第六章 微生物生长繁殖及控制
1、测定微生物生物(长)量的常用方法有?(06,07,09,12,13填空) (P151)
⑴测生长量：直接法：①测体积法（粗放）在刻度离心管中测沉降量；②称干重法（精确） 间接法：①比浊法（分光光度计，450-650nm）；②生理指标法（测含氮量*6.25） ? 补：测定微生物（群体）生长繁殖的方法，各有何特点（05，大题）：
⑴测生长量；
⑵计繁殖数：①直接法：血球计数板（不能区分活死菌，可用活菌染色进行解决） ②间接法：（又称活菌记数法）菌落记数法：平板培养
2、可作为微生物群体生长的指标有?(08、14填空)：个体数量、生物量、呼吸强度、耗氧量…… ? 微生物（细菌）生长主要参数（09、12填空）：
平均生长速率μ，代时g，世代数n，生长速率常数R ? 评价微生物耐热性的参数值有?(07)
①D值（时间概念）：特定温度环境下，杀死样品中90%微生物所需时间。 ②Z值（温度概念）：使D值变化10倍所需温度变化。
③F值：又称杀菌值，是指在一定的致死温度下将一定数量的某种微生物全部杀死所需的时间(min)。
*热力致死温度TOP：对特定微生物，微生物全部死亡是所到达的温度。D、Z、F值是相关的三个特殊值。
*热力致死时间TDT：热力致死温度不变，将处于一定条件下的食品(或基质)中的某一对象菌(或芽孢)全部杀死所必须的最短的热处理时间。 ? 控制微生物发酵过程的主要参数(17.12.15填空，蓝书P430)：
⑴物理：温度；压力；搅拌速度和功率；空气流量；粘度；浊度；液料流量； ⑵化学：氧化还原电位；ph；溶解氧浓度；基质浓度和产物浓度； ⑶生物：菌丝形态；菌体浓度。 ⑷产物：产物浓度。 3、同步生长：用同步培养的手段使细胞群体中各个个体分裂步调一致的生长状态。
*方法：⑴环境条件诱导法：①氯霉素抑制蛋白质合成；②细菌芽孢诱导发芽；③藻类黑暗、光照交替处理；④酵母菌EDTA处理；⑤原生动物短期热休克处理（40℃）。 ⑵机械筛选法：①过滤法；②密度梯度离心法；③膜洗脱法。
4、获得微生物纯培养的分离方法有?(06,07,09)
*纯培养：一个细胞或一种微生物经培养后形成的单一后代群体。 *获得纯培养方法：平板涂布法、平板划线法、稀释倒平板法。 5、细菌的群体生长有何规律和特点?了解其对实际工作有何指导意义?(07,09,12大题)or说明分批培养中细菌群体生长的规律和特点，了解其对实际工作的指导意义（1415大题P154） ? 规律：细菌在一定环境条件下，一般经历延滞期、指数期、稳定期和衰亡期生长时期。 ? 特点：
⑴延滞期：①群体生长速率为零；②细胞形态相对最大；③细胞RNA、蛋白质大量
合成；④合成代谢活跃，易产生各种诱导酶；⑤对外界不良环境敏感；
（ps：缩短延滞期：①遗传学方法改变菌种遗传特性；②用指数期细胞做“种子”；③接种前后培养基成分相差不大；④扩大接种量；⑤调节营养物质、理化条件适宜。）
⑵指数期：①生长速率最大；②细胞呈平衡生长，各成分按比例有规律增加；③酶系活跃，代谢旺盛。
*ps：延长指数期：①菌种；②营养成分：营养物质丰富，代时长；③营养物质浓度；④环境条件适宜。 ⑶稳定期：①细胞数量最大，且达到动态平衡；②细胞活力降低，分解速率减慢，代时增加；③次级代谢产物生成，储存物质积累；④产芽孢菌开始形成芽孢。
