文档介绍：第四章发酵工业的无菌技术
为什么要灭菌?P57
杂菌污染,使生物化学反应的基质或产物消耗,造成产率下降
杂菌产生的某些代谢产物,或染菌后发酵液的某些理化性质的改变,使产物的提取变得困难,造成得率降低或产品质量下降
杂菌可能会分解产物而使生产失败
杂菌大量繁殖,会改变反应介质的pH,从而使生化反应发生异常变化
发生噬菌体污染,微生物细胞被裂解而使生产失败
怎样保证纯种培养?
生产设备灭菌并保证无泄漏
所用培养基必须灭菌
通入的气体应经除菌处理
种子无污染
培养过程中加入的物料经灭菌处理,并在加入过程中确保无污染(连续培养)
干热灭菌法
火焰灭菌法
电磁波、射线灭菌法
湿热灭菌法(主要是高压蒸汽灭菌)
化学药剂灭菌法
过滤除菌法
进行干热灭菌时,微生物细胞发生氧化,微生物体内蛋白质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。
由于微生物对于热的耐受力比对湿热强得多,故干热灭菌所需的温度要高,时间要长,一般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可以采用干热灭菌法。
利用火焰直接杀死微生物的灭菌法称为火焰灭菌法。该法方法简单,灭菌彻底,但使用范围有限,仅适用于接种针、玻璃棒、三角瓶口等的灭菌。
利用电磁波、紫外线、X射线、γ射线或放射性物质产生的高能粒子进行灭菌,以紫外线最常用。
紫外线对芽胞和营养细胞都能起作用,但细菌芽胞和霉菌孢子对紫外线的抵抗力强。
紫外线的穿透力低,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左右灭菌效率最高。
除紫外线外,X射线和γ射线也可进行灭菌。
利用饱和蒸汽进行灭菌
原理:水的沸点随水蒸气压力的增加而上升,高压情况下可获得高温的水蒸汽。借助蒸汽的高温和蒸汽释放的潜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
从灭菌效果来看,由于蒸汽有很强的穿透能力,湿热灭菌对耐热芽胞杆菌来说,温度升高10℃时,灭菌速度常数可增加8~10倍,对营养细胞更高。另外蒸汽冷凝为水时还要释放出潜热,因此温度可进一步提高
蒸汽来源方便,价格低廉,灭菌效果可靠
湿热灭菌法是目前最常用的灭菌方法,一般的湿热灭菌条件为121℃,30min
某些化学药剂能与微生物发生反应而具有杀菌的作用。
化学药剂适用于生产车间环境的灭菌,接种操作前小型器具的灭菌等。
化学药品的灭菌使用方法,根据灭菌对象的不同有浸泡、添加、擦拭、喷洒、气态熏蒸等。
灭菌方法 P64
§1 培养基的灭菌 P65
本节内容
培养基的湿热灭菌原理
培养基的分批灭菌
培养基的连续灭菌
湿热灭菌原理
灭菌不利方面
由于蒸汽具有很强的穿透能力,而且在冷凝时会放出大量的冷凝热,很容易使蛋白质凝固而杀死各种微生物。
会破坏培养基中的营养成分,甚至会产生不利于菌体生长的物质。因此,在工业培养过程中,除了尽可能杀死培养基中的杂菌外,还要尽可能减少培养基中营养成分的损失
一、湿热灭菌的原理 P65
微生物对热的抵抗力常用“热阻”表示
热阻:微生物在某一特定条件下(主要是温度和加热方式)下的致死时间。
相对热阻: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。
1、微生物的热阻P65
致死时间:在致死温度下,杀死全部微生物所需的时间。
致死温度:杀死微生物的极限温度。
灭菌方式
大肠杆菌
霉菌孢子
细菌芽孢
噬菌体或病毒
干热灭菌
1
2-10
1000
1
湿热灭菌
1
2-10
3×105
1-5
苯酚
1
1-2
1×109
30
甲醛
1
2-10
250
2
紫外线
1
5-100
2-5
5-10
相对热阻
2、对数残留定律P65
※对数残留定律:在一定温度下,微生物受热死亡的速率与任何瞬间残留的活菌数成正比
d N
d t
= -kN
N——培养基中残留活菌数,个;
t——受热时间,min;
k——反应速率常数,或比死亡速率常数,min-1。
反应速率常数k随微生物种类和加热温度而变化。
t=
k
lg
N0
Nt
N0——开始灭菌时原菌数,个
Nt——经时间t后残留菌数,个。