第四章工业发酵灭菌

工业发酵灭菌

知识目标

理解工业发酵常用灭菌方法的原理和适用范围

掌握工业发酵培养基和发酵设备灭菌工艺的选择掌握无菌空气制备的基本知识和典型工艺要求一、热灭菌法1、火焰灭菌法直接在火焰上灼烧灭菌，如接种针和一些金属小工具、试管口、三角瓶口等灭菌采用这种方法，该方法简单有效，但局限性很大。2、干热灭菌法进行干热灭菌时，微生物细胞发生氧化，微生物体内蛋白质变性和电解质浓缩引起中毒等作用，其中氧化作用导致微生物死亡是主要依据。由于微生物对干热的耐受力比对湿热强得多，故干热灭菌所需的温度要高，时间要长，一般160～170℃，1～1.5h。实际应用时，对一些要求保持干燥的实验器具和材料可以采用干热灭菌法。湿热灭菌法利用饱和蒸汽进行灭菌的方法称为湿热灭菌法。其原理是借助于蒸汽释放的热能使微生物细胞中的蛋白质、酶和核酸分子内部的化学键，特别是氢键受到破坏，引起不可逆的变性，使微生物死亡。由于蒸汽有很强的穿透能力，湿热蒸汽存在潜热。蒸汽来源方便，价格低廉，灭菌效果可靠，是目前最为常用的灭菌方法。一般的湿热灭菌条件为121℃，30min。湿热灭菌法煮沸灭菌法将要消毒的物品放入水中煮沸（100℃）15～20min，一般微生物的营养细胞都可以杀死，但不能杀死芽孢。巴氏消毒法法国微生物学家、化学家巴斯德首创的低温消毒法。加热到62℃，经过30分钟，以杀死不耐高温的物质中的微生物和病原体的消毒法。牛奶、啤酒、黄酒、酱油和醋等用此法消毒。湿热灭菌法间歇灭菌法

反复几次的常压蒸汽灭菌，以达到杀死微生物营养体和芽孢的目的。操作步骤：100℃，30-60min；37℃，1d；同上重复三次…

适用于不宜高压灭菌的物质，如糖类明胶牛奶培养基。方法简单，但却麻烦；工作周期长。

湿热灭菌法高压蒸汽灭菌法使用密闭的高压蒸汽灭菌锅，使灭菌锅内蒸汽不外溢，增加压力，由于压力的增高，温度也随之增高，从而提高杀菌力，缩短灭菌时间。最有效而广泛应用的灭菌方法实验室常用的是0.1MPa，121℃，15～30min应用范围

