5.2.1 微生物的耐热性

5.2.1.1 耐热性的定义

微生物都有一定的生长温度，当温度超过它们的最高生长温度时就会渐渐死亡。微 生物受热死亡是以某种速度进行的，温度低，死亡速度慢，温度高，死亡速度快，这体现了 微生物有耐热性。

业已发现微生物的营养体的耐热性较低，在稍高于最高生长温度时就会死亡。但微 生物的芽孢具有很强的耐热性。同一种微生物其营养体在沸水中一秒钟也不能生存，但 其芽孢却可以生存数小时以上。

5.2.1.2 耐热性机理

尽管许多科学家做了坚持不懈的努力，但是关于细菌芽孢对热能表现强的抗性的机 理仍不十分明确。通常认为：耐热性的机理是抑制了细胞核中热不稳定成分如蛋白质和 基因物质的流动性，一旦分子运动被阻碍，这些成分的热变性就会减小。

热不稳定成分的固定化(或称核固定化)是与芽孢的含水量密切相关的，与它们的营 养细胞相比，休眠芽孢的含水量较少，这是芽孢具有较高耐热性的直接原因。业已证明， 当细菌细胞被干燥处理或被渗透脱水时，它们可以较好地抵抗高温。

进一步解释核固定化的理论是围绕着皮层展开的。孢子的皮层是由松散的交叉连接 的多糖和肽的聚合物构成的，这些分子链含有过剩的游离羧基，它们在合成时是呈坚密状 态，而在芽孢成熟时则明显膨胀。皮层膨胀可能是由于游离羧基之间的静电排斥引起的。 皮层膨胀产生一个压缩力将水挤出核。对核的压缩力越大，挤出的水量就越多，这就减少 了核中的水含量，使核发生固定化，从而提高了芽孢的耐热性。

5.2.1.3 影响耐热性的因素

影响芽孢耐热性的因素很多，这些因素可分为三个主要方面： ①芽孢本身(即与遗传 有关); ②芽孢形成的条件和环境; ③芽孢受热处理条件和加热后的生长条件。

芽孢耐热性不但因种类不同而有很大差别。而且同一菌种不同菌株之间也有差异。 虽属同一菌株，但如果芽孢形成条件不同时，其耐热性又会有所差别。很多人发现菌龄 对其耐热性有影响，但没有规律性。嗜热菌芽孢随贮藏时间的增长其耐热性可能降低， 但对厌氧性细菌其影响较小。菌体在其最高温度生长良好并形成芽孢时，通常耐热性较 强。不同培养基所形成的芽孢对其耐热性影响很大，试验室培养的芽孢都比在自然条件 下形成的芽孢耐热性要低。钙(Ca²⁺)、锰(Mn²⁺)等离子或蛋白胨都会使芽孢耐热性 增强。

芽孢受热处理时的介质条件对芽孢耐热性有很大影响。

①pH： 通常pH越低，芽孢耐热性也降低。

②糖： 随其浓度提高，芽孢的耐热性增强。

③食盐： 低浓度的食盐溶液(2%～4%)对芽孢耐热性有增强作用。但浓度继续增 高时芽孢耐热性减弱。如果浓度高达20%～25%时，细菌将无法生长。肉毒杆菌在8% 以上的食盐浓度下，不会产生毒素。

④油脂： 油脂对细菌有一定的保护作用。一般细菌在较干燥状态下耐热性较强，而 油脂之所以有保护作用，可能是因其对细菌有隔离水或蒸汽的作用所致。

加热处理后的培养条件也会影响芽孢的耐热性，如果加热处理后芽孢所处的环境不 适合其萌发、生长，则即使有未被杀死而残存的芽孢存在，也不会萌发、生长而危害食品。 如嗜热平酸菌在罐头食品杀菌后迅速冷却至37℃以下，且避免在高温下贮藏，可使罐头 内残存的芽孢不萌发、生长，甚至自行消灭。故罐头食品的杀菌不一定要使罐内完全无 菌，只需严格控制肉毒杆菌，在一般商品流通过程中不变质，也就是说罐头食品仅需达到 商业无菌。

5.2.1.4 耐热性测试方法

微生物耐热性的测定有许多方法，在此仅介绍目前最常用的TDT试管法。TDT试 管法是用外径9～10mm，管壁1mm，长125mm左右的硬质玻璃试管，装入1或2mL已知 浓度的芽孢悬浮液，以火焰熔封后在恒温油浴锅中进行加热试验。加热试验时取几个不 同的加热温度和加热时间。加热温度和加热时间的设计应以达到有残存菌出现，也有以 将它们全部消灭的目的为原则。加热处理后对细菌进行培养，观察且记录细菌的生长情 况。表5-1是TDT试管法测定细菌孢子耐热性的举例。

表5-1 PA3679芽孢(10⁴/mL)在青豆汁中耐热性试验结果