发酵技术 教学课件 作者 谢梅英 别智鑫 主编第六章.ppt

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1、第六章发酵工程单元操作第一节培养基和设备的灭菌一、灭菌的方法二、培养基热灭菌动力学三、培养基的灭菌方法四、设备和管道的灭菌五、其他物料和实验用具的灭菌条件一、灭菌的方法（一）干热灭菌法（二）湿热灭菌法（三）射线灭菌法（四）化学药品灭菌法（五）火焰灭菌法（六）过滤除菌法（七）臭氧灭菌法（一）干热灭菌法干热灭菌是利用干燥高温的热空气将微生物体内的蛋白质氧化进行灭菌。常用的干热灭菌的条件为在160℃下保温1~2h。干热灭菌具有方法简单，灭菌后物料可保持干燥状态的优点，但灭菌效果不如湿热灭菌。实际使用时对一些要求保持干燥的实验器

2、具和材料可采用干热灭菌法。（二）湿热灭菌法利用高温饱和蒸汽具有很强的穿透能力，同时在冷凝时会放出大量冷凝热的性质，而将物料温度升高，使微生物体内的蛋白质凝固变性，而达到杀死各种微生物进行灭菌的方法称为湿热灭菌。一般的湿热灭菌条件为121℃、30min。湿热灭菌具有蒸汽来源容易、潜热大、穿透力强的特点，与其他灭菌方法对比具有灭菌效果好，操作费用低的优点，被广泛用于生产设备、培养基、管道、阀门、流加物料等的灭菌，是目前最基本的灭菌方法。（三）射线灭菌法利用高能电子波、紫外线或放射性物质产生的高能粒子，可以穿透微生物细胞而达到

3、灭菌的方法称为射线灭菌法。常用的射线法有：宇宙线（0.0001~0.1Å）、γ射线、χ射线、紫外线、高速电子流的阴极射线等。射线灭菌法具有使用方便的优点，但与湿热灭菌对比穿透力差，适用范围有限，一般只用于无菌室、无菌箱、摇瓶间等局部空间和器皿等的表面消毒。（四）化学药品灭菌法用某些化学试剂能与微生物中的某种成分发生化学反应，从而使微生物氧化变性或发生细胞损伤，而达到灭菌的方法称为化学药品灭菌法，常用的化学试剂有：0.1%～0.25%的高锰酸钾溶液、5%有效氯浓度的漂白粉溶液、75%酒精溶液、0.25%的新洁尔灭和杜灭芬溶

4、液、37%的甲醛溶液、2%的戊二醛溶液、0.02%～2%的过氧乙酸溶液、焦碳酸二乙酯、0.1%～0.15%的甲酚磺酸溶液、抗生素等。由于化学试剂会与培养基中的成分作用，且会残留在培养基中，因此，在实际生产过程中不用于培养基灭菌，而是通过浸泡、添加、擦拭、喷洒、气态熏蒸等方法用于环境空气的灭菌（如厂房、无菌室等空间的消毒）及一些器具的表面灭菌（如溶氧电极、双手等的表面消毒）。（五）火焰灭菌法利用火焰直接杀死微生物的除菌方法称为火焰灭菌法，该方法具有操作简单、灭菌彻底的优点，但适用范围有限，目前仅适用于接种针、玻璃棒、试管口

5、、三角瓶口、接种管口等的灭菌。（六）过滤除菌法利用过滤介质而将微生物菌体细胞截留过滤，从而达到除菌的方法称为过滤除菌法。该方法具有不改变待灭菌物料的物性就可达到灭菌目的的优点，但对过滤设备要求高。工业上常用过滤除菌法来进行大量空气的净化除菌，少数用于容易被热破坏的培养基的灭菌（如某些动、植物细胞培养基等）。（七）臭氧灭菌法利用臭氧的氧化作用而杀死微生物细胞的灭菌方法称为臭氧灭菌法。该法具有使用安全、安装灵活，杀菌作用明显，不仅能杀死各种细菌还能杀灭霉菌的特点，但工业化的臭氧发生或灭菌设备大多还处于实验室阶段。目前，臭氧灭

6、菌法主要用于洁净室和设备内部的消毒（如制药厂GMP车间内部的消毒等）。二、培养基热灭菌动力学（一）灭菌时间的确定（二）灭菌温度的选择（三）影响灭菌的其他因素（一）灭菌时间的确定（一）灭菌时间的确定（一）灭菌时间的确定表6-1121℃某些细菌芽孢的k值细菌芽孢名称k值（min-1）枯草芽孢杆菌FS5230硬脂嗜热芽孢杆菌FS1518硬脂嗜热芽孢杆菌FS617产气梭状芽孢杆菌PA36793.8~2.60.772.91.8（二）灭菌温度的选择（二）灭菌温度的选择表6-2一些微生物死亡或蛋白质变性时的活化能和死亡或变性速度常数微

7、生物细胞或蛋白质t（℃）k（l/min）ΔE（J/mol）纳豆氏杆菌芽孢根状杆菌芽孢巨大杆菌芽孢血红蛋白胰蛋白酶胰脂肪酶硬脂嗜热杆菌FS1518芽孢硬脂嗜热杆菌FS1518芽孢硬脂嗜热杆菌FS1518芽孢产气梭状杆菌NCA3679芽孢产气梭状杆菌NCA3679芽孢产气梭状杆菌NCA3679芽孢肉毒梭状杆菌芽孢枯草杆菌FS5230芽孢产孢梭状杆菌芽孢枯草杆菌95-10095-10095-10060.5-6850-6040-50104131.41211041271211041211211100.390.490.8866.3×

8、10-31.68×10-36.78×10-334.2×10-3150.7762.4×10-311061.80.423.671.7727323773294264209142321442170544192280282986282986282986302632302632302632343178309320（二）灭菌温度的