發(fā)酵學(xué)第5章滅菌

1、v滅菌滅菌 指用化學(xué)的或物理學(xué)的方法殺滅或除掉物料指用化學(xué)的或物理學(xué)的方法殺滅或除掉物料或設(shè)備中所有的有生命的有機(jī)體的技術(shù)或工藝或設(shè)備中所有的有生命的有機(jī)體的技術(shù)或工藝過程。過程。v消毒消毒v除菌除菌發(fā)酵的流程發(fā)酵的流程空氣空氣凈化處理保藏菌種斜面活化擴(kuò)大培養(yǎng)種子罐主發(fā)酵碳源、氮源、無機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)滅菌產(chǎn)物分離純化成品污染雜菌的危害污染雜菌的危害1.1.消耗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。消耗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。2.2.抑制發(fā)酵菌生長(zhǎng)。抑制發(fā)酵菌生長(zhǎng)。3.3.改變培養(yǎng)液理化性質(zhì)。改變培養(yǎng)液理化性質(zhì)。4.4.抑制產(chǎn)物生物合成。抑制產(chǎn)物生物合成。5.5.噬菌體污染。噬菌體污染。v第一節(jié)第一節(jié) 滅菌的基本原理滅菌的基本原理v第二節(jié)

2、第二節(jié) 培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌v第三節(jié)第三節(jié) 空氣除菌空氣除菌v第四節(jié)第四節(jié) 無菌檢查與染菌處理無菌檢查與染菌處理v第五節(jié)第五節(jié) 制服染菌的要點(diǎn)制服染菌的要點(diǎn)v一、一、高溫濕熱滅菌高溫濕熱滅菌v二、二、過濾介質(zhì)除菌過濾介質(zhì)除菌v三、其他滅菌方法三、其他滅菌方法 高溫干熱滅菌 化學(xué)物質(zhì)消毒和滅菌 臭氧滅菌 輻射滅菌 靜電除菌第一節(jié)滅菌的基本原理第一節(jié)滅菌的基本原理v 原理：原理： 由于蒸汽具有很強(qiáng)的穿透力，冷凝時(shí)可釋放出大量潛熱，使微由于蒸汽具有很強(qiáng)的穿透力，冷凝時(shí)可釋放出大量潛熱，使微生物細(xì)胞中的原生質(zhì)體膠體和酶蛋白變性凝固，核酸分子的氫生物細(xì)胞中的原生質(zhì)體膠體和酶蛋白變

3、性凝固，核酸分子的氫鍵破壞，使微生物死亡。鍵破壞，使微生物死亡。v 常用方法：常用方法： 水煮常壓滅菌：水煮常壓滅菌：100，40-60min 高壓蒸汽滅菌：一般高壓蒸汽滅菌：一般121，30分鐘分鐘v 特點(diǎn)特點(diǎn) 蒸汽穿透力強(qiáng)，滅菌易于徹底；蒸汽來源容易，操作費(fèi)用低，蒸汽穿透力強(qiáng)，滅菌易于徹底；蒸汽來源容易，操作費(fèi)用低，本身無毒本身無毒一、高溫濕熱滅菌一、高溫濕熱滅菌（一）概述（一）概述（二）濕熱滅菌的理論基礎(chǔ)（二）濕熱滅菌的理論基礎(chǔ)1.微生物的熱阻微生物的熱阻 大多數(shù)微生物最適溫度為大多數(shù)微生物最適溫度為2540,維持溫度為維持溫度為550，當(dāng)，當(dāng)溫度超過最高限溫時(shí)微生物就會(huì)發(fā)生死亡。溫度超

4、過最高限溫時(shí)微生物就會(huì)發(fā)生死亡。 無芽孢菌在無芽孢菌在60保溫保溫10min即可全部被殺死。即可全部被殺死。 芽孢要在芽孢要在100下保溫下保溫10min到幾小時(shí)才能被殺死。到幾小時(shí)才能被殺死。 嗜熱細(xì)菌在嗜熱細(xì)菌在120下仍可耐受下仍可耐受2030min。一、高溫濕熱滅菌一、高溫濕熱滅菌熱阻：熱阻：指微生物在某一種特定條件下（主要是溫度和加熱方指微生物在某一種特定條件下（主要是溫度和加熱方式）的致死時(shí)間，它代表了微生物對(duì)熱的抵抗能力。式）的致死時(shí)間，它代表了微生物對(duì)熱的抵抗能力。相對(duì)熱阻：相對(duì)熱阻：是指某一微生物在某條件下的致死時(shí)間與另一微是指某一微生物在某條件下的致死時(shí)間與另一微生物在相同

