6、环境条件对微生物生长繁殖的影响
微生物与所处的环境之间具有复杂的相互影响和
相互作用,一方面,各种各样的环境因素对微生物的生长
和繁殖有影响,另一方面,微生物生长繁殖也会影响和改
变环境,研究环境因素与微生物之间的关系,可以通过控
制环境条件来利用微生物有益的一面,同时防止它有害
的一面,
?影响微生物生长的外界因素很多，除了前面讲过的营
养因素之外，还有许多 物理化学 因素的影响。
温度是影响微生物生长的最重要因素之一。
温度对微生物的影响具体表现在,
?影响酶活性，温度变化影响酶促反应速率，最终影响细
胞合成。
?影响细胞膜的流动性，温度高，流动性大，有利于物质
的运输，温度低，流动性降低，不利于物质运输，因此，
温度变化影响营养物质的吸收与代谢产物的分泌。
?影响物质的溶解度，对生长有影响。
6.1温度对微生物生长的影响
从微生物整体来看,
生长的温度范围一般在 -10 ℃ ~100 ℃
极端下限为 -30 ℃,极端上限为 105~300 ℃
但对于特定的某一种微生物,
只能在一定温度范围内生长，在这个范围内，每种微生物都有自
己的生长温度三基点，即最低、最适、最高生长温度
?处于最适生长温度时，生长速度
最快，代时最短。
?超过最低生长温度时，微生物不
生长，温度过低，甚至会死亡。
?超过最高生长温度时，微生物不
生长，温度过高，甚至会死亡。
6.1.1微生物生长的三个温度基点
根据微生物的最适生长温度的不同，可将微生物划为 三个类型,
6.1.2 微生物生长温度类型
?低温型微生物（嗜冷微生物）
?中温型微生物（嗜温微生物）
?高温型微生物（嗜热微生物）
低温型微生物,
?最适生长温度在 5~20℃,主要分布在地球的两极、冷泉、
深海、冷冻场所及冷藏食品中。
例：假单孢菌中的某些嗜冷菌在低温下生长，常引起冷
藏食品的腐败。
?嗜冷微生物在低温下生长的机理，目前还不清楚，据
推测有两种原因,
①它们体内的酶能在低温下有效地催化，在高温下酶活
丧失②细胞膜中的不饱和脂肪酸含量高，低温下也能保
持半流动状态，可以进行物质的传递。
中温型微生物,
?最适生长温度为 20℃ ~40 ℃,大多数微生物属于此类。
?室温型主要为腐生或植物寄生，在植物或土壤中。
?体温型主要为寄生，在人和动物体内。
高温型微生物,
?最适生长温度为 50 ℃ ~60 ℃,主要分布在温泉、堆肥和土壤
中。
?在高温下能生长的原因：①酶蛋以及核糖体有较强的抗热性
②核酸具有较高的热稳定性（ 核酸中 G+C含量高（ tRNA），
可提供形成 氢键，增加热稳定性 ）。
③细胞膜中饱和脂肪酸含量高，较高温度下能维持正常的液
晶状态。
高温微生物的特点,
?生长速度快，合成大分子迅速，可及时修复高温
对其造成的分子损伤。
?耐高温菌具应用优势：在减少能源消耗、减少染
菌、缩短发酵周期等方面具重要意义。
菌 名 生长温度 发酵温度 累积产物温度
（ ℃ ） （ ℃ ） （ ℃ ）
Streptococcus thermophilus 37 47 37
S.lactis 34 40 产细胞,25~30
产乳酸,30
Streptomyces griseus 37 28 _
Corenybacterium pekinense 32 33~35 _
Clostridium acetobutylicum 37 33 _
Penicilium chrysogenum 30 25 20
以青霉素的生产为例：培养 165小时采用分段控制温度的方法，
其青霉素产量比始终在 30 ℃ 培养提高了 14.7%。
分段控制方式,0~5小时,30 ℃ ； 5~40小时,25 ℃ ；
40~125小时,20 ℃ ； 125~165小时,25 ℃ 。
★ 不同生理生化过程的最适温度
?微生物不同生理活动要求不同温度，所以,
? 最适生长温度 ≠ 发酵速度快、积累代谢产物多。
