消滅細(xì)菌之加熱大法
2021-09-03 13:51:12
天緯化學(xué)小編
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微生物既然如此強(qiáng)悍，那如何控制它的野蠻生長(zhǎng)？例如我們想吃水果，第一件事是將其表面臟東西和細(xì)菌洗掉，但這樣真的能洗掉所有細(xì)菌嗎？答案當(dāng)然是否定的，畢竟你用來(lái)清洗的水中也含有不少微生物呢，但因?yàn)榇蠖鄶?shù)微生物對(duì)人是無(wú)害的，所以我們吃下去也沒(méi)啥關(guān)系。有些場(chǎng)所我們需要無(wú)菌環(huán)境，例如細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室、無(wú)菌培養(yǎng)基、手術(shù)刀等等，那如何操作呢。目前可以通過(guò)各種物理化學(xué)方法殺菌或消毒，其中物理法主要包括3種，即加熱、輻射和過(guò)濾，而加熱是最常用的一招，這一招中國(guó)人用的最明白，因?yàn)闊o(wú)論男女老少都知道，要喝熱水~燒水就是除菌的過(guò)程?？傆虚L(zhǎng)輩告訴我們，不要喝隔夜水，這又是為什么？——其實(shí)還是和微生物有關(guān)，隔夜水中有可能有細(xì)菌，特別是在夏天，微生物長(zhǎng)得快。在美國(guó)呆過(guò)的人都知道，他們喜歡喝涼水，對(duì)，就是那種能夠塞滿你牙縫的涼水。如何表征熱殺菌？可以用90%遞減時(shí)間來(lái)表征，即decimal reduction time (D)。D值是指在一定的環(huán)境和熱力致死溫度條件下，殺死某細(xì)菌群中90%原有活菌數(shù)所需加熱時(shí)間。D和溫度之間呈指數(shù)關(guān)系，其對(duì)數(shù)與溫度線性相關(guān)，溫度越高，殺菌越快。一般而言，濕熱比干熱具有更好的穿透能力，殺菌效果更強(qiáng)，所以實(shí)驗(yàn)室很少用烘箱來(lái)滅菌。
另一種表征生物體熱敏性的方法是測(cè)量其熱力致死時(shí)間，即在給定溫度下殺死所有細(xì)胞所需的時(shí)間。我們可以將細(xì)胞懸液樣品加熱不同時(shí)間之后與培養(yǎng)基混合培養(yǎng)，如果所有細(xì)胞都被殺死了則觀察不到生長(zhǎng)。然而，與遞減時(shí)間不同，熱致死時(shí)間與種群大小有關(guān)，種群越大致死時(shí)間越長(zhǎng)。
樣品中的產(chǎn)芽孢菌可以影響致死時(shí)間和遞減時(shí)間，成熟的孢子非常脫水，并含有雙吡啶酸鈣和小的酸溶孢子蛋白，有助于賦予結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性；加熱的介質(zhì)也影響殺菌率，例如在酸性pH值下，微生物的死亡速度更快，因此像西紅柿、水果和泡菜這樣的酸性食物比像玉米和豆類這樣的中性pH食物更容易殺菌；高濃度的糖、蛋白質(zhì)和脂肪會(huì)減少熱穿透，增加生物體的耐熱性。高壓滅菌鍋是一種密封加熱裝置，在壓力下使用蒸汽殺滅微生物。殺死耐熱內(nèi)生孢子需要溫度高于100度，高壓滅菌鍋在1.1 kg/cm2的壓力下會(huì)產(chǎn)生121°C高度，此時(shí)殺死孢子的時(shí)間約為15分鐘。高壓滅菌鍋并不高端，和我們家里的高壓鍋如出一轍，用來(lái)燉雞煨鴨，甚是合適。巴氏滅菌，以路易巴斯德命名，但不同于常規(guī)滅菌過(guò)程。巴氏殺菌法是通過(guò)加熱來(lái)顯著減少而不是完全消除液體(如牛奶)中的微生物，主要目的是殺滅食物中的所有致病菌和大多數(shù)非致病菌，同時(shí)增加食品的保質(zhì)期。巴氏牛奶隨處可見(jiàn)，在殺菌時(shí)牛奶通過(guò)一個(gè)管式熱交換器，牛奶在71°C時(shí)殺菌15秒然后迅速冷卻，還可在135°C的溫度下進(jìn)行1-2秒的熱處理，殺滅效果更好，保質(zhì)期更久。
牛奶變質(zhì)的主要原因是由微生物繁殖引起的一系列化學(xué)反應(yīng)，使得牛奶中的各種成分發(fā)生變化，溫度越高，微生物生長(zhǎng)越快，所以鮮牛奶需要低溫保存，一旦牛奶變酸或有漲氣，請(qǐng)拒絕喝之。Brock Biology of Microorganisms, 15th Edition
5.15 General Principles and Growth Control by heat
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