第八章 微生物的生长繁殖 及其控制.

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1 第八章 微生物的生长繁殖 及其控制

2 生物个体由小到大的增长，即表现为细胞组分与结构在量方面的增加
生长 指生物个体数目的增加 繁殖 在单细胞微生物中，生长繁殖的速度很快，而且两者始终交替进行，个体生长与繁殖的界限难以划清，因此实际上常用群体生长作为衡量微生物生长的指标。 群体生长的实质是包含着个体细胞生长与繁殖交替进行的过程

3 第一节 微生物纯培养的获得 平板划线分离法 稀释倒平板法 单孢子或单细胞分离法 利用选择性培养基分离法

4 1.平板划线分离法 用接种环以无菌操作沾取少许待分离的材料，在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线 ，如果划线适宜的话，微生物能一一分散，经培养后，可在平板表面得到单菌落。

5 2.稀释倒平板法

6 3.单孢子或单细胞分离法 采取显微分离法从混杂群体中直接分离单个细胞或单个个体进行培养以获得纯培养 。 在显微镜下使用单孢子分离器进行机械操作，挑取单孢子或单细胞进行培养。也可以采用特制的毛细管在载玻片的琼脂涂层上选取单孢子并切割下来，然后移到合适的培养基进行培养。

7 4.选择性培养基分离法 各种微生物对不同的化学试剂、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力，利用这些特性可配制合适某种微生物而限制其它微生物生长的选择培养基，用它来培养微生物以获得纯培养。 微生物纯培养分离方法的比较 分离方法 应用范围 平皿划线法 方法简便，多用于分离细菌 稀释倒平皿法 即可定性，又可定量，用途广泛 单细胞挑取法 局限于高度专业化的科学研究 利用选择培养基法 适用于分离某些生理类型较特殊的微生物

8 第二节 微生物生长量的测定 评价培养条件、营养物质等对微生物生长的影响； 微生物生长
第二节 微生物生长量的测定 评价培养条件、营养物质等对微生物生长的影响； 微生物生长 评价不同的抗菌物质对微生物产生抑制(或杀死)作用的效果； 客观地反映微生物生长的规律；

9 微生物生长测量方法 个体计数法 重 量 法 生理指标法

10 1、个体计数法 （1）直接计数法 借助显微镜观察测定 优点：快速 提问:有哪些缺点? 缺点：不能区分细菌的死活。

11 方法： a.涂片染色法 b.计数器(血球计数板）测定法 c.比例计数法 d比浊计数法 450~650nm

12 （2）间接计数法(活菌计数法) 活菌可以繁殖 计数原理：一个细菌可繁殖成一个菌落或一群细菌.
提问：前述方法中计数的不都是活菌，如何分辨菌死活？ 活菌可以繁殖 提问：细菌繁殖的可见现象是什么？ 产生菌落（固体培养基培养）、菌液混浊（液体培养基培养） 计数原理：一个细菌可繁殖成一个菌落或一群细菌. 缺点：慢 分固体培养法和液体培养法

13 A. 稀释平板计数法—固体培养法 第一步：菌样巧妙稀释 菌样被无菌水不同稀释倍率后平板培养图 无菌水 得到不同稀释度 （10-x）菌液

14 第二步：接种平板 第三步：培养 各取1ml，均匀涂布于冷固体培养基平板上或与温热液态固体培养基混合冷却。 每一个细菌会生成一个菌落
10 - 2 -3 -4 -5 第二步：接种平板 各取1ml，均匀涂布于冷固体培养基平板上或与温热液态固体培养基混合冷却。 第三步：培养 每一个细菌会生成一个菌落 稀释度过低，菌落密集无法计数 可以计数，但数量过多，费时费力 数量合适，作为结果 数量太少，误差因素太大，不做计数

15 平均 一般计数平板的细菌生长菌落数以30~300个为宜。 第四步： 计数 细菌数量=？ 细菌数量=数出的菌落数/稀释度
第四步： 计数 细菌数量=？ 细菌数量=数出的菌落数/稀释度 例如：10-5稀释度时菌落数为125个 细菌数量=125/10-5=1.25×107个/mL 平板计数法是采用最广的一种活菌计数法 如国标法水中细菌总数的测定 。 注意：作空白及取平行样（2～3组）均值减小误差