6.1.3.1 高温对微生物的影响
高温下蛋白质不可逆变性，膜受热出现小孔，破坏
细胞结构（溶菌）。
★微生物对热的耐受力与以下因素有关,
(1)微生物种类及发育阶段
?嗜热菌比其它类型的菌体抗热
?有芽孢的细菌比无芽孢的菌抗热
?微生物的繁殖结构比营养结构抗热性强
?老龄菌比幼龄菌抗热
6.1.3 高温与低温对微生物的影响
(2)微生物对热的耐受力还受 环境条件 的影响
?与培养基的营养成分有关 —— 培养基中蛋白质含量
高时比较耐热,
?与 pH 有关 —— pH适宜时不易死亡,pH不适宜时，
容易死亡,
?与水分有关 —— 含水量大时容易死亡，含水量小时
不容易死亡,
?与含菌量有关 —— 含菌量高，抗热性增强，含菌量
低，抗热性差。
?与热处理时间有关 —— 热处理时间长，微生物易死
亡。
当环境温度低于微生物的最适生长温度时，微生物
的生长繁殖停止，当微生物的原生质结构并未破坏时，
不会很快造成死亡并能在较长时间内保持活力，当温
度提高时，可以恢复正常的生命活动。
低温保藏菌种就是利用这个原理。一些细菌、酵母菌
和霉菌的琼脂斜面菌种通常可以长时间地保藏在 4℃ 的
冰箱中。
当温度过低，造成微生物细胞冻结时，有的微生物
会死亡，有些则并不死亡。
6.1.3.2、低温对微生物的影响
造成死亡的原因,
①冻结时细胞水分变成冰晶，冰晶对细胞膜产生机械损伤，
膜内物质外漏。
②冻结过程造成细胞脱水。
冻结速度对冰晶形成有很大影响，缓慢冻结，形成的
冰晶大，对细胞损伤大；快速冻结，形成的冰晶小、分布
均匀，对细胞的损伤小，因此，利用快速冻结可以对一些
菌种进行冻结保藏，一般情况下在菌悬液中再加一些甘油、
糖、牛奶、保护剂等可对菌种进行长期保藏。
微生物对氧的需要和耐受力在不同的类群
中变化很大，根据微生物与氧的关系,可
把它们分为几种类群,
专性好氧菌,
好氧菌
微好氧菌,
兼性厌氧菌
耐氧厌氧菌,
厌氧菌
(专性 )厌氧菌,
6.2氧气对微生物生长的影响
氧浓度对不同微生物生长的影响
专性好氧菌 （ strict aerobe）
必须在有分子氧的条件下才能生长，有完整的呼吸链，
以分子氧作为最终氢受体，细胞含有超氧物歧化酶（ SOD，
superoxide dismutase） 和过氧化氢酶。
在有氧或无氧条件下均能生长，但有氧情况下生长得更
好，在有氧时靠呼吸产能，无氧时接发酵或无氧呼吸产能；
细胞含有 SOD和 过氧化氢酶。
微好氧菌 （ microaerophilic bacteria）
只能较低的氧分压下才能正常生长，通过呼吸链并以氧
为最终氢受体而产能,
兼性好氧菌（ facultative aerobe）
耐氧菌 （ aerotolerant anaerobe）
可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌。生活不需
要氧，分子氧也对它无毒害。不具有呼吸链，依靠专性发酵
获得能量。细胞内存在 SOD和过氧化物酶，但缺乏过氧化
氢酶。
厌氧菌 （ anaerobe）
分子氧对它有毒害，短期接触空气，也会抑制其生长
甚至致死；在空气或含有 10%CO2的空气中，在固体培养
基表面上不能生长，只有在其深层的无氧或低氧化还原电
势的环境下才能生长；生命活动所需能量通过发酵、无氧
呼吸、循环光合磷酸化或甲烷发酵提供；细胞内缺乏 SOD
和细胞色素氧化酶，大多数还缺乏过氧化氢酶。
在培养不同类型的微生物时，要采用相应的措施保证不同
微生物的生长。
培养好氧微生物：需震荡或通气，保证充足的氧气。
培养专性厌氧微生物：需排除环境中的氧气，同时
在培养基中添加还原剂，降低
培养基中的氧化还原电位势。
培养兼性厌氧或耐氧微生物：可深层静止培养。
◆ 影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影
