无所不在的细菌，多高的温度、多久才能杀死？了解高温杀菌原理

细菌，作为所有生物中数量最多的一类，是生态系统的重要组成部分，大部分细菌处在食物链的最底层，地位卑微，作为分解者，它们将动植物残骸、排泄物等所包含的有机物消化分解成简单的无机物，如果没有它们，生态系统的物质循环难以进行，可以想象一下枯叶满地、尸横遍野的景象。

细菌的发现历程

1683年9月17日，荷兰人列文虎克使用他自己设计研磨制作的单透镜显微镜，在一位从未刷过牙的老人的牙垢中，发现其中竟然藏有许多会动的“小动物”，并将它们放大了200倍。

他在一篇文章中这样写道：“这些小家伙几乎像小蛇一样用优美的弯曲姿势运动……在人的口腔牙垢中生活的动物，比整个荷兰王国的居民还要多。”列文虎克口中的小动物，正是后来被人们称为细菌的微生物。

同时，他还在英国皇家学会的《哲学学报》上发表了由他自己手绘的第一张细菌图像

列文虎克绘制的细菌草图，其中a、b、f表示细菌，c、d表示移动，e表示球菌，g表示螺旋菌。

正是在列文虎克的引领之下，人类对于生命的探索真正进入新纪元——细胞生物学和微观生物学，不过由于时代和科学认知的限制，那时的人们认为细菌是自然而然产生的。

这一错误的认知直到19世纪60年代，才被法国生物学家巴斯德改变。巴斯德进行了著名的鹅颈瓶实验：

1、把肉汤灌进两个烧瓶里，两个烧瓶的结构不同，一个是普通的烧瓶，瓶口竖直向上；另外一个烧瓶的瓶口弯曲成如鹅的脖子一样的曲颈瓶，遂称“鹅颈瓶”。

2、把两个瓶子里的肉汤煮沸，杀死肉汤中留有的细菌，室温下冷却，排除影响，使实验更具说服力

3、两个瓶子都不用塞子塞住瓶口，敞口放置在空气中

4、几天后，普通烧瓶里的肉汤腐败变质，而鹅颈瓶里的肉汤则没有腐败，而且直到4年后，仍然新鲜如初，把鹅颈瓶的长颈打断不久之后，瓶里的肉汤腐败变质了。

巴斯德的鹅颈瓶实验说明肉汤的腐败是由于空气中的细菌进入肉汤造成的，而不是肉汤中自然产生了细菌。

从此，细菌作为一种生物，广泛存在于空气之中被越来越多的人所接受，不但如此，细菌广泛存在于地球的各个角落，有生之处有它，地壳深处有它，火山口有它……细菌凭借其顽强的生命力存在于我们看得见、看不见的地方。

有益有害的细菌，该怎么杀死它

法国作为浪漫之都，同时也是葡糖酒的重要产地，有着得天独厚的地理环境优势，百年以来一直以生产出的优质葡糖酒享誉世界，畅销全球。孕育出拉菲古堡、玛歌酒庄、拉图酒庄、侯伯王酒庄、木桐酒庄、柏图斯酒庄等世界顶级酒庄。

红酒虽好，但由于葡萄含有较多的糖分，且不同于白酒，红酒的度数低，酒精含量少，酿制过程很容易出现葡萄酒变酸的情况，整桶整桶的葡萄酒只能倒掉。

十九世纪以前，这种情况时有出现，不少法国的酒商因此赔了不少钱，叫苦不迭，更有甚者倾家荡产。

这种情况只要一日不改变，就会有更多的酒商受酒品变质发酸所累，做赔本买卖。因此，彼时的法国急需一位英雄，出手相助，以解燃眉之需。作为国内、乃至世界顶级微生物学家、化学家，巴斯德刚被任命为新创立的里尔大学化学教授兼总务长，其受酒商委托，挑下这个这个重任，帮助酒商们找出葡萄酒变酸的原因，以减少损失。