16 B.稀释液体计数法 Most Probable Number 特点：液体培养、统计学查表计数 又称MPN法 （或最可能数法）
例如测定SRB（硫酸盐还原菌，厌氧）的数量 提问：能用稀释平板法计数吗？为什么？ 一般不能，厌氧菌暴露在空气中不能生长（除非厌氧培养箱） 对这类菌可以利用它们生长时产生的硫化亚铁黑色特征进行深层隔氧液体培养，按MPN法进行计数。

17 1ml 9ml 3 3 2 0 + （a）稀释 稀释程度、取样概率 （b）稀释接种样品 （c）培养 培养基
10 - 2 -3 -4 -5 （a）稀释 稀释程度、取样概率 3 10 - 10 -4 -5 -6 1ml （b）稀释接种样品 在液体表面加一层无菌液体石蜡隔绝氧气， + 9ml 培养基 （c）培养 恒温37℃培养14天 记录变黑的试管情况 3

18 (d)统计－查表－计算 ②查表 根据不同稀释度变黑试管 ①统计出数量指标 三位数及其中最低稀释度 表——MPN表
（取变黑的管数最多、稀释度又最低的生长管数，为第一位数字，后面两个稀释度的生长管数为后两位数） 提问：上例情况而言统计数量是几？ ②查表 表——MPN表

19 上面例子中数量指标“320” 对应的细菌最可能数为9.5个菌/毫升，
最低稀释度为10-4， 折算出样品中菌浓度为 ？个菌/毫升。 细菌最可能数——通过其他精确的计数法，确定的各种数量指标时细菌数量的最可能值 个菌/毫升 MPN三管法测数统计表 水中大肠菌群、铁细菌、硝化菌、亚硝化菌也用这种方法进行数量统计。

20 c.薄膜计数法 （滤器及膜事先灭菌） （a）抽滤 （b）滤膜培养 薄膜——微孔滤膜（φ0.45um） 膜有菌面冲上
原理——膜抽滤（细菌浓缩）+ 膜平板培养 + 计数

21 （c）统计计数 要求——样品洁净 缺点？ 提问：假如 测出250个菌落，抽滤了50ml自来水，自来水中菌浓度是多少呢？
如空气或饮用水。 缺点？ 堵孔、菌太多难以分散 （c）统计计数 提问：假如 测出250个菌落，抽滤了50ml自来水，自来水中菌浓度是多少呢？ 250÷50ml=5个/ml自来水 样品中的细菌数量=菌落数÷抽滤样品的体积数 提问：如何用活菌计数法测定较脏的水样？ 减少滤液体积、无菌水稀释

22 2.重量法 以干重、湿重直接衡量微生物群体的生物量； 通过样品中蛋白质、核酸含量的测定间接推算 微生物群体的生物量； 生理指标测定法

23 方法：含菌水样在105～110℃下进行干燥恒重。 (1)干重法 提问：已知什么条件通过测定细菌群体重量知道其数量？
已知单个细菌的平均重量 除法计算 细菌的湿重量＝10-15~10-11g/个细胞 干重约为湿重的10％~20％。 (1)干重法 方法：含菌水样在105～110℃下进行干燥恒重。

24 悬浮物中绝大多数是细菌。 悬浮物＝无机物+有机物（包括细菌） 提问：如何确定悬浮物中有机物与无机物的量？ 高温(550℃)灼烧
              悬浮物＝无机物+有机物（包括细菌） 提问：如何确定悬浮物中有机物与无机物的量？ 高温(550℃)灼烧 无机物化学性质稳定，高温下不会分解 提问：什么情况下可以直接用悬浮物的重量表示细菌的重量？ 悬浮物中绝大多数是细菌。

25 (2)细胞含N量法 大多数生物包括细菌，细胞内的蛋白质氮含量比较稳定，一般为蛋白质干重15％~16％，平均为16％。

26 （3）.DNA含量法 同种细菌的DNA含量一致,可通过测定DNA的含量来表示细菌的生长量 少量纯细菌培养时细菌数量的测定。
精确性非常高，对样品纯度以及仪器和人员的要求较高。