响对物质的吸收能力。
◆改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径：如：
酵母菌在 pH4.5-5产乙醇，在 pH6.5以上产甘油、
酸。
◆环境 pH值还影响培养基中营养物质的 离子化程
度，从而影响营养物质吸收,或 有 毒物质的毒性。
6.3 pH值与 微生物生长的相互影响
6.3.1 环境 pH值 对微生物生长的影响
?微生物的生长 pH值范围极广，从 pH<2~>8都有微生物能生长。
但是绝大多数种类都生活在 pH5.0~9.0之间。
?微生物生长的 pH值三基点,
?各种微生物都有其生长的最低、最适和最高 pH值。低
于 最低、或 超过 最高生长 pH值时，微生物生长受抑制或
导致死亡。
?不同的微生物最适生长的 pH值不同，根据微生物生长
的最适 pH值，将微生物分为,
嗜碱微生物：硝化细菌、尿素分解菌、多数放线菌
耐碱微生物：许多链霉菌
中性微生物：绝大多数细菌，一部分真菌
嗜酸微生物：硫杆菌属
耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌
6.3.2 不同微生物对 pH要求不同
微生物种类 最低 pH 最适 pH 最高 pH
大肠杆菌
枯草芽孢杆菌
金黄色葡萄球菌
黑曲霉
一般放线菌
一般酵母菌
4.3
4.5
4.2
1.5
5.0
3.0
6.0— 8.0
6.0— 7.5
7.0— 7.5
5.0— 6.0
7.0— 8.0
5.0— 6.0
9.5
8.5
9.3
9.0
10
8.0
一些微生物生长的 pH值范围
微生物 pH值
最低 最适 最高
Thiobacillus thiooxidans 氧化硫硫杆菌 0.5 2.0~3.5 6.0
Lactobacillus acidophilus 嗜酸乳杆菌 4.0~4.6 5.8~6.6 6.8
Rhizobium japonicum 大豆根瘤菌 4.2 6.8~7.0 11.0
Azotobacter chroococcum 圆褐固氮 4.5 7.4~7.6 9.0
Nitrosomonas sp,硝化单胞菌 7.0 7.8~8.6 9.4
Acetobacter aceti 醋化醋杆菌 4.0~4.5 5.4~6.3 7.0~8.0
Staphylococcus aureus 金黄葡球菌 4.2 7.0~7.5 9.3
Chlorobium limicola 泥生绿菌 6.0 6.8 7.0
Thurmus aquaticus 水生栖热菌 6.0 7.5~7.8 9.5
Aspergillus niger 黑曲霉 1.5 5.0~6.0 9.0
一般放线菌 5.0 7.0~8.0 10.0
一般酵母菌 3.0 5.0~6.0 8.0
不同微生物的生长 pH值范围
同一种微生物在其不同的生长阶段和不同的生理生化过程中，
对 pH值的要求也不同。 在发酵工业中，控制 pH值尤其重要,
举例,Aspergillus niger在 pH2~2.5范围时有利于合成柠檬酸，当在
pH2.5~6.5范围内时以菌体生长为主，而在 pH7.0时，则以合成草酸
为主。 丙酮丁醇梭菌在 pH5.5~7.0范围时，以菌体生长为主，而
在 pH4.3~5.3范围内才进行丙酮丁醇发酵。
微生物 生长最适 pH 合成抗生素最适 pH
灰色链霉菌 6.3~6.9 6.7~7.3
红霉素链霉菌 6.6~7.0 6.8~7.3
产黄青霉 6.5~7.2 6.2~6.8
金霉素链霉菌 6.1~6.6 5.9~6.3
龟裂链霉菌 6.0~6.6 5.8~6.1
灰黄青霉 6.4~7.0 6.2~6.5
生长的最适 pH值与发酵的最适 pH值
?同一种微生物在不同的生长阶段和不同生理生化过程
中，对环境 pH值要求不同。
例如：丙酮丁醇梭菌
