理化因素对微生物的影响

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1、第四节理化因素对微生物的影响微生物与所处的环境之间具有复杂的相互影响和相互作用：一方面，各种各样的环境因素对微生物的生长和繁殖有影响，另一方面，微生物生长繁殖也会影响和改变环境。研究环境因素与微生物之间的关系，可以通过控制环境条件来利用微生物有益的一面，同时防止它有害的一面。影响微生物生长的外界因素很多，除了前面讲过的营养因素之外，还有许多物理化学条件。一、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

2、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。（一）微生物生长的三个温度基点从微生物整体来看：生长的温度范围一般在-10℃~100℃极端下限为-30℃，极端上限为105~300℃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。处于最适生长温度时，生长速度最快，代时最短。超过最低生长温度时，微生物不生长，温度过低，甚至会死亡。超过最高生长温度时，微生物不生长，温度过高，甚至会死亡。（二）微生物生长温度类型根据微生物的

3、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）低温型微生物:最适生长温度在5~20℃,主要分布在地球的两极、冷泉、深海、冷冻场所及冷藏食品中。例：假单孢菌中的某些嗜冷菌在低温下生长，常引起冷藏食品的腐败。嗜冷微生物在低温下生长的机理，目前还不清楚，据推测有两种原因：①它们体内的酶能在低温下有效地催化，在高温下酶活丧失②细胞膜中的不饱和脂肪酸含量高，低温下也能保持半流动状态，可以进行物质的传递。中温型微生物：最适生长温度为20℃~40℃，大多数微生物属于此类。室温型主要为腐生或植

4、物寄生，在植物或土壤中。体温型主要为寄生，在人和动物体内。高温型微生物：最适生长温度为50℃~60℃,主要分布在温泉、堆肥和土壤中。在高温下能生长的原因：①酶蛋以及核糖体有较强的抗热性②核酸具有较高的热稳定性（核酸中G+C含量高（tRNA），可提供形成氢键，增加热稳定性）。③细胞膜中饱和脂肪酸含量高，较高温度下能维持正常的液晶状态。高温微生物的特点:生长速度快，合成大分子迅速，可及时修复高温对其造成的分子损伤。耐高温菌具应用优势：在减少能源消耗、减少染菌、缩短发酵周期等方面具重要意义。有利于非气体物质在发酵液中的扩散和溶解，防止杂菌污染，由高温微生物产

5、的酶制剂，酶反应温度和耐热性都比中温微生物高。不同生理生化过程的最适温度微生物不同生理活动要求不同温度，所以，最适生长温度≠发酵速度快、积累代谢产物多。一般而言，老龄比幼龄耐热，原核生物比真核生物耐热，非光合生物比光合生物耐热，结构简单的比结构复杂的耐热，在富含蛋白质的培养基上生长的细菌耐热能力强。菌名生长温度发酵温度累积产物温度（℃）（℃）（℃）Streptococcusthermophilus374737S.lactis3440产细胞：25~30产乳酸：30Streptomycesgriseus3728_Corenybacteriumpekinen

6、se3233~35_Clostridiumacetobutylicum3733_Peniciliumchrysogenum302520以青霉素的生产为例：培养165小时采用分段控制温度的方法，其青霉素产量比始终在30℃培养提高了14.7%。分段控制方式：0~5小时，30℃；5~40小时，25℃；40~125小时，20℃；125~165小时，25℃。（三）高温与低温对微生物的影响1、高温对微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:(1)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

7、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。(2)微生物对热的耐受力还受环境条件的影响与培养基的营养成分有关：培养基中蛋白质含量高时比较耐热。与pH有关：pH适宜时不易死亡，pH不适宜时，容易死亡。与水分有关：含水量大时容易死亡，含水量小时不容易死亡。与含菌量有关：含菌量高，抗热性增强，含菌量低，抗热性差。与热处理时间有关：热处理时间长，微生物易死亡。2、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

8、，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