滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)對(duì)微生物的影響
一、定義:
將溶液和水置于U型管中,在U行管中間安置一個(gè)半透膜,以隔開(kāi)水和溶液,可以見(jiàn)到水通過(guò)半透膜往溶液一端跑,假設(shè)在溶液端施加壓強(qiáng),而此壓強(qiáng)可剛好阻止水的滲透,則稱此壓強(qiáng)為滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓),滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)的大小和溶液的重量摩爾濃度、溶液溫度和溶質(zhì)解離度相關(guān),因此有時(shí)若得知滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)的大小和其他條件,可以反推出溶質(zhì)分子的分子量。
二、微生物與滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)的關(guān)系
大多數(shù)微生物適于在等滲的環(huán)境生長(zhǎng),若置于高滲溶液(如20%NaCI)中,水將通過(guò)細(xì)胞膜進(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(zhǎng)甚至死亡。若將微生物置于低滲溶液(如0.01%NaCI)或水中,外環(huán)境中的水從溶液進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)引起細(xì)胞膨脹,甚至破裂致死。
一般微生物不能耐受高滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓),因此,有些微生物耐高滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)的能力較強(qiáng)。
三、滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)對(duì)微生物的影響
1.滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)對(duì)微生物生命活動(dòng)有很大的影響。
2.微生物的生活環(huán)境必須具有與其細(xì)胞大致相等的滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓),超過(guò)一定限度或突然改變滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓),會(huì)抑制微生物的生命活動(dòng),甚至?xí)鹞⑸锏乃劳?。在高滲透壓溶液中微生物細(xì)胞脫水,原生質(zhì)收縮,細(xì)胞質(zhì)變稠,引起質(zhì)壁分離。在低滲透壓溶液中,水分向細(xì)胞內(nèi)滲透,細(xì)胞吸水膨脹,甚至破壞。在等滲溶液中,微生物的代謝活動(dòng)最好,細(xì)胞即不收縮,也不膨脹,保持原形不變。常用的生理鹽水(0.85%NaCI溶液)就是一種等滲溶液。
3.適宜于微生物生長(zhǎng)的滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)范圍比較廣,微生物對(duì)滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)有一定的適應(yīng)能力,逐漸改變環(huán)境的滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓),微生物能適應(yīng)這種變化。
四、細(xì)菌在不同滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)溶液中的變化
1.等滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)下生長(zhǎng)良好。微生物在質(zhì)量為5~8.5g/L的NaCI溶液中,紅血球在質(zhì)量為9g/L的NaCI溶液中形態(tài)和大小不變,并生長(zhǎng)良好。
2.低滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)((NaCI)=0.1g/L)下,溶液水分子大量滲入微生物體內(nèi),使微生物細(xì)胞發(fā)生膨脹,嚴(yán)重者破裂,導(dǎo)致微生物死亡。
3.高滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)((NaCI)=200g/L)下,微生物體內(nèi)水分子大量滲到體外,使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離。
五、嗜鹽菌
1.概念
在海水中發(fā)現(xiàn)的微生物,一般能在海水的水活度下最適生長(zhǎng)以外,對(duì)氯化鈉有特殊要求,這些微生物叫嗜鹽菌。
2.
根據(jù)微生物對(duì)鹽量的要求不同,分為:
3.根據(jù)滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)將微生物進(jìn)行分類
3.1輕度嗜鹽菌一般需要1%~6%氯化鈉
3.2中度嗜鹽菌需要6%~15%的氯化鈉
3.3能在極高鹽環(huán)境中生長(zhǎng)的微生物叫極端嗜鹽微生物,它能在10%~30%的氯化鈉溶液中生長(zhǎng)。
3.4能在高糖環(huán)境中生長(zhǎng)的微生物叫嗜高滲微生物。
3.5能夠在極干燥環(huán)境中生長(zhǎng)的微生物叫嗜干性微生物。
六、淡水微生物在不同鹽度下的存活率及實(shí)際應(yīng)用
不同生活在淡水環(huán)境下或者淡水處理構(gòu)筑物中的微生物接種到高鹽環(huán)境下,僅有部分微生物存活。這是鹽度對(duì)微生物的一種選擇。將淡水微生物的存活率定義為100%,當(dāng)鹽度超過(guò)20g/L,其存活率低于40%。因此,當(dāng)鹽度超過(guò)20g/L,一般認(rèn)為用不同淡水微生物無(wú)法進(jìn)行處理。
七、滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)在食品工業(yè)中的應(yīng)用
食品工業(yè)中有微生物耐高滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)的能力較強(qiáng),如:發(fā)酵工業(yè)中魯氏酵母。
在海水、鹽湖、水果汁中生長(zhǎng)的微生物,大部分可以逐漸適應(yīng)在低滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)。
食品工業(yè)中利用高濃度的鹽或糖保存食品,如腌制蔬菜、肉類及果脯蜜餞等,糖的濃度通常在50%~70%,鹽的濃度為5%~15%,由于鹽的分子量小,并能電離,在二者百分濃度相等的情況下,鹽的保存效果優(yōu)于糖。