在 pH值 =5.5— 7.0时，以菌体生长为主
在 pH值 =4.3— 5.3时，进行丙酮丁醇发酵
?同一种微生物由于环境 pH值不同，可能积累不同的代
谢产物。
例如：黑曲霉
pH值 =2— 3时，产物以柠檬酸为主，只产少量草酸。
pH值在 7左右时，产物以草酸为主，只产少量柠檬酸。
6.3.3微生物细胞内的 pH值
?虽然微生物生活的环境 pH值范围较宽，但
是其细胞内的 pH值却相当稳定，一般都接近
中性。
?这种维持细胞内稳定中性 pH值的特性能够
保持细胞内各种生物活性分子的结构稳定和
细胞内酶所需要的最适 pH值。 微生物胞内酶
的最适 pH值一般为中性,胞外酶的最适 pH值
接近环境 pH值。
6.3.4 微生物的生命活动对环境 pH值的影响
★微生物在生长过程中也会使外界环境的 pH值发生改变，原因,
?由于有机物分解,
?分解糖类、脂肪等,产生酸性物质，使培养液 pH值下降；
?分解 蛋白质、尿素等，产生碱性物质，使培养液 pH值上升
?由于无机盐选择性吸收,
?铵盐吸收（ (NH4)2SO4 H2SO4）,pH↓
?硝酸盐吸收 (NaNO3 NaOH),pH↑
★ 培养过程中调节 pH值的措施
过酸时：加入碱或适量氮源，提高通气量。
过碱时：加入酸或适量碳源，降低通气量。
NH4+被吸收
NO3+被吸收
★ 配制培养基时调整 pH值的措施,
6.3.5 酸碱添加剂的抑菌机理
?酸类物质,
?无机酸：与 H+浓度成正比的高氢离子浓度，可引
起菌体表面蛋白的变性和核酸的水解，并破坏酶类
的活性
?有机酸：与不电离的部分成正比,故有时有机酸的
抑菌效果 >无机酸。作为食品防腐剂的有机酸如苯
甲酸和水杨酸可与微生物细胞中的成分发生氧化作
用，从而抑制微生物的生长。
?碱类物质：强碱可引起蛋白质、核酸大分子变性、
水解，以杀死或抑制微生物。食品工业中常用石灰
水,NaOH,Na2CO3等作为机器、工具以及冷藏库
的消毒剂。
微生物与所处的环境之间具有复杂的相互影响和
相互作用,一方面,各种各样的环境因素对微生物的生长
和繁殖有影响,另一方面,微生物生长繁殖也会影响和改
变环境,研究环境因素与微生物之间的关系,可以通过控
制环境条件来利用微生物有益的一面,同时防止它有害
的一面,
?影响微生物生长的外界因素很多，除了前面讲过的营
养因素之外，还有许多 物理化学 因素的影响。
温度是影响微生物生长的最重要因素之一。
温度对微生物的影响具体表现在,
?影响酶活性，温度变化影响酶促反应速率，最终影响细
胞合成。
?影响细胞膜的流动性，温度高，流动性大，有利于物质
的运输，温度低，流动性降低，不利于物质运输，因此，
温度变化影响营养物质的吸收与代谢产物的分泌。
?影响物质的溶解度，对生长有影响。
6.1温度对微生物生长的影响
从微生物整体来看,
生长的温度范围一般在 -10 ℃ ~100 ℃
极端下限为 -30 ℃,极端上限为 105~300 ℃
但对于特定的某一种微生物,
只能在一定温度范围内生长，在这个范围内，每种微生物都有自
己的生长温度三基点，即最低、最适、最高生长温度
?处于最适生长温度时，生长速度
最快，代时最短。
?超过最低生长温度时，微生物不
生长，温度过低，甚至会死亡。
?超过最高生长温度时，微生物不
生长，温度过高，甚至会死亡。
6.1.1微生物生长的三个温度基点
根据微生物的最适生长温度的不同，可将微生物划为 三个类型,
6.1.2 微生物生长温度类型
?低温型微生物（嗜冷微生物）
?中温型微生物（嗜温微生物）
?高温型微生物（嗜热微生物）
低温型微生物,
?最适生长温度在 5~20℃,主要分布在地球的两极、冷泉、
深海、冷冻场所及冷藏食品中。
例：假单孢菌中的某些嗜冷菌在低温下生长，常引起冷
藏食品的腐败。
?嗜冷微生物在低温下生长的机理，目前还不清楚，据
推测有两种原因,