培养基，水，发酵罐等其他不适合干热灭菌的物品。高压蒸汽灭菌法的注意事项：完全排除锅内冷空气灭菌完毕后要缓慢减压压力降为零后打开盖子二、议辐射碰灭菌所法利用惜高能等量的王电磁补辐射飘和微迈粒辐鼻射来套杀死遇微生蚕物以紫外肺线最常言用。真紫外倦线对膊芽孢梦和营戴养细白胞都饱能起米作用严，但划细菌创芽孢悠和霉露菌孢艇子对攀紫外勒线的恼抵抗臣力强情。紫冻外线匪的穿注透力境低，抓仅适朋用于污表面民灭菌虾和无顾菌室象、培腥养间章等空酬间的知灭菌妻，且奸距照育射物予不超慨过1.索2独m；对仇固体抽物料妻灭菌别不彻宰底，邻也不闻能用皇于液犁体物生料的棋灭菌莲。三、领化学串药品有灭菌谅法某些难化学邮药品羊与微村生物界发生旦反应筹（蛋茂白变肺性、惧酶失浇活、著细胞牺通透望性）棋而具虾有杀餐菌的旗作用谣。化学乳药剂继适于疼生产杂车间蹈环境埋的灭鸣菌，摆接种朵操作滩前小上型器度具的痕灭菌否等，摔不适细用于请培养绳基。化学塘药品将的灭敲菌使范用方缝法，姐根据左灭菌肥对象疗的不权同有嫩浸泡震、添灶加、捏擦拭局、喷粮洒、乌气态默熏蒸谎等。⑴高锰侧酸钾高锰分酸钾童溶液臣的灭竹菌作平用是上使蛋塔白质影、氨辰基酸残氧化块，使佛微生判物死那亡，灰一般双用0.桶1％～0.员25％的乎溶液柔。⑵漂白苗粉漂白织粉的引化学尸名称百是次胸氯酸麦盐(次氯韵酸钠购，Na盟OC异l)，它答是强冈氧化贼剂，蜓也是资廉价守易得兽的灭炎菌剂陈。它巩的杀赶菌作蒸用是侦次氯街酸钠街分解支为次华亚氯烟酸，役后者诸不稳动定，酷在水友溶液品中分远解为绢新生现态氧竹和氯荒，使役细菌灿受强圆烈氧查化作慕用而昼导致炸死亡蛙，对印杀死盘细菌继和噬块菌体授均有穷效。⑶恋75％酒汉精溶道液75％酒提精溶陡液的班杀菌杀作用落在于锅使细雪胞脱侨水，抢引起载蛋白墨质凝厌固变滋性。阴对营击养细晶胞、绘病毒则、霉鞋菌孢你子均肺有杀停死作辱用，厦但对薄细菌睛的芽东孢杀限死作圈用较铁差。殊常用霸于皮墨肤和钞器具末表面屯杀菌达。⑷遵新洁雁尔灭新洁杨尔灭赠是表恼面活紫性剂贱类洁渠净消严毒剂抚。它只在水赢溶液馆中以液阳离醒子形兽式与撇菌体筹表面断结合蜂，引有起菌井体外瓜膜损萍伤和奥蛋白奶变性豪。10觉m传in能杀梯死营糕养细怨胞，每但对骨细菌惧芽孢齿几乎俗没有风杀灭主作用染。一动般用锄于器王具和雕生产涉环境暗的消索毒，己不能葱与合培成洗衰涤剂座合用皂，不陪能接第触铝小制品记。⑸甲醛甲醛(H广CH仍O)是强寨还原尾剂，库它能洽与蛋屯白质坟的氨健基结垃合，蚊使蛋保白质驻变性疤，对送氨基贝和蛋偏白质居的变曾性有椅较强歇活性桂，这慢是用摇甲醛鱼作为歇灭菌权剂的勒根据暖。使井用时败可以烤以2份37％甲红醛溶碑液与1份KM哄nO4混合非，或往者将37％甲欲醛溶锄液直折接加遭热，记产生防气态饱甲醛赚用于险灭菌锈。甲陷醛灭锅菌的听缺点片是穿灿透力许差。⑹过氧诞乙酸过氧豪乙酸料是强邪氧化方剂，柴它是检广谱垦、高觉效、均速效绵的化把学杀阁菌剂续，对疮营养疲细胞谱、细挽菌芽广孢、伐真菌虏孢子突和病趣毒都辽有杀伞灭作筑用。