影響微生物生長與死亡的因素有哪些？

生長是微生物與外界環(huán)境因素共同作用的結(jié)果。環(huán)境條件的改變，可引起微生物形態(tài)、生理、生長、繁殖等特征的改變；或者抵抗、適應(yīng)環(huán)境條件的某些改變；當(dāng)環(huán)境條件的變化超過一定極限，則導(dǎo)致微生物的死亡。

為了抑制和消除微生物的有害作用，人們常采用多種物理、化學(xué)或生物學(xué)方法，來抑制或殺死微生物。常用以下術(shù)語來表示對微生物的殺滅程度。

滅菌：用物理或化學(xué)方法殺滅物體上所有的微生物（包括病原微生物和非病原微生物及細(xì)菌芽胞、霉菌孢子等），稱為滅菌。

消毒：用物理或化學(xué)方法僅能殺滅物體上的病原微生物，而對非病原微生物及芽胞和孢子不一定*殺死，稱為消毒。用來消毒的藥物稱為消毒劑。

防腐：防止或抑制微生物生長和繁殖的方法稱為防腐或抑菌。用于防腐的化學(xué)藥品稱為防腐劑。某些化學(xué)藥物在低濃度時為防腐劑，在高濃度時則成為消毒劑。

無菌：指沒有活的微生物存在。采取防止或杜絕一切微生物進(jìn)入動物機體或物體的方法，稱為無菌法。以無菌法操作時稱為無菌操作。在進(jìn)行外科手術(shù)或微生物學(xué)實驗時，要求嚴(yán)格的無菌操作，防止微生物的污染。

不同的微生物對各種理化因子的敏感性不同，同一因素不同劑量對微生物的效應(yīng)也不同，或者起滅菌作用，或者可能只起消毒或防腐作用。在了解和應(yīng)用任何一種理化因素對微生物的抑制或致死作用時，還應(yīng)考慮多種因素的綜合效應(yīng)。例如在增高溫度的同時加入另一種化學(xué)藥劑，則可加速對微生物的破壞作用。大腸桿菌在有酚存在的情況下，溫度從30℃增至42℃時明顯加快死亡；微生物的生理狀態(tài)也影響理化因子的作用。營養(yǎng)細(xì)胞一般較孢子抗逆性差，幼齡的、代謝活躍的細(xì)胞較之老齡的、休眠的細(xì)胞易被破壞；微生物生長的培養(yǎng)基以及它們所處的環(huán)境對微生物遭受破壞的效應(yīng)也有明顯的影響。如在酸或堿中，熱對微生物的破壞作用加大，培養(yǎng)基的粘度也影響抗菌因子的穿透能力；有機質(zhì)的存在也干擾抗微生物化學(xué)因子的效應(yīng)，或者由于有機物與化學(xué)藥劑結(jié)合而使之失效，或者有機質(zhì)覆蓋于細(xì)胞表面，阻礙了化學(xué)藥劑的滲入。

常見的影響微生物生長與死亡的物理、化學(xué)因素主要有：

1.溫度：

溫度是影響有機體生長與存活的重要的因素之一。它對生活機體的影響表現(xiàn)在兩方面：一方面隨著溫度的上升，細(xì)胞中的生物化學(xué)反應(yīng)速率和生長速率加快。在一般情況下，溫度每升高10℃，生化反應(yīng)速率增加一倍；另一方面，機體的重要組成如蛋白質(zhì)、核酸等對溫度都較敏感，隨著溫度的增高而可能遭受不可逆的破壞。因此，只有在一定范圍內(nèi)，機體的代謝活動與生長繁殖才隨著溫度的上升而增加，當(dāng)溫度上升到一定程度，開始對機體產(chǎn)生不利影響，如再繼續(xù)升高，則細(xì)胞功能急劇下降以至死亡。

就總體而言，微生物生長的溫度范圍較廣，已知的微生物在零下12-100℃均可生長。而每一種微生物只能在一定的溫度范圍內(nèi)生長。各種微生物都有其生長繁殖的低溫度、適溫度、*高溫度和致死溫度。

低生長溫度：是指微生物進(jìn)行繁殖的低溫度界限，如果低于此溫度，則生長*停止。

適生長溫度：能夠使微生物迅速生長繁殖的溫度叫做適生長溫度，在此溫度下，微生物群體生長繁殖速度*快，代時短。不同微生物的適生長溫度是不一樣的。

*高生長溫度：是指微生物生長繁殖的*高溫度界限。

致死溫度：*高生長溫度若進(jìn)一步升高，便可殺死微生物，這種致死微生物的低溫度界限即為致死溫度，致死溫度與處理時間有關(guān)。

2.氫離子濃度(pH)：

環(huán)境中的酸堿度通常以氫離子濃度的負(fù)對數(shù)即pH值來表示。環(huán)境中的pH值對微生物的生命活動影響很大，主要作用在于：引起細(xì)胞膜電荷的變化，從而影響了微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收；影響代謝過程中酶的活性；改變生長環(huán)境中營養(yǎng)物質(zhì)的可給性以及有害物質(zhì)的毒性。