⑷衰亡期：个体死亡速率超过新生速率，数量负增长；②细胞形态发生变化；③蛋白水解酶活力增强，细胞自溶；③芽孢释放。
? 指导意义：①延滞期：菌在延滞期对外界环境最敏感，是最佳杀菌时期和控制菌生长的
时期；
②指数期；细胞平衡生长，群体生理特性较一致，用作代谢、生理等研究材料，发酵工业用作种子，且是工业连续得以进行的基础。
③稳定期：是发酵生产，产物的最佳收获期；对维生素、碱基氨基酸等物质的最佳测定期；也促进了连续培养原理的提出和工艺、技术的创建。
④衰亡期：对衰亡期的研究，有利于菌种保藏、细菌抗性产生、二次生长等的研究。
6、为什么氧对厌氧菌具有毒害作用,而对需氧菌无毒害?(07 15大题) (P161)
因为在有氧环境下，氧会在生物体内产生有毒害的超氧阴离子自由基O-2，而细胞内SOD酶能将自由基歧化为H2O2，然后在过氧化氢酶或过氧化物酶作用下生成五毒的水和氧。 好氧菌和兼性厌氧菌体内有SOD和过氧化氢酶，耐氧菌体内有SOD和过氧化物酶。厌氧菌体内缺乏SOD，有的还缺乏过氧化氢酶，因此氧形成的自由基和H2O2会有毒害作用，导致死亡。
7、影响微生物抗热性的因素(笔记06 07)：
菌种类型：细菌＞霉菌＞酵母菌，产芽孢＞不产芽孢，G+＞G-； 生物量：初始细胞浓度越大，抗热性越强； 菌龄：稳定期＞对数期＞迟缓期，老菌＞幼菌；
培养介质：水分含量高抗热性越强，物质成分（糖、蛋白质抗性强）ph不适，抗性低。 ? 影响食品热杀菌效果的因素（08 09 12填空）：
杀菌装置、方法：空气排除程度，传热性能。 菌：浓度，菌龄，类型。
食品物化条件：不在适宜ph，且糖，蛋白质含量低，有利于杀菌 ? 高温对培养基的影响及防止（P175）：⑴影响：利：促进淀粉糊化和水解；弊：褐变、
营养成分损失。
⑵防止：①特殊加热灭菌法：a.易被破坏的含糖培养基，将糖和其他成分分别灭菌再合并；b.含Ca2+和Fe3+的培养基与磷酸盐分别灭菌，再合并。防止磷酸盐沉淀；③易被高温破坏的培养基（如含硫），进行低压灭菌和间歇灭菌；
②过滤除菌法——对不耐热成分；③加入0.01%的EDTA（乙二胺四乙酸）防止金属离子沉淀。
8、影响制微生物生长的主要因素有?(07填空P160)及作用机理（12.大题6），食品生产中如
何利用其控制腐败微生物生长？（13.6、14.6） ⑴营养物质：
机理：环境营养物质不足将导致微生物生长所需的C源、N源、无机盐、生长因子等不足，使微生物停止生长，并开始消耗自身非必需成分和储存物质，使微生物死亡或休眠。 应用：对食品生产中的设备进行清洗防止食品残渣残留，引起微生物生长繁殖。
⑵温度：
机理：①影响酶活性。高温酶失活，低温抑制酶活性。②影响细胞质膜流动性。高温膜流动性大有利于物质运输，低温使细胞膜凝固不利于物质运输。③影响物质溶解度 物质溶于水才能被集体吸收和分泌。在适宜温度下，微生物才能生长。
应用：低温环境下贮藏食品；密封食品高温高压蒸汽杀菌、煮沸杀菌防止微生物生长繁殖。 ⑶水分活度：
机理：水是机体重要组成成分，参与体内整个化学反应，是营养物质和代谢废物的溶剂、运输介质，并且有调节渗透压的作用。并且在维持Pr等生物大分子构象稳定有重要作用。在适宜水分活度，微生物才能生长。
应用：食品生产中降低食品水分含量，蜜饯，盐浸，风干保藏食品。干热灭菌。并在通风干燥的环境下保藏食品。 ⑷pH：
