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常見問題

影響微生物生長與死亡的因素有哪些(xiē)?
時間:2014-11-20 14:20:22 作者: 來源:轉載 點擊:1428次

生長是微(wēi)生物與外界環境因素共(gòng)同作用的結果。環(huán)境條件的改變,可引起微生物形態、生理、生長(zhǎng)、繁殖等特征(zhēng)的改(gǎi)變;或者抵(dǐ)抗、適應環境條件的某些改變(biàn);當環境條(tiáo)件的變化超過一(yī)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(rén)們常采用多種物理、化學或(huò)生物學方法,來抑製或殺死(sǐ)微生物(wù)。常用以下術語來表示對微生物的殺滅程度。


滅菌:用物(wù)理(lǐ)或化學(xué)方法殺滅物(wù)體上所有的微生物(包括病原微生物和非病原微生物(wù)及細菌芽胞、黴(méi)菌孢子等),稱為滅菌。


消毒:用物理或化學方法僅能殺滅物體上的病原微(wēi)生物,而(ér)對非病原微生(shēng)物及芽(yá)胞和孢子不一定完全殺死,稱為消毒。用(yòng)來消毒的藥物(wù)稱為消毒劑。


防腐(fǔ):防止或抑製微生物生長和(hé)繁(fán)殖的方法稱為防腐或抑菌。用於防腐的化學藥品稱為防腐劑。某些化(huà)學藥物在低濃度時為防腐劑,在(zài)高濃(nóng)度時則(zé)成為消毒劑。


無菌:指(zhǐ)沒有(yǒu)活的微生物存在。采取防止或杜絕一切微生物進入動物機(jī)體或物體的方法,稱為(wéi)無菌法。以(yǐ)無菌法操作時稱為無菌操作。在進行外(wài)科手(shǒu)術或微生物(wù)學實驗時,要求嚴格的無菌操作,防止微生物的汙染。


不同(tóng)的(de)微生物(wù)對各種理化因子的敏感性不同,同一因素不同劑量對微生物的(de)效應(yīng)也不同,或者起滅菌作用,或者可能隻起消毒(dú)或防腐作用。在了解和應用任何一種理化因素對微生物的抑製或致死作用時,還應考慮多種因(yīn)素的綜合(hé)效應。例如在增高溫度的同時加(jiā)入另一種化學藥劑,則可加速對微生物的破壞作用。大腸杆菌在有(yǒu)酚存在(zài)的情(qíng)況下,溫度從30℃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(zǐ)的作用。營養細胞一般較孢子抗(kàng)逆(nì)性差,幼齡(líng)的、代謝活躍的細胞(bāo)較之老(lǎo)齡的、休眠的細胞(bāo)易被破壞;微生物生長的培養基以及它們所處的環境對微生物遭受破壞的效應也有明顯(xiǎn)的影響。如在酸或堿中,熱對微生物的破壞作用加大,培(péi)養基的粘度也影響抗菌因子的穿透能力;有機質(zhì)的存在也(yě)幹擾抗微生物化學因子的效應,或者由於有機物與化學藥劑結合而使之失效,或者有機質覆蓋於細胞表麵,阻礙了化學藥劑的滲入。


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(xiàn)在兩方麵:一方麵隨著溫度的上升,細胞中的生物(wù)化學反應速率和生長(zhǎng)速率加快。在一(yī)般情況下(xià),溫度每升(shēng)高10℃,生化反應速率(lǜ)增(zēng)加(jiā)一倍;另一方麵,機體的重(chóng)要(yào)組成如蛋白質、核酸等對溫度(dù)都較敏感,隨著溫度的增(zēng)高而可能遭受不可逆(nì)的破壞。因此,隻有在(zài)一定範圍內,機體(tǐ)的代謝活動與生長繁殖才隨著溫度的(de)上(shàng)升而增加,當溫度上升到一定程(chéng)度,開始對機體產生(shēng)不利(lì)影響,如再繼續升高,則細胞功(gōng)能急劇下降以至死亡。


就總體而言,微生(shēng)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(ér)每(měi)一種(zhǒng)微生物隻能在一定的溫度範圍內生長。各(gè)種微生物(wù)都有其生長繁殖的最(zuì)低(dī)溫度、最(zuì)適溫度、最(zuì)高溫度和致死溫度。


最低生長溫度:是指(zhǐ)微生物進行繁(fán)殖(zhí)的最低溫度界限(xiàn),如(rú)果低於此溫度(dù),則(zé)生長完全停止。


最適生長溫度:能夠使微生物迅(xùn)速生長繁殖的溫度叫做最適生長溫度,在此溫度下,微生物(wù)群體生長繁殖速度最快,代時最短。不同微生物(wù)的最適生長溫度是不一樣的。