①它们体内的酶能在低温下有效地催化，在高温下酶活
丧失②细胞膜中的不饱和脂肪酸含量高，低温下也能保
持半流动状态，可以进行物质的传递。
中温型微生物,
?最适生长温度为 20℃ ~40 ℃,大多数微生物属于此类。
?室温型主要为腐生或植物寄生，在植物或土壤中。
?体温型主要为寄生，在人和动物体内。
高温型微生物,
?最适生长温度为 50 ℃ ~60 ℃,主要分布在温泉、堆肥和土壤
中。
?在高温下能生长的原因：①酶蛋以及核糖体有较强的抗热性
②核酸具有较高的热稳定性（ 核酸中 G+C含量高（ tRNA），
可提供形成 氢键，增加热稳定性 ）。
③细胞膜中饱和脂肪酸含量高，较高温度下能维持正常的液
晶状态。
高温微生物的特点,
?生长速度快，合成大分子迅速，可及时修复高温
对其造成的分子损伤。
?耐高温菌具应用优势：在减少能源消耗、减少染
菌、缩短发酵周期等方面具重要意义。
菌 名 生长温度 发酵温度 累积产物温度
（ ℃ ） （ ℃ ） （ ℃ ）
Streptococcus thermophilus 37 47 37
S.lactis 34 40 产细胞,25~30
产乳酸,30
Streptomyces griseus 37 28 _
Corenybacterium pekinense 32 33~35 _
Clostridium acetobutylicum 37 33 _
Penicilium chrysogenum 30 25 20
以青霉素的生产为例：培养 165小时采用分段控制温度的方法，
其青霉素产量比始终在 30 ℃ 培养提高了 14.7%。
分段控制方式,0~5小时,30 ℃ ； 5~40小时,25 ℃ ；
40~125小时,20 ℃ ； 125~165小时,25 ℃ 。
★ 不同生理生化过程的最适温度
?微生物不同生理活动要求不同温度，所以,
? 最适生长温度 ≠ 发酵速度快、积累代谢产物多。
6.1.3.1 高温对微生物的影响
高温下蛋白质不可逆变性，膜受热出现小孔，破坏
细胞结构（溶菌）。
★微生物对热的耐受力与以下因素有关,
(1)微生物种类及发育阶段
?嗜热菌比其它类型的菌体抗热
?有芽孢的细菌比无芽孢的菌抗热
?微生物的繁殖结构比营养结构抗热性强
?老龄菌比幼龄菌抗热
6.1.3 高温与低温对微生物的影响
(2)微生物对热的耐受力还受 环境条件 的影响
?与培养基的营养成分有关 —— 培养基中蛋白质含量
高时比较耐热,
?与 pH 有关 —— pH适宜时不易死亡,pH不适宜时，
容易死亡,
?与水分有关 —— 含水量大时容易死亡，含水量小时
不容易死亡,
?与含菌量有关 —— 含菌量高，抗热性增强，含菌量
低，抗热性差。
?与热处理时间有关 —— 热处理时间长，微生物易死
亡。
当环境温度低于微生物的最适生长温度时，微生物
的生长繁殖停止，当微生物的原生质结构并未破坏时，
不会很快造成死亡并能在较长时间内保持活力，当温
度提高时，可以恢复正常的生命活动。
低温保藏菌种就是利用这个原理。一些细菌、酵母菌
和霉菌的琼脂斜面菌种通常可以长时间地保藏在 4℃ 的
冰箱中。
当温度过低，造成微生物细胞冻结时，有的微生物
会死亡，有些则并不死亡。
6.1.3.2、低温对微生物的影响
造成死亡的原因,
①冻结时细胞水分变成冰晶，冰晶对细胞膜产生机械损伤，
膜内物质外漏。
②冻结过程造成细胞脱水。
冻结速度对冰晶形成有很大影响，缓慢冻结，形成的
冰晶大，对细胞损伤大；快速冻结，形成的冰晶小、分布
均匀，对细胞的损伤小，因此，利用快速冻结可以对一些
菌种进行冻结保藏，一般情况下在菌悬液中再加一些甘油、
糖、牛奶、保护剂等可对菌种进行长期保藏。
微生物对氧的需要和耐受力在不同的类群
中变化很大，根据微生物与氧的关系,可
把它们分为几种类群,
专性好氧菌,
好氧菌
微好氧菌,
兼性厌氧菌
耐氧厌氧菌,
厌氧菌
(专性 )厌氧菌,
