滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)對微生物的影響
一、定義:
將溶液和水置于U型管中,在U行管中間安置一個半透膜,以隔開水和溶液,可以見到水通過半透膜往溶液一端跑,假設在溶液端施加壓強,而此壓強可剛好阻止水的滲透,則稱此壓強為滲透壓(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、溶液溫度和溶質解離度相關,因此有時若得知滲透壓(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)的關系
大多數(shù)微生物適于在等滲的環(huán)境生長,若置于高滲溶液(如20%NaCI)中,水將通過細胞膜進入細胞周圍的溶液中,造成細胞脫水而引起質壁分離,使細胞不能生長甚至死亡。若將微生物置于低滲溶液(如0.01%NaCI)或水中,外環(huán)境中的水從溶液進入細胞內引起細胞膨脹,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。
三、滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)對微生物的影響
1.滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)對微生物生命活動有很大的影響。
2.微生物的生活環(huán)境必須具有與其細胞大致相等的滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓),超過一定限度或突然改變滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓),會抑制微生物的生命活動,甚至會引起微生物的死亡。在高滲透壓溶液中微生物細胞脫水,原生質收縮,細胞質變稠,引起質壁分離。在低滲透壓溶液中,水分向細胞內滲透,細胞吸水膨脹,甚至破壞。在等滲溶液中,微生物的代謝活動最好,細胞即不收縮,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,微生物對滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)有一定的適應能力,逐漸改變環(huán)境的滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓),微生物能適應這種變化。
四、細菌在不同滲透壓(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)下生長良好。微生物在質量為5~8.5g/L的NaCI溶液中,紅血球在質量為9g/L的NaCI溶液中形態(tài)和大小不變,并生長良好。
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,使微生物細胞發(fā)生膨脹,嚴重者破裂,導致微生物死亡。
3.高滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)((NaCI)=200g/L)下,微生物體內水分子大量滲到體外,使細胞發(fā)生質壁分離。
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以外,對氯化鈉有特殊要求,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。
3.4能在高糖環(huán)境中生長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際應用
不同生活在淡水環(huán)境下或者淡水處理構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。這是鹽度對微生物的一種選擇。將淡水微生物的存活率定義為100%,當鹽度超過20g/L,其存活率低于40%。因此,當鹽度超過20g/L,一般認為用不同淡水微生物無法進行處理。
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,如:發(fā)酵工業(yè)中魯氏酵母。
在海水、鹽湖、水果汁中生長的微生物,大部分可以逐漸適應在低滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)的培養(yǎng)基中生長。
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。