27 3.生理指标测定法 微生物的生理指标，如呼吸强度，耗氧量、酶活性、生物热等与其群体的规模成正相关。 样品中微生物数量多或生长旺盛，这些指标愈明显，因此可以借助特定的仪器如瓦勃氏呼吸仪、微量量热计等设备来测定相应的指标。 常用于对微生物的快速鉴定与检测

28 第三节 微生物的生长规律 一、细菌群体生长规律
第三节 微生物的生长规律 一、细菌群体生长规律 在不补充营养物质或移去培养物，保持整个培养液体积不变条件下，以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，根据不同培养时间时细菌数量的变化，可以作出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。 生长曲线

29 生长曲线可分： 延滞期 对数期 稳定期 衰亡期

30 将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌数不立即增加，或增加很少，生长速度接近于零。也称延迟期、适应期。
1.延滞期 将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌数不立即增加，或增加很少，生长速度接近于零。也称延迟期、适应期。 迟缓期的特点：分裂迟缓、代谢活跃、对环境敏感 在工业发酵和科研中通常采取一定的措施缩短延滞期： ①通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短； ②利用对数生长期的细胞作为“种子”； ③尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大； ④适当扩大接种量等方式缩短迟缓期，克服不良的影响。（3%-8%）

31 2.对数期 以最大的速率生长和分裂，细菌数量呈对数增加 细菌内各成分按比例有规律地增加，表现为平衡生长。 对数生长期细菌个体形态、化学组成和生理特性等均较一致，代谢旺盛、生长迅速、代时稳定，所以是研究微生物基本代谢的良好材料。它也常在生产上用作种子，使微生物发酵的迟缓期缩短，提高经济效益。

32 细菌研究中常用的三个参数 设接种时细胞数为x1, 时间为t1, 到时间t2后，繁殖n代，细胞数为x2，它们之间的相互关系为： 繁殖代数（n）
x2 = x1*2n 以对数表示：㏒ x2 = ㏒ x1 + n㏒2 ㏒ x2 - ㏒ x1 ∴ n = = (㏒ x2 - ㏒ x1 ) ㏒2

33 生长速度常数（R） n 3.322(㏒ x2 - ㏒ x1 ) R = = 代时(G) 1 t2 – t1 G = =
t2 – t t2 – t1 代时(G) t2 – t1 G = = R (㏒ x2 - ㏒ x1)

34 3.稳定期 原因： 由于营养物质消耗，代谢产物积累和pH等环境变化，逐步不适宜于细菌生长，导致生长速率降低直至零(即细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数量)，结束对数生长期，进入稳定生长期。 获得更多的菌体物质或代谢产物采取措施： 补充营养物质或取走代谢产物或改善培养条件，如对好氧菌进行通气、搅拌或振荡等

35 4.衰亡期 现象： 细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现自溶，产生或释放出一些产物，如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。细胞呈现多种形态，有时产生畸形，细胞大小悬殊，有些革兰氏染色反应阳性菌变成阴性反应等。 特点： 该时期死亡的细菌以对数方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分细菌产生抗性也会使细菌死亡的速率降低。

36 二、同步培养 同步培养(synchronous culture)：是一种培养方法，它能使群体中不同步的细胞转变成能同时进行生长或分裂的群体细胞。 同步生长：以同步培养方法使群体细胞能处于同一生长阶段，并同时进行分裂的生长方式 同步培养物常被用来研究在单个细胞上难以研究的生理与遗传特性和作为工业发酵的种子，它是一种理想的材料。

37 三、连续培养 恒浊连续培养 连续培养类型 恒化连续培养
连续培养(continous culture of microorganisms)是在微生物的整个培养期间，通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续生长下去的一种培养方法。 连续培养的基本原则：微生物培养过程中不断的补充营养物质和以同样的速率移出培养物 恒浊连续培养 连续培养类型 恒化连续培养

38 恒浊法：培养基流速可变，菌体以最高生 长速度生长
可获得大量菌体或与菌体生长相平衡的某些代谢产物 恒化法：培养基流速不变，直到菌体生长速度与培养基流速相适应 用于与生长速率相关的研究