最高生長溫度:是指微生物生長繁殖的最高溫度界限(xiàn)。


致死溫度(dù):最高生長溫度若進一步升(shēng)高,便可殺死微生(shēng)物,這(zhè)種致死微生物的最低溫度界限即為致死溫度,致(zhì)死溫度與處理(lǐ)時間有關。


2.氫離子濃度(pH):


環境中(zhōng)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(zhōng)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(ér)影(yǐng)響了微(wēi)生物對營養物質的吸收;影(yǐng)響代謝過程中酶的(de)活性;改變生長環境中營養物質的(de)可給(gěi)性以及有害物質的毒性。


每種微生物(wù)都有其最適pH值和一定的pH範圍。在最適範(fàn)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(dà)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(xiàn)菌一般在微堿性即pH7.5-8最適合;酵母菌、黴菌則適合於(yú)pH5-6的酸性環境,但生存範圍在(zài)pH1.5-10之間。有(yǒu)些細(xì)菌甚至可在強酸性或強堿性環境(jìng)中生活。


微生物在基(jī)質中生長,代謝作(zuò)用改變了基質中氫(qīng)離子濃度。隨著環境pH值的不斷變化,微生物生長受(shòu)阻,當超過最(zuì)低或最高pH值時,將引起微生物(wù)的死亡。為了維持微生物生長過程中(zhōng)pH值的穩定,配製培養基時要注意(yì)調節pH值,而且往往還(hái)要加入緩衝物(wù)以保證(zhèng)pH在微生物(wù)生長繁(fán)殖過程中的相對穩定(dìng)。


強(qiáng)酸和強堿具有殺(shā)菌力(lì)。無機酸殺菌力雖強,但腐蝕(shí)性大(dà)。某些有機酸如苯甲酸可(kě)用做防腐劑。強堿可(kě)用作殺菌劑,但由於它們的毒(dú)性大,其用途(tú)局(jú)限於對排泄物及(jí)倉庫、棚舍等環境的消(xiāo)毒。強堿對革蘭氏陰(yīn)性細菌與病毒比對革(gé)蘭氏(shì)陽性細菌作用強。


3.氧化還原電位:


氧(yǎng)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(wèi)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(zài)Φ值+0.1伏以上均(jun1)可生長,以Φ值為+0.3伏-+0.4伏時為適。厭氧(yǎng)性微生物隻能(néng)在Φ值低於+0.1伏以(yǐ)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:


輻射是指通過空氣或外層空間以波動方式從一(yī)個(gè)地(dì)方傳播或傳遞到另一個地方的能源。它們或是離(lí)子或是是電磁波。電磁輻射包(bāo)括可見光、紅外(wài)線、紫外線、X射線和Υ射線等(děng)。


(1)紫外輻射 紫(zǐ)外線是非電離輻射,以波長265-266納米的殺菌力最強。紫外輻(fú)射對微生物有明顯的(de)致死作用,是強殺菌劑(jì),紫外殺菌燈管在醫療衛生和無菌操作中(zhōng)廣泛(fàn)應用。由(yóu)於紫外線穿透能力差,不易透過不透明(míng)的物質,故紫外殺菌燈隻適用於空氣及物體(tǐ)表麵消毒(dú)。


(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(yī)次性塑料製品的消毒,也用於食品的消毒。


5.幹燥:


水(shuǐ)分是微生物(wù)的正常生命(mìng)活動(dòng)必不可少的。幹燥會(huì)導致細胞失水(shuǐ)而造成(chéng)代謝停止以至死亡。微生物(wù)的種類,環境條(tiáo)件(jiàn),幹燥的程度等均影響幹燥對微生物的效果。休眠(mián)孢子抗幹燥能力也很強,在幹燥條件下可長期不死,這一特性已用於菌種保藏,如用砂(shā)土管來保藏有孢子的菌(jun1)種。在日常(cháng)生活中也常用烘幹(gàn)、曬幹和熏幹等方法(fǎ)來保存食物。


6.滲(shèn)透壓:


水或(huò)其他溶(róng)劑經過半(bàn)透性膜而進行擴散(sàn)的現象就是滲透。在滲透時(shí)溶劑通過半(bàn)透性膜時的(de)壓(yā)力即謂滲透(tòu)壓。其(qí)大(dà)小與溶液濃度成(chéng)正比。


