環(huán)境條件對微生物生長的影響主講教師：須瑛敏蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院SuzhouAgriculturalVocationalandTechnicalCollege營養(yǎng)條件對微生物生長的影響03水04無機(jī)鹽05生長因子01碳源02氮源物理化學(xué)條件溫度PH水分氧氣溫度01溫度是影響微生物生長和繁殖的最重要因素之一。溫度對微生物的影響具體表現(xiàn)在：影響酶活性，溫度變化影響酶促反應(yīng)速率，最終影響細(xì)胞合成。影響細(xì)胞膜的流動(dòng)性，溫度高，流動(dòng)性大，有利于物質(zhì)的運(yùn)輸，溫度低，流動(dòng)性降低，不利于物質(zhì)運(yùn)輸，因此，溫度變化影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與代謝產(chǎn)物的分泌。影響物質(zhì)的溶解度，對生長有影響。溫度011、微生物的生長溫度范圍微生物整體生長的溫度范圍一般在-10℃~100℃。極端下限為-30℃，極端上限為105~300℃。特定的某一種微生物只能在一定溫度范圍內(nèi)生長，在這個(gè)范圍內(nèi)，每種微生物都有自己的生長溫度三基點(diǎn)，即最低、最適、最高生長溫度。溫度011、微生物的生長溫度范圍微生物能夠生長的最低溫度。超過最低生長溫度時(shí)，微生物不生長，溫度過低，甚至?xí)劳?。最低生長溫度：微生物能夠生長的最高溫度。超過最高生長溫度時(shí)，微生物不生長，溫度過高，甚至?xí)劳?。最高生長溫度：微生物生長速率最大時(shí)的溫度。最適生長溫度：在10分鐘內(nèi)微生物被完全殺死的最低溫度。致死溫度：溫度01溫度012、微生物生長溫度的類型根據(jù)微生物的最適生長溫度的不同，可將微生物劃為三個(gè)類型：01低溫型微生物（嗜冷微生物）02中溫型微生物（嗜溫微生物）03高溫型微生物（嗜熱微生物）溫度01（1）嗜冷微生物能在5℃以下生長的微生物專性嗜冷菌最適15℃，最高20℃。兼性嗜冷菌最適25－30℃，最高35℃左右。溫度01嗜冷微生物在低溫下生長的機(jī)理，目前還不清楚，據(jù)推測有兩種原因：它們體內(nèi)的酶能在低溫下有效地催化。主要分布在地球的兩極、冷泉、深海、冷凍場所及冷藏食品中。細(xì)胞膜中的不飽和脂肪酸含量高，低溫下也能保持半流動(dòng)狀態(tài)，可以進(jìn)行物質(zhì)的傳遞。溫度01（2）嗜溫型微生物01最適生長溫度為20℃~40℃，大多數(shù)微生物屬于此類。02室溫型主要為腐生或植物寄生，在植物或土壤中。03體溫型主要為寄生，在人和動(dòng)物體內(nèi)。溫度01（3）嗜熱型微生物：最適生長溫度為50℃~60℃，主要分布在溫泉、堆肥和土壤中。在高溫下能生長的原因：酶蛋以及核糖體有較強(qiáng)的抗熱性；核酸具有較高的熱穩(wěn)定性（核酸中G+C含量高（tRNA），可提供形成氫鍵，增加熱穩(wěn)定性）；細(xì)胞膜中飽和脂肪酸含量高，較高溫度下能維持正常的液晶狀態(tài)。溫度013、微生物對熱的忍受性：微生物熱致死溫度和時(shí)間營養(yǎng)細(xì)胞