机理：ph大小会影响分子构象，进而影响酶促反应使微生物死亡。ph也会改变细胞膜通透性、物质电离性及溶解度，影响营养物质的吸收，影响微生物生长。
应用：泡菜生产。 ⑸O2：
机理：不同类型的微生物对氧气浓度有不同的要求。厌氧菌因体内缺乏SOD，氧在体内形成的有毒害作用自由基无法清除，导致微生物死亡。好氧菌则需要氧气进行呼吸作用，以维持生长繁殖。
应用：腐败微生物一般是好氧菌，可以通过真空保藏，充氮气，加入还原剂等除去氧气，抑制生长繁殖。
9、微生物生长繁殖的控制方法、机理： 物理：
⑴高温：①干热（150-170℃，1-2h）：使细胞膜破坏，蛋白质变性，酶失活，原生质干燥，细胞成分氧化变质。
②湿热：a高压蒸汽灭菌（121℃，15min）：湿热蒸汽穿透性强，破坏Pr氢键，加速变性。 b巴氏消毒：低温湿热消毒法，杀灭无芽孢病原菌、抑制腐败菌，不影响风味。60-80℃，30min-15s。 ⑵辐射作用：①紫外线：（诱变、致死机理和特点06.07.12）
a.UV使DNA分子中相邻胸腺嘧啶形成二聚体，阻碍碱基正常配对，导致碱基置换突变或杀死微生物。
b.UV使空气中氧气电离为[O]，进而生成臭氧或在水中生成H2O2，二者都有强氧化性。 ? UV作用特点：穿透力弱，只能进行表面杀菌；有可见光时杀菌能力大幅降低。 ②X，γ射线等电离辐射：能使物质氧化产生自由基有毒性，或打断大分子氢键、氧化双键等方式，破坏大分子构象，抑制杀死微生物。
? 作用特点：O可提高作用效果；穿透力强可到达生殖细胞或深层杀菌。 ⑶过滤除菌：
⑷高渗作用：高渗透压下失水，质壁分离，停止生长；
⑸干燥：水是细胞重要组成成分，维持细胞和大分子稳定，是溶剂与运输介质。
⑹超声波：探头与水溶液振动频率不同，在溶液内产生真空状态的空穴，进入空穴的微
生物在压差作用下裂解死亡；振动产生内能——高温热变形。 化学：
⑴（表面消毒剂）防腐剂、消毒剂：①乙醇和异丙醇：脂溶性和蛋白质变性；②碘伏：碘化蛋白质的酪氨酸残基，氧化细胞组分。 ⑵抗代谢物：是一类与酶的正常底物或中间产物结构类似的物质，与酶竞争活性部位使反应停止。eg：磺胺类药物——与叶酸合成前体对氨基苯甲酸结构类似，而人体没有合成叶酸的酶是直接从食物摄入，因此对人体无毒性。
⑶抗生素：①青霉素——抑制细胞壁合成；②链霉素，氯霉素，四环素，奇霉素——抑制蛋白质合成；③磺胺类——抑制核酸合成；④多黏菌素：破坏细胞质膜。 ? 微生物抗药性产生的机制是?(09,13填空)(P183)=抗药性菌株特点 ①能产生使药物失活的酶（青霉素 β内酰胺酶）；②把药物作用靶位加以修饰和改变； ③形成“救护途径”；④使药物不能透过细胞膜；⑤通过主动外排系统将进入细胞的药物泵出细胞。
? 抗生素使用原则，避免出现抗药性(沈P146)： ①只有必要时才使用；②第一次剂量要足；③避免在一个时期或长期多次使用同种抗生素；④不同抗生素混合使用；⑤对现有抗生素进行改造；⑥筛选新的更有效的抗生素 ? 使用化学抑制剂应遵循的基本原则是?(09、15填空)
①较高稀释度下对多种致病源有效；②对人体和动物无毒害作用，对材料无腐蚀性；③水溶性和脂溶性好；④表面张力小，更易作用缝隙；⑤物化性质稳定，经济，无明显不良气味。
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