39 第四节 环境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。 本节主要内容： 一、温度对微生物生长的影响 二、氧气对微生物生长的影响 三、pH值对微生物生长的影响

40 几个基本概念 灭菌 采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施，称为灭菌。 消毒
采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部的一部分对人体有害的病原菌，而对被处理物体基本无害的措施，称为消毒。 防腐 利用理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖，从而达到防止物品发生霉腐的措施，称为防腐。 商业灭菌 就是指食品经过杀菌处理后，按照所规定的微生物检验方法，在所检食品中无活的微生物检出，或者仅能检出极少数的非病原微生物，并且它们在食品保藏过程中，是不可能进行生长繁殖的。 ４．无菌操作：防止微生物进入物体的技术。 ５．无菌：指没有活的微生物（包括芽孢）。 ６．死亡：指不可逆地丧失了生长繁殖的能力。 ７.除菌：应用机械的方法（过滤、离心分离、 静电吸附）除去液体或气体中的微生物。

41 一、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。

42 （一）微生物生长的三个温度基点 最低生长温度：微生物生长的最低温度下限； 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。 最低生长温度：微生物生长的最低温度下限； 最高生长温度：微生物生长的最高温度； 最适生长温度：微生物生长最快时的温度 1）~ 不等于积累代谢产物的最佳温度； 2）同类型发酵使用菌种不同，~ 不同； 3）同一微生物不同生理活动的~ 不同。

43 （二）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）

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45 最适生长温度在5~15℃,主要分布在地球的两极、冷泉、深海、冷冻场所及冷藏食品中。
低温型微生物: 最适生长温度在5~15℃,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。 生长机理： 细胞内的酶促反应在低温下进行，温 度高（30-40℃） ，酶失活。 胞膜中不饱和脂肪酸的含量高，故低 温下膜的流动性较好。

46 4) 核酸中G+C含量高（tRNA），可提供形成 氢键，增加热稳定性 。
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45 ℃ ~50 ℃以上,主要分布在温泉、堆肥和土壤中。 在高温下能生长的原因：①酶蛋白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状态。 3、高温微生物的生长机理： 1)细胞内酶、蛋白质抗热性强，热稳定性好 酶促反应可在高温下进行。 2)菌体内产多胺、热亚胺及高温精胺，可稳 定细胞内蛋白质合成机构及保护大分子。 3)膜中饱和脂肪酸和直链脂肪酸含量高，易 形成疏水键，高温下仍能保持膜稳定及结构 功能。 4) 核酸中G+C含量高（tRNA），可提供形成 氢键，增加热稳定性 。 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。

47 ★不同生理生化过程的最适温度 ：柠檬酸生产菌黑曲霉2087，32-31℃生长快，而32 ℃ 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。 菌 名 生长温度 发酵温度 累积产物温度 （ ℃ ） （ ℃ ） （ ℃ ） 嗜热链球菌 灰色链霉菌 _ 丙酮丁醇梭菌 _ 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 ℃。 ：柠檬酸生产菌黑曲霉2087，32-31℃生长快，而32 ℃ 产酸多。

48 （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。
★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 三）温度对微生物生长的影响 1)影响胞内酶活，进而影响细胞物质的合成， 影响微生物生长速率。 2)影响胞膜的流动性，从而影响物质的吸收、 分泌，进而影响微生物生长。 低温：冰晶形成造成膜损伤、细胞脱水； 高温：蛋白质不可逆变性，膜受热出现小 孔，破坏细胞结构（溶菌）。 影响微生物对热抵抗力的因素： 菌种的遗传特性 菌龄 微生物的数量 基质的特性（组成、浓度、理化条件） 加热的时间与温度

49 (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 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。

50 几个数据 TDT：特定条件，杀死一定微生物的时间 D值：一定温度，活菌数目减少一个对数周期 Z值：热致死曲线中，时间减少一个对数周期 F值：一定基质，温度为121.1℃，杀死一定微生物的时间8

