生長是微生物與外界環境因素共同作用的結果。環境條件的改變,可引起微生物形態、生理、生長、繁殖等特征的改變;或者抵抗、適應環境條件的某些改變;當環境條件的變化超過一定極限,則導致微生物的死亡。
為了抑製和消除微生物的有害作用,人們常采用多種物理、化學或生物學方法,來抑製或殺死微生物。常用以下術語來表示對微生物的殺滅程度。
滅菌:用物理或化學方法殺滅物體上所有的微生物(包括病原微生物和非病原微生物及細菌芽胞、黴菌孢子等),稱為滅菌。
消毒:用yong物wu理li或huo化hua學xue方fang法fa僅jin能neng殺sha滅mie物wu體ti上shang的de病bing原yuan微wei生sheng物wu,而er對dui非fei病bing原yuan微wei生sheng物wu及ji芽ya胞bao和he孢bao子zi不bu一yi定ding完wan全quan殺sha死si,稱cheng為wei消xiao毒du。用yong來lai消xiao毒du的de藥yao物wu稱cheng為wei消xiao毒du劑ji。
防腐:防(fang)止(zhi)或(huo)抑(yi)製(zhi)微(wei)生(sheng)物(wu)生(sheng)長(chang)和(he)繁(fan)殖(zhi)的(de)方(fang)法(fa)稱(cheng)為(wei)防(fang)腐(fu)或(huo)抑(yi)菌(jun)。用(yong)於(yu)防(fang)腐(fu)的(de)化(hua)學(xue)藥(yao)品(pin)稱(cheng)為(wei)防(fang)腐(fu)劑(ji)。某(mou)些(xie)化(hua)學(xue)藥(yao)物(wu)在(zai)低(di)濃(nong)度(du)時(shi)為(wei)防(fang)腐(fu)劑(ji),在(zai)高(gao)濃(nong)度(du)時(shi)則(ze)成(cheng)為(wei)消(xiao)毒(du)劑(ji)。
無菌:指zhi沒mei有you活huo的de微wei生sheng物wu存cun在zai。采cai取qu防fang止zhi或huo杜du絕jue一yi切qie微wei生sheng物wu進jin入ru動dong物wu機ji體ti或huo物wu體ti的de方fang法fa,稱cheng為wei無wu菌jun法fa。以yi無wu菌jun法fa操cao作zuo時shi稱cheng為wei無wu菌jun操cao作zuo。在zai進jin行xing外wai科ke手shou術shu或huo微wei生sheng物wu學xue實shi驗yan時shi,要yao求qiu嚴yan格ge的de無wu菌jun操cao作zuo,防fang止zhi微wei生sheng物wu的de汙wu染ran。
butongdeweishengwuduigezhonglihuayinzideminganxingbutong,tongyiyinsubutongjiliangduiweishengwudexiaoyingyebutong,huozheqimiejunzuoyong,huozhekenengzhiqixiaoduhuofangfuzuoyong。zailejieheyingyongrenheyizhonglihuayinsuduiweishengwudeyizhihuozhisizuoyongshi,haiyingkaolvduozhongyinsudezonghexiaoying。liruzaizenggaowendudetongshijiarulingyizhonghuaxueyaoji,zekejiasuduiweishengwudepohuaizuoyong。dachangganjunzaiyoufencunzaideqingkuangxia,wenducong30℃增至42℃時明顯加快死亡;微生物的生理狀態也影響理化因子的作用。營養細胞一般較孢子抗逆性差,幼齡的、代謝活躍的細胞較之老齡的、休眠的細胞易被破壞;微wei生sheng物wu生sheng長chang的de培pei養yang基ji以yi及ji它ta們men所suo處chu的de環huan境jing對dui微wei生sheng物wu遭zao受shou破po壞huai的de效xiao應ying也ye有you明ming顯xian的de影ying響xiang。如ru在zai酸suan或huo堿jian中zhong,熱re對dui微wei生sheng物wu的de破po壞huai作zuo用yong加jia大da,培pei養yang基ji的de粘zhan度du也ye影ying響xiang抗kang菌jun因yin子zi的de穿chuan透tou能neng力li;有(you)機(ji)質(zhi)的(de)存(cun)在(zai)也(ye)幹(gan)擾(rao)抗(kang)微(wei)生(sheng)物(wu)化(hua)學(xue)因(yin)子(zi)的(de)效(xiao)應(ying),或(huo)者(zhe)由(you)於(yu)有(you)機(ji)物(wu)與(yu)化(hua)學(xue)藥(yao)劑(ji)結(jie)合(he)而(er)使(shi)之(zhi)失(shi)效(xiao),或(huo)者(zhe)有(you)機(ji)質(zhi)覆(fu)蓋(gai)於(yu)細(xi)胞(bao)表(biao)麵(mian),阻(zu)礙(ai)了(le)化(hua)學(xue)藥(yao)劑(ji)的(de)滲(shen)入(ru)。
