钢琴培训宣传单:微生物（二）

2009-08-12 17:11:59|  分类：高中生物 |  标签： |字号大中小
一周知识概述
 
（一）控制和消灭有害的微生物
、
（二）微生物的应用

 
二、重点知识归纳及讲解
 
（一）防腐、消毒、灭菌的概念
1、防腐：指用物理或化学方法，抑制或阻止微生物在有机物质中生长繁殖，它能防止食物腐败或防止其他物质霉变。
特点：并没有把微生物杀死，在适宜条件下，原有微生物又能恢复生命力。
应用：常用于食品的保存。
例如：日常生活中的干燥、低温、盐腌或糖渍等方法是保藏食物的主要方法。
2、消毒：指用物理、化学或生物方法杀死微生物，以防有害微生物传染的一种措施。
特点：杀死有害微生物，但并非杀死全部微生物，一般消毒剂在常用浓度下只能杀死微生物的营养体，对芽孢无杀灭作用。
3、灭菌：是指杀死物品中所有微生物，包括芽孢。
特点：灭菌过的物品不再存在任何活的微生物。
（二）控制和消灭有害微生物的方法和原理
1、高温
（1）原理：多数细菌和真菌的营养细胞在60℃左右，维持5分钟，因蛋白质变性凝固可被杀死。而芽孢则需经120℃、15分钟才能被杀死。
（2）方法
①高压蒸汽灭菌：在高压灭菌锅中进行，温度能达到121℃，维持15～20分钟。
②煮沸消毒法：通常将物品煮沸，维持15～20分钟，可杀死微生物营养细胞和部分芽孢。
③巴斯德消毒法：又叫低温消毒法。在62℃下，维持30分钟，可杀死各类饮料中的病原菌（芽孢除外）。
适用于牛奶、啤酒等饮料的消毒。
④干热法：通常在160℃下，经2小时或更长时间，在干燥箱中利用热空气来杀死所有孢子。
适用于玻璃器皿、金属用具等。
2、低温
原理：低温（4～7℃）使微生物代谢减弱。低于冰点时，细胞内水分变成冰的结晶，引起细胞脱水，且损伤细胞膜，使微生物死亡。
3、过滤
原理：通过过滤器微小滤孔达到机械阻挡微生物的目的。
适用于空气和不耐热的物质的灭菌。如：动物血清、疫苗、抗生素、酶制剂、维生素等。
4、辐射
（1）紫外线：能抑制细胞DNA复制，造成菌体突变甚至死亡。
特点：穿透能力弱，只适用于空气及物体表面的灭菌。
（2）X射线和γ射线：主要是引起细胞内蛋白质、酶等物质的电离，从而使细胞受到损伤或死亡。
特点：能量高，穿透力强。
5、干燥
原理：干燥环境中，微生物由于缺水，代谢缓慢甚至停止。
如：人们常用烘干、晒干、熏干等方法保存食物。
6、腌渍
原理：利用高浓度糖或盐溶液使微生物细胞脱水而发生质壁分离，从而抑制微生物生长，甚至死亡。
例如：腌制的鱼、肉、蜜饯。
7、酸与碱
原理：大多数微生物生长的最适宜pH为5～9，改变pH，可抑制微生物生长。
例如：苯甲酸、山梨酸可用作防腐剂；醋酸和乳酸可用作消毒剂；硼酸常用作防腐剂和消毒剂，氨水、氢氧化钙是常用的消毒剂。
8、化学疗剂
（1）概念：能直接干扰病原微生物的生长繁殖，而用于治疗感染性疾病的化学药物。
（2）特点：具选择毒性。
（3）种类：抗生素、磺胺类药物等。
①抗生素：是某些微生物产生的、在低浓度下就能抑制或杀死其他微生物的化学药物。

②干扰素：是一类抑制病毒在细胞内增殖的糖蛋白，是由干扰素诱导因子（如病毒）作用于活细胞后，由活细胞产生。

（三）发酵
发酵：一般指各类微生物分解有机物质的过程，或指微生物分解糖类，产生乳酸或酒精和二氧化碳等各种代谢产物的作用。
1、无氧发酵（在无氧条件下对糖类发酵）
 
主要微生物
 
发酵的原料
 
发酵的产物
 
酒精发酵
 
酵母菌
 
糖类、淀粉或纤维素
 
酒精
 
乳酸发酵
 
乳酸菌
 
乳类食品或蔬菜中的糖类
 
乳酸
 
丙酮丁醇发酵
 
梭状芽孢杆菌
 
玉米粉、马铃薯粉等
 
丙酮、丁醇
 
2、有氧发酵（在有氧条件下对糖类发酵）
（1）抗生素发酵：

（2）醋酸发酵：醋酸杆菌
产物：醋酸，还有一些酯类。
（3）维生素发酵：放线菌、霉菌、酵母菌、芽孢杆菌都能产生VitB12。
（4）氨基酸发酵：目前有19种氨基酸可采用发酵法或酶法生产。
（四）疫苗

（五）净化污水
1、微生物净化污水的优点：效率高、成本低。
2、微生物净化污水的原理：能将有害物质降解并利用。
如：芽孢杆菌能把酚转变成醋酸吸收利用。
3、微生物净化污水的方法：

