滅菌與除菌工藝及設(shè)備-發(fā)酵生產(chǎn)中有害微生物的控制

第三章滅菌與除菌工藝及設(shè)備發(fā)酵工藝與設(shè)備黃力學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解發(fā)酵生產(chǎn)中有關(guān)無菌的概念，掌握有害微生物的控制方法和控制原理。2.熟悉無菌空氣的制備流程及過濾除菌設(shè)備的構(gòu)造，掌握無菌空氣的制備過程。3.掌握工業(yè)培養(yǎng)基滅菌原理，熟悉分批滅菌和連續(xù)滅菌的工藝及設(shè)備，了解設(shè)備與管道的清洗方法及滅菌方法。染菌的不良后果：?（1）雜菌會(huì)消耗營養(yǎng)成分；?（2）雜菌會(huì)分解產(chǎn)物；?（3）雜菌會(huì)產(chǎn)生代謝產(chǎn)物；?（4）雜菌繁殖后，會(huì)改變反應(yīng)液的pH值；?（5）如果發(fā)生噬菌體污染。第一節(jié)發(fā)酵生產(chǎn)中有害微生物的控制一、發(fā)酵生產(chǎn)中的無菌概念?滅菌：利用物理或化學(xué)的方法殺死或除去物料及設(shè)備中所有的微生物，包括營養(yǎng)細(xì)胞、細(xì)菌芽孢和孢子。?消毒：利用物理或化學(xué)方法殺死物料、容器、器具內(nèi)外及環(huán)境中的病源微生物，一般只殺死營養(yǎng)細(xì)胞而不能殺死芽孢。在生產(chǎn)中，為了防止雜菌或噬菌體的污染，通常采用消毒與滅菌技術(shù)，兩者合稱為發(fā)酵生產(chǎn)中的無菌技術(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，能實(shí)現(xiàn)每批次發(fā)酵都完全達(dá)到無雜菌污染嗎？污染概率：工業(yè)發(fā)酵中允許的染菌概率為10-3，即1000批次發(fā)酵中允許1次染菌。二、有害微生物的控制方法物理法——高溫滅菌（消毒）法流通蒸汽滅菌法是最常用的物理方法。高溫可引起蛋白質(zhì)、核酸等活性大分子氧化或變性失活而導(dǎo)致微生物死亡。1.火焰滅菌法將被滅菌物品在火焰中灼燒，使所有的生物質(zhì)碳化。適用于不怕燒的實(shí)驗(yàn)器具，如接種環(huán)、鑷子、試管或三角瓶口的滅菌等。2.干熱空氣滅菌法將物品放入烘箱內(nèi)，然后升溫至150℃～170℃，維持1～2小時(shí)。適用于玻璃、陶瓷和金屬物品的滅菌，不適合液體樣品，及棉花、紙張、纖維和橡膠類物質(zhì)的滅菌。由于空氣傳熱穿透力差，菌體在脫水狀態(tài)下不易殺死，所以溫度高、時(shí)間長。濕熱法：特點(diǎn)：溫度低、時(shí)間短、滅菌效果高原因：

1)菌體內(nèi)含水量越高，則凝固溫度越低；

2)蒸汽冷凝會(huì)放出潛熱；

3)飽和水蒸汽穿透力強(qiáng)；

4)易破壞細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)大分子的穩(wěn)定性，如氫鍵結(jié)構(gòu)。1.煮沸滅菌法將水加熱至100℃，煮沸15min~30min，可殺死所有營養(yǎng)細(xì)胞和部分芽孢，達(dá)到消毒物的目的。2.巴氏消毒法用較低的溫度來殺死其中的病源微生物，這樣既保持食品的營養(yǎng)風(fēng)味，又進(jìn)行了消毒。該法一般是將待消毒的液體食品置于62℃處理30min，然后迅速冷卻。即可達(dá)到消毒目的。低溫長時(shí)法：62.9℃30min處理牛奶；高溫瞬時(shí)法：71.6℃15s處理牛奶；超高溫巴斯德滅菌法：讓液體食品停留在140℃左右3-4s，急劇冷卻至75℃，經(jīng)勻質(zhì)化后冷卻至20℃。3.流通蒸汽滅菌法利用直接加熱的流通水蒸氣殺滅微生物。適用于陶瓷、金屬、橡膠、纖維制的物品、水、培養(yǎng)基和試驗(yàn)液的滅菌。4.間歇蒸汽滅菌法

將待滅菌物品在80-100℃蒸煮15～60min，冷卻后擱置室溫（28～37℃）下過夜，并重復(fù)以上過程三遍以上。其蒸煮過程可殺死微生物的營養(yǎng)體，但不能殺死芽胞，室溫過夜促使殘留的芽孢萌發(fā)成營養(yǎng)體，再經(jīng)蒸煮過程可殺死新的營養(yǎng)體；循環(huán)三次以上可保證徹底滅菌的目的。適用于不耐高溫的物品滅菌，如不適于高壓滅菌的特殊培養(yǎng)基、藥品的滅菌。缺點(diǎn)是麻煩、費(fèi)時(shí)。高壓蒸汽滅菌法利用水的沸點(diǎn)隨水蒸氣壓力的增加而上升，以達(dá)到100℃以上高溫滅菌的方法。方法：121℃，維持15~20min。

112℃，20~30min。

115℃，20~30min。應(yīng)根據(jù)滅菌物品的性質(zhì)或成分選擇滅菌溫度例如：生理鹽水、營養(yǎng)瓊脂等培養(yǎng)基用121℃。含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培養(yǎng)基用112℃。適用：耐高溫物品，玻璃儀器、含水或不含水的物品。注意事項(xiàng)：排凈冷空氣；滅菌終了，緩慢降壓；滅菌結(jié)束，趁熱取出物品。高溫對(duì)培養(yǎng)基的影響及其防止措施高溫對(duì)培養(yǎng)基的不利影響：▲產(chǎn)生混濁或形成不溶性沉淀▲破壞營養(yǎng)（PO4-3存在，葡萄糖生成酮糖，菌不利