陈小丽
（海南世宝康医疗科技有限公司；海南海口570216）
摘要：理化因素如温度、湿度、紫外线、pH、渗透压和氧气含量等理化因素与微生物的生长密切相关，在企业实际生产中控制微生物含量是必不可少的步骤，因此了解环境对微生物的生长影响至关重要。本研究针对以上理化因素对微生物生长的影响进行分析探讨，为实际生产中控制微生物生长提供理论基础。
关键词：理化因素；微生物生长；生长速率；
环境中不同的理化因素对微生物生长有不同的影响。在适宜的温度、湿度和光线等条件下能导致微生物大量生长繁殖，引起食物腐败变质、室内空气污染、发酵生产失败等事情的发生，严重影响人类生活及生产过程，因此理化因素对微生物生长的影响值得关注。本研究主要概述不同理化性质对微生物的生长影响。
一、温度和湿度对微生物生长的影响
温度对微生物的生长至关重要。微生物的生长离不开酶的活性，同时微生物体内营养物质与代谢物在细胞内输送需要细胞质的参与，在这些过程中温度的影响至关重要。当温度较低时，微生物体内的酶促反应速率降低较快，生长速率降低；较高的温度会抑制酶促反应进行，微生物的生长速度较常温的生长速度降低，因此适宜的生长条件才能保证微生物体内酶的活性，最适温度范围一般为-20℃~100℃[1]。
微生物体内含水量也是影响其生长的一个重要因素。水是许多物质的溶剂，许多营养物质需溶解于水才能被吸收，生命活动如分泌或排泄都是以水为媒介；一般微生物体内含水量在70~90%左右。研究发现储藏在稻谷下的微生物在相对湿度大于80%时微生物的生长速率显著加快，相对湿度低于80%时微生物活动减少。相对湿度的增加会促进微生物生长速度，相对湿度降低时微生物细胞活性降低，生长速度减慢[2]。
研究表明当温度在18~24℃，相对湿度大于80%时有利于细菌缩短延迟期，较快进入对数增长期；在高湿度的状态下存活菌数量显著高于低湿度状态，表明高湿度有利于细菌的生长。对于真菌而言，低温高湿度环境有利于真菌生长，低温低湿环境下真菌生长速度变慢；当高温环境下，湿度变化对真菌的生长影响不大[3]。
二、紫外线对微生物生长的影响
紫外线可以杀灭物体表面的细菌和病毒等。研究表明紫外线可以降低水中微生物的多样性，微生物的生长迟滞期变长，稳定期的微生物数量降低。紫外线限制微生物生长的主要机制是光波通过内源光敏化剂直接损伤微生物的内部原生质，同时光波通过外源光敏化剂产生活性无机氧化物质，影响微生物的生长[4]。紫外线辐射能造成微生物DNA可转录区域的损伤，造成DNA束断裂、碱基水合物或者导致DNA和与之相连的蛋白质发生交联；紫外线能抑制微生物的膜代谢过程，破坏微生物的摄食系统从而导致微生物的生长延迟；紫外线可以影响微生物呼吸的电子传输系统对新陈代谢过程产生不良影响；微生物生长过程中固氮元素代谢过程如固氮过程、含氮无机分子的利用过程、含氮有机分子的代谢过程蛋白质的合成过程会受到紫外线的损伤[5]。紫外线主要通过以上机制影响微生物的生长。
三、PH对微生物生长的影响
微生物的生长与环境中PH密切相关。不同微生物对环境中PH要求不同，一般最适PH值为7~9，酵母和霉菌的最适PH值偏酸性。生存环境中的氧化还原电势、氧溶解程度及营养物的含量对PH值的变化有明显影响，如氧化还原电位高时，PH值低，氧化还原电位低时，PH值高。溶液中PH变化可以改变微生物生命活动的最终产物[6]。
四、渗透压对微生物生长的影响
渗透压是指两种溶液因性质不同，可由一方渗透至另一方，同时产生了一定的压力，改变环境中的渗透压可以使微生物失去活性。低渗环境中外环境的水分子向微生物体内渗透，微生物吸水膨胀，影响其正常生理活动；高渗环境中微生物体内的水分子向环境渗出，产生脱水的现象，原生质收缩，细胞质变稠，微生物发生质壁分离，影响微生物的生长活动甚至导致其死亡[7]。
五、氧气含量对微生物生长的影响
氧气含量对微生物生长影响较大，不同种类的微生物对氧气含量要求不同，大致分为好氧型微生物、厌氧型微生物及兼性厌氧型微生物三种。好氧型微生物需在有氧气的存在下才能生存，进行生长繁殖等生命活动，氧气不但影响微生物的生长，还影响微生物的代谢产物，如抗菌素生产过程中增大氧气含量可以显著影响其产量。厌氧型微生物在生命活动的过程中不需要利用到氧气，同时氧气还能对其产生毒副作用。兼性厌氧型微生物能在有氧的条件下生长，又能在厌氧的环境下生长繁殖，如酵母可以在有氧条件下进行生长繁殖，在缺氧的环境下发酵，产生大量酒精[8]。在实际生产中我们可以调整微生物环境中氧气含量进行生产。
六、理化因素针对微生物生长影响在实际的应用
通过家用空调对室内温湿度进行调控，可以控制居家环境下的微生物数量，保证室内空气达到健康标准[9]。紫外线能增强活性污泥降解污染物作用效果，提高活性污泥降解物质COD、总磷效率。在实际的酿造生产中，可以通过调节PH的方式进行发酵；如在谷氨酸发酵过程中适当加入酸性物质，可以保证其产生尿素，提供必要氮源，增加产量；当PH控制在3.5~5时，酵母生长较快，保证酶的生长，同时酸性环境使得其不易感染杂菌[10]。利用高渗压抑制微生物生长在实际情况中较为常见，如腌制蔬菜、肉类或蜜饯保存食物，防止食物腐败。在酱油的制作中菌米曲霉起到关键作用，前期制作的目的是促进菌米曲霉的菌丝生长，因此可以减少其通风量；后期制作目的是分泌酶，此时可以加大通风量，增加环境的含氧量，提高产酶速率及产酶量[11]。对于噬菌体而言，当温度为42℃时噬菌体的活性逐步下降；噬菌体的效价与紫外线作用时间的长短成反比，作用时间越长噬菌体效价下降越明显；同时噬菌体对强酸强碱有较强的敏感性[12]。
不同理化因素均对微生物的生长有较大影响，讨论并利用实际生产中的理化因素改变微生物生长，可以有效提高人类生活质量及生产效率。企业在生产中应重视卫生清洁，控制生产线中微生物的含量，防范微生物污染。
参考文献
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[4]刘博,王运宏,巫寅虎,等.紫外线消毒对再生水中微生物生长分泌特性的影响[J]. 环境工程, 2020, v.38;No.260(02):31-37.
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[12]于美玲.两株乳杆菌噬菌体的分离鉴定及抗噬菌体菌株的筛选[D].2015.