培养基和设备的灭菌

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1、培养基和设备的灭菌在发酵生产中，为什么要进行灭菌操作？1由于杂菌的污染，使生物反应中的基质或产物因杂菌的消耗而损失，造成生产能力的下降；2、由于杂菌所产生的一些代谢产物，或在染菌后改变了培养液的某些理化性质，使产物的提取和分离变得困难，造成收率降低或使产品的质量下降；3、杂菌会大量繁殖，会改变反应介质的PH值，从而使生物反应发生异常变化；4、杂菌可能会分解产物，从而使生产过程失败；5、发生噬菌体污染，微生物细胞被裂解，而使生产失败，等等工业上具体的措施：1.使用的培养基和设备须经过灭菌2.好氧培养中使用的空气应除菌处理3.设备应严密，发酵罐维持正压环境4.培养过程中，加入

2、的物料应经过灭菌5.使用无污染的纯粹种子一、灭菌的原理和方法消毒与灭菌在发酵工业中均有广泛应用。消毒是指用物理或化学方法杀死物料、容器、器具内外的病源微生物。一般只能杀死营养细胞而不能杀死细菌芽孢。例如，用于消牛奶、啤酒和酿酒原汗等的巴氏消毒法，是将物料加热至60维持30min，以杀死不耐高温的物料中的微生物营养细胞。灭菌是用物理或化学方法杀死或除去环境中所有微生物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。消毒不一定能达到灭菌要求，而灭菌则可达到消毒的目的。1、化学试剂灭菌法:化学试剂：甲醛、乙醇或新洁尔灭、高锰酸钾等;适用范围：环境空气、皮肤及器械的表面消毒2、射线灭菌法：电磁波

3、、紫外线或放射性物质适用范围：无菌室、接种箱3、干热灭菌法;常用烘箱，灭菌条件为在160℃下保温1h适用范围：金属或玻璃器皿4、湿热灭菌法:利用饱和蒸汽进行灭菌、条件为：121℃，30min适用范围：广泛应用于生产设备及培养基的灭菌例：高压灭菌锅5、过滤除菌法:利用过滤方法阻留微生物适用范围：制备无菌空气6、火焰灭菌法:火焰:适用范围：接种针、玻璃棒、三角瓶口、酒精灯二、培养基的灭菌湿热灭菌原理：由于蒸汽具有很强的穿透能力，而且在冷凝时会放出大量的冷凝热，很容易使蛋白质凝固而杀死各种微生物。灭菌条件：121℃，30min。灭菌不利方面：同时也会破坏培养基中的营养成分，甚至

4、会产生不利于菌体生长的物质。因此，在工业培养过程中，除了尽可能杀死培养基中的杂菌外，还要尽可能减少培养基中营养成分的损失。衡量热灭菌指标：热死时间：即在规定温度下杀死一定比例的微生物所需要的时间。致死温度：杀死微生物的极限温度。致死时间：在此温度下，杀死全部微生物所需要的时间。热阻：对热的抵抗力，指微生物在某一特定条件（主要是温度和加热方式）下的致死时间。相对热阻：几种微生物对热的相对抵抗能力。指微生物在某一特定条件下的致死3/3时间与另一微生物在相同条件下的致死时间的比值。三、微生物的热死规律和影响灭菌的因素在发酵工业中，对培养基和发酵设备的灭菌，广泛使用湿热灭菌法。工

5、厂里，蒸汽比较容易获得，控制操作条件方便，是一种简单而又价廉、有效的灭菌方法。用湿热灭菌的方法处理培养基，其加热受热时间与灭菌程度和营养成分的破坏都有关系。营养成分的减少将影响菌种的培养和产物的生成，所以灭菌程度和营养成分的破坏成为灭菌工作中的主要矛盾，恰当掌握加热受热时间是灭菌工作的关键。1、微生物的死亡速率：对数残留定律2、死亡速率常数k（比死亡速率）3.灭菌温度的选择灭菌温度的选择应考虑的因素主要有：a.微生物的热致死温度。选择的温度应高于该温度。通常以芽孢为准。b.营养成分的破坏。灭菌的过程实质上也是营养成分破环的过程因此，灭菌温度的选择，应是在保证灭菌效果的前提

6、下，尽可能减少培养基中营养成分的破坏。因此，可择合适的灭菌温度和时间来调和二者之间的矛盾。4、影响培养基灭菌的其他因素（1）pH值的影响：pH值对微生物的耐热性影响很大，pH为6.0~8.0时微生物最不易死亡，pH<6.0时氢离子易渗入微生物的细胞内。从而改变细胞的生理反应，促其死亡。所以培养基的PH值越低，灭菌所需的时间越短。（2）培养基成分：培养基的成分中，油脂、糖类、蛋白质都是传热的不良介质，会增加微生物的耐热性，使灭菌困难。浓度较高的培养基相对需要较高温度和较长时间灭菌。高浓度的盐类、色素则削弱其耐热性，故较易灭菌。（3）培养基中的颗粒物质：培养基中的颗粒物质大，

7、灭菌困难，反之，灭菌容易。一般说来，含有颗粒对培养基灭菌影响不大，但在培养基混有较大颗粒，特别是存在凝结成团的胶体时，会影响灭菌效果，必须过滤除去。（4）泡沫：泡沫中的空气形成隔热层，使传热困难，热难穿透过去杀灭空气中的微生物。所以，对易产生泡沫的培养基在灭菌时，可加入少量消泡剂。（5）细胞含水量：细胞含水越多，蛋白质变性的温度越低（6）细胞菌龄：老细胞水分含量低，低龄细胞水分含量高。（7）空气排除情况在灭菌过程中，为什么要排除罐内空气？蒸汽灭菌过程中，温度的控制是通过控制罐内的蒸汽压力来实现。压力表显示的压力应与罐内蒸汽压力