常見的影響微生物生長與死亡的物理、化學因素主要有:
1.溫度:
溫度是影響有機體生長與存活的最重要的因素之一。它對生活機體的影響表現在兩方麵:一方麵隨著溫度的上升,細胞中的生物化學反應速率和生長速率加快。在一般情況下,溫度每升高10℃,生化反應速率增加一倍;另一方麵,機體的重要組成如蛋白質、hesuandengduiwendudoujiaomingan,suizhewendudezenggaoerkenengzaoshoubukenidepohuai。yinci,zhiyouzaiyidingfanweinei,jitidedaixiehuodongyushengchangfanzhicaisuizhewendudeshangshengerzengjia,dangwendushangshengdaoyidingchengdu,kaishiduijitichanshengbuliyingxiang,ruzaijixushenggao,zexibaogongnengjijuxiajiangyizhisiwang。
就總體而言,微生物生長的溫度範圍較廣,已知的微生物在零下12-100℃均可生長。而每一種微生物隻能在一定的溫度範圍內生長。各種微生物都有其生長繁殖的最低溫度、最適溫度、最高溫度和致死溫度。
最低生長溫度:是指微生物進行繁殖的最低溫度界限,如果低於此溫度,則生長完全停止。
最適生長溫度:nenggoushiweishengwuxunsushengchangfanzhidewendujiaozuozuishishengchangwendu,zaiciwenduxia,weishengwuquntishengchangfanzhisuduzuikuai,daishizuiduan。butongweishengwudezuishishengchangwendushibuyiyangde。
最高生長溫度:是指微生物生長繁殖的最高溫度界限。
致死溫度:最高生長溫度若進一步升高,便可殺死微生物,這種致死微生物的最低溫度界限即為致死溫度,致死溫度與處理時間有關。
微生物按其生長溫度範圍可分為低溫微生物、中溫微生物和高溫微生物三類。如表所示:
微生物的生長溫度類型
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微生物類型 |
生長溫度範圍(℃) |
分布的主要場所 |
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最低 |
最適 |
最高 |
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低溫型 |
專性嗜冷 |
-12 |
5-15 |
15-20 |
兩極地區 |
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兼性嗜冷 |
-5-0 |
10-20 |
25-30 |
海水、冷藏食品 |
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中溫型 |
室溫 |
10-20 |
20-35 |
40-45 |
腐生菌 |
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體溫 |
35-40 |
寄生菌 |
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高溫型 |
25-45 |
50-60 |
70-95 |
溫泉、堆肥堆、土壤表層等 |
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2.氫離子濃度(pH):
環境中的酸堿度通常以氫離子濃度的負對數即pH值來表示。環境中的pH值對微生物的生命活動影響很大,主要作用在於:引起細胞膜電荷的變化,從而影響了微生物對營養物質的吸收;影響代謝過程中酶的活性;改變生長環境中營養物質的可給性以及有害物質的毒性。
每種微生物都有其最適pH值和一定的pH範圍。在最適範圍內酶活性最高,如果其他條件適合,微生物的生長速率也最高。大多數細菌、藻類和原生動物的最適pH為6.5-7.5,在pH 4-10之間也可以生長;放線菌一般在微堿性即pH7.5-8最適合;酵母菌、黴菌則適合於pH5-6的酸性環境,但生存範圍在pH1.5-10之間。有些細菌甚至可在強酸性或強堿性環境中生活。
微生物在基質中生長,代謝作用改變了基質中氫離子濃度。隨著環境pH值的不斷變化,微生物生長受阻,當超過最低或最高pH值時,將引起微生物的死亡。為了維持微生物生長過程中pH值的穩定,配製培養基時要注意調節pH值,而且往往還要加入緩衝物以保證pH在微生物生長繁殖過程中的相對穩定。
