冰晶对细胞膜产生机械损伤，膜内物质外漏。,冻结过

9、程造成细胞脱水。,冻结速度对冰晶形成有很大影响，,缓慢冻结,，形成的冰晶大，对细胞损伤大；,快速冻结,，形成的冰晶小、分布均匀，对细胞的损伤小，因此，利用快速冻结可以对一些菌种进行,冻结保藏,，一般情况下在菌悬液中再加一些甘油、糖、牛奶、保护剂等可对菌种进行长期保藏。,低温,低温是通过降低酶反应速度使微生物生长受到抑制。,冷藏法：,5,，微生物斜面菌种放置冷藏箱中可保存数周至数月而不衰竭死亡；食品保鲜,冷冻法：食品工业中采用,-10,左右的冷冻温度较长时间地保藏食品；冷冻法也可用作菌种保藏，但所需温度更低，如,-80,低温冰箱、或,-78,干冰、或,-196,液氮中冷冻保存。,（三）、高温对微

10、生物的影响,高温下蛋白质不可逆变性，膜受热出现小孔，破坏细胞结构（溶菌）。,微生物对热的耐受力与以下因素有关:,微生物种类及发育阶段,嗜热菌比其它类型的菌体抗热,有芽孢的细菌比无芽孢的菌抗热,微生物的繁殖结构比营养结构抗热性强,老龄菌比幼龄菌抗热,高温灭菌（消毒）法,是最常用的物理方法。高温可引起蛋白质、核酸等活性大分子氧化或变性失活而导致微生物死亡。,1.,干热灭菌法（,dry heat sterilization,）,火焰灭菌法（,incineration,）：,是将被灭菌物品在火焰中燃烧，使所有的生物碳化。简单、彻底，但对被灭菌物品的破坏极大。适用于无经济价值的物品灭菌，及不怕烧的实验器

11、具，如接种环、镊子、试管或三角瓶口的灭菌等。,干燥热空气灭菌法,(hot-air oven),：,将物品放入烘箱内，然后升温至,150170,，维持,12,小时。适用于玻璃、陶瓷和金属物品的灭菌，不适合液体样品，及棉花、纸张、纤维和橡胶类物质的灭菌。,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,(moist heat sterilization),：,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

12、构。,（,1,）煮沸消毒法,将水加热至,100,，煮沸,15min30min,，,可杀死所有营养细胞和部分芽孢，达到消毒物的目的。,外科手术器械、注射器、针头等，经煮沸,15,20min,可杀死细菌的繁殖体；,水中加入,2,5,石炭酸，能增强杀菌力，经,15min,的煮沸可杀死炭疽的芽孢；,若水中加入,1,碳酸钠，可使溶液,pH,偏碱性，也增强杀菌力，同时还具有减缓金属氧化的防锈作用。,（,2,）间歇灭菌法：,将待灭菌物品在,80,-100,蒸煮,15-60min,，,冷却后搁置室温（,28-37,）下过夜，并重复以上过程三遍以上。,其蒸煮过程可杀死微生物的营养体，但不能杀死芽胞，室温过夜促使

13、残留的芽孢萌发成营养体，再经蒸煮过程可杀死新的营养体；循环三次以上可保证彻底灭菌的目的。,适用于不耐高温的物品灭菌，如不适于高压灭菌的特殊培养基、药品的灭菌。,缺点是麻烦、费时。,（,3,）巴斯德消毒法（,Pasteurization,）：,用较低的温度来杀死其中的病原微生物，这样既保持食品的营养风味，又进行了消毒,该法一般是将待消毒的液体食品置于,62,处理,30,min,，,然后迅速冷却。即可达到消毒目的。,低温长时法,(Low temperature long,time,LTLT,),：,62.930min,处理牛奶,高温瞬时法（,Hightemperatureshorttime,HTS

14、T,):,71.615s,处理牛奶,超高温巴斯德灭菌法,(,Ultrapasteurization,):,让液体食品停留在,140,左右,1-2s,，,急剧冷却至,75,，经匀质化后冷却至,20,。,（,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,100,以上高温灭菌的方法。,方法：,121,（,1kg/cm,2,或,15,磅,/,英寸,2,）维持,15,-20min,。,11,5,（,0.75,kg/cm,2,或,11,磅,/,英寸,2,）,20,-,3,0min,。,应根据灭菌物品的性质或成分选择灭菌温度,例如：,生理盐水、营养琼脂等培养基用,121,。,含葡萄糖、

15、乳糖、氨基酸等培养基用,112,。,适用：,耐高温物品，玻璃仪器、含水或不含水的物品。,高 压 蒸 汽 灭 菌 锅,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。,高温对培养基的影响及其防止措施,高温对培养基的不利影响：,会产生混浊或形成不溶性沉淀,营养成分被破坏（,PO,4,-3,存在，葡萄糖生成酮糖，菌不利用,）；,色泽加深（褐变如产生氨基糖等）；,改变培养基的,pH,值,（通常下降,0.2,）,；,形成有害物质，抑制微生物生长；,消除有害影响的措施,采用特殊的加热灭菌法,过滤除菌法,加入螯合剂,四、光 线,日光光谱包括红外线、可见光线和紫外光。,可见光对微生物的

16、危害作用虽然不大，但长时间作用也能妨碍微生物的新陈代谢。,故培养和保存菌种都必须在阴暗处，常用箱内无光线的恒温箱培养微生物，用冰箱保存菌种。,四、光 线,光感作用：,可见光具有微弱的杀菌作用，若将某些染料，如结晶紫、美蓝、红汞、伊红及沙黄等加到培养基中或涂在外伤表面，能增强可见光的杀菌作用，称为光感作用,(photosensitization),。,一般是在有氧的情况下才出现光感作用，这与染料激活氧或染料氧化后生成氧化物而起杀菌作用有关。一些病毒、细菌、毒素经光感作用后，可失去活性，但仍有抗原性，可制成灭活疫苗。,紫外线灭菌,波长,200,320nm,紫外线具有杀菌作用，其中,265,266nm,波长的紫外线的杀菌力最强。,使用紫外灯照射，可以根据,1,W/M,3,来计算剂量，,若以面积计算，一般,30,W,的紫外灯可用于15,M,2,的房间消毒，照射时间为20,-30,分钟，有效照射距离为1米左右。,紫外线灭菌,作用主要表现在两个方面：,一方面，细菌,DNA,链吸收足够剂量的、,260nm,左右的紫外线后，同一链中的相邻两个胸腺嘧啶形成二聚体，,DNA,分子不能进行正常的复制与转录，