5、條件下的致死時(shí)間的比值。生物在相同條件下的致死時(shí)間的比值。致死溫度：致死溫度：殺死微生物的極限溫度稱為致死溫度。殺死微生物的極限溫度稱為致死溫度。致死時(shí)間：致死時(shí)間：在致死溫度下，殺死全部微生物所需要的時(shí)間。在致死溫度下，殺死全部微生物所需要的時(shí)間。一般所指的滅菌是否徹底，是以能否殺死熱阻大的芽孢桿菌為指標(biāo)。一般所指的滅菌是否徹底，是以能否殺死熱阻大的芽孢桿菌為指標(biāo)。2.微生物的熱滅死定律微生物的熱滅死定律對(duì)數(shù)殘留定律對(duì)數(shù)殘留定律實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)常用實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)常用Nt0.001即即1000批次的滅菌中只有一批次的滅菌中只有一批失敗。批失敗。對(duì)數(shù)殘留定律：對(duì)數(shù)殘留定律：在滅菌過程中，微生物個(gè)數(shù)減少速率

6、在滅菌過程中，微生物個(gè)數(shù)減少速率(dN/dt)與一瞬間殘留的活菌數(shù)成正比。與一瞬間殘留的活菌數(shù)成正比。vk是判斷微生物受熱死亡難易程度的基本依據(jù)是判斷微生物受熱死亡難易程度的基本依據(jù)v相同滅菌條件下，不同微生物的相同滅菌條件下，不同微生物的k值是不同的。值是不同的。 k值越小，熱阻越大。v同一微生物在不同溫度下，同一微生物在不同溫度下，K值不同。值不同。 溫度越高，k值越大，滅菌時(shí)間越短3.反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)kv原理：利用微生物不能透過原理：利用微生物不能透過濾膜而達(dá)到除菌目的。濾膜而達(dá)到除菌目的。v方法方法: 0.010.45 m孔徑濾孔徑濾膜，膜， v使用范圍：用于壓縮空氣、使用范圍

7、：用于壓縮空氣、酶溶液及其他不耐熱化合物酶溶液及其他不耐熱化合物溶液除菌。溶液除菌。 二、介質(zhì)過濾除菌二、介質(zhì)過濾除菌（一）概述（一）概述濾材濾材孔孔空氣過濾除菌：空氣過濾除菌：利用有孔介質(zhì)從氣體中除去微生物利用有孔介質(zhì)從氣體中除去微生物潔凈氣體潔凈氣體含微生物的氣體含微生物的氣體（二）介質(zhì)過濾除菌機(jī)理（二）介質(zhì)過濾除菌機(jī)理二、介質(zhì)過濾除菌二、介質(zhì)過濾除菌n過濾器經(jīng)常被認(rèn)為是一種簡(jiǎn)單的網(wǎng)或篩子，過濾 / 分離是在一個(gè)平面上進(jìn)行的。n實(shí)際上，空氣過濾器的濾材具有深度：“彎曲通道”的結(jié)果對(duì)于污染物的去除起到了輔助作用 。 原理：原理： 過濾介質(zhì)填充到過濾器中，空氣流過時(shí)借助過濾介質(zhì)填充到過濾器中，

8、空氣流過時(shí)借助慣性慣性沖擊、阻截、擴(kuò)散、重力沉降和靜電吸附?jīng)_擊、阻截、擴(kuò)散、重力沉降和靜電吸附等作用將塵等作用將塵埃微生物截留在介質(zhì)中，達(dá)到除菌的目的。埃微生物截留在介質(zhì)中，達(dá)到除菌的目的。當(dāng)流體改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)，慣性使顆粒撞擊到濾材當(dāng)流體改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)，慣性使顆粒撞擊到濾材表面并由于吸附力而停留表面并由于吸附力而停留 絕對(duì)截留絕對(duì)截留 - 顆粒被捕獲在濾材纖維之間形成的孔中顆粒被捕獲在濾材纖維之間形成的孔中 被隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的氣體分子碰撞的顆粒被隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的氣體分子碰撞的顆粒撞擊到過濾介質(zhì)上并被吸附截留撞擊到過濾介質(zhì)上并被吸附截留慣性沖擊慣性沖擊擴(kuò)散攔截?cái)U(kuò)散攔截三、其他滅菌方法三、其他滅菌方法v在干燥

