最新第五章-发酵工程的灭菌与空气除菌幻灯片.ppt

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1、第五章-发酵工程的灭菌与空气除菌本章内容第一节常用的灭菌方法第二节培养基与发酵设备的灭菌第三节空气的除菌1)生产菌和杂菌同时生长，生产菌丧失生产能力；2)在连续发酵过程中，杂菌的生长速度有时会比生产菌生长得更快，结果使发酵罐中以杂菌为主；3)杂菌及其产生的物质，使提取精制发生困难；4)杂菌会降解目的产物；杂菌会污染最终产品；5)发酵时如污染噬菌体，可使生产菌发生溶菌现象。在发酵过程中染菌严重的后果二、工业生产中的灭菌2、培养基灭菌的目的杀灭培养基中的微生物，为后续发酵过程创造无菌的条件。3、培养基灭菌的要求（1）达到要求的无菌程度(10-3)。（2）尽量减少营养成分的破坏，在灭菌

2、过程中，培养基组分的破坏，是由两个基本类型的反应引起的：培养基中不同营养成分间的相互作用；对热不稳定的组分如氨基酸和维生素等的分解。4、灭菌的方法（1）化学法（化学药品灭菌法）：化学药品直接作用于微生物而将其杀死的方法。消毒剂与防腐剂的区分并不严格。灭菌机理：化学物质（高锰酸钾、漂白粉等）与微生物细胞中的某些成分产生化学反应，如蛋白质变性、核酸的破坏、酶的失活、细胞膜透性的改变而杀死微生物。常用的化学药剂：石碳酸、甲醛、氯化汞、碘酒、酒精等。主要用于生产车间环境、无菌室空间、接种操作前小型器具及双手的消毒等以及染菌后的培养基。根据灭菌对象的不同使用方法有浸泡、添加、擦拭、喷洒、气

3、态熏蒸等。9（2）物理法①射线灭菌法：利用紫外线、高能电磁波或放射性物质产生的γ射线进行灭菌的方法。波长范围在200～275nm的紫外线具有杀菌作用，杀菌作用最强的范围是250～270nm，波长为253.7nm的紫外线杀菌作用最强。在紫外灯下直接暴露，一般繁殖型微生物约3～5min，芽孢约10min即可杀灭。紫外线灭菌机理：在紫外线照射下微生物细胞的DNA遭到破坏，形成胸腺嘧啶二聚体和胞嘧啶水合物，抑制DNA的复制。此外，空气在紫外线照射下生成的臭氧也有一定的杀菌作用。紫外线穿透力较差，一般只适于接种室、超净工作台、无菌培养室及物质表面杀菌。不同微生物对紫外线的抵抗力不同，对杆菌

4、杀灭力强，对球菌次之，对酵母菌、霉菌等较弱，因此常与化学灭菌结合使用。11（2）物理法②干热灭菌法：灭菌机理：在干燥高温条件下，微生物细胞内的各种与温度有关的氧化还原反应速度迅速增加，致死微生物。灼烧灭菌法；玻璃器皿、金属器材和其他耐高温的物品在干热灭菌器中，于160℃下保存1h。有纸或棉塞者灭菌不能超过170℃。（2）物理法③过滤除菌：使用适当的过滤材料或介质对液体或气体进行过滤，除去微生物的方法。主要适用于：热敏感物质（生长因子、抗生素、培养基）的灭菌和发酵用无菌空气的制备。④湿热灭菌法：利用饱和蒸汽进行灭菌。释放大量热量和强大穿透力使生物大分子化学键受到破坏。常用于培养基、

5、发酵设备、附属设备、管道和实验器材的灭菌。煮沸灭菌法：将物品在水中煮沸15-20min，一般微生物细胞可杀死，但不能杀死孢子。适用于食品、器具消毒。无芽孢菌用60℃10min，芽孢用100℃10min以上，嗜热细菌用120℃20-30min可完全杀死。间歇灭菌法：反复几次的常压蒸汽灭菌，已达到杀死微生物营养体和芽孢的目的。100℃30-60min而杀死微生物营养体，置37℃培养1h，使其芽孢发育成营养体，次日再同样的方法处理，反复3次。适用于不能高压灭菌的物质，如糖类、明胶、牛奶培养基等。高压蒸汽灭菌：使用密闭的高压蒸汽灭菌锅。实验室常用压力为0.1兆帕（MPa，一公斤的压力），

6、121℃15-30min，可杀死各种微生物及芽孢。常用于培养基、发酵设备、管道、实验器材等。第二节培养基与发酵设备的灭菌一、影响培养基灭菌的因素（1）培养基成分培养液中油脂、糖类及一定浓度的蛋白质会增加微生物的耐热性。高浓度盐类、色素能削减其耐热性。随着灭菌条件的强化,培养基成分的热变质加速，特别是维生素。因此培养液灭菌一般都采用高温短时加热的方式，这样可以达到彻底灭菌和把营养分破坏减少到最低限度的目的。一、影响培养基灭菌的因素（2）培养基成分颗粒度培养基成分的颗粒越大，蒸汽穿透所需时间越长。小于1mm颗粒的培养基，可不必考虑颗粒对灭菌的影响，但对于含有少量大颗粒及粗纤维培养基的

7、灭菌，特别是存在凝结成团的胶体时会影响灭菌效果，则应适当提高灭菌温度或过滤除去。（3）培养基pHpH对微生物耐热性影响很大。微生物一般在pH6.0～8.0时最耐热；pH＜6.0，氢离子易渗入微生物细胞内，从而改变细胞的生理反应促使其死亡。pH越低，灭菌所需时间越短。（4）微生物细胞含水量含水量少，蛋白质不易变性，但在灭菌时，如果是含水量很高的物品，高温蒸汽的穿透效果也会降低，所以灭菌时间也要延长。（5）微生物性质与数量1)各种微生物对热的抵抗力相差较大，细菌的营养体、酵母、霉菌的