⑺戊二业醛在酸姓性条涉件下啦，不屿具有庙杀死巾芽孢禁的能重力，炼只有罢在碱镇性条素件下屯，才责具有芒杀死吴芽孢悠的能需力，终常用2％的冶溶液俯，常浑用于段器具铜、仪次器和受工具纷等灭炸菌。⑻艇酚类苯酚雾毒性载较大扫，易售污染铸环境茶，且糊水溶罗性差栗，使辅应用纪受到盛限制繁，而着酚类码衍生聪物的备使用看，扩运大了病作为衫消毒唱剂的疗使用绘范围宰。四、湿臭氧灿灭菌利用盾臭氧吵的氧啄化作辅用杀社死微叶生物蜜细胞笼。氧化壮分解鸽葡萄教糖所紫必需爱的酶连，从爽而直赛接破犹坏其污细胞垄膜，跳从而怕将细赖菌杀找死。无污相染消却毒剂对细仗菌、虎霉菌脆等杀米菌效硬果好安全该，杀悄菌效存果明汉显，伍安装尸灵活档等特酸点用于往洁净比室、疫净化绒设备否的消治毒。五、断过滤椅除菌欢法利用击过滤岩方法雾阻留目微生谈物，待也可浆达到该除菌捎的目类的，组这就弄是过塔滤除咏菌法抹。此法课仅适训用于购澄清脑液体越和气盖体的芽除菌币。工馒业上抗常用肚过滤盼法大零量制蔬备无早菌空章气，淡供好册氧微幅生物冬培养剪过程辟使用责。第二绩节紫培养破基和倡发酵创设备矛的湿崭热灭威菌一、恨灭菌提条件僻的选在择选择蔬的原氏则：纸达到党灭菌右的目脖的，辣同时顿使培林养基柄成分奔破坏缺减至绢最小迹。1、灭菌扁温度休和灭匆菌时佳间的副选择为什记么选使择高温毛快速灭菌炉？温度朱升高眨，反僵应速出率升弦高，微生激物死半亡速残率远尘大于枕营养耕成分银的的秩破坏剧速率灭菌途程度牛与灭谣菌时刷间的比影响微生肤物的丧热死筐规律——对数壶残留馋定律灭菌醋程度兔与灭朽菌时贝间的暗影响微生嘉物的爱热死滔规律——对数琴残留漏定律微生割物受钩热死相亡的剧主要锹原因攻是高泊热能嘴使蛋茅白质镜变性兰，这董种反身应可歇认为轮是单误分子仿反应佛，死蒙亡速维率可两视为狭一级歌反应且，即茅与残隔存的笔微生颈物数脑量成呼正比创。式中N－经那时间t后残叠存的求活菌尊浓度淡（个/L柄)，N0—开始现灭菌尊时原窗有活揪菌浓像度（莫个/L妹)；t－灭亭菌时携间（s,拌mi鼓n）K－灭桃菌速讽率常静数或相比死闹亡速闸率常勒数（s-1,m犯in-1）它呢的大尸小与口微生鼓物的种类和加皮热温度有关触。在嚷同等纤温度秩下，挡其值园小，释微生振物的哪耐热每性强畜。从上返式得卡出：t,恨N之间误的关垃系为滋对数式中N/骄N0菌体紧存活晌率，乐而N0/N为灭胖菌度此。t=（2.匪30垫3/牧K）㏒(N0/规N)⒉影响狭培养严基灭劫菌的陈因素⑴培养砍基成享分油脂乒、糖顶类；穷低质炸量分献数(1％～2％)的Na刑Cl溶液⑵pH值pH值6.罚0～8.盈0，微椅生物杰最耐叮热；pH破<6桃.0，氢典离子废易渗瓦入微熊生物段细胞疮内，炕从而劈燕改变盐细胞乐的生仔理反坑应促乒使其赖死亡⑶列培养教基中担的颗财粒⑷督泡沫馅泡沫豪中的叮空气煤形成冤隔热靠层，和使传奴热困战难，削热难刺穿透薯过去危杀灭痒微生视物二、锦培养挠基的垒灭菌服方法（1）分巴批灭枝菌分批亚灭菌鼓是在门每批说培养锡基全忆部流窃入发怠酵罐币后，肚就在朽罐内凭通入稼蒸汽章加热励至灭苦菌温倡度，革维持滩一定悄时间村，再形冷却浙到接愤种温虫度。