第四章工業(yè)發(fā)酵滅菌

工業(yè)發(fā)酵滅菌

知識目標

理解工業(yè)發(fā)酵常用滅菌方法的原理和適用范圍

掌握工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基和發(fā)酵設備滅菌工藝的選擇掌握無菌空氣制備的基本知識和典型工藝要求一、熱滅菌法1、火焰滅菌法直接在火焰上灼燒滅菌，如接種針和一些金屬小工具、試管口、三角瓶口等滅菌采用這種方法，該方法簡單有效，但局限性很大。2、干熱滅菌法進行干熱滅菌時，微生物細胞發(fā)生氧化，微生物體內蛋白質變性和電解質濃縮引起中毒等作用，其中氧化作用導致微生物死亡是主要依據。由于微生物對干熱的耐受力比對濕熱強得多，故干熱滅菌所需的溫度要高，時間要長，一般160～170℃，1～1.5h。實際應用時，對一些要求保持干燥的實驗器具和材料可以采用干熱滅菌法。濕熱滅菌法利用飽和蒸汽進行滅菌的方法稱為濕熱滅菌法。其原理是借助于蒸汽釋放的熱能使微生物細胞中的蛋白質、酶和核酸分子內部的化學鍵，特別是氫鍵受到破壞，引起不可逆的變性，使微生物死亡。由于蒸汽有很強的穿透能力，濕熱蒸汽存在潛熱。蒸汽來源方便，價格低廉，滅菌效果可靠，是目前最為常用的滅菌方法。一般的濕熱滅菌條件為121℃，30min。濕熱滅菌法煮沸滅菌法將要消毒的物品放入水中煮沸（100℃）15～20min，一般微生物的營養(yǎng)細胞都可以殺死，但不能殺死芽孢。巴氏消毒法法國微生物學家、化學家巴斯德首創(chuàng)的低溫消毒法。加熱到62℃，經過30分鐘，以殺死不耐高溫的物質中的微生物和病原體的消毒法。牛奶、啤酒、黃酒、醬油和醋等用此法消毒。濕熱滅菌法間歇滅菌法

反復幾次的常壓蒸汽滅菌，以達到殺死微生物營養(yǎng)體和芽孢的目的。操作步驟：100℃，30-60min；37℃，1d；同上重復三次…

適用于不宜高壓滅菌的物質，如糖類明膠牛奶培養(yǎng)基。方法簡單，但卻麻煩；工作周期長。

濕熱滅菌法高壓蒸汽滅菌法使用密閉的高壓蒸汽滅菌鍋，使滅菌鍋內蒸汽不外溢，增加壓力，由于壓力的增高，溫度也隨之增高，從而提高殺菌力，縮短滅菌時間。最有效而廣泛應用的滅菌方法實驗室常用的是0.1MPa，121℃，15～30min應用范圍

培養(yǎng)基，水，發(fā)酵罐等其他不適合干熱滅菌的物品。高壓蒸汽滅菌法的注意事項：完全排除鍋內冷空氣滅菌完畢后要緩慢減壓壓力降為零后打開蓋子二、輻射滅菌法利用高能量的電磁輻射和微粒輻射來殺死微生物以紫外線最常用。紫外線對芽孢和營養(yǎng)細胞都能起作用，但細菌芽孢和霉菌孢子對紫外線的抵抗力強。紫外線的穿透力低，僅適用于表面滅菌和無菌室、培養(yǎng)間等空間的滅菌，且距照射物不超過1.2m；對固體物料滅菌不徹底，也不能用于液體物料的滅菌。三、化學藥品滅菌法某些化學藥品與微生物發(fā)生反應（蛋白變性、酶失活、細胞通透性）而具有殺菌的作用?；瘜W藥劑適于生產車間環(huán)境的滅菌，接種操作前小型器具的滅菌等，不適用于培養(yǎng)基?；瘜W藥品的滅菌使用方法，根據滅菌對象的不同有浸泡、添加、擦拭、噴灑、氣態(tài)熏蒸等。⑴高錳酸鉀

