在环境中存在着各种环境微生物，有一部分对人类是有害的。它们通过多种方式，传播到合适的基质或生物对象上而给人类带来种种危害。如食品的霉腐变质、实验室中的环境微生物、动植物组织或细胞纯培养物的污染，培养基、生化试剂、生物制品或药物的变质，发酵工业中杂菌污染及噬菌体引起的倒罐，人和动植物受病源微生物的感染而患各种传染病等。因此，采取有效措施杀灭或控制这些有害微生物具有重要的实践意义。

1. 几个相关术语

(1) 防腐：

防腐是一种抑菌措施。利用一些理化因素使物体内外的环境微生物暂时处于不生长繁殖但又未死亡的状态。

防腐的主要方法：低温和干燥保藏、缺氧保鲜、高渗及加防腐剂抑菌。食品工业中常利用防腐剂防止食品变质，如面包、蛋糕和月饼的防霉剂，酸性食品用苯甲酸钠、山梨酸钾、山梨酸钠防腐，或利用低温、干燥、盐腌和糖渍、高酸度等。

(2) 消毒：

消毒是利用某些理化方法杀死物体表面或内部所有对人体或动植物有害的病原菌，而对被消毒的对象基本无害的措施。如将物体在100 ℃煮沸10 min或60-70 ℃加热30 min，就可达到杀死病原菌的营养体，但芽孢杀不死。食品加工厂的厂房和加工工具均要进行定期的消毒，严格的操作人员的手也要进行消毒。具有消毒作用的物质称为消毒剂。

(3)灭菌：

灭菌是用物理或化学的方法，使存在于物体中的所有生活微生物，永久性地丧失其生活力，包括耐热的细菌芽孢。这是一种彻底的杀菌方法。商业灭菌是从商品角度对某些食品所提出的灭菌方法，即食品经过杀菌处理后，按照所规定的微生物检验方法，在所检食品中无活的微生物检出，或仅能检出极少数的非病原微生物，且它们在食品保藏过程中是不可能进行生长繁殖的。

在食品工业中，常用“杀菌”这个名词，包括上述所称的灭菌和消毒，如牛奶的杀菌是指消毒；罐藏食品的杀菌，是指商业灭菌。

(4) 化疗：

化疗即化学治疗，是指利用具有高度选择毒力的化学物质对生物体内部被微生物感染的组织或病变细胞进行治疗，以杀死组织内病原微生物或病变细胞，但对机体本身基本无毒害或毒害作用较低的治疗措施。用于化学治疗目的的化学物质称为化学治疗剂，如磺胺类等化学合成药物、抗生素、生物药物素和若干中草药中的有效成分等。

由于不同环境微生物的生物学特性不同，因此，对各种理化因子的敏感性不同；同一因素不同剂量对环境微生物的效应也不同，或者起灭菌作用，或者起防腐作用；在了解和应用任何一种理化因素对微生物的抑制或致死作用时，还应考虑多种因素的综合效应。

2. 物理因素对微生物生长的控制

(1) 高温灭菌种类：

加热的温度越高，环境微生物的抗热力越弱，越易死亡，加热时间越长，热致死作用越大。在一定高温范围内，温度越高杀死所需时间越短。食品加工过程中常利用加热进行消毒和灭菌。

食品工业中常用的灭菌方法较多，大的分类为干热灭菌法和湿热灭菌法，湿热灭菌法主要是通过热蒸汽杀死微生物，由于热蒸汽穿透力较热空气强，故无论是对芽孢杆菌或无芽孢杆菌在同一温度下效果均比干热法好。

(a) 干热灭菌法：

①火焰灭菌法。特点是灭菌快速、彻底。常用于接种工具和污染物品，如微生物接种时使用的接种环，就是用火焰灭菌法。使用范围受限。

②干热灭菌法。主要在干燥箱中利用热空气进行灭菌。通常160 ℃处理2 h即可达到灭菌目的。适用于玻璃器皿、金属用具等耐热物品的灭菌。

(b) 湿热灭菌法：

①煮沸消毒法。物品在100 ℃沸水中煮15 min以上可杀死细菌的营养细胞和部分芽孢，如在水中加入1%碳酸钠或2-5%石炭酸，则效果更好。这种方法适用于注射器、解剖用具等的消毒。