9、高溫條件下，微生物細(xì)胞內(nèi)的各種與溫在干燥高溫條件下，微生物細(xì)胞內(nèi)的各種與溫度有關(guān)的氧化反應(yīng)速度迅速增加，是微生物的度有關(guān)的氧化反應(yīng)速度迅速增加，是微生物的致死率迅速增高的過程。致死率迅速增高的過程。v常用方法：灼燒和電熱箱加熱，常用方法：灼燒和電熱箱加熱，160 2hv使用范圍：需要保持干燥的器械、容器的滅菌。使用范圍：需要保持干燥的器械、容器的滅菌。玻璃及金屬用具及沙土管滅菌玻璃及金屬用具及沙土管滅菌1.1.高溫干熱滅菌高溫干熱滅菌v利用化學(xué)試劑（甲醛、苯酚、高錳酸鉀等）利用化學(xué)試劑（甲醛、苯酚、高錳酸鉀等）與微生物細(xì)胞中某種化學(xué)成分反應(yīng)，如使蛋與微生物細(xì)胞中某種化學(xué)成分反應(yīng)，如使蛋白質(zhì)變性

10、、酶類失活、破壞細(xì)胞膜通透性等白質(zhì)變性、酶類失活、破壞細(xì)胞膜通透性等殺滅微生物。殺滅微生物。v 應(yīng)用：實(shí)驗(yàn)室和無菌室的空間滅菌，應(yīng)用：實(shí)驗(yàn)室和無菌室的空間滅菌， 設(shè)備、器械、雙手的消毒滅菌，設(shè)備、器械、雙手的消毒滅菌， 但不能用于培養(yǎng)基的滅菌。但不能用于培養(yǎng)基的滅菌。三、其他滅菌方法三、其他滅菌方法2.2.化學(xué)物質(zhì)滅菌化學(xué)物質(zhì)滅菌化學(xué)物質(zhì)名稱化學(xué)物質(zhì)名稱有效濃度有效濃度化學(xué)物質(zhì)名稱化學(xué)物質(zhì)名稱有效濃度有效濃度新潔爾滅新潔爾滅(苯扎溴銨苯扎溴銨)0.25%甲醛甲醛37%杜滅芬杜滅芬0.25%戊二醛戊二醛2%高錳酸鉀高錳酸鉀0.1%-0.25%苯酚苯酚0.1%-0.15%漂白粉漂白粉5%過氧乙酸過

11、氧乙酸0.02%-0.2%酒精酒精75%焦碳酸二乙酯焦碳酸二乙酯0.01%-0.1%煤酚皂（來蘇爾）煤酚皂（來蘇爾）1%5% 常用的滅菌劑常用的滅菌劑v臭氧在常溫常壓下不穩(wěn)定、分解為臭氧在常溫常壓下不穩(wěn)定、分解為O2和和O，O對(duì)細(xì)菌有極強(qiáng)的氧化作用。臭氧氧化分解細(xì)菌對(duì)細(xì)菌有極強(qiáng)的氧化作用。臭氧氧化分解細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)氧化葡萄糖所必需的酶，從而直接破壞細(xì)胞內(nèi)氧化葡萄糖所必需的酶，從而直接破壞細(xì)胞膜，將細(xì)菌殺死。細(xì)胞膜，將細(xì)菌殺死。v無污染消毒劑無污染消毒劑v應(yīng)用：潔凈室、凈化設(shè)備應(yīng)用：潔凈室、凈化設(shè)備三、其他滅菌方法三、其他滅菌方法3.3.臭氧滅菌臭氧滅菌4.4.輻射滅菌輻射滅菌 利用高能量的電磁輻射

12、和微粒輻射來殺滅微生物利用高能量的電磁輻射和微粒輻射來殺滅微生物 常用：常用：紫外線、紫外線、X X射線和射線和射線射線紫外線：紫外線：誘導(dǎo)了胸腺嘧啶二聚體的形成和誘導(dǎo)了胸腺嘧啶二聚體的形成和DNADNA鏈的交聯(lián)，鏈的交聯(lián)，從而抑制了從而抑制了DNADNA的復(fù)制，導(dǎo)致菌體死亡。的復(fù)制，導(dǎo)致菌體死亡。 波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為260nm260nm的殺菌力最強(qiáng)、穿透力差。的殺菌力最強(qiáng)、穿透力差。應(yīng)用：應(yīng)用：適于表面滅菌。無菌室、接種箱適于表面滅菌。無菌室、接種箱 三、其他滅菌方法三、其他滅菌方法v 原理：原理：利用靜電引力來吸附帶電粒子而達(dá)到除塵、除菌的目的。v 特點(diǎn)：特點(diǎn)：阻力小，約1105Pa ；耗電少