高錳酸鉀溶液的滅菌作用是使蛋白質、氨基酸氧化，使微生物死亡，一般用0.1％～0.25％的溶液。⑵漂白粉

漂白粉的化學名稱是次氯酸鹽(次氯酸鈉，NaOCl)，它是強氧化劑，也是廉價易得的滅菌劑。它的殺菌作用是次氯酸鈉分解為次亞氯酸，后者不穩(wěn)定，在水溶液中分解為新生態(tài)氧和氯，使細菌受強烈氧化作用而導致死亡，對殺死細菌和噬菌體均有效。⑶75％酒精溶液

75％酒精溶液的殺菌作用在于使細胞脫水，引起蛋白質凝固變性。對營養(yǎng)細胞、病毒、霉菌孢子均有殺死作用，但對細菌的芽孢殺死作用較差。常用于皮膚和器具表面殺菌。⑷新潔爾滅新潔爾滅是表面活性劑類潔凈消毒劑。它在水溶液中以陽離子形式與菌體表面結合，引起菌體外膜損傷和蛋白變性。10min能殺死營養(yǎng)細胞，但對細菌芽孢幾乎沒有殺滅作用。一般用于器具和生產環(huán)境的消毒，不能與合成洗滌劑合用，不能接觸鋁制品。⑸甲醛

甲醛(HCHO)是強還原劑，它能與蛋白質的氨基結合，使蛋白質變性，對氨基和蛋白質的變性有較強活性，這是用甲醛作為滅菌劑的根據。使用時可以以2份37％甲醛溶液與1份KMnO4混合，或者將37％甲醛溶液直接加熱，產生氣態(tài)甲醛用于滅菌。甲醛滅菌的缺點是穿透力差。⑹過氧乙酸

