PDF《第五章》

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第五章 培养基及设备的灭菌

2 2 本章讲述的内容

第一节 培养基灭菌的目的、要求 和方法

第二节 湿热灭菌的理论基础

第三节 培养基灭菌的工程设计

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第一节 培养基灭菌的目的、要 求和方法

一、定义 1,培养基灭菌的定义 ? 是指从培养基中杀灭有生活能力的细菌 营养体及其孢子,或从中将其除去.

工 业规模的液体培养基灭菌,杀灭杂菌比 除去杂菌更为常用.

4 4 2,灭菌与消毒的区别 ? 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 ? 消毒:用物理或化学方法杀死物料、容器、器皿内外的病源微生物.

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二、培养基灭菌的目的 1,在发酵过程中夹杂其它杂菌造成的后果: ? 生产菌和杂菌同时生长,生产菌丧失生产能力;

? 在连续发酵过程中,杂菌的生长速度有时会比生 产菌生长得更快,结果使发酵罐中以杂菌为主;

? 杂菌及其产生的物质,使提取精制发生困难 ? 杂菌会降解目的产物;

? 杂菌会污染最终产品,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 .

6 6 2,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)使用无污染的纯粹种子.

7 7 3,培养基灭菌的目的 ? 杀灭培养基中的微生物,为后续发 酵过程创造无菌的条件.

8 8 4,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: C 培养基中不同营养成分间的相互作用;

C 对热不稳定的组分如氨基酸和维生素等 的分解.

9 9 4,灭菌的方法 ? 化学法 C 化学药品灭菌法 ? 物理法 C 干热灭菌法 C 湿热灭菌法 C 射线灭菌法

10 10 5,湿热灭菌的原理 ? 每一种微生物都有一定的最适生长温度 范围.当微生物处于最低温度以下时, 代谢作用几乎停止而处于休眠状态.当 温度超过最高限度时,微生物细胞中的 原生质胶体和酶起了不可逆的凝固变性 ,使微生物在很短时间内死亡,加热灭 菌即是根据微生物这一特性而进行的.

11 11 6,湿热灭菌中的相关定义 ? 杀死微生物的极限温度称为致死温度. 在致死温度下,杀死全部微生物所需的时 间称为致死时间;

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.

12 12 各种微生物对湿热的相对热阻 1~5 病毒和噬菌体 2~10 霉菌孢子 3*106 细菌芽孢 1.0 营养细胞和酵母 相对热阻 微生物

13 13 7,湿热灭菌的优点 ? 蒸汽来源容易,操作费用低,本身无毒 ;

? 蒸汽有强的穿透力,灭菌易于彻底;

? 蒸汽有很大的潜热;

? 操作方便,易管理.

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第二节 湿热灭菌的理论基础 一,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: C 杂菌孢子的热灭死动力学 C 反应器的形式和操作方式 C 培养基中有效成分受热破坏的可接受范围