《工业发酵灭菌》PPT课件

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1、第四章工业发酵灭菌第一节、灭菌的方法消毒：指用物理和化学方法杀死物料、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。灭菌：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。作用：消灭杂菌和防止杂菌污染.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、在发酵生产中，为什么要进行灭菌操作？2、为防止杂菌的污染，哪些物品需要灭菌？培养基、发酵设备、空气、管道、流加料等3、什么时候进行灭菌？生产菌接种前常用灭菌方法：干热灭菌、湿热灭菌、射线灭菌（射线、微波等）、化学灭

2、菌（各种化学药品）、过滤除菌；1、干热灭菌法灼烧灭菌、在电热或红外线在设备内加热主要用于保持干燥的物料、器具等.常用烘箱，灭菌条件为在160℃下保温1h原理：根据氧化作用导致微生物死亡。2、湿热灭菌法原理：借助蒸汽释放的热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。灭菌条件：121℃，30min。适用范围：广泛应用于生产设备及培养基的灭菌例：高压灭菌锅湿热灭菌的原理湿热灭菌的优点：1）蒸汽来源容易，操作费用低廉，本身无毒2)蒸汽具有很强的穿透力，灭菌易于彻

3、底3）蒸汽均有很大的潜热，冷凝后的水分有利于湿热灭菌4）蒸汽输送可借助本身的压强，调节方便，技术管理容易缺点：1)设备费用高2）不能用于怕受潮的物料灭菌3、射线灭菌紫外线、高速电子流的阴极射线、X射线和Y射线适用范围：无菌室、培养间问题：是否适于固体、液体物料灭菌？波长范围？4、化学药品灭菌法（1）第一大类：表面消毒剂高锰酸钾溶液：0.1～0.25%、漂白粉、75％的酒精、新洁尔灭和杜灭芬、甲醛37％、戊二醛、过氧乙酸、焦碳酸二乙酯、酚类。（作用原理？适用范围？）（2）第二大类：抗代谢药物化学结构与微生物必须的代

4、谢物类似物例如：磺胺类化合物取代氨基苯甲酸（3）第三大类：抗生素不同种类其作用不同，要有针对性选择。适用范围：环境空气、皮肤及器械的表面消毒1、湿热灭菌中的相关定义致死温度：杀死微生物的极限温度。致死时间；在致死温度下，杀死全部微生物所需的时间。在致死温度以上，温度愈高，致死时间愈短。微生物的热阻：是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。相对热阻是指某一微生物在某条件下的致死时间与另一微生物在相同条件下的致死时间的比值。三、加热灭菌的原理问题说说芽孢或孢子的热阻要比营养细胞的热阻大的原因？芽

5、孢或孢子的热阻要比生长期营养细胞的热阻大得多，这是由于芽孢或孢子内吡啶二羧酸含量对热阻的增加有关。另外，芽孢子中蛋白质含水量较营养细胞低（特别是游离水分少），也是芽孢耐热强的一个原因。芽孢与营养细胞的耐受力，哪个强？一级反应：用N表示残留活菌个数，则活菌的减少率（死亡率），与N呈线性关系，即：式中，K是反应速度常数，对灭菌来讲，是活菌的比热致死速率常数，单位是min-1，其值与菌的种类和加热温度有关，需通过实验才能测定。2、微生物的热致死动力学：对数残留定律积分边界条件：N0→Nθ；t0=0式中，θ灭菌时间（s）

6、；N0灭菌开始时，培养基中杂菌个数（个）；Nθ经过灭菌时间θ后，残存的活菌数（个）。灭菌时间与哪些因素有关？051025121116110108从上述的微生物对数死亡规律可知，如果要达到彻底灭菌，即灭菌结束时残留的活微生物数等于0，则灭菌所需的时间应为无限长，这在实际中是不可能的。工程上，在进行灭菌的设计时，常认为Nθ=0.001，即在1000次灭菌中，允许有一次失败。3、热致死反应的速度常数KK是表达微生物耐热性的特征常数，与微生物的种类和灭菌温度有关。K越小，微生物越耐热。温度越低，K值越小。例：在121度，

7、枯草杆菌FS5230的K为0.047s-1，梭状芽孢杆菌PA3679的K值为0.03s-1，请问哪一种微生物更耐热？培养基灭菌的要求：达到要求的无菌程度（10-3）尽量减少营养成分的破坏，在灭菌过程中，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、灭菌的温度和时间培养基湿热灭菌需解决的工程问题将培养基中的杂菌总数N0杀灭到可以接受的总数N（10-3），需要多高的温度、多长的时间为合理。灭菌温度和时间的确定取决于：杂菌孢子的热灭死动力

8、学反应器的形式和操作方式培养基中有效成分受热破坏的可接受范围A---比例常数，也称阿累尼乌斯常数，s-1；R---气体常数，8.314J/mol·K；T---绝对温度，K；ΔE---微生物死亡活化能，J/mol。如何选择一个既能满足灭菌需要，又可使培养基的破坏尽可能减小的灭菌工艺条件？微生物的受热死亡属于单分子反应，其灭菌速率常数K与温度之间的关系可用阿累尼乌斯公式表示：