13、；除水、除油的效果好 。設(shè)備龐大 ，高壓電技術(shù)。v 應(yīng)用：應(yīng)用：凈化空氣 三、其他滅菌方法三、其他滅菌方法5.5.靜電除菌靜電除菌v一、溫度和時(shí)間對(duì)培養(yǎng)基滅菌的影響一、溫度和時(shí)間對(duì)培養(yǎng)基滅菌的影響v二、影響培養(yǎng)基滅菌的其他因素二、影響培養(yǎng)基滅菌的其他因素v三、培養(yǎng)基的滅菌方法三、培養(yǎng)基的滅菌方法v四、發(fā)酵設(shè)備的滅菌四、發(fā)酵設(shè)備的滅菌第二節(jié)培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌第二節(jié)培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌一、溫度和時(shí)間對(duì)培養(yǎng)基滅菌的影響一、溫度和時(shí)間對(duì)培養(yǎng)基滅菌的影響絕大多數(shù)培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分的破壞和菌體死亡都屬于一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)。絕大多數(shù)培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分的破壞和菌體死亡都屬于一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)。第二節(jié)培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備

14、的滅菌第二節(jié)培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌微生物微生物營(yíng)養(yǎng)成分營(yíng)養(yǎng)成分反應(yīng)速度常數(shù)增加的倍數(shù)反應(yīng)速度常數(shù)增加的倍數(shù)阿累尼烏斯方程阿累尼烏斯方程隨溫度的升高，隨溫度的升高，滅菌反應(yīng)速度常數(shù)增加的倍數(shù)滅菌反應(yīng)速度常數(shù)增加的倍數(shù)大于大于營(yíng)養(yǎng)成分破壞反應(yīng)速營(yíng)養(yǎng)成分破壞反應(yīng)速度常數(shù)增加的倍數(shù)度常數(shù)增加的倍數(shù)。Q10：溫度升高：溫度升高10時(shí)的反應(yīng)速度常數(shù)與原溫度時(shí)的反應(yīng)速度常數(shù)的比值。時(shí)的反應(yīng)速度常數(shù)與原溫度時(shí)的反應(yīng)速度常數(shù)的比值。一般的化學(xué)反應(yīng)一般的化學(xué)反應(yīng)Q10為：為：1.52.1殺滅微生物營(yíng)養(yǎng)體的反應(yīng)殺滅微生物營(yíng)養(yǎng)體的反應(yīng)Q10為：為：510殺死芽孢時(shí)的反應(yīng)殺死芽孢時(shí)的反應(yīng)Q10為：為：35微生物微生物營(yíng)

15、養(yǎng)成分營(yíng)養(yǎng)成分v培養(yǎng)基的成分培養(yǎng)基的成分vpHv培養(yǎng)基的物理狀態(tài)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)v泡沫泡沫v培養(yǎng)基中的微生物數(shù)量培養(yǎng)基中的微生物數(shù)量二、影響培養(yǎng)基滅菌的其他因素二、影響培養(yǎng)基滅菌的其他因素三、培養(yǎng)基滅菌方法三、培養(yǎng)基滅菌方法實(shí)驗(yàn)室：實(shí)驗(yàn)室：工業(yè)上：工業(yè)上：分批滅菌、連續(xù)滅菌分批滅菌、連續(xù)滅菌（一）分批滅菌（一）分批滅菌 將配制好的培養(yǎng)基輸入發(fā)酵罐中，用直接蒸汽加熱，將配制好的培養(yǎng)基輸入發(fā)酵罐中，用直接蒸汽加熱，達(dá)到滅菌要求的溫度和壓力后維持一定時(shí)間，再冷卻至發(fā)達(dá)到滅菌要求的溫度和壓力后維持一定時(shí)間，再冷卻至發(fā)酵要求的溫度，這一工藝過程稱為分批滅菌或?qū)嵐逌缇?。酵要求的溫度，這一工藝過程稱為分批滅

16、菌或?qū)嵐逌缇? 1操作過程：操作過程：空罐準(zhǔn)備：空罐準(zhǔn)備：清洗、檢修和檢測(cè)。清洗、檢修和檢測(cè)。升溫：升溫：把培養(yǎng)基加熱到滅菌所需的溫度。（預(yù)熱）把培養(yǎng)基加熱到滅菌所需的溫度。（預(yù)熱）保溫維持：保溫維持：在滅菌溫度（在滅菌溫度（120120）下保持）下保持3030分鐘。分鐘。冷卻保壓：冷卻保壓：把培養(yǎng)基的溫度快速降低到接種的溫度。把培養(yǎng)基的溫度快速降低到接種的溫度。三路進(jìn)汽：蒸汽從通風(fēng)、取樣和出料口進(jìn)入罐內(nèi)直接加熱，直到所規(guī)定的溫度，并維持一定的時(shí)間。這就是所謂的“三路進(jìn)氣”。四路出汽：直接蒸汽直接蒸汽從排氣、接種、進(jìn)料從排氣、接種、進(jìn)料和消沫劑管排氣和消沫劑管排氣2、分批滅菌設(shè)備示意圖、分批

