文档介绍：6、环境条件对微生物生长繁殖的影响
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,,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,还有许多物理化学因素的影响。
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。
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。
根据微生物的最适生长温度的不同,可将微生物划为三个类型:
微生物生长温度类型
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。
菌名 生长温度 发酵温度 累积产物温度
( ℃) ( ℃) ( ℃)
us thermophilus 37 47 37
34 40 产细胞:25~30
产乳酸:30
Streptomyces griseus 37 28 _
Corenybacterium pekinense 32 33~35 _
Clostridium acetobutylicum 37 33 _
Penicilium chrysogenum 30 25 20
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 ℃%。
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 ℃。
★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。
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
高温与低温对微生物的影响