微生物生長和繁殖的條件

微生物對食品的破壞作用，與食品的種類，成分以及貯藏環境有關，尤其是動物和植物性食品如肉類、魚類、蛋類和蔬菜類，由于含水分多、營養豐富，也為微生物的繁殖提供了良好的環境。為了很好地保藏食品，要掌握微生物繁殖和生長的條件，以便更好地采取措施抑制微生物繁殖，達到保持食品原有的色、香、味的目的。下面分別敘述微生物生長和繁殖的條件。

1.水分水分是微生物生命活動所必需的，是組成原生質的基本成分，微生物藉由水進行新陳代謝。食品中的水分越多，細菌越容易繁殖，一般認為食品含水率在50%以上時細菌才能正常繁殖，食品含水率約在30%以下時細菌繁殖開始受到抑制，當食品含水率在12%以下時細菌繁殖困難。當空氣濕度達到80%以上時，食品表面含水率達18%左右，當食品含水率在14%以下時對某些霉菌孢子有一定的抑制作用，盡管選用水分較少的食品保藏，但存放在濕度較大環境中時，食品表面水分增加，仍然會加速食品的發霉。因此，降低濕度有利于食品保藏。

微生物在很濃的糖或鹽的溶液中，因原生質失去水分而使微生物難于提取養料和排除體內代謝物，甚至原生質隨即收縮而與外面的細胞壁相分離，還會產生蛋白質變性等現象，從而抑制微生物的生命活動，使微生物生命活動完全停止，甚至殺死微生物，所以人們常腌制保存食品。用低溫保藏食品，使食品內的水分結成冰晶，與腌制的效果相仿，這兩種情況都降低了微生物生命活動和實現生化反應所必需的液態水的含量，所不同的是水在凍結過程中只是轉變為冰，并不與食品分離，沒有像腌制那樣將水分去掉。

2.溫度溫度是生物生長和繁殖的重要條件之一，各種微生物各有其生長所需的一定范圍的溫度，超過范用會停止生長甚至生命終止。此溫度范圍對某種微生物而言，又可分為最低、最適和最高三個區城，在最適溫度，微生物的生長速度最快。由于微生物種類的不同，其最適溫度的界限也不同，根據其最適溫度的界限，可將微生物分為嗜冷性微生物，嗜溫性微生物、嗜熱性微生物三種，大部分腐敗細菌屬于嗜溫性微生物。

由表1-3可知，如果溫度超過微生物生長溫度范圍，對微生物有較明顯的致死作用。

一般細菌在100℃溫度下可迅速死亡，而帶芽孢菌要在121℃高壓水蒸氣作用下經過15~20min才死亡。高溫之所以能殺死微生物，主要是因為蛋白質受熱凝固變性，即刻終止它的生命活動。而低溫不能殺死全部微生物，能阻止存活微生物的繁殖，一旦溫度升高，微生物的繁殖就逐漸旺盛起來。因此要防止由微生物引起的變質和腐敗，必須將食品保存在穩定的低溫環境中。

相對而言，細菌對低溫耐力較差，在培養基凍結后，部分細菌死亡，但很少見到全部細菌死亡的情況。嗜冷性微生物如霉菌或酵母菌最能忍受低溫，即使在

-8℃的低溫下，仍然發現有孢子的活動。大部分水中的細菌也都是嗜冷性微生物，它們在0℃以下仍能繁殖。個別的致病菌能忍受極低的溫度，甚至在溫度-20

~一44.8℃下，也僅受到抑制，只有少數死亡。因此，凍結對微生物的低溫致死作用，是由于生理過程不正常所引起的，原因是微生物對不良的環境條件不能適應，如在低溫時，細胞中的類脂物變硬，減弱了原生質的滲透作用，此外，溫度下降使細胞部分原生質凝固。由于在低溫下，水結成冰，所生成的冰結晶對細胞有致命的影響，因此用低溫來保藏食品，必須維持足夠低的溫度以抑制微生物的作用，使它失去分解食品的能力，達到低溫貯藏食品的目的。

3.營養物微生物和其他生物一樣，也要進行新陳代謝。營養物質如乳糖、葡萄糖與鹽類等簡單物質，可直接通過微生物細胞膜滲透進入細胞內，而淀粉、蛋白質、維生素等有機物質，首先分解成簡單物質，然后滲透到微生物細胞內。

微生物對營養物質的吸收有選擇性，如酵母菌喜歡糖類營養物，不喜歡脂肪，而一些腐敗菌需要蛋白質營養物。

4.pH值影響微生物生長和繁殖的因素除上述水分、溫度、營養物質三個基本條件外，還有其他因素，如pH值。微生物對培養基的pH值的反應是很靈敏的，微生物在最適的pH值的環境中生長和繁殖正常，它們都有其各自的最適pH值大多數細菌在中性或弱堿性的環境中生長較適宜，霉菌和酵母則在弱酸的環境中較適宜。若培養基過酸或過堿，常能影響微生物對營養物質的汲取。當H值不同時，則組成原生質的半透膜的膠體所攜帶的電荷也不同，膠體在一定H值下帶正電荷，而在另一pH值下帶負電荷，由于電荷的更換，引起某些離子滲透性的改變，影響了微生物的營養作用。若在培養基中加入某些化學藥品，能使微生物立即死亡，如重金屬鹽類、酚類和酸類物質，能使原生質中蛋白質迅速凝固變性；

加漂白粉、臭氧與氧化物，能使原生質中的蛋白質因氧化而破壞；醛類能使蛋白質中的氨基酸分解成更簡單的物質；加濃鹽和濃糖能使原生質菱縮，而促使細胞質壁分離。不過化學藥品只對營養細胞有效，對芽孢的作用則較弱。此外，放射線對微生物也能起殺滅作用，這主要是由于射線對細胞核質猛烈沖擊的緣故。