第五章 培養(yǎng)基滅菌及空氣除菌

1、第5章培養(yǎng)基滅菌和空氣除菌培養(yǎng)基滅菌和空氣除菌教研室：生物工程教師姓名：余有貴課程名稱發(fā)酵工藝學(xué)授課專業(yè)及班次09級(jí)食品科學(xué)與工程方向授課內(nèi)容培養(yǎng)基滅菌和空氣除菌授課方式及學(xué)時(shí)講授與自學(xué)、8H目的要求掌握工業(yè)用培養(yǎng)基濕熱滅菌的原理和方法、不同空氣除菌流程的特點(diǎn)，熟悉發(fā)酵工業(yè)對(duì)無菌空氣質(zhì)量的要求和介質(zhì)除菌過濾的機(jī)理，了解空氣過濾器的特性。重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）教學(xué)重點(diǎn)：培養(yǎng)基的濕熱滅菌、空氣的介質(zhì)過濾除菌（2）教學(xué)難點(diǎn)：培養(yǎng)基連續(xù)滅菌與空氣的介

2、質(zhì)過濾除菌的流程選擇講授內(nèi)容及時(shí)間分配（1）滅菌的意義和方法（2）培養(yǎng)基的濕熱滅菌（3）空氣的除菌（4）無菌檢測(cè)及發(fā)酵廢氣廢物的安全處理參考資料（1）田洪濤.現(xiàn)代發(fā)酵工藝原理與技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社2007（2）余龍江.發(fā)酵工程原理與技術(shù)應(yīng)用.化學(xué)工業(yè)出版社2006（3）俞俊棠唐孝宣等.新編生物工藝學(xué).化學(xué)工業(yè)出版社2003（4）姚汝華主編.微生物工程工藝原理(第二版).廣州:華南理工大學(xué)出版社2005教學(xué)過程教學(xué)過程一、滅菌的意義和方法

3、一、滅菌的意義和方法1、滅菌的意義采用強(qiáng)烈的理化因素使任何物體內(nèi)外部的一切微生物永遠(yuǎn)喪失其生長(zhǎng)繁殖能力的措施，稱為滅菌，例如各種高溫滅菌措施等。保證純種發(fā)酵，防止雜菌和噬菌體污染。消毒是一種采用較溫和的理化因素，僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對(duì)人體有害的病原菌，而對(duì)被消毒的物體基本無害的措施。2、滅菌的方法（1）火焰滅菌：接種時(shí)使用灼燒是一種最徹底的干熱滅菌方法，但它只能用于接種環(huán)、接種針等少數(shù)對(duì)象的滅菌（2）干熱滅菌法：適于滅菌后要求保持

4、干燥狀態(tài)的物料，將金屬制品或清潔玻璃器皿放入電熱烘箱內(nèi)，在150～170℃下維持1～2小時(shí)后，即可達(dá)到徹底滅菌的目的。在這種條件下，可使細(xì)胞膜破壞、蛋白質(zhì)變性、原生質(zhì)干燥，以及各種細(xì)胞成分發(fā)生氧化。τ=(2.303k)log(NoNs)τ滅菌時(shí)間（秒）k比死亡速率，與菌的種類和加熱溫度有關(guān)（s－１）No滅菌開始時(shí)，污染的培養(yǎng)基中雜菌個(gè)數(shù)（個(gè)／ml）Ns經(jīng)過滅菌時(shí)間τ后，殘存活菌個(gè)數(shù)（個(gè)／ml）1）雜菌雖然是一個(gè)復(fù)雜的高分子體系，但其受熱

5、被殺死，主要原因是高溫能使蛋白質(zhì)變性，這種反應(yīng)屬與單分子反應(yīng)，因此雜菌在一定溫度下受熱死亡也遵循單分子反應(yīng)方程。2）從上式可知：要做到絕對(duì)無菌，即N=0，則時(shí)間τ將無限大。故在實(shí)際計(jì)算中取N=103，即每處理1000批中只殘留一個(gè)活菌數(shù)，該值在工程上已足夠了。1.4滅菌溫度與菌死亡反應(yīng)速度常數(shù)的關(guān)系k=Ae⊿ERT式中：K——菌死亡的速度常數(shù)（s－１），當(dāng)反應(yīng)物的濃度為單位濃度時(shí)，則反應(yīng)速度常數(shù)在數(shù)值上等于反應(yīng)速度△E—活化能，Jmol

6、A——阿累尼烏斯常數(shù)（s－１）R——?dú)怏w常數(shù)（8.314J／mol.K）T——絕對(duì)溫度（K）1.5培養(yǎng)基成分受熱破壞規(guī)律（看作一級(jí)反應(yīng)）dcdt=kdc式中：C為對(duì)熱敏性物質(zhì)的濃度；kd為分解速率常數(shù)（s－１），1.6高溫快速滅菌法優(yōu)于低溫長(zhǎng)時(shí)間滅菌法：當(dāng)滅菌溫度升高時(shí)，菌的比死亡速率增加較培養(yǎng)基成分分解速率常數(shù)快，因而在較高的溫度下可以縮短滅菌時(shí)間而保留較多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。2、影響培養(yǎng)基滅菌的因素（1）培養(yǎng)基中的顆粒與物理狀態(tài)培養(yǎng)基中的顆

7、粒物質(zhì)大，滅菌困難，反之，滅菌容易。一般說來，含有顆粒對(duì)培養(yǎng)基滅菌影響不大，但在培養(yǎng)基混有較大顆粒，特別是存在凝結(jié)成團(tuán)的膠體時(shí)，會(huì)影響滅菌效果，必須過濾除去。培養(yǎng)基的物理狀態(tài)對(duì)滅菌具有極大的影響，固體培養(yǎng)基的滅落時(shí)間要比液體培養(yǎng)基的滅菌時(shí)間長(zhǎng)，假如lOO℃時(shí)液體培養(yǎng)基的滅菌時(shí)間為1h，而固體培養(yǎng)基則需要2～3h才能達(dá)到同樣的滅菌效果。其原因在于液體培養(yǎng)基滅菌時(shí)，熱的傳遞除了傳導(dǎo)作用外還有對(duì)流作用，而固體培養(yǎng)基則只有傳導(dǎo)作用而沒有對(duì)流作用