17、滅菌設(shè)備示意圖優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：不需要其他附屬設(shè)備，操作簡(jiǎn)便不需要其他附屬設(shè)備，操作簡(jiǎn)便缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：加熱和冷卻時(shí)間較長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)成分有損失；加熱和冷卻時(shí)間較長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)成分有損失； 不能采用高溫快速滅菌工藝；不能采用高溫快速滅菌工藝； 罐利用率低。罐利用率低。 （二）連續(xù)滅菌（二）連續(xù)滅菌 培養(yǎng)基在發(fā)酵罐外經(jīng)過一套滅菌設(shè)備連續(xù)的加熱培養(yǎng)基在發(fā)酵罐外經(jīng)過一套滅菌設(shè)備連續(xù)的加熱滅菌，冷卻后送入已滅菌的發(fā)酵罐內(nèi)的工藝過程。滅菌，冷卻后送入已滅菌的發(fā)酵罐內(nèi)的工藝過程。1.1.由熱交換器組成的連續(xù)滅菌系統(tǒng)由熱交換器組成的連續(xù)滅菌系統(tǒng)新鮮培養(yǎng)基新鮮培養(yǎng)基第一個(gè)熱交換器第一個(gè)熱交換器（殘熱回收器）（殘熱回收器）2030s

18、,90120第二個(gè)熱交換器第二個(gè)熱交換器（加熱器）（加熱器）140, 30120s第三個(gè)熱交換器第三個(gè)熱交換器（冷卻器）（冷卻器）2030s含淀粉培養(yǎng)基須用酸或酶水解后再用連續(xù)滅菌含淀粉培養(yǎng)基須用酸或酶水解后再用連續(xù)滅菌1mm懸浮顆粒須增加懸浮顆粒須增加1s，1cm須增加須增加100s，所以培養(yǎng)基中顆粒，所以培養(yǎng)基中顆粒2mm發(fā)酵罐發(fā)酵罐2.2.蒸汽直接加熱培養(yǎng)基的連續(xù)滅菌系統(tǒng)蒸汽直接加熱培養(yǎng)基的連續(xù)滅菌系統(tǒng)新鮮培養(yǎng)基新鮮培養(yǎng)基加熱器加熱器直接蒸汽加熱直接蒸汽加熱140殘熱回收預(yù)熱器殘熱回收預(yù)熱器回收熱能回收熱能由于冷凝，培養(yǎng)基被稀釋，引起粘度的變化。由于冷凝，培養(yǎng)基被稀釋，引起粘度的變化。發(fā)

19、酵罐發(fā)酵罐熱交換器熱交換器冷卻冷卻3.3.由連消塔、維持罐和冷卻器組成的連續(xù)滅菌系統(tǒng)由連消塔、維持罐和冷卻器組成的連續(xù)滅菌系統(tǒng) 控制培養(yǎng)基輸入連消塔的速度控制培養(yǎng)基輸入連消塔的速度0.1m/min0.1m/min，滅菌溫度，滅菌溫度為為132132，在塔內(nèi)的停留時(shí)間為，在塔內(nèi)的停留時(shí)間為20-3020-30秒。秒。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1.1.可采用高溫快速滅菌工藝，營(yíng)養(yǎng)成分破壞少?？刹捎酶邷乜焖贉缇に?，營(yíng)養(yǎng)成分破壞少。2.2.發(fā)酵罐非生產(chǎn)占用時(shí)間少，容積利用率高。發(fā)酵罐非生產(chǎn)占用時(shí)間少，容積利用率高。3.3.自動(dòng)化，熱能利用率合理。自動(dòng)化，熱能利用率合理。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1. 1.不適用于粘度大和固形物

20、含量高的培養(yǎng)基。不適用于粘度大和固形物含量高的培養(yǎng)基。2.2.增加設(shè)備、操作環(huán)節(jié)以及染菌機(jī)率。增加設(shè)備、操作環(huán)節(jié)以及染菌機(jī)率。注：高溫對(duì)培養(yǎng)基成分的有害影響注：高溫對(duì)培養(yǎng)基成分的有害影響消除高溫有害影響的措施消除高溫有害影響的措施v（1）采用特殊加熱滅菌法）采用特殊加熱滅菌法(連續(xù)滅菌方法）連續(xù)滅菌方法）v（2）對(duì)易破壞的含糖培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌時(shí)，應(yīng)先將）對(duì)易破壞的含糖培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌時(shí)，應(yīng)先將糖液與其他成分分別滅菌后再合并；糖液與其他成分分別滅菌后再合并；v（3）對(duì)含）對(duì)含Ca2+或或Fe3+的培養(yǎng)基與磷酸鹽先作分別的培養(yǎng)基與磷酸鹽先作分別滅菌，然后再混合，就不易形成磷酸鹽沉淀；滅菌，然后再混合，

