微生物工程 - 教案07

《微生物工程 - 教案07》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、授课题目灭菌技术授课类型理论首次授课时间2011年10月19日学时2教学目标1．了解灭菌的方式方法，区别几种灭菌方式的相同点和不同点；2．了解实验室培养基灭菌及工业灭菌的特点及操作方法；3．了解空气灭菌的基本方法，掌握典型的空气除菌流程。重点与难点微生物的热死规律教学手段与方法教学模式：启发讲解与学生讨论相结合。教学手段：板书。教学过程：（包括授课思路、过程设计、讲解要点及各部分具体内容、时间分配等）授课过程：第五章灭菌技术sterilization为什么要灭菌？（杂菌污染的后果）1.营养基质或产物被消耗

2、损失；2.抑制生产菌的生长；3.抑制产物的生物合成；4.杂菌繁殖导致培养液性质（如pH）改变，造成生物反应异常。第一节灭菌原理与方法灭菌（sterilization）是指利用物理或化学方法，杀灭或去除物料或设备中所有微生物的技术或工艺过程。灭菌方法有化学物质灭菌、辐射灭菌、过滤介质除菌和热灭菌等。一、化学物质灭菌通过改变微生物细胞膜的渗透性，或者损伤细胞膜，影响微生物细胞的正常代谢。不适合于培养基的灭菌，只适合于局部空间或某些器械的消毒。（一）无机酸、碱及盐类酸碱的杀菌能力主要由其电离度而定，电离出得氢离

3、子或氢氧根离子浓度越高，杀菌力越强。盐溶液的杀菌力与其浓度成正比。（腌咸菜可以保藏很长时间而不染菌）（二）重金属盐杀菌原理是重金属盐使细胞中蛋白质失活。比如升汞。服食牛奶、鸡蛋等高蛋白含量食物可解毒。（三）氧化剂高锰酸钾（四）有机化合物乙醇：脱水、使蛋白质变性和沉淀，70~75%最有效。二、辐射灭菌紫外线：诱导胸腺嘧啶二聚体的形成，从而抑制了DNA的复制；空气在紫外线照射下产生臭氧，臭氧也具有一定的杀菌作用。X射线、γ射线：能量极高，被菌体吸收后，菌体内的水和有机物产生强烈的离子化反应，形成OH-、过氧化

4、氢和有机过氧化物，这些过氧化物阻碍微生物的代谢活动而导致菌体迅速死亡。三、过滤介质除菌工业上利用过滤的方法制备大量的无菌空气，供好氧微生物的深层培养使用。四、干热灭菌火焰灼烧法干热空气灭菌法：140~160℃维持2~3h。五、湿热灭菌湿热灭菌条件为121℃维持20~30min。巴氏杀菌（Pasteurization）低温消毒法，主要应用于生产酸奶乳制品。目前国际上通用的巴氏高温消毒法主要有两种：一种是将牛奶加热到62~65℃，保持30分钟。采用这一方法，可杀死牛奶中各种生长型致病菌，灭菌效率可达97.3%

5、~99.9%，经消毒后残留的只是部分嗜热菌及耐热性菌以及芽孢等，但这些细菌多数是乳酸菌，乳酸菌不但对人无害反而有益健康。第二种方法将牛奶加热到75~90℃，保温15~16秒，其杀菌时间更短，工作效率更高。但杀菌的基本原则是，能将病原菌杀死即可，温度太高反而会有较多的营养损失。二、微生物的热死规律对微生物进行湿热灭菌时，死亡速率可视为一级反应，即微生物的死亡速率与残存的微生物数量成正比，这就是对数残留定律，其数学表达式为：-dN/dt=kN积分得lnN/N0=-kt或N=N0exp(-kt)式中N——存在的

6、活菌数，个；N0——当t=0时，培养基中的活菌数，个；t——灭菌时间，s；k——速率常数或死亡比速率常数，s-1。死亡比速率k的绝对值反映了微生物耐热性的强弱，k越大，表明微生物越易死亡。在某一恒定温度下，以细胞数N对时间作图，可得到图5-1。P69从图中可以看出，如果要达到彻底灭菌，即N=0，所需的灭菌时间t为无限长，这在生产上是不可行的。为了达到一定的无菌水平Nst，显然需要一定的灭菌时间tst，通常Nst值约为10-4个细胞/ml。培养基营养成分受热破坏也可看做一级反应，即式中c——对热不稳定物质的

7、浓度，mol/L；kd——分解速率常数，s-1。温度升高时，微生物死亡速率的增加，比营养成分的分解速率的增加大得多。因此，在较高温度下可以通过缩短灭菌时间而减少营养成分的损失，这是高温瞬时灭菌法（HTST）的理论基础。第二节培养基灭菌一、实验室培养基灭菌1.高压蒸汽灭菌法121℃灭菌15~30min2.液体除菌器对于热不稳定、体积小的液体培养基，不适合用高压蒸汽灭菌，可采用过滤除菌的方法。此法的最大优点是不破坏培养基中的化学成分。种类很多，有瓷质、玻璃制、石棉制以及火胶棉等。比如滤膜过滤器。二、大生产培养

8、基灭菌工业生产中培养基的灭菌方法有分批灭菌和连续灭菌2种。（一）分批灭菌又称实罐灭菌或实消，是将配制好的培养基放在发酵罐或其他容器中，通入蒸汽加热，达到灭菌温度和压力后维持一段时间，再冷却至发酵要求的温度。投资少，设备简单，灭菌效果可靠；但加热和冷却时间长，培养基养分受到破坏。一般蒸汽压力在0.3~0.4MPa；是中小型发酵罐常用的灭菌方法。（二）培养基连续灭菌将配好的培养基在向发酵罐输送的过程中灭菌，要经过加热、保温、冷却过