細(xì)菌55～60℃30min酵母、霉菌50～60℃10min孢子（繁殖，非休眠體）70～80℃10min細(xì)菌

枯草桿菌100℃60min嗜熱脂肪芽孢桿菌121℃12℃肉毒梭菌

100360min121℃10min溫度01（2）嗜溫型微生物停止生長低溫（低于最低生長溫度）冷凍高溫造成微生物細(xì)胞脫水及冰晶的機(jī)械損失（細(xì)胞膜的損傷）而引起微生物的死亡高溫殺死微生物，滅菌。保藏菌種，食品防腐。防腐，保藏。pH對微生物的影響021、環(huán)境pH值對微生物的影響影響膜表面電荷的性質(zhì)及膜的通透性，進(jìn)而影響對物質(zhì)的吸收能力。改變酶活、酶促反應(yīng)的速率及代謝途徑：如：酵母菌在pH4.5-5產(chǎn)乙醇，在pH6.5以上產(chǎn)甘油、酸。環(huán)境pH值還影響培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的離子化程度，從而影響營養(yǎng)物質(zhì)吸收，或有毒物質(zhì)的毒性。pH對微生物的影響022、不同微生物的生長pH范圍1細(xì)菌、放線菌：中性偏堿。2酵母、霉菌：pH值4~6的酸性環(huán)境。3嗜堿微生物：硝化細(xì)菌、尿素分解菌、多數(shù)放線菌。4耐堿微生物：許多鏈霉菌。5中性微生物：絕大多數(shù)細(xì)菌，一部分真菌。6嗜酸微生物：硫桿菌屬。7耐酸微生物：乳酸桿菌、醋酸桿菌。pH對微生物的影響023、微生物的代謝對環(huán)境pH值的影響微生物在生長過程中也會(huì)使外界環(huán)境的pH值發(fā)生改變，原因：由于有機(jī)物分解：分解蛋白質(zhì)、尿素等，產(chǎn)生堿性物質(zhì)，使培養(yǎng)液pH值上升。分解糖類、脂肪等，產(chǎn)生酸性物質(zhì)，使培養(yǎng)液pH值下降；01由于無機(jī)鹽選擇性吸收：02銨鹽吸收((NH4)2SO4H2SO4，pH↓）NH4+被吸收硝酸鹽吸收(NaNO3NaOH，pH↑）NO3+被吸收pH對微生物的影響024、環(huán)境pH的控制直接加酸或堿（?。尤胨嵝曰驂A性物質(zhì)，加入緩沖性物質(zhì)，（如CaCO3，難溶，緩慢調(diào)節(jié)）。pH對微生物的影響025、微生物的生長pH與發(fā)酵pH同一種微生物在其不同的生長階段和不同的生理生化過程中，對pH值的要求也不同。在發(fā)酵工業(yè)中，控制pH值尤其重要。舉例：Aspergillusniger在pH2~2.5范圍時(shí)有利于合成檸檬酸，當(dāng)在pH2.5~6.5范圍內(nèi)時(shí)以菌體生長為主，而在pH7.0時(shí)，則以合成草酸為主。丙酮丁醇梭菌在pH5.5~7.0范圍時(shí)，以菌體生長為主，而在pH4.3~5.3范圍內(nèi)才進(jìn)行丙酮丁醇發(fā)酵。氧氣03氧氣對微生物的生命活動(dòng)有重要的影響，根據(jù)微生物與氧氣的關(guān)系。好氧型厭氧型專性好氧菌微好氧菌兼性厭氧菌耐氧菌厭氧型氧氣03專性好氧菌（strictaerobe）必須在有分子氧的條件下才能生長，有完整的呼吸鏈，以分子氧作為最終氫受體，細(xì)胞含有超氧物歧化酶（SOD，superoxidedismutase）和過氧化氫酶。氧氣03微好氧菌（microaerophilicbacteria）只能較低的氧分壓下才能正常生長，通過呼吸鏈并以氧為最終氫受體而產(chǎn)能。兼性好氧菌（facultativeaerobe）在有氧或無氧條件下均能生長，但有氧情況下生長得更好，在有氧時(shí)靠呼吸產(chǎn)能，無氧時(shí)接發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能；細(xì)胞含有SOD和過氧化氫酶。氧氣03耐氧菌（aerotolerantanaerobe）可在分子氧存在下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌。生活不需要氧，分子氧也對它無毒害。不具有呼吸鏈，依靠專性發(fā)酵獲得能量。細(xì)胞內(nèi)存在SOD和過氧化物酶，但缺乏過氧化氫酶。氧氣03厭氧菌（anaerobe）分子氧對它有毒害，短期接觸空氣，也會(huì)抑制其生長甚至致死；在空氣或含有10%CO2的空氣中，在固體培養(yǎng)基表面上不能生長，只有在其深層的無氧或低氧化還原電勢的環(huán)境下才能生長；生命活動(dòng)所需能量通過發(fā)酵、無氧呼吸、循環(huán)光合磷酸化或甲烷發(fā)酵提供；細(xì)胞內(nèi)缺乏SOD和細(xì)胞色素氧化酶，大多數(shù)還缺乏過氧化氫酶。滲透壓和干燥都涉及到水分含量和水活度，它們對微生物的生長都有很大的影響。水分04水分041、干燥對微生物的影響影響干燥使代謝停止，微生物處于休眠狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)細(xì)胞脫水，蛋白質(zhì)變性進(jìn)而導(dǎo)致死亡?？垢稍锬芰Γ寒a(chǎn)莢膜菌＞不產(chǎn)莢膜菌球菌＞桿菌芽孢＞孢子（有性＞無性）水分04應(yīng)用保存食品、飼料、蔬菜、谷類、皮張和藥材。水分042、滲透壓對微生物的影響（即溶液組分的影響）微生物的細(xì)胞膜是一層半滲透性膜，水分或其他溶劑通過半透性膜的擴(kuò)散稱為滲透，在滲透時(shí)，溶劑通過半透膜的壓力稱為滲透壓，大小跟溶液濃度成正比，這是微生物內(nèi)部的壓力。當(dāng)微生物處于等滲溶液中時(shí)，也就是外部的溶液濃度與內(nèi)部的溶液濃度一樣，滲透壓相等時(shí)，微生物的活動(dòng)保持正常，細(xì)胞外形不變。在高滲溶液中，細(xì)胞易失水，脫水后發(fā)生質(zhì)壁分離，生長受抑制或死亡（鹽漬和糖漬保藏食品）。在低滲溶液中，細(xì)胞吸水膨脹，甚至導(dǎo)致細(xì)胞破裂死亡。水分04滲透壓與溶質(zhì)的種類及濃度有關(guān):溶質(zhì)濃度高，滲透壓大。

不同種類的溶質(zhì)形成的滲透壓大小不同，小分子溶液比大分子溶液滲透壓大；離子溶液比分子溶液滲透壓大；相同含量的鹽、糖、蛋白質(zhì)所形成的溶液滲透壓為：鹽>糖>蛋白質(zhì)。水分04對于一般微生物來說，在含鹽5%~30%或含糖30%~80%的高滲條件下可抑制或殺死某些微生物。但各種微生物承受滲透壓的能力不同，有些能在高滲條件下生長，稱其為耐高滲微生物。水分04高糖環(huán)境下生長的微生物：02花蜜酵母菌和某些霉菌能在60%~80%的糖溶液中生長。產(chǎn)甘油的耐高滲酵母能在20%~40%的糖蜜中生長。細(xì)菌中的嗜鹽菌：低