微生物生长和温度的关系

2017-07-12 08:44:54 天纬化学 411

      在影响微生物生长繁殖的外界因素中,温度的影响最为密切。温度的影响表现在两方面:一方面随着温度的上升,细胞中生物化学反应速率加快;另一方面,组成细胞的物质如蛋白质、核酸等都对温度较敏感,随着温度的升高,这些物质的立体结构受到破坏,从而引起微生物生长的抑制,甚至死亡。因此只在一定的温度范围内,微生物的代谢活动和生长繁殖才随着温度的上升而增加。温度上升到一定程度,开始对微生物产生不良影响,如果温度继续升高,微生物细胞功能急骤下降以致死亡。

各种微生物生长所需要的温度范围是不同的。从微生物的总体来看,生长温度范围很广,已知的微生物在-10℃~95℃均可生长,但每一种微生物只在一定的温度范围内生长。各种微生物按其生长速度可分为三个温度界限,即最低生长温度、最适生长温度和最高生长温度。超过最低和最高生长温度的范围,微生物的生命活动就要受到抑制或中断。因此,在实际工作中,可以通过对温度的控制,来促进有益微生物的生长,抑制或消灭有害微生物的生长繁殖。

最低生长温度是指微生物生长和繁殖的最低温度。在此温度时,微生物生长最慢,低于这一温度,微生物生长就停止。
最适生长温度是指微生物生长最适宜的温度。在这一温度时,如果其它条件合适,微生物生长繁殖最快。
最高生长温度就是在其它环境因子保持不变的情况下,微生物能够生长繁殖的最高温度。超过这一温度,微生物生长繁殖就停止,甚至死亡。

各种微生物的最低、最适和最高生长温度,还因环境条件的不同而有所变化。根据微生物的最适生长温度,可以将微生物分为三大类:

低温微生物:凡生长最适温度在20℃以下的微生物。例如,海洋、深湖、冷泉中都有低温微生物的存在。冷藏食品的腐败,大都由这类微生物引起,也是造成冷藏血浆污染的原因。
中温微生物:最适生长温度为20~40℃范围的微生物,自然界中极大多数微生物都属于这一类。其中又可分为寄生中温菌和腐生中温菌。寄生中温菌的最适生长温度为37℃左右,腐生中温菌的最适生长温度为20~25℃。酒精酵母的最适生长温度为28℃,啤酒酵母为25℃,苹果青霉为25℃~27℃,放线菌为28℃。引起人和动植物疾病的病原菌,造成农副产品、工业器材、生活用品霉腐的微生物,往往都属于这一类菌。
高温微生物:最适生长温度在45℃以上的微生物称为高温微生物,常见于温泉、堆肥、厩肥及其它腐烂有机物中。参与堆肥、厩肥制造过程中后阶段有机物质的分解作用,以芽孢杆菌和放线菌较多。这些高温微生物常给罐头工业上的灭菌带来困难。

一些霉菌生长与温度的关系如表1显示。
表1 霉菌生长与温度的关系
微生物名称 最低生长温度/℃ 最适生长温度/℃ 最高生长温度/℃
黑曲霉 14 30~35 40
葡萄曲霉 -6 30 -
刺孢曲霉 - 20 -
灰绿曲霉 1 25~27 31~36
青霉 - 17~19 30
黄萎轮枝孢 10 22.5 30
分枝毛霉 4 20~25 31
尖镰孢 5 30 -
深蓝镰孢 5 25 35
立枯丝核菌 2 23 34.5
圆小丛壳 - 27~29 37.5
光亮卷钩丝壳 5 32 43
篱边革裥霉 5 32~35 45
多孢霉 0 27~32 40
拟茎点霉 8.7 26.5 31.9

温度对微生物的生长繁殖影响很大。一般来讲,微生物对低温的抵抗能力较之对高温抵抗能力强。大部分微生物,无论低温、中温或高温微生物,在低温条件下处于休眠状态,代谢活动几乎全部停止,生长繁殖受到抑制,但仍能存活,一旦遇到合适的环境就可以生长繁殖。但有少数微生物在低于最低温度生长时会迅速死亡。另有少数微生物能在一定的低温范围内缓慢生长。红色酵母在-34℃时仍能生长发育,细菌中有的在-18℃可发育,霉菌中最低发育温度为-12℃。
可用低温抑制微生物的生长来达到保藏食品的目的。但在稍低于冰点以下的温度,某些食品如浓缩果汁、烟熏腊肉、冰淇淋等中仍能发现存在有微生物。低温主要是抑制微生物的生长,如果冷藏食品中也污染了病原菌,仍有传布疾病的可能。

当环境温度超过微生物的最高生长温度时,引起细菌内核酸、蛋白质等物质的变性,酶的失活,最终引起微生物的死亡。温度越高,微生物死亡越快。不同的微生物对高温的抵抗力不同。大多数细菌、酵母菌、真菌的营养细胞在50~65℃加热10分钟就可致死。放线菌和霉菌的孢子比营养细胞抗热性强,在76~80℃加热10分钟才致死。细菌的芽孢抗热性最强,要在100℃高温下处理相当长时间才致死。例如肉毒梭菌可在肉类罐头中繁殖,并产生极毒的肉毒毒素。它的芽孢在pH7.0时,要在100℃的高温下煮8小时才被杀死;如用115℃加压蒸汽灭菌,需经10~40分钟,在121℃下需经10分钟才被杀死。所以一般非酸性罐头食品,需用121℃灭菌20~70分钟。

表2表示各种芽孢的抗热性
种类 湿执灭菌温度/℃ 杀菌所需时间/min
炭疽芽孢杆菌 105 5~10
蜡状芽孢杆菌 100 6
枯草芽孢杆菌 100 6~17
嗜热脂肪芽孢杆菌 120~121 12
肉霉梭状芽孢杆菌 120~121 10

微生物的抗热性还取决于菌龄、基质成分及微生物的数量。一般老龄菌比幼龄菌抗热性强。基质成分对微生物的抗热性也有影响,基质中的脂肪、糖、蛋白质对微生物有保护作用,从而增强了微生物的抗热性。基质pH值偏离7时,特别是偏向酸性时,微生物的抗热性明显降低。微生物的数量越多,抗热性越强,这是因为菌体细胞能分泌对菌体有保护作用的蛋白质类物质。菌体多,这种保护性物质的量也多。食品和物品的物理状态与灭菌效果也有很大关系,一般固体食品和物品,灭菌时间要长或灭菌温度要高,这是因为固体物品仅有热的传导作用,而无对流作用;而液体物品灭菌时间可短一些或灭菌温度可低一些,这是因为液体物品的穿透除传导作用外,还有对流作用。

由于超过最高生长温度会引起微生物的死亡,所以高温常常用来灭菌,以达到有效保存物品和食品的目的。例如,牛奶、啤酒、黄酒、酱油、醋等食品往往经过62℃加热30分钟或70℃加热15分钟的灭菌处理(巴斯德灭菌法),这样既杀死了其中的病原菌和一部分微生物的营养体,又不损害食品的营养价值和色香味。


我公司推出3Q系列杀菌剂防腐剂杀菌剂,环保无甲醛,主要应用在石油化工、电力冶金等工业循环水处理,造纸工业,木材工业,涂料工业、皮革行业、日化行业及金属切削液等行业的杀菌,防腐,防霉。




电话咨询
邮件咨询
在线地图
QQ客服