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二、高温――微生物的死敌
人类自从发现火之后就在使用高温这一有效的武器来对付微生物。在日常生活中， 我们喝的水必须烧开才能喝， 吃过的剩菜、剩饭也必须重新热一下才能吃。这都是利用高温来杀死对我们有害的各种微生物。高温是我们日常生活中对付有害微生物的最简单和最有效的办法。
高温为什么可以杀死微生物呢？ 其实道理十分简单。我们知道， 微生物的细胞是由蛋白质和核酸等大分子化合物构成的， 这些大分子化合物对热十分敏感， 在高温下它们会发生变性， 并且这种变性常常是无法修复的。因此， 高温杀死微生物主要使微生物的组成成份发生变化， 使这些化学成分再不能发挥作用， 从而导致微生物的死亡。煮熟了的鸡蛋再不能孵为小鸡就是这个道理。
高温杀菌在工农业生产及日常生活中都具有很大的用途。在日常生活中， 护士给我们打针的注射器就必须先进行高温消毒。外科医生用的手术刀剪也要高温消毒。在工业生产上， 凡是要接触生产菌种的一切用具如接种针、试管等都要进行灭菌， 所用的发酵原料也要进行高温杀菌， 例如我们利用黄豆等原料制作酱油时， 就必须对黄豆进行高温杀菌。
高温灭菌的方法很多， 最简单、快速和直接的方法就是把要灭菌的物品放在火焰上烧， 这样可以将微生物干净彻底地杀死， 达到灭菌的目的。例如， 如果我们的手、脚上起泡化脓了， 用针将泡挑破后将脓挤出来就很快会好， 但我们必须先将针放在火焰上烧红并冷却后才能使用， 否则针头可能带菌引起更严重的化脓感染。在我们接种食用菌时所用的接种针、接种铲和剪刀等用具也要先在火上烧红才能用。
在工业生产和科学研究中， 对于一些不能直接灼烧的物品或用具可放在烘箱中加热灭菌， 这是利用热的空气来杀死微生物。细菌在100 ℃加热半小时就能被全部杀死， 但有些细菌产生的芽孢很耐热， 需要在140 ℃下加热2 ～3 小时才能被杀死。因此， 为了保证好的灭菌效果， 在实际使用中一般采用160 ℃的温度加热1 ～2 小时， 这样就可万无一失了。
在工厂里最常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。这是因为： 一方面微生物对高温的抵抗力与空气的相对湿度成反比， 例如白喉杆菌在98 ℃的干燥空气中可以存活24 小时， 而在80 % 相对湿度的空气中90 ℃下两分钟就会被全部杀死； 另一方面， 蒸汽的温度与它的压力成正比， 蒸汽的压力愈高温度也愈高。因此， 在绝大多数的微生物工厂中都是利用高压的蒸汽进行灭菌的。一般采用的蒸汽压力是2 ～2. 5 公斤/ 2厘米， 保持时间是1 ～2 小时。由于持续的高温高压会对原料的营养成份造成破坏和损失。因此， 目前许多工厂又采用了一种更先进的灭菌方法。即让要灭菌的原料通过一高温高压的管道10 ～15 秒钟， 然后迅速冷却下来， 这种方法叫做瞬间灭菌法。它可以达到很好的灭菌效果， 而且不对原料造成营养物质的破坏。