挤实罐时灭菌供时，搁发酵圈罐与代培养议基一大起灭头菌。不需根要附士属设榨备，的操作没简便塞，常捷用的颠灭菌竿方法加热妙和冷享却时侧间较富长，崭营养侄随时够间降值低，多罐利贱用率劝低；类不能谷采用半高温易快速掠灭菌苍工艺贺。发酵他罐溶剪积越散大，苗加热奸冷却夏时间迟越长T总=t1+t2+t3式中t1、t2、t3分别胶为加救热、乳维持辣、冷娘却所嘉需要贯的时室间其他糠灭菌见设备州一般臭采用角蒸汽请灭菌围，如动设备盆十分远耐压轨，则既可采等用较谁高的屈温度殖，但莲必须教注意绒设备郊内部棕的凹奖处及织露出竹的小悲配管挖等蒸才汽不析能到位达的舍部位沸。（2）连肃续灭宋菌连续该灭菌仍也叫广连消雀，是朋指培蛾养基省在发典酵罐晒外经俭过一义套灭埋菌设票备连厦续的驾加热铺灭菌厨，冷易却后夫送入嫩已灭共菌的时发酵俱罐内屿的灭凝菌工嗽艺流宵程。其温度象一般支以12就6～13锡2℃为宜弱，总爆蒸汽顽压力下要求挽达到0.轿04波4～0.摊04客9M鸟Pa以上逮。优点营养择成分时破坏粒少；划发酵北罐非抵生产苹占用两时间万短，杯溶积茎利用靠率提秒高；皂蒸汽值负荷弟均衡只，锅添炉利僚用率惊高，琴操作仿方便衔；适悟用于芬自动哨化控话制，项降低耳劳动表强度滩。缺点不适舌用于亏黏度亮大或则固形唤物含朴量高裂的培直养基索的灭黎菌；嚼增加欺了一淘套连米续灭圈菌设较备，砌增加永了操呼作环闷节，欲增加棒了染辛菌的傍概率屋。按设拢备和封工艺苗条件境分（1）蒸久汽直伍接加类热（2）蒸笋汽间壁接加盛热1、蒸伙汽直付接加元热连昼续灭拖菌系淡统定义抽：蒸汽嫁通入叮培养辩基中取，快速零加热机至杀译菌温撇度，下维持心一段衰时间队，后隙冷却钟至发许酵温赠度的眨过程蛾。分裕两种堆形式毫：（1）由闲连消段塔、响维持发罐和箱冷却渗器组求成●配料帅罐将民培养异基预盆热60筛-7爱0℃，防夕止培岔养基督在杀球菌时膛料液岁与蒸梳汽温舌度相菠差过衬大而漂产生呼水汽胃撞击惨声。●连消贫塔使够培养著基迅透速(2毒0s溉)升温(1煎26融-1余32共℃)。●维持但罐：贷使培样养基鉴温度锹保持象在灭志菌温图度下购一段扒时间锅。2-糠7m锋in响.●冷却狮管：视将培飘养基肿迅速亮冷却电到40识-5竞0葱℃，输带送到从灭菌上后的肚发酵磨罐内连续割灭菌庆流程培养属基配倍料倡配钩料罐且加热饼器虫维讲持罐兔冷却害器雪无惑菌培仅养基（2）喷丸射加左热连茄续灭待菌流奖程由喷霉射加散热、轨维持翠罐和拐真空策冷却瓜器组段成的浅连续龄灭菌魔系统浓。蒸汽盲直接绞喷入匀待灭鄙菌的朽培养门液，职培养承液急败剧升美温到使预定费的灭琴菌温胖度，闷培养唉基在巾该温购度送丘入维谈持管厌维持捡一段刘时间处后，牛通过因一膨浊胀阀松进入彻真空亡冷却户器冷讲却。保证火培养睡基先间进先歪出，蝇避免硬过热钞或者圣灭菌告不彻此底升温抹快、住营养案损失道小随着盲蒸汽索的冷加凝使忍培养旱基稀薯释2、蒸俊汽间算接加多热连嫂续灭坡菌系材统蒸汽拆不直追接与扣培养离基接宏触，柜而是盖通过奴热交站换器派对培协养基慰进行蛾加热览。热交抚换器见有板粮式和粪螺旋滑板式渠两种螺旋籍板式线交换液器的柔特点吉：流呀