適宜於微生物生長的滲透壓(yā)範圍較廣,而且它們往往對滲透壓有一定的適應能力。突然改變滲透壓會使(shǐ)微生物失去(qù)活(huó)性,逐漸改變滲透壓,微(wēi)生(shēng)物常能適應(yīng)這種改變。對一(yī)般微生物來說,它們的細胞若置於高滲溶液中,水將(jiāng)通過細胞膜從低濃度的細胞內進入細胞周圍的溶液中,造成細胞脫水而引起質壁分離,使細胞不能生長甚至死亡。相反,若將微生物置於低滲(shèn)溶液或水中,外環境中的水將從溶液進入細胞內引(yǐn)起細胞膨脹,甚至(zhì)使細胞破裂。


由於一般微生物(wù)不能耐(nài)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(yān)漬蔬菜、肉類及蜜餞等。


7.超聲波(bō):


超聲(shēng)波具有(yǒu)強烈的(de)生物學作用。超聲波的作用是使細胞(bāo)破裂(liè),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(xiǎo)、形狀及數量等(děng)均有關係。


8.重(chóng)金屬及(jí)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(chóng)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(hài)作用;也有些重(chóng)金屬離(lí)子的存在,不管濃度大小,對微生物的生長均會產生有害或致(zhì)死作用。因此,大多數(shù)重(chóng)金(jīn)屬及(jí)其化合物都是有效的殺菌劑或防腐劑。其作用最強的是Hg、Ag和Cu。如:二氯化(huà)汞(gǒng)又名升汞,是殺菌力極強的消毒(dú)劑。0.1-1%濃度的硝酸銀(yín)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(zhǒng)類很多,其中酚、醇、醛等能使蛋白質變性,是(shì)常用的殺菌劑。


酚:酚又名石炭酸。它們對細菌的有害作用可能主要(yào)是使蛋白質變(biàn)性,同時又(yòu)有表麵活性(xìng)的作用,破壞細(xì)胞膜的透性,使細胞內含物外溢。當濃度高時是致(zhì)死因子,反之則起抑菌作用。


甲酚是酚的衍生(shēng)物。殺(shā)菌力(lì)比酚強幾(jǐ)倍。甲酚(fēn)在水中(zhōng)的溶解度較低,但在(zài)皂液與堿性溶液中(zhōng)易形成乳(rǔ)液。市(shì)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(dú)皮膚、桌麵及用具(jù)等。


醇:它是脫(tuō)水劑(jì)、蛋白(bái)質變性(xìng)劑(jì),也是脂溶劑,可使蛋白質(zhì)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(jun1)效(xiào)果最好,超過(guò)70%以(yǐ)至無水酒精(jīng)效果較(jiào)差。


甲醛:甲醛也是一種常用的(de)殺細(xì)菌與殺真菌劑,效果良好。純甲醛為氣體狀,可溶於水,市(shì)售的福爾馬林溶液就是37-40%的(de)甲醛水溶液。


10.鹵族元素及其化合物:


碘:是強殺(shā)菌劑。3-7%碘(diǎn)溶於70-83%的乙醇中配製成碘酊,是皮膚及小(xiǎo)傷口有效的消毒(dú)劑。碘一般都作(zuò)外(wài)用藥。


氯氣或氯化物:這是一類最廣泛(fàn)應用的消毒劑(jì)。 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(cì)氯酸易分解產生新生態氧(yǎng),這是(shì)一種(zhǒng)強氧化劑,對微生物起破壞用。


11.表麵活(huó)性劑:


具有降低表麵張(zhāng)力效應的(de)物質稱為表麵活性劑。這(zhè)類物質加入培養基中,可(kě)影響微生物細胞的生(shēng)長與分裂。如肥皂、漂白粉、洗衣粉等。


12.染(rǎn)料:


染料,特別是堿性染料,在低濃度下可抑製細菌生長。由於這些染料具有選擇性抑菌的特(tè)點,故常在培養基中(zhōng)加入低濃度的染料配製成選擇培養基。例如:堿性三苯甲烷染料,包(bāo)括(kuò)孔雀綠、亮綠、結(jié)晶(jīng)紫等,對革蘭氏陽性菌有很強的抑(yì)製作用。


13.化(huà)學療劑:


能直接幹擾病原微生物的(de)生長繁殖並(bìng)可用於治療感染性疾(jí)病的化學(xué)藥物即為化學療劑。它能選擇性地作用於病原微生物新陳代謝的某個環節,使其生長受到抑製(zhì)或(huò)致死。但對人體細胞(bāo)毒(dú)性較小,故常用於口服或注射。化學療劑種類很(hěn)多,按其作用與性(xìng)質(zhì)又分為抗代(dài)謝物和抗生(shēng)素等。

本文關鍵詞:影響(xiǎng)微(wēi)生物生長與死亡的因素

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