如果没有蒸汽锅炉我们又怎样进行灭菌呢？ 例如， 我们家庭栽培食用菌时怎样对培养基进行灭菌呢？ 栽培食用菌时对培养基的灭菌要求较严格， 如果灭菌不彻底就可能导致失败， 结果是长不出蘑菇来。由于我们家庭一般没有高压蒸汽锅炉， 无法达到120 ～130 ℃这样高的温度， 这时我们可以采用另一种叫“间歇灭菌”的方法。我们先将要灭菌的培养基在100 ℃下灭菌3 小时， 然后让它冷却一段时间后( 12 ～24 小时) 再进行同样的第二次灭菌。为什么间歇灭菌能杀死全部微生物呢？ 这是因为， 在第一次灭菌中我们杀死了培养基中的细菌、真菌， 而可抵抗高温的芽孢幸存下来了。在间歇的那一段时间里， 幸存下来的芽孢由于补充了足够的水份， 它们又长成了普通的细菌， 这一部份细菌又在第二次灭菌中被彻底消灭了。这样， 通过二次灭菌就达到了彻底灭菌的目的。
啤酒、酱油和牛奶等食物中也含有大量的微生物， 必须对其进行灭菌后才能食用和长期保存。但是， 这些食品不耐热， 如果在100 ℃以上的高温下进行长时间的灭菌， 灭菌的效果虽好， 但对食品的营养物质和风味会有很大的破坏作用。因此， 进行这类食品的消毒时， 我们采用的是巴氏杀菌法。巴氏杀菌法是法国科学家巴斯德首先提出来的。巴斯德发明的灭菌方法是在62. 9 ℃下灭菌30 分钟， 用于消毒牛奶、啤酒、奶油和冰淇淋等食物。目前大多数工厂应用的是新式杀菌法， 即71. 6 ℃， 15 秒钟， 然后迅速冷却， 这样既安全可靠， 又大大缩短了灭菌时间， 并保持了食品的营养和风味。我们现在喝的袋装牛奶就是用这种方法进行消毒的。最近几年， 科学家们还发明一种更新的灭菌方法， 采用140. 5 ℃，5 秒钟， 用于牛奶、奶油等乳制品的灭菌。这种方法被称作“超级巴氏法”。
各种微生物对高温的抵抗能力是不一样的。根据这一原理， 科学家们对一些常用物品的灭菌方法作了规定。例如， 外科手术用的器械的灭菌规定为121 ℃、10 分钟或115 ℃、30分钟， 这是因为破伤风杆菌只有在上述条件才能被全部杀死， 而破伤风杆菌是手术中的大敌。又如， 肉类罐头的灭菌规定为121 ℃、30 分钟， 这是因为只有这样才能杀死梭状芽孢杆菌的芽孢， 从而保证肉类不会被梭状芽孢杆菌所污染。
高温为什么可以杀死微生物呢？ 其实道理十分简单。我们知道， 微生物的细胞是由蛋白质和核酸等大分子化合物构成的， 这些大分子化合物对热十分敏感， 在高温下它们会发生变性， 并且这种变性常常是无法修复的。因此， 高温杀死微生物主要使微生物的组成成份发生变化， 使这些化学成分再不能发挥作用， 从而导致微生物的死亡。煮熟了的鸡蛋再不能孵为小鸡就是这个道理。
高温杀菌在工农业生产及日常生活中都具有很大的用途。在日常生活中， 护士给我们打针的注射器就必须先进行高温消毒。外科医生用的手术刀剪也要高温消毒。在工业生产上， 凡是要接触生产菌种的一切用具如接种针、试管等都要进行灭菌， 所用的发酵原料也要进行高温杀菌， 例如我们利用黄豆等原料制作酱油时， 就必须对黄豆进行高温杀菌。
高温灭菌的方法很多， 最简单、快速和直接的方法就是把要灭菌的物品放在火焰上烧， 这样可以将微生物干净彻底地杀死， 达到灭菌的目的。例如， 如果我们的手、脚上起泡化脓了， 用针将泡挑破后将脓挤出来就很快会好， 但我们必须先将针放在火焰上烧红并冷却后才能使用， 否则针头可能带菌引起更严重的化脓感染。在我们接种食用菌时所用的接种针、接种铲和剪刀等用具也要先在火上烧红才能用。
在工业生产和科学研究中， 对于一些不能直接灼烧的物品或用具可放在烘箱中加热灭菌， 这是利用热的空气来杀死微生物。细菌在100 ℃加热半小时就能被全部杀死， 但有些细菌产生的芽孢很耐热， 需要在140 ℃下加热2 ～3 小时才能被杀死。因此， 为了保证好的灭菌效果， 在实际使用中一般采用160 ℃的温度加热1 ～2 小时， 这样就可万无一失了。