強(qiang)酸(suan)和(he)強(qiang)堿(jian)具(ju)有(you)殺(sha)菌(jun)力(li)。無(wu)機(ji)酸(suan)殺(sha)菌(jun)力(li)雖(sui)強(qiang),但(dan)腐(fu)蝕(shi)性(xing)大(da)。某(mou)些(xie)有(you)機(ji)酸(suan)如(ru)苯(ben)甲(jia)酸(suan)可(ke)用(yong)做(zuo)防(fang)腐(fu)劑(ji)。強(qiang)堿(jian)可(ke)用(yong)作(zuo)殺(sha)菌(jun)劑(ji),但(dan)由(you)於(yu)它(ta)們(men)的(de)毒(du)性(xing)大(da),其(qi)用(yong)途(tu)局(ju)限(xian)於(yu)對(dui)排(pai)泄(xie)物(wu)及(ji)倉(cang)庫(ku)、棚舍等環境的消毒。強堿對革蘭氏陰性細菌與病毒比對革蘭氏陽性細菌作用強。
3.氧化還原電位:
氧化還原電位(Φ)對微生物生長有明顯影響。環境中Φ值與氧分壓有關,也受pH的影響。pH值低時,氧化還原電位高;pH值高時,氧化還原電位低。
各種微生物生長所要求的Φ值不一樣。一般好氧性微生物在Φ值+0.1伏以上均可生長,以Φ值為+0.3伏-+0.4伏時為適。厭氧性微生物隻能在Φ值低於+0.1伏以下生長。兼性厭氧微生物在+0.1伏以上時進行好氧呼吸,在+0.1伏以下時進行發酵。
4.輻射:
輻fu射she是shi指zhi通tong過guo空kong氣qi或huo外wai層ceng空kong間jian以yi波bo動dong方fang式shi從cong一yi個ge地di方fang傳chuan播bo或huo傳chuan遞di到dao另ling一yi個ge地di方fang的de能neng源yuan。它ta們men或huo是shi離li子zi或huo是shi是shi電dian磁ci波bo。電dian磁ci輻fu射she包bao括kuo可ke見jian光guang、紅外線、紫外線、X射線和Υ射線等。
(1)紫外輻射 紫外線是非電離輻射,以波長265-266namideshajunlizuiqiang。ziwaifusheduiweishengwuyoumingxiandezhisizuoyong,shiqiangshajunji,ziwaishajundengguanzaiyiliaoweishenghewujuncaozuozhongguangfanyingyong。youyuziwaixianchuantounenglicha,buyitouguobutoumingdewuzhi,guziwaishajundengzhishiyongyukongqijiwutibiaomianxiaodu。
(2)電離輻射 X射線與α射線、β射線和Υ射線均為電離輻射。在足夠劑量時,對各種細菌均有致死作用。常用於一次性塑料製品的消毒,也用於食品的消毒。
5.幹燥:
水shui分fen是shi微wei生sheng物wu的de正zheng常chang生sheng命ming活huo動dong必bi不bu可ke少shao的de。幹gan燥zao會hui導dao致zhi細xi胞bao失shi水shui而er造zao成cheng代dai謝xie停ting止zhi以yi至zhi死si亡wang。微wei生sheng物wu的de種zhong類lei,環huan境jing條tiao件jian,幹gan燥zao的de程cheng度du等deng均jun影ying響xiang幹gan燥zao對dui微wei生sheng物wu的de效xiao果guo。休xiu眠mian孢bao子zi抗kang幹gan燥zao能neng力li也ye很hen強qiang,在zai幹gan燥zao條tiao件jian下xia可ke長chang期qi不bu死si,這zhe一yi特te性xing已yi用yong於yu菌jun種zhong保bao藏zang,如ru用yong砂sha土tu管guan來lai保bao藏zang有you孢bao子zi的de菌jun種zhong。在zai日ri常chang生sheng活huo中zhong也ye常chang用yong烘hong幹gan、曬幹和熏幹等方法來保存食物。
6.滲透壓:
水或其他溶劑經過半透性膜而進行擴散的現象就是滲透。在滲透時溶劑通過半透性膜時的壓力即謂滲透壓。其大小與溶液濃度成正比。
shiyiyuweishengwushengchangdeshentouyafanweijiaoguang,erqietamenwangwangduishentouyayouyidingdeshiyingnengli。turangaibianshentouyahuishiweishengwushiquhuoxing,zhujiangaibianshentouya,weishengwuchangnengshiyingzhezhonggaibian。duiyibanweishengwulaishuo,tamendexibaoruozhiyugaoshenrongyezhong,shuijiangtongguoxibaomocongdinongdudexibaoneijinruxibaozhouweiderongyezhong,zaochengxibaotuoshuieryinqizhibifenli,shixibaobunengshengchangshenzhisiwang。xiangfan,ruojiangweishengwuzhiyudishenrongyehuoshuizhong,waihuanjingzhongdeshuijiangcongrongyejinruxibaoneiyinqixibaopengzhang,shenzhishixibaopolie。