過氧乙酸是強氧化劑，它是廣譜、高效、速效的化學殺菌劑，對營養(yǎng)細胞、細菌芽孢、真菌孢子和病毒都有殺滅作用。⑺戊二醛在酸性條件下，不具有殺死芽孢的能力，只有在堿性條件下，才具有殺死芽孢的能力，常用2％的溶液，常用于器具、儀器和工具等滅菌。⑻酚類苯酚毒性較大，易污染環(huán)境，且水溶性差，使應用受到限制，而酚類衍生物的使用，擴大了作為消毒劑的使用范圍。四、舍臭氧具滅菌利用份臭氧鉗的氧致化作佳用殺倉死微女生物悶細胞威。氧化姐分解襲葡萄揪糖所栽必需憂的酶頸，從水而直神接破湯壞其撒細胞約膜，棟從而慘將細喂菌殺炸死。無污級染消謹毒劑對細縮慧菌、冬霉菌喪等殺既菌效渡果好安全隆，殺竊菌效污果明貞顯，橡安裝憲靈活常等特期點用于播潔凈螞室、辟凈化枝設備媽的消蹄毒。五、互過濾黑除菌壇法利用量過濾擋方法茶阻留尸微生尊物，煮也可腳達到派除菌辣的目匪的，底這就繁是過未濾除斬菌法就。此法廁僅適附用于狂澄清飯液體手和氣亂體的娘除菌兇。工貪業(yè)上盼常用樹過濾碎法大螺量制茂備無禾菌空周氣，務供好銅氧微滔生物匙培養(yǎng)奸過程甚使用乖。第二痰節(jié)旗培養(yǎng)難基和愈發(fā)酵霞設備病的濕節(jié)熱滅穩(wěn)菌一、聞滅菌全條件紡的選耕擇選擇匪的原減則：洪達到護滅菌寨的目艦的，焦同時載使培駱養(yǎng)基散成分立破壞狡減至父最小脹。1、滅菌聲溫度抗和滅向菌時碼間的呈選擇為什膨么選崖擇高溫拘快速滅菌綠？溫度悲升高冷，反晝應速雞率升圓高，微生漏物死住亡速飄率遠視大于垮營養(yǎng)址成分倚的的朋破壞肥速率滅菌爺程度笛與滅脈菌時則間的彩影響微生柄物的油熱死筒規(guī)律——對數談殘留蛾定律滅菌銜程度湊與滅井菌時例間的縫影響微生焰物的藥熱死花規(guī)律——對數蛋殘留蛛定律微生仔物受兇熱死械亡的皇主要薦原因宇是高榴熱能掉使蛋繩白質筍變性偏，這袖種反通應可鬧認為茫是單緩分子寸反應煌，死份亡速北率可折視為謹一級知反應狼，即駁與殘枯存的古微生劫物數絨量成記正比耽。式中N－經睜時間t后殘雹存的榨活菌織濃度鑰（個/L側)，N0—開始裁滅菌光時原云有活濕菌濃軌度（疊個/L忙)；t－滅禮菌時冒間（s,劉mi參n）K－滅獄菌速蠅率常申數或狼比死勾亡速壇率常跑數（s-1,m懇in-1）它壟的大公小與潛微生階物的種類和加菠熱溫度有關呀。在漁同等雜溫度錯下，謎其值繭小，鄙微生釀物的撓耐熱譽性強扣。從上秘式得熊出：t,違N之間攻的關幼系為店對數式中N/感N0菌體宵存活肯率，金而N0/N為滅欲菌度設。t=（2.論30咐3/匙K）㏒(N0/弊N)⒉影響伴培養(yǎng)換基滅顆菌的唉因素⑴培養(yǎng)草基成摘分油脂堵、糖治類；閣低質類量分睜數(1％～2％)的Na庫Cl溶液⑵pH值pH值6.拆0～8.資0，微偵生物煉最耐歉熱；pH急<6者.0，氫紹離子肥易滲互入微延生物但細胞虹內，浩從而就改變立細胞淹的生稈理反年應促礎使其棚死亡⑶葛培養(yǎng)是基中間的顆保粒⑷盲泡沫傅泡沫鼠中的增空氣茶形成根隔熱欺層，尿使傳斥熱困舍難，璃熱難墻穿透癢過去焰殺滅作微生燃物二、奸培養(yǎng)喜基的昏滅菌廟方法（1）分眨批滅費菌分批宴滅菌遙是在且每批岔培養(yǎng)下基全菜部流霜入發(fā)基酵罐削后，商就在炕罐內建通入偷蒸汽氏加熱新至滅場菌溫相度，捕維持勸一定拉時間肉，再債冷卻盒到接皂種溫錢度。床實罐劑滅菌康時，誰發(fā)酵舌罐與蝕培養(yǎng)糧基一浴起滅腿菌。不需嘉要附植屬設場備，偶操作踢簡便殘，常店用的睬滅菌般方法加熱蟲和冷碌卻時死間較擔長，想營養(yǎng)輔隨時練間降我低，互罐利津用率上低；喪不能棍采用途高溫拾快速黨滅菌頃工藝伯。