在工厂里最常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。这是因为： 一方面微生物对高温的抵抗力与空气的相对湿度成反比， 例如白喉杆菌在98 ℃的干燥空气中可以存活24 小时， 而在80 % 相对湿度的空气中90 ℃下两分钟就会被全部杀死； 另一方面， 蒸汽的温度与它的压力成正比， 蒸汽的压力愈高温度也愈高。因此， 在绝大多数的微生物工厂中都是利用高压的蒸汽进行灭菌的。一般采用的蒸汽压力是2 ～2. 5 公斤/ 2厘米， 保持时间是1 ～2 小时。由于持续的高温高压会对原料的营养成份造成破坏和损失。因此， 目前许多工厂又采用了一种更先进的灭菌方法。即让要灭菌的原料通过一高温高压的管道10 ～15 秒钟， 然后迅速冷却下来， 这种方法叫做瞬间灭菌法。它可以达到很好的灭菌效果， 而且不对原料造成营养物质的破坏。
如果没有蒸汽锅炉我们又怎样进行灭菌呢？ 例如， 我们家庭栽培食用菌时怎样对培养基进行灭菌呢？ 栽培食用菌时对培养基的灭菌要求较严格， 如果灭菌不彻底就可能导致失败， 结果是长不出蘑菇来。由于我们家庭一般没有高压蒸汽锅炉， 无法达到120 ～130 ℃这样高的温度， 这时我们可以采用另一种叫“间歇灭菌”的方法。我们先将要灭菌的培养基在100 ℃下灭菌3 小时， 然后让它冷却一段时间后( 12 ～24 小时) 再进行同样的第二次灭菌。为什么间歇灭菌能杀死全部微生物呢？ 这是因为， 在第一次灭菌中我们杀死了培养基中的细菌、真菌， 而可抵抗高温的芽孢幸存下来了。在间歇的那一段时间里， 幸存下来的芽孢由于补充了足够的水份， 它们又长成了普通的细菌， 这一部份细菌又在第二次灭菌中被彻底消灭了。这样， 通过二次灭菌就达到了彻底灭菌的目的。
啤酒、酱油和牛奶等食物中也含有大量的微生物， 必须对其进行灭菌后才能食用和长期保存。但是， 这些食品不耐热， 如果在100 ℃以上的高温下进行长时间的灭菌， 灭菌的效果虽好， 但对食品的营养物质和风味会有很大的破坏作用。因此， 进行这类食品的消毒时， 我们采用的是巴氏杀菌法。巴氏杀菌法是法国科学家巴斯德首先提出来的。巴斯德发明的灭菌方法是在62. 9 ℃下灭菌30 分钟， 用于消毒牛奶、啤酒、奶油和冰淇淋等食物。目前大多数工厂应用的是新式杀菌法， 即71. 6 ℃， 15 秒钟， 然后迅速冷却， 这样既安全可靠， 又大大缩短了灭菌时间， 并保持了食品的营养和风味。我们现在喝的袋装牛奶就是用这种方法进行消毒的。最近几年， 科学家们还发明一种更新的灭菌方法， 采用140. 5 ℃，5 秒钟， 用于牛奶、奶油等乳制品的灭菌。这种方法被称作“超级巴氏法”。
各种微生物对高温的抵抗能力是不一样的。根据这一原理， 科学家们对一些常用物品的灭菌方法作了规定。例如， 外科手术用的器械的灭菌规定为121 ℃、10 分钟或115 ℃、30分钟， 这是因为破伤风杆菌只有在上述条件才能被全部杀死， 而破伤风杆菌是手术中的大敌。又如， 肉类罐头的灭菌规定为121 ℃、30 分钟， 这是因为只有这样才能杀死梭状芽孢杆菌的芽孢， 从而保证肉类不会被梭状芽孢杆菌所污染。