由於一般微生物不能耐受高滲透壓,所以日常生活中常用高濃度的鹽或糖保存食物,如醃漬蔬菜、肉類及蜜餞等。
7.超聲波:
超聲波具有強烈的生物學作用。超聲波的作用是使細胞破裂,所以幾乎所有的微生物都能受其破壞,其效果與頻率、處理時間、微生物種類、細胞大小、形狀及數量等均有關係。
8.重金屬及其化合物:
一些重金屬離子是微生物細胞的組成成分,當培養基中這些重金屬離子濃度低時,對微生物生長有促進作用,反之會產生毒害作用;也ye有you些xie重zhong金jin屬shu離li子zi的de存cun在zai,不bu管guan濃nong度du大da小xiao,對dui微wei生sheng物wu的de生sheng長chang均jun會hui產chan生sheng有you害hai或huo致zhi死si作zuo用yong。因yin此ci,大da多duo數shu重zhong金jin屬shu及ji其qi化hua合he物wu都dou是shi有you效xiao的de殺sha菌jun劑ji或huo防fang腐fu劑ji。其qi作zuo用yong最zui強qiang的de是shiHg、Ag和Cu。如:二氯化汞又名升汞,是殺菌力極強的消毒劑。0.1-1%濃度的硝酸銀常用於皮膚的消毒。
9.有機化合物:
對微生物具有有害效應的有機化合物種類很多,其中酚、醇、醛等能使蛋白質變性,是常用的殺菌劑。
酚:酚fen又you名ming石shi炭tan酸suan。它ta們men對dui細xi菌jun的de有you害hai作zuo用yong可ke能neng主zhu要yao是shi使shi蛋dan白bai質zhi變bian性xing,同tong時shi又you有you表biao麵mian活huo性xing的de作zuo用yong,破po壞huai細xi胞bao膜mo的de透tou性xing,使shi細xi胞bao內nei含han物wu外wai溢yi。當dang濃nong度du高gao時shi是shi致zhi死si因yin子zi,反fan之zhi則ze起qi抑yi菌jun作zuo用yong。
甲酚是酚的衍生物。殺菌力比酚強幾倍。甲酚在水中的溶解度較低,但在皂液與堿性溶液中易形成乳液。市售的消毒劑煤酚皂液(來蘇爾)就是甲酚與肥皂的混合液,常用3-5%的溶液來消毒皮膚、桌麵及用具等。
醇:它是脫水劑、蛋白質變性劑,也是脂溶劑,可使蛋白質脫水、變性,損害細胞膜而具殺菌能力。乙醇是普遍使用的消毒劑,常用於實驗室內的玻棒、玻片及其他用具的消毒。50-70%的乙醇便可殺死營養細胞;70%的乙醇殺菌效果最好,超過70%以至無水酒精效果較差。
甲醛:甲醛也是一種常用的殺細菌與殺真菌劑,效果良好。純甲醛為氣體狀,可溶於水,市售的福爾馬林溶液就是37-40%的甲醛水溶液。
10.鹵族元素及其化合物:
碘:是強殺菌劑。3-7%碘溶於70-83%的乙醇中配製成碘酊,是皮膚及小傷口有效的消毒劑。碘一般都作外用藥。
氯氣或氯化物:這是一類最廣泛應用的消毒劑。 氯氣一般用於飲水的消毒,次氯酸鹽等常用作食品加工過程中的消毒。氯氣和氯化物的殺菌機製,是氯與水結合產生了次氯酸(HClO),次氯酸易分解產生新生態氧,這是一種強氧化劑,對微生物起破壞用。
11.表麵活性劑:
具有降低表麵張力效應的物質稱為表麵活性劑。這類物質加入培養基中,可影響微生物細胞的生長與分裂。如肥皂、漂白粉、洗衣粉等。
12.染料:
染(ran)料(liao),特(te)別(bie)是(shi)堿(jian)性(xing)染(ran)料(liao),在(zai)低(di)濃(nong)度(du)下(xia)可(ke)抑(yi)製(zhi)細(xi)菌(jun)生(sheng)長(chang)。由(you)於(yu)這(zhe)些(xie)染(ran)料(liao)具(ju)有(you)選(xuan)擇(ze)性(xing)抑(yi)菌(jun)的(de)特(te)點(dian),故(gu)常(chang)在(zai)培(pei)養(yang)基(ji)中(zhong)加(jia)入(ru)低(di)濃(nong)度(du)的(de)染(ran)料(liao)配(pei)製(zhi)成(cheng)選(xuan)擇(ze)培(pei)養(yang)基(ji)。例(li)如(ru):堿性三苯甲烷染料,包括孔雀綠、亮綠、結晶紫等,對革蘭氏陽性菌有很強的抑製作用。
13.化學療劑:
nengzhijieganraobingyuanweishengwudeshengchangfanzhibingkeyongyuzhiliaoganranxingjibingdehuaxueyaowujiweihuaxueliaoji。tanengxuanzexingdizuoyongyubingyuanweishengwuxinchendaixiedemougehuanjie,shiqishengchangshoudaoyizhihuozhisi。danduirentixibaoduxingjiaoxiao,guchangyongyukoufuhuozhushe。huaxueliaojizhongleihenduo,anqizuoyongyuxingzhiyoufenweikangdaixiewuhekangshengsudeng。
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