21、就不易形成磷酸鹽沉淀；v（4）對(duì)含有在高溫下易破壞成分的培養(yǎng)基（如含）對(duì)含有在高溫下易破壞成分的培養(yǎng)基（如含糖組合培養(yǎng)基）可進(jìn)行低壓滅菌糖組合培養(yǎng)基）可進(jìn)行低壓滅菌三、發(fā)酵設(shè)備的滅菌三、發(fā)酵設(shè)備的滅菌實(shí)罐滅菌：實(shí)罐滅菌：發(fā)酵罐與培養(yǎng)基一起滅菌；發(fā)酵罐與培養(yǎng)基一起滅菌；連續(xù)滅菌：連續(xù)滅菌：發(fā)酵罐在培養(yǎng)基滅菌之前，直接用蒸汽進(jìn)發(fā)酵罐在培養(yǎng)基滅菌之前，直接用蒸汽進(jìn)行滅菌行滅菌. .空消之后不能立即冷卻；空消之后不能立即冷卻；發(fā)酵罐附屬設(shè)備滅菌：發(fā)酵罐附屬設(shè)備滅菌：分空氣過濾器、補(bǔ)料系統(tǒng)、分空氣過濾器、補(bǔ)料系統(tǒng)、消沫劑系統(tǒng)等消沫劑系統(tǒng)等v一、概述一、概述v二、空氣過濾介質(zhì)二、空氣過濾介質(zhì)v三、空氣過濾

22、除菌的工藝流程三、空氣過濾除菌的工藝流程第三節(jié)空氣除菌第三節(jié)空氣除菌v1. 無菌空氣的概念無菌空氣的概念v通過除菌處理使空氣中含菌量降低在一個(gè)極低通過除菌處理使空氣中含菌量降低在一個(gè)極低的百分?jǐn)?shù)，從而能控制發(fā)酵污染至極小機(jī)會(huì)。的百分?jǐn)?shù)，從而能控制發(fā)酵污染至極小機(jī)會(huì)。此種空氣稱為此種空氣稱為“無菌空氣無菌空氣”。一、概述一、概述2.發(fā)酵對(duì)空氣無菌程度的要求發(fā)酵對(duì)空氣無菌程度的要求 v一般要求經(jīng)過濾后空氣的無菌程度為一般要求經(jīng)過濾后空氣的無菌程度為N=10-3v空氣中微生物空氣中微生物(包括細(xì)菌、酵母、霉菌和病毒包括細(xì)菌、酵母、霉菌和病毒) 含量一般為含量一般為103 104個(gè)米個(gè)米3。一般附著在

23、空。一般附著在空氣中的灰塵上或霧滴上?；覊m粒子的平均大小氣中的灰塵上或霧滴上。灰塵粒子的平均大小約約0.6m左右，空氣除菌主要去除空氣中的微左右，空氣除菌主要去除空氣中的微粒粒(0.61m）。）。加熱滅菌加熱滅菌(蒸汽、電能、空氣壓縮）蒸汽、電能、空氣壓縮）3.空氣除菌的方法空氣除菌的方法介質(zhì)過濾除菌介質(zhì)過濾除菌輻射滅菌輻射滅菌化學(xué)滅菌化學(xué)滅菌靜電除菌靜電除菌v棉花活性炭過濾器棉花活性炭過濾器v平板式超細(xì)纖維過濾器平板式超細(xì)纖維過濾器v金屬燒結(jié)管過濾器金屬燒結(jié)管過濾器v微孔膜過濾器微孔膜過濾器二、二、 空氣過濾介質(zhì)空氣過濾介質(zhì) 除菌效率高、能耐受高溫高壓、不易被油水污染、除菌效率高、能耐受高溫

24、高壓、不易被油水污染、阻力小、成本低、易更換。阻力小、成本低、易更換。子彈狀膜過濾三、空氣過濾除菌的工藝流程三、空氣過濾除菌的工藝流程 粗過濾器粗過濾器壓縮機(jī)壓縮機(jī) 貯罐貯罐冷卻器冷卻器 絲網(wǎng)分離器絲網(wǎng)分離器 過濾器過濾器1.冷熱空氣直接混合式空氣過濾除菌流程冷熱空氣直接混合式空氣過濾除菌流程適用于中等混合量的地區(qū)。流程的特點(diǎn)是：兩次冷卻，兩次分離，適當(dāng)加熱。（常用）2.兩級(jí)冷卻、分離、加熱的空氣過濾除菌流程兩級(jí)冷卻、分離、加熱的空氣過濾除菌流程含塵氣體清潔氣體排氣管排塵BB旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器利用離心力進(jìn)行沉降，對(duì)利用離心力進(jìn)行沉降，對(duì)于于10 m以上的微粒分離效率較高。以上的微粒分離效率較