6.2氧气对微生物生长的影响
氧浓度对不同微生物生长的影响
专性好氧菌 （ strict aerobe）
必须在有分子氧的条件下才能生长，有完整的呼吸链，
以分子氧作为最终氢受体，细胞含有超氧物歧化酶（ SOD，
superoxide dismutase） 和过氧化氢酶。
在有氧或无氧条件下均能生长，但有氧情况下生长得更
好，在有氧时靠呼吸产能，无氧时接发酵或无氧呼吸产能；
细胞含有 SOD和 过氧化氢酶。
微好氧菌 （ microaerophilic bacteria）
只能较低的氧分压下才能正常生长，通过呼吸链并以氧
为最终氢受体而产能,
兼性好氧菌（ facultative aerobe）
耐氧菌 （ aerotolerant anaerobe）
可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌。生活不需
要氧，分子氧也对它无毒害。不具有呼吸链，依靠专性发酵
获得能量。细胞内存在 SOD和过氧化物酶，但缺乏过氧化
氢酶。
厌氧菌 （ anaerobe）
分子氧对它有毒害，短期接触空气，也会抑制其生长
甚至致死；在空气或含有 10%CO2的空气中，在固体培养
基表面上不能生长，只有在其深层的无氧或低氧化还原电
势的环境下才能生长；生命活动所需能量通过发酵、无氧
呼吸、循环光合磷酸化或甲烷发酵提供；细胞内缺乏 SOD
和细胞色素氧化酶，大多数还缺乏过氧化氢酶。
在培养不同类型的微生物时，要采用相应的措施保证不同
微生物的生长。
培养好氧微生物：需震荡或通气，保证充足的氧气。
培养专性厌氧微生物：需排除环境中的氧气，同时
在培养基中添加还原剂，降低
培养基中的氧化还原电位势。
培养兼性厌氧或耐氧微生物：可深层静止培养。
◆ 影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影
响对物质的吸收能力。
◆改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径：如：
酵母菌在 pH4.5-5产乙醇，在 pH6.5以上产甘油、
酸。
◆环境 pH值还影响培养基中营养物质的 离子化程
度，从而影响营养物质吸收,或 有 毒物质的毒性。
6.3 pH值与 微生物生长的相互影响
6.3.1 环境 pH值 对微生物生长的影响
?微生物的生长 pH值范围极广，从 pH<2~>8都有微生物能生长。
但是绝大多数种类都生活在 pH5.0~9.0之间。
?微生物生长的 pH值三基点,
?各种微生物都有其生长的最低、最适和最高 pH值。低
于 最低、或 超过 最高生长 pH值时，微生物生长受抑制或
导致死亡。
?不同的微生物最适生长的 pH值不同，根据微生物生长
的最适 pH值，将微生物分为,
嗜碱微生物：硝化细菌、尿素分解菌、多数放线菌
耐碱微生物：许多链霉菌
中性微生物：绝大多数细菌，一部分真菌
嗜酸微生物：硫杆菌属
耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌
6.3.2 不同微生物对 pH要求不同
微生物种类 最低 pH 最适 pH 最高 pH
大肠杆菌
枯草芽孢杆菌
金黄色葡萄球菌
黑曲霉
一般放线菌
一般酵母菌
4.3
4.5
4.2
1.5
5.0
3.0
6.0— 8.0
6.0— 7.5
7.0— 7.5
5.0— 6.0
7.0— 8.0
5.0— 6.0
9.5
8.5
9.3
9.0
10
8.0
一些微生物生长的 pH值范围
微生物 pH值
最低 最适 最高
Thiobacillus thiooxidans 氧化硫硫杆菌 0.5 2.0~3.5 6.0
Lactobacillus acidophilus 嗜酸乳杆菌 4.0~4.6 5.8~6.6 6.8
