文档介绍：灭菌与空气净化
第四章
灭菌与空气净化
第一节灭菌
第二节空气净化
第一节灭菌
一、常见灭菌方法
灭菌是指利用物理或化学方法杀灭或除去物料及设备中一切生命物质的过程,比消毒的要求更加严格。在发酵工业生产中,为保证纯种培养,在接种之前,要对培养基、空气系统、补料或流加系统、设备和管道等进行灭菌,还要对生产环境进行消毒,防止杂菌或噬菌体的大量繁殖。常用的灭菌方法有以下几种:
一些化学药剂能与微生物的细胞发生反应而具有杀菌的作用。常用的化学药剂有甲醛、氯(或次氯酸钠)、高锰酸钾、环氧乙烷、季铵盐(或新洁尔灭)、臭氧等。由于化学药剂也会与培养基中的一些成分作用,而且加入培养基后不易去除,所以化学灭菌法一般不用于培养基的灭菌,适用于车间环境的灭菌,接种操作前小型器具的灭菌等。
第一节灭菌
化学药剂的使用,根据灭菌对象的不同有浸泡、添加、擦拭、喷洒、气态熏蒸等。
射线灭菌就是利用紫外线、高能电磁波或放射性物质产生的γ射线等进行灭菌的方法,以紫外线最为常用。紫外线对芽孢和营养细胞都能起作用,但细菌芽孢和霉菌孢子对紫外线的抵抗力较强。紫外线的穿透力较低,仅适用于表面灭菌和无菌室、培养室等空间的灭菌,对固体物料灭菌不彻底,也不能用于液体物料的灭菌。250~270nm之间杀菌效率高,以波长在260nm左右杀菌效率最高。除紫外线外,~14nm的X射线或由Co60产生的γ射线进行灭菌。今年来,微波灭菌设备的兴起,为灭菌提供了新的选择。
第一节灭菌
干热灭菌是指利用高温,导致微生物细胞发生氧化,微生物体内蛋白质发生变性和电解质浓缩引起中毒等作用,氧化作用导致微生物死亡是主要依据。由于微生物对干热的耐受能力比对湿热强得多,所以干热灭菌与湿热相比所需的温度要高,时间要更长,一般为160~170℃,1~。实际应用时,对一些要求保持干燥的实验器具和材料(如培养皿、接种针、固定化细胞用的载体等)可以用干热灭菌。
第一节灭菌
湿热灭菌就是指利用饱和水蒸汽进行灭菌。由于蒸汽具有很强的穿透能力,而且在冷凝时能释放出大量的热能,易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,引起不可逆转的变性,导致微生物死亡。其灭菌效果远远好于干热灭菌。同时,蒸汽的价格便宜,来源方便,灭菌效果可靠,是目前最常用的灭菌方法。一般的湿热灭菌条件是121℃,30min。
第一节灭菌
过滤除菌就是利用过滤方法截留微生物,达到除菌的目的。此法只适用于澄清流体和气体的除菌。工业上常用过滤除菌方法大量制备无菌空气,供好氧微生物的深层培养适用。对于热敏性培养基也采用过滤方法实验除菌。在产品过程中,也可利用无菌过滤方法来处理料液,以获得无菌产品。
以上的一些灭菌方法,有时也可根据需要结合适用。如动物细胞了离体培养的培养基中通常含有血清、多种氨基酸、维生素等热敏性物质,在制备这类培养基时,可将其中的热敏性溶液用无菌过滤的方法除菌,其他物质的溶液则用湿热灭菌,也可将热敏性物质在较低温度或较短时间内灭菌,再与其他部分合并使用。
第一节灭菌
二、培养基的灭菌
由于培养基的灭菌大多数采用湿热方法灭菌,所以这里介绍培养基的湿热灭菌。
(1)微生物的热阻每一种微生物都有一定的最适生长温度范围,存在一个最低限和最高限,当微生物处于最低限温度以下时,处于休眠状态。而当温度高于最高限,细胞的蛋白质就易发生凝固变性,导致微生物在短时间内死亡。一般无芽孢的细菌,在60℃下10min即可全部杀死。而芽孢细菌的芽孢能经受较高的温度,在100℃下要经过数分钟甚至数小时才能杀死。某些嗜热菌芽孢能在120℃下耐受20~30min,但这种菌在培养基中出现的机率较低。一般认为灭菌的彻底与否以能否杀死芽孢细菌为标准。
第一节灭菌
杀死微生物的极限温度称致死温度。在致死温度下,杀死全部微生物所需要的时间称为致死时间。在致死温度以上,温度越高,致死时间越短。由于一般细胞、芽孢细菌、微生物细胞和微生物孢子,对热的抵抗力不同,因此它们的致死温度和致死时间也有差别。微生物对热的抵抗能力通常用“热阻”表示。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,表4-1是几种微生物对湿热的相对抵抗力。可见,细菌的芽孢比大肠杆菌对湿热抵抗力约高3000000倍。
第一节灭菌
(2)微生物的热死规律——对数残留定律微生物热死是指微生物受热失活直到死亡。微生物受热死亡主要是由微生物细胞内酶蛋白受热凝固变性所致。在一定温度下,微生物受热后其死亡细胞的个数的变