文档介绍:灭菌及无菌空气的制备
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发酵工程无菌技术:
纯培养发酵技术:发酵全过程只有生产菌,无杂菌
第五章 灭菌及无菌空气制备
在发酵过程中夹杂其它杂菌造成的不良后果:
杂菌污染使基质或产物被杂菌消耗,造成生产能力下降;
杂菌产生的某些代谢产物,改变了培养液的理化性质,使提取精制发生困难;
杂菌可能会降解目的产物,使得生产过程失败;
杂菌会污染最终产品;
发酵时如污染噬菌体,可使生产菌发生溶菌现象,使生产失败
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为了保证培养过程的正常进行,在接种要培养的微生物之前,需要进行灭菌与消毒。
灭菌对象:培养基;设备与管道;空气系统;流加料、消泡剂;
必要时还有对生产环境进行消毒,防止杂菌和噬菌体
工业上具体措施包括:
1)使用的培养基和设备须经灭菌;
2)好氧培养中使用的空气应经除菌处理
3)设备应严密,发酵罐维持正压环境;
4)培养过程中加入的物料应经过灭菌;
5)使用无污染的种子。
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消毒与灭菌在发酵工业中的应用
消毒(disinfection):用物理或化学方法杀死物料、容器器具内外病原微生物,而对被消毒的物体基本无害的措施。一般只能杀死营养细胞,例如巴氏消毒法(60℃,30min)。
灭菌(sterilization):用物理或化学方法杀死或除去物料、空气容器等环境中所有微生物,包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。
关系:消毒不一定达到灭菌的要求,而灭菌可以达到消毒的目的。
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常用消毒、灭菌原理与方法
化学药剂消毒:甲醛或新洁尔灭、高锰酸钾等
使蛋白质凝固变性、酶失活;破坏细胞膜;
物理方法
辐射灭菌:紫外线、X射线,高能辐射与菌体核酸光化学反应
干热灭菌法:氧化作用、高温使蛋白质变性和电解质浓缩中毒
湿热灭菌法(最常用):蒸汽热使蛋白质变性,大分子氢键收到破坏;
过滤介质除菌√:微生物不能透过滤膜而除菌
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湿热灭菌法
蒸汽具有强的热穿透力,灭菌易于彻底,效果最好,应用饱和蒸汽进行灭菌最为普遍。
适用范围:广泛应用于生产设备及培养基的灭菌
例如:实验室内的高压蒸汽灭菌、发酵车间采用的设备空消和培养基实消。
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过滤介质除菌法
过滤介质除菌
采用适当的过滤介质对热敏性的液体或气体进行过滤,去除微生物的方法。
液体:
气体:纤维介质滤材捕捉极微小的悬浮微生物
适用范围:对压缩空气制备无菌空气;酶溶液、啤酒及其他不耐热化合物溶液除菌。
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高压蒸汽灭菌利用饱和蒸汽的高温杀死微生物的同时,高温还可能造成培养基成分的损失。
培养基灭菌的要求:
达到要求的无菌程度
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
合理选择灭菌条件的关键:了解灭菌温度、时间对微生物死亡和培养基成分破坏的关系。
第一节 培养基和发酵设备的灭菌
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致死温度:杀死微生物的极限(最低)温度。
在致死温度下,杀死全部微生物所需要的时间成为致死时间;
在致死温度以上,温度愈高,致死时间愈短。
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用湿热灭菌方法对培养基灭菌时,加热的温度和时间对微生物死亡和营养成分均有破坏作用,因而选择一种既能达到灭菌要求又能减少营养成分被破坏的温度和受热时间,是研究培养基灭菌质量的重要内容。
培养基的营养成分的破坏和菌体死亡都符合Arrhenius Equation方程:
一、培养基的灭菌温度选择
微生物
营养成分
反应速度常数增加的倍数
K值为比死亡速率
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