消滅細菌之加熱大法
2021-09-03 13:51:12
天緯化學小編
微生物既然如此強悍，那如何控制它的野蠻生長？例如我們想吃水果，第一件事是將其表面臟東西和細菌洗掉，但這樣真的能洗掉所有細菌嗎？答案當然是否定的，畢竟你用來清洗的水中也含有不少微生物呢，但因為大多數微生物對人是無害的，所以我們吃下去也沒啥關系。有些場所我們需要無菌環境，例如細胞實驗室、無菌培養基、手術刀等等，那如何操作呢。目前可以通過各種物理化學方法殺菌或消毒，其中物理法主要包括3種，即加熱、輻射和過濾，而加熱是最常用的一招，這一招中國人用的最明白，因為無論男女老少都知道，要喝熱水~燒水就是除菌的過程。總有長輩告訴我們，不要喝隔夜水，這又是為什么？——其實還是和微生物有關，隔夜水中有可能有細菌，特別是在夏天，微生物長得快。在美國呆過的人都知道，他們喜歡喝涼水，對，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%遞減時間來表征，即decimal reduction time (D)。D值是指在一定的環境和熱力致死溫度條件下，殺死某細菌群中90%原有活菌數所需加熱時間。D和溫度之間呈指數關系，其對數與溫度線性相關，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，所以實驗室很少用烘箱來滅菌。
另一種表征生物體熱敏性的方法是測量其熱力致死時間，即在給定溫度下殺死所有細胞所需的時間。我們可以將細胞懸液樣品加熱不同時間之后與培養基混合培養，如果所有細胞都被殺死了則觀察不到生長。然而，與遞減時間不同，熱致死時間與種群大小有關，種群越大致死時間越長。
樣品中的產芽孢菌可以影響致死時間和遞減時間，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，有助于賦予結構熱穩定性；加熱的介質也影響殺菌率，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、蛋白質和脂肪會減少熱穿透，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的壓力下會產生121°C高度，此時殺死孢子的時間約為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，但不同于常規滅菌過程。巴氏殺菌法是通過加熱來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非致病菌，同時增加食品的保質期。巴氏牛奶隨處可見，在殺菌時牛奶通過一個管式熱交換器，牛奶在71°C時殺菌15秒然后迅速冷卻，還可在135°C的溫度下進行1-2秒的熱處理，殺滅效果更好，保質期更久。
牛奶變質的主要原因是由微生物繁殖引起的一系列化學反應，使得牛奶中的各種成分發生變化，溫度越高，微生物生長越快，所以鮮牛奶需要低溫保存，一旦牛奶變酸或有漲氣，請拒絕喝之。Brock Biology of Microorganisms, 15th Edition
5.15 General Principles and Growth Control by heat
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