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(huán)境有關(guān)，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(yǎng)豐富，也為微生物的繁殖提供了良好的環(huán)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(zhì)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(huán)境中時，食品表面水分增加，仍然會加速食品的發(fā)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(zhì)失去水分而使微生物難于提取養(yǎng)料和排除體內(nèi)代謝物，甚至原生質(zhì)隨即收縮而與外面的細胞壁相分離，還會產(chǎn)生蛋白質(zhì)變性等現(xiàn)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(nèi)的水分結(jié)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(xiàn)生化反應(yīng)所必需的液態(tài)水的含量，所不同的是水在凍結(jié)過程中只是轉(zhuǎn)變?yōu)楸⒉慌c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(qū)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(jù)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(jīng)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(zhì)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(zhì)和腐敗，必須將食品保存在穩(wěn)定的低溫環(huán)境中。

相對而言，細菌對低溫耐力較差，在培養(yǎng)基凍結(jié)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(fā)現(xiàn)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(shù)死亡。因此，凍結(jié)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(huán)境條件不能適應(yīng)，如在低溫時，細胞中的類脂物變硬，減弱了原生質(zhì)的滲透作用，此外，溫度下降使細胞部分原生質(zhì)凝固。由于在低溫下，水結(jié)成冰，所生成的冰結(jié)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(yǎng)物微生物和其他生物一樣，也要進行新陳代謝。營養(yǎng)物質(zhì)如乳糖、葡萄糖與鹽類等簡單物質(zhì)，可直接通過微生物細胞膜滲透進入細胞內(nèi)，而淀粉、蛋白質(zhì)、維生素等有機物質(zhì)，首先分解成簡單物質(zhì)，然后滲透到微生物細胞內(nèi)。

微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收有選擇性，如酵母菌喜歡糖類營養(yǎng)物，不喜歡脂肪，而一些腐敗菌需要蛋白質(zhì)營養(yǎng)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(yǎng)物質(zhì)三個基本條件外，還有其他因素，如pH值。微生物對培養(yǎng)基的pH值的反應(yīng)是很靈敏的，微生物在最適的pH值的環(huán)境中生長和繁殖正常，它們都有其各自的最適pH值大多數(shù)細菌在中性或弱堿性的環(huán)境中生長較適宜，霉菌和酵母則在弱酸的環(huán)境中較適宜。若培養(yǎng)基過酸或過堿，常能影響微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的汲取。當H值不同時，則組成原生質(zhì)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(yǎng)作用。若在培養(yǎng)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(zhì)，能使原生質(zhì)中蛋白質(zhì)迅速凝固變性；

加漂白粉、臭氧與氧化物，能使原生質(zhì)中的蛋白質(zhì)因氧化而破壞；醛類能使蛋白質(zhì)中的氨基酸分解成更簡單的物質(zhì)；加濃鹽和濃糖能使原生質(zhì)菱縮，而促使細胞質(zhì)壁分離。不過化學藥品只對營養(yǎng)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(zhì)猛烈沖擊的緣故。