51 热灭菌法 干热：火焰、干热 湿热：煮沸、巴氏（60—85℃ 15-30m）、超高温瞬时（ ℃ 3-5S）、高压蒸汽、间歇

52 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，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常可以长时间地保藏在4℃的冰箱中。 当温度过低，造成微生物细胞冻结时，有的微生物会死亡，有些则并不死亡。

53 造成死亡的原因： ①冻结时细胞水分变成冰晶，冰晶对细胞膜产生机械损伤，膜内物质外漏。 ②冻结过程造成细胞脱水。 冻结速度对冰晶形成有很大影响，缓慢冻结，形成的冰晶大，对细胞损伤大；快速冻结，形成的冰晶小、分布均匀，对细胞的损伤小，因此，利用快速冻结可以对一些菌种进行冻结保藏，一般情况下在菌悬液中再加一些甘油、糖、牛奶、保护剂等可对菌种进行长期保藏。

54 二、氧气对微生物生长的影响 微生物对氧的需要和耐受力在不同的类群中变化很大，根据微生物与氧的关系,可把它们分为几种类群: 专性好氧菌:
微好氧菌： 兼性厌氧菌 耐氧厌氧菌： 厌氧菌 (专性)厌氧菌： 五种微生物在深层固体培养基中生长情况

55 微好氧菌（microaerophilic bacteria）
专性好氧菌（strict aerobe） 必须在有分子氧的条件下才能生长，有完整的呼吸链，以分子氧作为最终氢受体，细胞含有超氧物歧化酶（SOD，superoxide dismutase）和过氧化氢酶。 微好氧菌（microaerophilic bacteria） 只能较低的氧分压下才能正常生长，通过呼吸链并以氧为最终氢受体而产能。 兼性好氧菌（facultative aerobe） 现象、原因 在有氧或无氧条件下均能生长，但有氧情况下生长得更好，在有氧时靠呼吸产能，无氧时接发酵或无氧呼吸产能；细胞含有SOD和过氧化氢酶。

56 耐氧菌（aerotolerant anaerobe）
可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌。生活不需要氧，分子氧也对它无毒害。不具有呼吸链，依靠专性发酵获得能量。细胞内存在SOD和过氧化物酶，但缺乏过氧化氢酶。 厌氧菌（anaerobe） 分子氧对它有毒害，短期接触空气，也会抑制其生长甚至致死；在空气或含有10%CO2的空气中，在固体培养基表面上不能生长，只有在其深层的无氧或低氧化还原电势的环境下才能生长；生命活动所需能量通过发酵、无氧呼吸、循环光合磷酸化或甲烷发酵提供；细胞内缺乏SOD和细胞色素氧化酶，大多数还缺乏过氧化氢酶。

57 在培养不同类型的微生物时，要采用相应的措施保证不同微生物的生长。
培养好氧微生物：需震荡或通气，保证充足的氧气。 培养专性厌氧微生物：需排除环境中的氧气，同时 在培养基中添加还原剂，降低 培养基中的氧化还原电位势。 培养兼性厌氧或耐氧微生物：可深层静止培养。

58 三、pH值与微生物生长的相互影响 （一）环境pH值对微生物生长的影响 ◆影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影响对物质的吸收能力。

59 （二) 不同微生物对pH要求不同 微生物的生长pH值范围极广。但是绝大多数种类都生活在pH5.0~9.0之间。 微生物生长的pH值三基点： 各种微生物都有其生长的最低、最适和最高pH值。低于最低、或超过最高生长pH值时，微生物生长受抑制或导致死亡。 不同的微生物最适生长的pH值不同，根据微生物生长的最适pH值，将微生物分为： 嗜碱微生物：硝化细菌、尿素分解菌、多数放线菌 耐碱微生物：许多链霉菌 中性微生物：绝大多数细菌，一部分真菌 嗜酸微生物：硫杆菌属 耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌 微生物生长的pH值三基点： 各种微生物都有其生长的最低、最适和最高pH值。超过最低、最高生长pH值时，微生物生长受抑制或导致死亡。 嗜碱微生物：必须在较碱的环境中，才能正常生长。 耐碱微生物：最适生长pH值偏于碱性范围，不一定要在碱性条件下生活，单能耐较碱的环境。 各类微生物生长的最适pH值： 细菌为 ，放线菌为 ，霉菌和酵母菌为 4-6 一般说，多数真菌是嗜酸的，而多数放线菌是嗜碱的。一般细菌、放线菌适应于中偏碱性环境，酵母、霉菌适应于偏酸性环境。 细 菌： pH 放 线 菌: pH 7.0 – 7.5 酵母、霉菌: pH