25、高。絲網(wǎng)分離器絲網(wǎng)分離器利用慣性進(jìn)行攔截，分離利用慣性進(jìn)行攔截，分離效率較高，能除去效率較高，能除去25 m的細(xì)小顆粒。的細(xì)小顆粒。特點(diǎn)：無菌程度高3.高效前置過濾除菌流程高效前置過濾除菌流程注注.空氣的預(yù)處理空氣的預(yù)處理提高壓縮前空氣的潔凈度提高壓縮前空氣的潔凈度去除壓縮后空氣中的油和去除壓縮后空氣中的油和水水冷卻冷卻1 1） 提高壓縮前空氣的潔凈度提高壓縮前空氣的潔凈度v提高空氣吸氣口的位置提高空氣吸氣口的位置v在空氣入口處設(shè)置粗過濾器在空氣入口處設(shè)置粗過濾器 捕集較大的灰塵顆粒，并保護(hù)空壓機(jī)捕集較大的灰塵顆粒，并保護(hù)空壓機(jī) v 為遠(yuǎn)離地面幾十米的管子。v 每升高3.05米，空氣中雜菌降低

26、一個(gè)數(shù)量級(jí)。因此從高空取氣要比從低空取氣有利得多。 2 2）去除壓縮后空氣中的油和水）去除壓縮后空氣中的油和水3 3）壓縮后空氣溫度顯著上升，需冷卻）壓縮后空氣溫度顯著上升，需冷卻v 壓縮后的高溫空氣能引起過濾介質(zhì)的炭化或燃燒壓縮后的高溫空氣能引起過濾介質(zhì)的炭化或燃燒v 增大發(fā)酵罐的降溫負(fù)荷增大發(fā)酵罐的降溫負(fù)荷v 增加培養(yǎng)液水分的蒸發(fā)增加培養(yǎng)液水分的蒸發(fā)v分離器分離器v儲(chǔ)氣罐中除去大的水滴和油滴儲(chǔ)氣罐中除去大的水滴和油滴v一、無菌檢查一、無菌檢查v二、染菌的處理二、染菌的處理第四節(jié)無菌檢查與染菌處理第四節(jié)無菌檢查與染菌處理一、無菌檢查一、無菌檢查培養(yǎng)試驗(yàn)：平板培養(yǎng)、肉湯培養(yǎng)培養(yǎng)試驗(yàn)：平板培養(yǎng)、

27、肉湯培養(yǎng)顯微鏡檢查顯微鏡檢查培養(yǎng)液的生化指標(biāo)變化培養(yǎng)液的生化指標(biāo)變化（一）無菌檢查方法（一）無菌檢查方法1.無菌試驗(yàn)無菌試驗(yàn)v連續(xù)連續(xù)3個(gè)時(shí)間的酚紅肉湯無菌樣發(fā)生顏色變個(gè)時(shí)間的酚紅肉湯無菌樣發(fā)生顏色變化或渾濁?；驕啙帷平板上連續(xù)平板上連續(xù)3個(gè)時(shí)間樣品長(zhǎng)出雜菌個(gè)時(shí)間樣品長(zhǎng)出雜菌v檢查樣品保留，以備長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。一般保留至檢查樣品保留，以備長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。一般保留至放罐后放罐后12小時(shí)。小時(shí)。（二）染菌的判斷（二）染菌的判斷2.2.溶解氧水平異常變化顯示染菌溶解氧水平異常變化顯示染菌發(fā)酵時(shí)間發(fā)酵時(shí)間溶氧濃度溶氧濃度正常發(fā)酵正常發(fā)酵污染噬菌體發(fā)酵時(shí)間發(fā)酵時(shí)間溶氧濃度溶氧濃度正常發(fā)酵正常發(fā)酵污染好氣性雜菌污

28、染好氣性雜菌污染非好氣性雜菌污染非好氣性雜菌3.3.排氣中排氣中COCO2 2異常變化顯示染菌異常變化顯示染菌工藝一定，尾氣中工藝一定，尾氣中CO2量變化有一定規(guī)律量變化有一定規(guī)律污染雜菌，糖耗加快，尾氣中污染雜菌，糖耗加快，尾氣中COCO2 2量增加量增加污染噬菌體，糖耗減慢，尾氣中污染噬菌體，糖耗減慢，尾氣中COCO2 2量減少量減少二、染菌后的處理二、染菌后的處理1.種子罐染菌的處理種子罐染菌的處理 直接滅菌后廢棄（一）污染雜菌的處理（一）污染雜菌的處理危害性大危害性大, ,采用蒸汽滅菌經(jīng)過濾處理后放掉采用蒸汽滅菌經(jīng)過濾處理后放掉如果危害性不大如果危害性不大, ,可用重新滅菌、重新接種可