（六）以菌治虫
是利用病原微生物寄生于害虫体内的一种生物防治方法。
优点：致病力强，专一性强，大多数对人、畜和作物无害，促进了生态环境的良性循环。

 
三、难点知识剖析
 
（一）防腐、消毒和灭菌的区别

三者控制微生物的程度有差别，但也是相对而言，如某种化学药物在低浓度时作防腐剂，中等浓度可作为消毒剂，高浓度就成为灭菌剂。
（二）发酵概念的理解
1、发酵：是各类微生物分解有机物的过程，也就是微生物在酶的作用下，分解糖类，产生乳酸或乙醇和CO2等各种代谢产物的过程。由于有机物氧化不彻底，发酵的结果仍积累有机物，而且产生能量较少。
2、发酵与无氧呼吸
两者都是产能代谢，但有区别。无氧呼吸是以无机氧化物（如）作为最终电子受体，而发酵是以有机物为最终电子受体。
3、工业发酵
是指利用一定的工艺设备，培养微生物制造工业原料或工业产品的过程。
包括无氧发酵和有氧发酵两种。
 
课外拓展
 
一、食品的保存
 
我们都有这样的生活经验，食品放置一段时间后就会腐败变质。这是微生物在食品中大量繁殖的结果。那么，怎样才能在不影响食品的营养价值和风味的情况下，消灭或抑制其中的微生物，从而延长食品的保存期呢?目前，常用的保存食品的方法有罐藏法、巴氏消毒法、冷藏法、干燥法，以及在食品中添加防腐剂等。

罐藏法17世纪初，一位法国商人发现，将食物加热后立即封藏在玻璃瓶中，食物就可以保存较长时间。现代化的罐头生产设备虽复杂，但生产的原理基本相同。先将食品进行短时间的高温高压处理，然后，放入已经消毒的金属或玻璃罐中，并在真空下封口。由于食品中的微生物已被杀死，外界的微生物又无法进入，因此罐中的食品可以保存较长的时间。
巴氏消毒法19世纪中期，法国的葡萄酒酿造业十分发达，但酒类变质事件时有发生，使酒厂蒙受巨大的损失。巴斯德（L. Pastuer，1822—1895）经过研究发现，这是由于酒中污染了杂菌。那么，如何除去这些杂菌呢?通过反复试验，巴斯德发明了既不影响酒的风味，又能杀死酒中杂菌的方法，人们称之为巴氏消毒法。具体做法就是将酒加热到50～60℃，保持30min。如今，这种消毒方法仍广泛用于食品工业，如对牛奶、啤酒等的消毒。
冷藏法这是商场和家庭普遍采用的食品保存法，冷藏的温度一般在0～10℃。但这时，一些低温型微生物仍能生长并导致食物缓慢变质。近些年来，随着速冻技术的发展，使一些“家常便饭”（如饺子、包子等）走进商场，为人们的生活提供了极大的方便。具体做法是，将食品在短时间内迅速降温至—18℃，然后放入冰柜保存较长一段时间。
干燥法把刚收获的粮食晒干，将新鲜的鱼虾、水果风干……这些都是通过减少食品中的含水量，来阻止其中的微生物生长。现在，人们可以通过一些先进设备对食物进行干燥处理，如先将食品速冻，使其中的水结成冰，然后降压，冰就会直接升华为水蒸气，从食品中逸出。方便面、咖啡等多是用这种方法制造的。
添加防腐剂在食品中加入对人体无毒副作用的防腐剂，也能抑制食品中微生物的生长。
 
二、发酵工程的发展简史
 
20世纪20年代的酒精、甘油和丙酮等发酵工业，属于厌氧发酵。从那时起，发酵工程又经历了几次重大的转折，在不断地发展和完善。
20世纪40年代初，随着青霉素的发现，抗生素发酵工业逐渐兴起。由于青霉素产生菌是需氧型的，微生物学家就在厌氧发酵技术的基础上，成功地引进了通气搅拌和一整套无菌技术，建立了深层通气发酵技术。它大大促进了发酵工业的发展，使有机酸、维生素、激素等都可以用发酵法大规模生产。
1957年，日本用微生物生产谷氨酸成功，如今20种氨基酸都可以用发酵法生产。氨基酸发酵工业的发展，是建立在代谢控制发酵新技术的基础上的。科学家在深入研究微生物代谢途径的基础上，通过对微生物进行人工诱变，先得到适合于生产某种产品的突变类型，再在人工控制的条件下培养，就大量生产出人们所需要的物质。目前，代谢控制发酵技术已用于核苷酸、有机酸和部分抗生素等的生产中。
20世纪70年代以后，基因工程、细胞工程等生物工程技术的开发，使发酵工程进入了定向育种的新阶段，新产品层出不穷。
20世纪80年代以来，随着学科之间的不断交叉和渗透，微生物学家开始用数学、动力学、化学工程原理、计算机技术对发酵过程进行综合研究，使得对发酵过程的控制更为合理。在一些国家，已经能够自动记录和自动控制发酵过程的全部参数，明显提高了生产效率。