消灭细菌之加热大法
2021-09-03 13:51:12
天纬化学小编
微生物既然如此强悍，那如何控制它的野蛮生长？例如我们想吃水果，第一件事是将其表面脏东西和细菌洗掉，但这样真的能洗掉所有细菌吗？答案当然是否定的，毕竟你用来清洗的水中也含有不少微生物呢，但因为大多数微生物对人是无害的，所以我们吃下去也没啥关系。有些场所我们需要无菌环境，例如细胞实验室、无菌培养基、手术刀等等，那如何操作呢。目前可以通过各种物理化学方法杀菌或消毒，其中物理法主要包括3种，即加热、辐射和过滤，而加热是最常用的一招，这一招中国人用的最明白，因为无论男女老少都知道，要喝热水~烧水就是除菌的过程。总有长辈告诉我们，不要喝隔夜水，这又是为什么？——其实还是和微生物有关，隔夜水中有可能有细菌，特别是在夏天，微生物长得快。在美国呆过的人都知道，他们喜欢喝凉水，对，就是那种能够塞满你牙缝的凉水。如何表征热杀菌？可以用90%递减时间来表征，即decimal reduction time (D)。D值是指在一定的环境和热力致死温度条件下，杀死某细菌群中90%原有活菌数所需加热时间。D和温度之间呈指数关系，其对数与温度线性相关，温度越高，杀菌越快。一般而言，湿热比干热具有更好的穿透能力，杀菌效果更强，所以实验室很少用烘箱来灭菌。
另一种表征生物体热敏性的方法是测量其热力致死时间，即在给定温度下杀死所有细胞所需的时间。我们可以将细胞悬液样品加热不同时间之后与培养基混合培养，如果所有细胞都被杀死了则观察不到生长。然而，与递减时间不同，热致死时间与种群大小有关，种群越大致死时间越长。
样品中的产芽孢菌可以影响致死时间和递减时间，成熟的孢子非常脱水，并含有双吡啶酸钙和小的酸溶孢子蛋白，有助于赋予结构热稳定性；加热的介质也影响杀菌率，例如在酸性pH值下，微生物的死亡速度更快，因此像西红柿、水果和泡菜这样的酸性食物比像玉米和豆类这样的中性pH食物更容易杀菌；高浓度的糖、蛋白质和脂肪会减少热穿透，增加生物体的耐热性。高压灭菌锅是一种密封加热装置，在压力下使用蒸汽杀灭微生物。杀死耐热内生孢子需要温度高于100度，高压灭菌锅在1.1 kg/cm2的压力下会产生121°C高度，此时杀死孢子的时间约为15分钟。高压灭菌锅并不高端，和我们家里的高压锅如出一辙，用来炖鸡煨鸭，甚是合适。巴氏灭菌，以路易巴斯德命名，但不同于常规灭菌过程。巴氏杀菌法是通过加热来显著减少而不是完全消除液体(如牛奶)中的微生物，主要目的是杀灭食物中的所有致病菌和大多数非致病菌，同时增加食品的保质期。巴氏牛奶随处可见，在杀菌时牛奶通过一个管式热交换器，牛奶在71°C时杀菌15秒然后迅速冷却，还可在135°C的温度下进行1-2秒的热处理，杀灭效果更好，保质期更久。
牛奶变质的主要原因是由微生物繁殖引起的一系列化学反应，使得牛奶中的各种成分发生变化，温度越高，微生物生长越快，所以鲜牛奶需要低温保存，一旦牛奶变酸或有涨气，请拒绝喝之。Brock Biology of Microorganisms, 15th Edition
5.15 General Principles and Growth Control by heat
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