發(fā)酵乞罐溶下積越競大，吳加熱糠冷卻頌時間棟越長T總=t1+t2+t3式中t1、t2、t3分別洪為加設熱、郊維持莊、冷慰卻所昨需要僚的時嚇間其他猴滅菌斷設備明一般談采用寒蒸汽借滅菌彼，如隔設備姥十分扣耐壓環(huán)，則鏟可采盯用較織高的愁溫度柱，但爹必須漠注意蟻設備察內部嘆的凹玩處及岔露出隆的小量配管欲等蒸勇汽不藝能到響達的弓部位神。（2）連欠續(xù)滅酸菌連續(xù)肢滅菌頁也叫所連消展，是磨指培泥養(yǎng)基位在發(fā)蒸酵罐坑外經櫻過一奴套滅單菌設苦備連怕續(xù)的尾加熱慈滅菌潑，冷屠卻后評送入虎已滅疼菌的及發(fā)酵春罐內鑼的滅且菌工皮藝流聲程。其溫度堪一般辨以12鴉6～13刪2℃為宜迷，總余蒸汽嫁壓力旬要求運達到0.杏04螺4～0.胃04光9M歲Pa以上各。優(yōu)點營養(yǎng)皂成分嶼破壞紙少；忌發(fā)酵匆罐非林生產格占用過時間碎短，畝溶積陷利用燒率提騎高；終蒸汽防負荷仆均衡惕，鍋蜘爐利琴用率子高，炎操作社方便怪；適懂用于工自動遣化控仿制，忠降低窯勞動土強度攪。缺點不適迫用于鉗黏度護大或瘡固形何物含怠量高隙的培趟養(yǎng)基騰的滅坊菌；宏增加叢了一預套連籌續(xù)滅卷菌設貞備，唐增加還了操遲作環(huán)羅節(jié)，紙增加躲了染驢菌的躺概率脂。按設沈備和華工藝匪條件注分（1）蒸稍汽直那接加何熱（2）蒸上汽間冰接加擱熱1、蒸哄汽直嶄接加垂熱連氧續(xù)滅若菌系捎統定義晶：蒸汽鞠通入嚇培養(yǎng)亡基中貧，快速偷加熱粘至殺場菌溫泉度，浮維持件一段浮時間阻，后答冷卻航至發(fā)淚酵溫鉤度的允過程賠。分娘兩種逮形式川：（1）由敢連消肥塔、倉維持鴿罐和效冷卻巨器組乘成●配料賴罐將夫培養(yǎng)紹基預稿熱60總-7叮0℃，防費止培乘養(yǎng)基燭在殺季菌時亡料液鼻與蒸拔汽溫冠度相蘆差過頸大而標產生射水汽梅撞擊擋聲?！襁B消汁塔使練培養(yǎng)例基迅賭速(2住0s暗)升溫(1且26落-1淚32慰℃)?！窬S持紐奉罐：草使培爛養(yǎng)基再溫度攜保持之在滅課菌溫提度下縣一段梯時間凍。2-績7m在in掌.●冷卻臟管：匠將培的養(yǎng)基積迅速聲冷卻析到40椅-5絨0蹄℃，輸稅送到冤滅菌沫后的撤發(fā)酵釋罐內連續(xù)踐滅菌洽流程培養(yǎng)岡基配貧料宏配魂料罐感加熱啟器崗維奪持罐財冷卻冷器錫無希菌培令養(yǎng)基（2）噴油射加慈熱連蚊續(xù)滅聽菌流銹程由噴挖射加躍熱、吃維持歲罐和闊真空限冷卻皮器組比成的言連續(xù)夫滅菌驅系統旨。蒸汽肝直接鋒噴入思待滅傭菌的滲培養(yǎng)搜液，舒培養(yǎng)夢液急蕉劇升旁溫到尾預定蔬的滅筒菌溫挨度，挖培養(yǎng)糠基在鄰該溫漂度送賀入維垂持管作維持灶一段濁時間搬后，沙通過設一膨己脹閥厭進入鐘真空綱冷卻協器冷福卻。保證嬸培養(yǎng)齡基先磁進先盯出，住避免阻過熱佩或者鳳滅菌葛不徹悶底升溫壟快、春營養(yǎng)鴿損失貿小隨著辱蒸汽公的冷卷凝使付培養(yǎng)軍基稀漲釋2、蒸粒汽間軌接加慣熱連匙續(xù)滅予菌系廟統蒸汽獅不直各接與捷培養(yǎng)寬基接襖觸，繪而是李通過赴熱交襲換器信對培弊養(yǎng)基果進行求加熱慕。熱交爪換器將有板溫式和舉螺旋冰板式鴉兩種螺旋裹板式谷交換矩器的欣特點開：流置道寬比，流趟速快察，可關減少掀熱交具換器款表面折結垢團現象溉。適蝦用于父含有督固行刷懸浮夠物的僻培養(yǎng)明基的違滅菌灘。板式職交換霧器的辨特點鑄：適溫用于焦含有艦少量炸固行將懸浮它物的煎