每種微生物都有其適pH值和一定的pH范圍。在適范圍內(nèi)酶活性*高，如果其他條件適合，微生物的生長速率也*高。大多數(shù)細(xì)菌、藻類和原生動物的適pH為6.5-7.5，在pH 4-10之間也可以生長；放線菌一般在微堿性即pH7.5-8*適合；酵母菌、霉菌則適合于pH5-6的酸性環(huán)境，但生存范圍在pH1.5-10之間。有些細(xì)菌甚至可在強酸性或強堿性環(huán)境中生活。

微生物在基質(zhì)中生長，代謝作用改變了基質(zhì)中氫離子濃度。隨著環(huán)境pH值的不斷變化，微生物生長受阻，當(dāng)超過低或*高pH值時，將引起微生物的死亡。為了維持微生物生長過程中pH值的穩(wěn)定，配制培養(yǎng)基時要注意調(diào)節(jié)pH值，而且往往還要加入緩沖物以保證pH在微生物生長繁殖過程中的相對穩(wěn)定。

強酸和強堿具有殺菌力。無機酸殺菌力雖強，但腐蝕性大。某些有機酸如苯甲酸可用做防腐劑。強堿可用作殺菌劑，但由于它們的毒性大，其用途局限于對排泄物及倉庫、棚舍等環(huán)境的消毒。強堿對革蘭氏陰性細(xì)菌與病毒比對革蘭氏陽性細(xì)菌作用強。

3.氧化還原電位：

氧化還原電位(Φ)對微生物生長有明顯影響。環(huán)境中Φ值與氧分壓有關(guān)，也受pH的影響。pH值低時，氧化還原電位高；pH值高時，氧化還原電位低。

各種微生物生長所要求的Φ值不一樣。一般好氧性微生物在Φ值＋0.1伏以上均可生長，以Φ值為＋0.3伏－＋0.4伏時為適。厭氧性微生物只能在Φ值低于＋0.1伏以下生長。兼性厭氧微生物在＋0.1伏以上時進(jìn)行好氧呼吸，在＋0.1伏以下時進(jìn)行發(fā)酵。

4.輻射：

輻射是指通過空氣或外層空間以波動方式從一個地方傳播或傳遞到另一個地方的能源。它們或是離子或是是電磁波。電磁輻射包括可見光、紅外線、紫外線、X射線和Υ射線等。

(1)紫外輻射 紫外線是非電離輻射，以波長265-266納米的殺菌力*強。紫外輻射對微生物有明顯的致死作用，是強殺菌劑，紫外殺菌燈管在醫(yī)療衛(wèi)生和無菌操作中廣泛應(yīng)用。由于紫外線穿透能力差，不易透過不透明的物質(zhì)，故紫外殺菌燈只適用于空氣及物體表面消毒。

(2)電離輻射 X射線與α射線、β射線和Υ射線均為電離輻射。在足夠劑量時，對各種細(xì)菌均有致死作用。常用于一次性塑料制品的消毒，也用于食品的消毒。

5.干燥：

水分是微生物的正常生命活動*的。干燥會導(dǎo)致細(xì)胞失水而造成代謝停止以至死亡。微生物的種類，環(huán)境條件，干燥的程度等均影響干燥對微生物的效果。休眠孢子抗干燥能力也很強，在干燥條件下可長期不死，這一特性已用于菌種保藏，如用砂土管來保藏有孢子的菌種。在日常生活中也常用烘干、曬干和熏干等方法來保存食物。

6.滲透壓：

水或其他溶劑經(jīng)過半透性膜而進(jìn)行擴散的現(xiàn)象就是滲透。在滲透時溶劑通過半透性膜時的壓力即謂滲透壓。其大小與溶液濃度成正比。

適宜于微生物生長的滲透壓范圍較廣，而且它們往往對滲透壓有一定的適應(yīng)能力。突然改變滲透壓會使微生物失去活性，逐漸改變滲透壓，微生物常能適應(yīng)這種改變。對一般微生物來說，它們的細(xì)胞若置于高滲溶液中，水將通過細(xì)胞膜從低濃度的細(xì)胞內(nèi)進(jìn)入細(xì)胞周圍的溶液中，造成細(xì)胞脫水而引起質(zhì)壁分離，使細(xì)胞不能生長甚至死亡。相反，若將微生物置于低滲溶液或水中，外環(huán)境中的水將從溶液進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)引起細(xì)胞膨脹，甚至使細(xì)胞破裂。