Rhizobium japonicum 大豆根瘤菌 4.2 6.8~7.0 11.0
Azotobacter chroococcum 圆褐固氮 4.5 7.4~7.6 9.0
Nitrosomonas sp,硝化单胞菌 7.0 7.8~8.6 9.4
Acetobacter aceti 醋化醋杆菌 4.0~4.5 5.4~6.3 7.0~8.0
Staphylococcus aureus 金黄葡球菌 4.2 7.0~7.5 9.3
Chlorobium limicola 泥生绿菌 6.0 6.8 7.0
Thurmus aquaticus 水生栖热菌 6.0 7.5~7.8 9.5
Aspergillus niger 黑曲霉 1.5 5.0~6.0 9.0
一般放线菌 5.0 7.0~8.0 10.0
一般酵母菌 3.0 5.0~6.0 8.0
不同微生物的生长 pH值范围
同一种微生物在其不同的生长阶段和不同的生理生化过程中，
对 pH值的要求也不同。 在发酵工业中，控制 pH值尤其重要,
举例,Aspergillus niger在 pH2~2.5范围时有利于合成柠檬酸，当在
pH2.5~6.5范围内时以菌体生长为主，而在 pH7.0时，则以合成草酸
为主。 丙酮丁醇梭菌在 pH5.5~7.0范围时，以菌体生长为主，而
在 pH4.3~5.3范围内才进行丙酮丁醇发酵。
微生物 生长最适 pH 合成抗生素最适 pH
灰色链霉菌 6.3~6.9 6.7~7.3
红霉素链霉菌 6.6~7.0 6.8~7.3
产黄青霉 6.5~7.2 6.2~6.8
金霉素链霉菌 6.1~6.6 5.9~6.3
龟裂链霉菌 6.0~6.6 5.8~6.1
灰黄青霉 6.4~7.0 6.2~6.5
生长的最适 pH值与发酵的最适 pH值
?同一种微生物在不同的生长阶段和不同生理生化过程
中，对环境 pH值要求不同。
例如：丙酮丁醇梭菌
在 pH值 =5.5— 7.0时，以菌体生长为主
在 pH值 =4.3— 5.3时，进行丙酮丁醇发酵
?同一种微生物由于环境 pH值不同，可能积累不同的代
谢产物。
例如：黑曲霉
pH值 =2— 3时，产物以柠檬酸为主，只产少量草酸。
pH值在 7左右时，产物以草酸为主，只产少量柠檬酸。
6.3.3微生物细胞内的 pH值
?虽然微生物生活的环境 pH值范围较宽，但
是其细胞内的 pH值却相当稳定，一般都接近
中性。
?这种维持细胞内稳定中性 pH值的特性能够
保持细胞内各种生物活性分子的结构稳定和
细胞内酶所需要的最适 pH值。 微生物胞内酶
的最适 pH值一般为中性,胞外酶的最适 pH值
接近环境 pH值。
6.3.4 微生物的生命活动对环境 pH值的影响
★微生物在生长过程中也会使外界环境的 pH值发生改变，原因,
?由于有机物分解,
?分解糖类、脂肪等,产生酸性物质，使培养液 pH值下降；
?分解 蛋白质、尿素等，产生碱性物质，使培养液 pH值上升
?由于无机盐选择性吸收,
?铵盐吸收（ (NH4)2SO4 H2SO4）,pH↓
?硝酸盐吸收 (NaNO3 NaOH),pH↑
★ 培养过程中调节 pH值的措施
过酸时：加入碱或适量氮源，提高通气量。
过碱时：加入酸或适量碳源，降低通气量。
NH4+被吸收
NO3+被吸收
★ 配制培养基时调整 pH值的措施,
6.3.5 酸碱添加剂的抑菌机理
?酸类物质,
?无机酸：与 H+浓度成正比的高氢离子浓度，可引
起菌体表面蛋白的变性和核酸的水解，并破坏酶类
的活性
?有机酸：与不电离的部分成正比,故有时有机酸的
抑菌效果 >无机酸。作为食品防腐剂的有机酸如苯
甲酸和水杨酸可与微生物细胞中的成分发生氧化作
用，从而抑制微生物的生长。
?碱类物质：强碱可引起蛋白质、核酸大分子变性、
水解，以杀死或抑制微生物。食品工业中常用石灰
水,NaOH,Na2CO3等作为机器、工具以及冷藏库
的消毒剂。
