《土壤微生物生态工程》—有害微生物的控制（19）

1．概念

(1)灭菌    采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施，称为灭菌。

(2)消毒    采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部的一部分对人体有害的病原菌，而对被处理物体基本无害的措施，称为消毒。

(3)防腐    利用理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖，从而达到防止物品发生霉腐的措施，称为防腐。

(4)化疗   即化学治疗。利用具有高度选择毒力的化学物质抑制宿主体内病原微生物的生长繁殖，以达到治疗该传染病的一种措施。

 2．物理灭菌

（1）高温灭菌    高温灭菌包括干热灭菌和湿热灭菌。干热灭菌包括火焰灭菌法和热宅气灭菌法。火焰灭菌法是一种利用火焰直接焚毁微生物的干热灭菌方法，其特点是灭菌迅速、彻底，但它的使用范围有限，仅适用于能耐焚毁物件的灭菌，例如灼烧接种针和接种钩等金属用具，或通过酒精灯火焰数次对试管口、三角瓶口及菌种瓶口等进行灭菌。热空气灭菌法是利用加热的高温空气进行灭菌的方法，又称干热灭菌法、干烤灭菌法。干烤时热力的传播和穿透主要靠空气对流或介质传导。一般都在电热鼓风干燥箱内进行，将物品放在电热鼓风干燥箱中，160℃，1～2h达到灭菌目的。

湿热灭菌有煮沸法、流通蒸汽灭菌法、间歇灭菌法、巴氏消毒法和高压蒸汽灭菌法。煮沸法，一般煮沸100℃，5min，能杀死一般细菌的繁殖体。许多芽孢需煮沸5～6h才死亡。在水中加入2%碳酸钠，可提高其沸点达105℃，既可促进芽孢的杀灭，又能防止金属器皿生锈。煮沸法适用于饮水和一般器械（刀剪、注射器等）的消毒。流通蒸汽灭菌法是利用100℃左右的蒸汽进行消毒，一般采用流通蒸汽灭菌器（其原理相当于我国的蒸笼），加热15～30min，可杀死细菌繁殖体。消毒物品的包装不宜过大或过紧（以利于蒸汽穿透）。间歇灭菌法是利用反复多次的流通蒸汽，以达到灭菌的目的。一般用流通蒸汽灭菌器，100℃加热15～30min，可杀死其中的繁殖体；但芽孢尚有残存。取出后放37℃培养箱过夜，使芽孢发育成繁殖体，次日再蒸一次，如此连续三次以上，达到灭菌的目的，本法适用于不耐高温的营养物（如血清培养基）的灭菌。巴氏消毒法(Pasteurization)是利用热力杀死液体中的病原菌或一般的杂菌，同时不致严重损害其质量的消耗方法。加温61. 1～62.8℃ 30min，或71.7℃ 15～30s。常用于消毒牛奶和酒类等。高压蒸汽灭菌法是在专门的压力蒸汽灭菌器中进行灭菌，一般121℃ 20min，是热力灭菌中使用最普遍、效果最可靠的一种方法。其优点是穿透力强，灭菌效果可靠，能杀灭所有微生物。

(2)紫外线杀菌    紫外线在波长在240～280nm范围最具有杀菌效能，尤其在波长为253. 7nm时紫外线的杀菌作用最强。其杀菌原理是通过紫外线对细菌、病毒等单细胞微生物的照射，以破坏其生命中枢DNA的结构，使其产生胸腺嘧啶二聚体，引起DNA结构变形，阻碍正常的碱基配对，从而造成微生物变异或死亡。一般紫外线在1～2s内就可达到灭菌的效果。目前已证明，紫外线能杀灭细菌、霉菌、病毒和单胞藻。事实上，所有的微生物对紫外线都很敏感，所以紫外线用于水处理方面是很优势的。

(3)微波与超声波    微波是一种波长为1mm～1m的电磁波，频率较高，可穿透玻璃、塑料薄膜与陶瓷等物质，但不能穿透金属表面。微波能使介质内杂乱无章的极性分子在微波场的作用下，按波的频率往返运动，互相冲撞和摩擦而产生热，介质的温度可随之升高，因而在较低的温度下能起到消毒作用。一般认为其杀菌机理除热效应以外，还有电磁共振效应、场致力效应等的作用。消毒中常用的微波有2450MHz与915MHz两种。微波照射多用于食品加工。在医院中可用于检验室用品、非金属器械、无菌病室的食品食具、药杯及其他用品的消毒。

3．化学杀菌剂、消毒剂和治疗剂

(1)表面消毒剂    有酚类、醇类、氧化剂（0.1%高锰酸钾）等    在土壤生态工程中，有时需对土壤消毒。所谓土壤消毒是通过向土壤中施用化学消毒剂，以杀灭其中病菌、线虫及其他有害生物的现象。一般在作物播种前进行。这类化学消毒剂以活性很强的氧化剂或烷化剂，如环氧乙烷、氧化丙烯、甲醛和活性氯等灭菌，消毒后，应使药剂充分散发，去除残毒。

(2)治疗剂    化学治疗剂是指那些能够特异性地作用于某些微生物并具有选择毒性的化学药剂，它们与非特异的化学药剂相比对人体几乎没有什么毒性或毒性很小，可用作治疗微生物引起的疾病。既适用于涂抹肌体表面，也适于通道口服或注射吸收到体内。

(3)抗生素    抗生素是一类在低浓度时能选择性地抑制或杀灭其他微生物的低分子量微生物次生代谢产物。通常以天然来源的抗生素为基础，再对其化学结构进行修饰或改造的新抗生素称为半合成抗生素。近年来，抗生素的功能范围也不局限于抑制其他微生物生长，而将能抑制肿瘤细胞生长的生物来源次生代谢产物也称为抗生素，一般把这类抗生素冠以定词，称抗肿瘤抗生素。

农用抗生素(agriculturalantibiotics)，简称农抗，是指由微生物发酵产生、具有农药功能、用于农业上防治病虫草鼠等有害生物的次生代谢产物。放线菌、真菌、细菌等微生物均能产生农用抗生素，其中放线菌产生的农用抗生素最多。目前，农用抗生素已几乎遍及杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂等农药所有领域，其中较为突出的有杀虫剂土霉素；杀菌剂井冈霉素、春雷霉素；除草剂双丙氨膦；植物生长调节剂赤霉素等。农用抗生素由于易被土壤微生物分解而不污染环境，其对人畜安全，选择性高，故很有发展前途。

4．微生物的抗药性

微生物对以抗生素为主药物的抗性简称为抗药性。当某种抗生素长期作用于一些敏感（病原）微生物时，微生物通过遗传适应，对特定抗生素表现出抗药性。研究表明，微生物抗药性的获得是由于发生了特定的基因突变，有关基因突变成为抗药性基因这一事件，并非由抗菌药物所诱发，而是在微生物接触特定抗生素之前就已发生，因此，它与药物是否存在并无直接关系。但环境中较高的抗生素浓度对获得抗药性的突变菌株起到了筛选和保留作用，使该突变株能在含抗生素的环境中幸存并进而蔓延扩散成为优势群体。微生物还可以通过抗药性质粒的输入与遗传重组等途径获得抗药性。