由于一般微生物不能耐受高滲透壓，所以日常生活中常用高濃度的鹽或糖保存食物，如腌漬蔬菜、肉類及蜜餞等。

7.超聲波：

超聲波具有強烈的生物學(xué)作用。超聲波的作用是使細(xì)胞破裂，所以幾乎所有的微生物都能受其破壞，其效果與頻率、處理時間、微生物種類、細(xì)胞大小、形狀及數(shù)量等均有關(guān)系。

8.重金屬及其化合物：

一些重金屬離子是微生物細(xì)胞的組成成分，當(dāng)培養(yǎng)基中這些重金屬離子濃度低時，對微生物生長有促進(jìn)作用，反之會產(chǎn)生毒害作用；也有些重金屬離子的存在，不管濃度大小，對微生物的生長均會產(chǎn)生有害或致死作用。因此，大多數(shù)重金屬及其化合物都是有效的殺菌劑或防腐劑。其作用*強的是Hg、Ag和Cu。如：二氯化gong又名升gong，是殺菌力*的消毒劑。0.1-1%濃度的xiao酸銀常用于皮膚的消毒。

9.有機化合物：

對微生物具有有害效應(yīng)的有機化合物種類很多，其中酚、醇、醛等能使蛋白質(zhì)變性，是常用的殺菌劑。

酚：酚又名石炭酸。它們對細(xì)菌的有害作用可能主要是使蛋白質(zhì)變性，同時又有表面活性的作用，破壞細(xì)胞膜的透性，使細(xì)胞內(nèi)含物外溢。當(dāng)濃度高時是致死因子，反之則起抑菌作用。

甲酚是酚的衍生物。殺菌力比酚強幾倍。甲酚在水中的溶解度較低，但在皂液與堿性溶液中易形成乳液。市售的消毒劑煤酚皂液（來蘇爾）就是甲酚與肥皂的混合液，常用3-5%的溶液來消毒皮膚、桌面及用具等。

醇：它是脫水劑、蛋白質(zhì)變性劑，也是脂溶劑，可使蛋白質(zhì)脫水、變性，損害細(xì)胞膜而具殺菌能力。乙醇是普遍使用的消毒劑，常用于實驗室內(nèi)的玻棒、玻片及其他用具的消毒。50-70％的乙醇便可殺死營養(yǎng)細(xì)胞；70%的乙醇?xì)⒕Ч?好，超過70%以至*效果較差。

甲醛：甲醛也是一種常用的殺細(xì)菌與殺真菌劑，效果良好。純甲醛為氣體狀，可溶于水，市售的福爾馬林溶液就是37-40％的甲醛水溶液。

10.鹵族元素及其化合物：

dian：是強殺菌劑。3-7%dian溶于70-83%的乙醇中配制成dian酊，是皮膚及小傷口有效的消毒劑。dian一般都作外用藥。

lv氣或氯化物：這是一類*廣泛應(yīng)用的消毒劑。 lv氣一般用于飲水的消毒，次氯酸鹽等常用作食品加工過程中的消毒。lv氣和氯化物的殺菌機制，是氯與水結(jié)合產(chǎn)生了次氯酸(HClO)，次氯酸易分解產(chǎn)生新生態(tài)氧，這是一種強氧化劑，對微生物起破壞用。

11.表面活性劑：

具有降低表面張力效應(yīng)的物質(zhì)稱為表面活性劑。這類物質(zhì)加入培養(yǎng)基中，可影響微生物細(xì)胞的生長與分裂。如肥皂、洗衣粉等。

12.染料：

染料，特別是堿性染料，在低濃度下可抑制細(xì)菌生長。由于這些染料具有選擇性抑菌的特點，故常在培養(yǎng)基中加入低濃度的染料配制成選擇培養(yǎng)基。例如：堿性三苯甲烷染料，包括孔雀綠、亮綠、結(jié)晶紫等，對革蘭氏陽性菌有很強的抑制作用。

13．化學(xué)療劑：

能直接干擾病原微生物的生長繁殖并可用于治療感染性疾病的化學(xué)藥物即為化學(xué)療劑。它能選擇性地作用于病原微生物新陳代謝的某個環(huán)節(jié)，使其生長受到抑制或致死。但對人體細(xì)胞毒性較小，故常用于口服或注射?；瘜W(xué)療劑種類很多，按其作用與性質(zhì)又分為抗代謝物和抗生素等。