29、用重新滅菌、重新接種2.2.發(fā)酵罐染菌的處理發(fā)酵罐染菌的處理（一）污染雜菌的處理（一）污染雜菌的處理前期染菌前期染菌中后期染菌中后期染菌加入適量的滅菌劑（抗生素）加入適量的滅菌劑（抗生素）降低培養(yǎng)溫度降低培養(yǎng)溫度控制補(bǔ)料量來控制雜菌的生長(zhǎng)速度控制補(bǔ)料量來控制雜菌的生長(zhǎng)速度二、染菌后的處理二、染菌后的處理3.3.染菌后設(shè)備的處理染菌后設(shè)備的處理用甲醛等化學(xué)物質(zhì)處理用甲醛等化學(xué)物質(zhì)處理, ,再用蒸汽滅菌再用蒸汽滅菌包括各種包括各種附屬設(shè)備附屬設(shè)備。在再次投料之前。在再次投料之前, ,要徹底清洗罐體、要徹底清洗罐體、附件附件, ,同時(shí)進(jìn)行嚴(yán)密程度檢查同時(shí)進(jìn)行嚴(yán)密程度檢查, ,以防滲漏。以防滲漏。 （

30、一）污染雜菌的處理（一）污染雜菌的處理二、染菌后的處理二、染菌后的處理（二）污染噬箘體的處理（二）污染噬箘體的處理1.污染噬菌體的判斷污染噬菌體的判斷v 噬菌體污染后往往出現(xiàn)發(fā)酵液突然轉(zhuǎn)稀噬菌體污染后往往出現(xiàn)發(fā)酵液突然轉(zhuǎn)稀v 在較短時(shí)間內(nèi)菌體大量自溶在較短時(shí)間內(nèi)菌體大量自溶, ,最后僅殘留菌絲斷片最后僅殘留菌絲斷片v 平皿培養(yǎng)出現(xiàn)典型的噬菌斑平皿培養(yǎng)出現(xiàn)典型的噬菌斑v 溶氧濃度回升提前溶氧濃度回升提前v 營(yíng)養(yǎng)成分很少消耗營(yíng)養(yǎng)成分很少消耗, ,產(chǎn)物合成停止等現(xiàn)象。產(chǎn)物合成停止等現(xiàn)象。有無染噬菌體，根本的要做噬菌斑檢驗(yàn)有無染噬菌體，根本的要做噬菌斑檢驗(yàn)二、染菌后的處理二、染菌后的處理1 1）發(fā)酵液

31、用高壓蒸汽滅菌后放掉）發(fā)酵液用高壓蒸汽滅菌后放掉, ,嚴(yán)防發(fā)酵液任意流失；嚴(yán)防發(fā)酵液任意流失； 2 2）全部停產(chǎn)）全部停產(chǎn), ,對(duì)環(huán)境進(jìn)行全面的清洗和消毒對(duì)環(huán)境進(jìn)行全面的清洗和消毒, ,斷絕噬菌體斷絕噬菌體的寄生基礎(chǔ)；的寄生基礎(chǔ)； 3 3）更換生產(chǎn)菌種）更換生產(chǎn)菌種, ,不斷篩選抗噬菌體菌種不斷篩選抗噬菌體菌種, ,防止噬菌體的重防止噬菌體的重復(fù)污染。復(fù)污染。 2.污染噬菌體的處理辦法污染噬菌體的處理辦法 二、染菌后的處理二、染菌后的處理（二）污染噬箘體的處理（二）污染噬箘體的處理v一、染菌原因的分析一、染菌原因的分析 1.染菌規(guī)模分析 2.染菌時(shí)間分析 3.染菌菌型分析v二、制服染菌的要點(diǎn)二、制服染菌的要點(diǎn)第五節(jié)制服染菌的要點(diǎn)第五節(jié)制服染菌的要點(diǎn)一、染菌原因的分析一、染菌原因的分析1.染菌規(guī)模分析染菌規(guī)模分析v大規(guī)模染菌大規(guī)模染菌 空氣凈化系統(tǒng)、空氣管道滲漏空氣凈化系統(tǒng)、空氣管道滲漏 種子染菌種子染菌v部分罐批染菌部分罐批染菌 某一批號(hào)種子染菌某一批號(hào)種子染菌 補(bǔ)料管路滲漏或補(bǔ)料液帶菌補(bǔ)料管路滲漏或補(bǔ)料液帶菌v個(gè)別罐批連批染菌個(gè)別罐批連批染菌 設(shè)備問題設(shè)備問題v個(gè)別罐不連批染菌個(gè)別罐不連批染菌 培養(yǎng)基滅菌不徹底或操作失誤培養(yǎng)基