②巴氏灭菌。灭菌的温度一般在60-85 ℃处理15-30 min，可杀死环境微生物的营养细胞，但不能达到完全灭菌的目的，用于不适于高温灭菌的食品，如牛乳、酱腌菜类、果汁、啤酒、果酒和蜂蜜等，其主要目的是杀死其中无芽孢的病原菌(如牛奶中的结核杆菌或沙门氏杆菌)，而又不影响它们的风味。

③超高温温瞬时灭菌法。灭菌的温度在135-137 ℃时间3-5 s，可杀死微生物的营养细胞和耐热性强的芽孢细菌，但污染严重的鲜乳在142 ℃以上杀菌效果才好。超高温瞬时灭菌法现广泛用于各种果汁、牛乳、花生乳、酱油等液态食品的杀菌。

④高压蒸汽灭菌法。该法是实验室和罐头工业中常用的灭菌方法。高压蒸汽灭菌是在高压蒸汽锅内进行的，锅有立式和卧式两种，原理相同，锅内蒸汽压力升高时，温度升高。一般采用9.8×104 Pa的压力，121.1 ℃处理15-30 min，也有采用较低温度(115 ℃)下维持30 min左右，可达杀菌目的。罐头工业中要根据食品的种类和杀菌的对象、罐装量的多少等决定杀菌式。实验室常用于培养基、各种缓冲液、玻璃器皿及工作服等灭菌。

⑤间歇灭菌法。该法是用流通蒸汽反复灭菌的方法，常常温度不超过100 ℃，每日一次，加热时间为30 min，连续三次灭菌，杀死环境微生物的营养细胞。每次灭菌后，将灭菌的物品在(28-37 ℃)培养，促使芽孢发育成为繁殖体，以便在连续灭菌中将其杀死。

(2) 辐射：

利用辐射进行灭菌消毒，可避免高温灭菌或化学药剂消毒的缺点，所以其应用越来越广，目前主要应用在以下2个方面：(1)接种室、手术室、食品、药物包装室常应用紫外线杀菌。(2)应用β射线作食品表面杀菌，γ射线用于食品内部杀菌。经辐射后的食品，因大量微生物被杀灭，再冷冻保藏可延长保存期。

不同微生物种类对紫外线抗性：干细胞＞湿细胞。芽孢＞孢子＞营养细胞。多倍体＞二倍体＞单倍体。

(3) 过滤：

采用机械方法，设计一种滤孔比细菌还小的筛子，做成各种过滤器。通过过滤，只让液体培养基从筛子中流下，而将各种环境微生物菌体留在筛子上面，从而达到除菌的目的。该法适用于一些对热不稳定的体积小的液体培养基的灭菌及气体的灭菌。它的最大优点是不破坏培养基中各种物质的化学成分。但是比细菌还小的病毒仍能留在液体培养基内，有时给实验带来一定的麻烦。

3. 化学因素对微生物生长的控制

一般化学药剂无法杀死所有环境微生物，只能杀死其中的病原微生物，所以只能起消毒剂的作用，而不是灭菌剂。

消毒剂可迅速杀灭部分病原微生物。防腐剂能抑制或阻止微生物生长繁殖。一种化学药物是杀菌还是抑菌，常不易严格区分。消毒剂在低浓度时也能杀菌(如1：1000硫柳汞)。由于消毒防腐剂无选择性，因此对一切活细胞均有毒性，不仅能杀死或抑制病原微生物，且对人体组织细胞也有损伤作用，故只能用于体表、器械、排泄物和周围环境的消毒。常用的化学消毒剂有：石碳酸、来苏水(甲醛溶液)、氯化汞、碘酒、酒精等。

评定某化学药物药效强弱的指标经常采用以下3种指标：

最低抑制浓度：指在一定条件下，某化学药剂抑制特定微生物的最低浓度。

半致死剂量：指在一定条件下，某化学药剂能杀死50％试验微生物时的剂量。

最低致死剂量：指在一定条件下，某化学药物能引起试验微生物群体100％死亡率的最低剂量。

为比较各种表面消毒剂的相对杀菌强度，学术界常采用在临床上最早使用的一种消毒剂石炭酸作为比较的标准，并提出石碳酸系数，即在一定时间内，被试药剂能杀死全部供试菌的最高稀释度与达到同效的石炭酸的最高稀释度之比。(一般规定处理的时间为10 min，供试菌为伤寒沙门氏菌)。如某甲药剂以1：300的稀释度在10 min内杀死所有的供试菌，而达到同效的石炭酸的最高稀释度为1：100，则该药剂的石炭酸系数等于3。

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