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,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,还有许多物理化学因素的影响
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,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，还有许多物理化学因素的影响
61温度对微生物生长的影响 温度是影响微生物生长的最重要因素之 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。 最适 景低 最高 图3.4.温度对生长速度的形响
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。 6.1温度对微生物生长的影响
611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。 最适 超过最低生长温度时,微生物不生 长,温度过低,甚至会死亡。 州\最低 最高 超过最高生长温度时,微生物不生 长,温度过高,甚至会死亡。 沮度一 图3.4,1温度对生长速度的影响
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。 6.1.1微生物生长的三个温度基点
6.12微生物生长温度类型 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 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) 表344微生物的生长温度类型 生长温度范围/C 微生物类型 分布区域 最低 最适 最高 专性嗜冷型 12 5~15 15~20 地球两极 嗜冷微生物 兼性嗜冷型 5~0 25~30 海洋、冷泉、冷藏食品 室温型 10~20 20~35 4~45 腐生坏境 嗜温微物 体温型 10~20 3540 40~45 寄生环境 嗜热微生物 25~45 50~60 (-95 温泉.堆肥、土壤
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： 6.1.2 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）
嗜热徼生物 噴温黴生物 生长速度 嗜冷微生物 20 30 温度!℃ 图3.4.2温度对典型嗜冷微生物、嗜温微 生物和嗜热微尘物生长的影响
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,在高温下醃活 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
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:④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
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
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
★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。 名 生长点度发酵温度累积产物温度 (℃) (℃) (℃) Streptococcus thermophilus 37 47 37 S,lactis 34 40产细胞:25~30 产乳酸:30 Streptomyces griseus 37 28 Corenybacterium pekinense 32 33~35 Clostridium acetobutylicum 37 33 Penicillum 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℃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°
菌 名 生长温度 发酵温度 累积产物温度 （ ℃ ） （ ℃ ） （ ℃ ） Streptococcus thermophilus 37 47 37 S.lactis 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 ℃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 ℃。 ★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
613高温与低温对微生物的影响 6.1.3.1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
6.1.3.1 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 6.1.3 高温与低温对微生物的影响