60 一些微生物生长的pH值范围 微生物种类 最低pH 最适pH 最高pH 大肠杆菌 枯草芽孢杆菌 金黄色葡萄球菌 黑曲霉 一般放线菌 一般酵母菌
4.3 4.5 4.2 1.5 5.0 3.0 6.0—8.0 6.0—7.5 7.0—7.5 5.0—6.0 7.0—8.0 9.5 8.5 9.3 9.0 10 8.0

61 不同微生物的生长pH值范围 微生物 pH值 最低 最适 最高 一般放线菌 5.0 7.0~8.0 10.0
最低 最适 最高 氧化硫硫杆菌 ~ 嗜酸乳杆菌 ~ ~ 大豆根瘤菌 ~ 圆褐固氮 ~ 硝化单胞菌 ~ 醋化醋杆菌 ~ ~ ~8.0 金黄葡球菌 ~ 泥生绿菌 水生栖热菌 ~ 黑曲霉 ~ 一般放线菌 ~ 一般酵母菌 ~

62 生长的最适pH值与发酵的最适pH值 同一种微生物在其不同的生长阶段和不同的生理生化过程中，对pH值的要求也不同。在发酵工业中，控制pH值尤其重要， 举例：黑曲霉在pH2~2.5范围时有利于合成柠檬酸，当在pH2.5~6.5范围内时以菌体生长为主，而在pH7.0时，则以合成草酸为主。 丙酮丁醇梭菌在pH5.5~7.0范围时，以菌体生长为主，而在pH4.3~5.3范围内才进行丙酮丁醇发酵。 微生物 生长最适pH 合成抗生素最适pH 灰色链霉菌 6.3~ ~7.3 红霉素链霉菌 6.6~ ~7.3 产黄青霉 6.5~ ~6.8 金霉素链霉菌 6.1~ ~6.3 龟裂链霉菌 6.0~ ~6.1 灰黄青霉 6.4~ ~6.5 同一种微生物在不同的生理阶段对pH值的要求也不同，在发酵工业中，控制pH值尤其重要，如黑曲霉在pH2-2.5主要产柠檬酸， pH 以菌体生长为主，pH7时以合成草酸为主

63 同一种微生物在不同的生长阶段和不同生理生化过程中，对环境pH值要求不同。
例如：丙酮丁醇梭菌 在pH值=5.5—7.0时，以菌体生长为主 在pH值=4.3—5.3时，进行丙酮丁醇发酵 同一种微生物由于环境pH值不同，可能积累不同的代谢产物。 例如：黑曲霉 pH值=2—3时，产物以柠檬酸为主，只产少量草酸。 pH值在7左右时，产物以草酸为主，只产少量柠檬酸。

64 （三）微生物细胞内的pH值 虽然微生物生活的环境pH值范围较宽，但是其细胞内的pH值却相当稳定，一般都接近中性。
这种维持细胞内稳定中性pH值的特性能够保持细胞内各种生物活性分子的结构稳定和细胞内酶所需要的最适pH值。微生物胞内酶的最适pH值一般为中性，胞外酶的最适pH值接近环境pH值。 微生物胞内酶的最适pH值一般为中性，胞外酶最适pH值接近于所处环境。

65 （四）微生物的生命活动对环境pH值的影响
由于有机物分解： 分解糖类、脂肪等，产生酸性物质，使培养液pH值下降； 分解蛋白质、尿素等，产生碱性物质，使培养液pH值上升 由于无机盐选择性吸收： 铵盐吸收（(NH4)2SO H2SO4）， pH↓ 硝酸盐吸收(NaNO NaOH)， pH↑ NH4+被吸收 NO3+被吸收 ★配制培养基时调整pH值的措施： ★培养过程中调节pH值的措施 过酸时：加入碱或适量氮源，提高通气量。 过碱时：加入酸或适量碳源，降低通气量。