巴斯德把葡萄酒放在显微镜下观察，他发现：未变质的陈年葡萄酒，其中有一种圆球状的酵母细胞，而在变质发酸的葡萄酒里，存在很多乳酸杆菌，他断定，就是它们在背后“使坏”，在营养丰富的葡萄酒里繁殖，使葡萄酒“变酸”变质。

源头问题解决了，又一个新的问题摆在巴斯德的面前——该如何在不伤害酵母菌的同时把有害细菌杀死？

巴斯德想到了一个最简单的方法——加热。

他把酒瓶固定在用铁丝做的篮子里，浸入水中，然后将水加热到不同的温度，经过反复试验观察，巴斯德把谁的温度确定在五六十度，在此温度下，水浴半个小时，就能有效的将酒里乳酸杆菌杀死，而酵母菌的生物活性基本不改变。

这就是日后被称为“巴氏杀菌法”（又称高温杀菌法）的杀菌方式，这一方法有效的解决了红酒酿制过程中出现的酒品发酸变质的问题，保护了酒商们的利益，大大提振了法国的红酒产业。

同时，巴氏杀菌法沿用至今，目前市面上销售的奶制品大都采用此种方法杀菌，且保留了奶制品的大部分营养成分。

高温破坏细菌的细胞结构

细胞作为生物体最基本的结构和功能单位，已知除病毒之外的所有生物均由细胞所组成，但病毒生命活动也必须在细胞中才能体现。（病毒到底是不是生物目前仍有很大争议）

细胞本身也有着独特的结构特征，但只有在显微镜下才能窥见。对于细菌来说，分为基本结构和特殊结构。基本结构是各种细菌都具有的结构，包括细菌的细胞壁、细胞膜、细胞质、核质。特殊结构为某些细菌特有的结构，如荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞。

与植物细胞的细胞壁类似，细菌的细胞壁有着维持细胞形状、提高细胞机械强度的作用，保护细胞免受机械损伤和渗透压等外力的破坏。

同时细菌的细胞壁有不同于植物细胞壁的作用，如决定细菌具有特定的抗原性、致病力以及对抗生素和噬菌体的敏感性等。

植物的细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，而细菌的细胞壁的主要成分为肽聚糖。

细菌的细胞壁在高温下通透性会发生不可逆改变，逐渐失去对细胞的保护作用，那到底需要多高的温度、多长时间才能将细菌完全杀死呢？

各种细菌都需在最适温度范围内生长，如果环境温度明显高于最适温度，细菌会被杀死，称为“杀菌”；如果温度低于最适温度，细菌的新陈代谢活动受到抑制，称为“抑菌”。

当高温作用于微生物时，会首先改变细菌细胞壁的结构特性，对温度敏感的物质如蛋白质、核酸、酶类等失去细胞壁的保护作用，在热力作用下发生变性或凝固，活性消失，代谢发生障碍。

随着高温的继续作用，细胞内原生质便发生凝固，酶结构完全破坏，活动消失，生化反应停止，渗透交换等新陈代谢活动消失，细胞死亡。

大多数无芽胞细菌在55℃～60℃下加热30～60min就可被杀死，在100℃下立即死亡；有芽胞细菌如破伤风芽胞梭菌的耐热性较高，需煮沸3小时才能被杀死。芽胞是某些细菌在一定的环境条件下，在菌体内部形成的一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠方式，称为内芽胞，简称芽胞。

只有少数细菌能形成芽孢，如炭疽杆菌、破伤风杆菌、苏云金杆菌等。

在日常生活下，制造60℃以上，100℃以下的温度环境，并持续或长期保持此温度环境，是完全可以做到的。有了此温度环境和温度时间，杀死细菌和抑制细菌生长轻而易举。目前，物理热源是杀菌的普遍应用方法，化学反应产生的热源杀菌是另一种方法。

总结：55℃～60℃下加热30～60min就可被杀死，100℃下几乎立即死亡。因此，生活中的绝大部分细菌还是很容易就被杀死了，只要确保足够的加热时间，并不需要担心食物中的细菌对人体产生不利影响。