培养基灭菌及设备灭菌.ppt

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1、11、培养基灭菌及灭菌设备、培养基灭菌及灭菌设备1、灭菌的方法、灭菌的方法2、培养基的灭菌、培养基的灭菌3、培养基的分批灭菌、培养基的分批灭菌4、培养基的连续灭菌、培养基的连续灭菌1 1 1 1，在发酵过程中夹杂其它杂菌造成的后果：，在发酵过程中夹杂其它杂菌造成的后果：，在发酵过程中夹杂其它杂菌造成的后果：，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；生产菌和杂菌同时生长，生产菌丧失生产能力；生产菌和杂菌同时生长，生产菌丧失生产能力；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在连续发酵过程中，杂菌的生长速度有时会比生在

2、连续发酵过程中，杂菌的生长速度有时会比生在连续发酵过程中，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；产菌生长得更快，结果使发酵罐中以杂菌为主；产菌生长得更快，结果使发酵罐中以杂菌为主；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及其产生的物质，使提取精制发生困难杂菌及其产生的物质，使提取精制发生困难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；杂菌会降解目的产物；杂菌会降解目的产物；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；杂菌会污染最终产品，杂菌会污染最终产品；杂菌会污染最终产品，杂菌会污染最终产品

3、；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。发酵时如污染噬菌体，可使生产菌发生溶菌现象。发酵时如污染噬菌体，可使生产菌发生溶菌现象。发酵时如污染噬菌体，可使生产菌发生溶菌现象。2 2 2 2，工业上具体措施包括：，工业上具体措施包括：，工业上具体措施包括：，工业上具体措施包括：1 1 1 1）使用的培养基和设备须经灭菌；）使用的培养基和设备须经灭菌；）使用的培养基和设备须经灭菌；）使用的培养基和设备须经灭菌；2 2 2 2）好氧培养中使用的空气应经除菌处理；）好氧培养中使用的空气应经除菌处理；）好氧培养中使用的空气应经除菌处理；）好氧培养中使用的空气应

4、经除菌处理；3 3 3 3）设备应严密，发酵罐维持正压环境；）设备应严密，发酵罐维持正压环境；）设备应严密，发酵罐维持正压环境；）设备应严密，发酵罐维持正压环境；4 4 4 4）培养过程中加入的物料应经过灭菌；）培养过程中加入的物料应经过灭菌；）培养过程中加入的物料应经过灭菌；）培养过程中加入的物料应经过灭菌；5 5 5 5）使用无污染的纯粹种子。）使用无污染的纯粹种子。）使用无污染的纯粹种子。）使用无污染的纯粹种子。3 3 3 3，培养基灭菌的目的，培养基灭菌的目的，培养基灭菌的目的，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杀灭培养基中的微生物，为后续发酵过程创造无杀灭培养

5、基中的微生物，为后续发酵过程创造无杀灭培养基中的微生物，为后续发酵过程创造无菌的条件。菌的条件。菌的条件。菌的条件。4 4 4 4，培养基灭菌的要求，培养基灭菌的要求，培养基灭菌的要求，培养基灭菌的要求达到要求的无菌程度（达到要求的无菌程度（达到要求的无菌程度（达到要求的无菌程度（10101010-3-3-3-3）尽量减少营养成分的破坏，在灭菌过程中，培养基尽量减少营养成分的破坏，在灭菌过程中，培养基尽量减少营养成分的破坏，在灭菌过程中，培养基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：组分的破坏，是由两个基本类型的反应引起的：组分的破坏，是由两个基本

6、类型的反应引起的：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；培养基中不同营养成分间的相互作用；培养基中不同营养成分间的相互作用；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。对热不稳定的组分如氨基酸和维生素等的分解。对热不稳定的组分如氨基酸和维生素等的分解。对热不稳定的组分如氨基酸和维生素等的分解。二、培养基的灭菌二、培养基的灭菌一、灭菌的方法一、灭菌的方法灭菌：用理化方法杀死或除去物料或设备灭菌：用理化方法杀死或除去物料或设备中一切有生命物质的过程。常用的有：中一切有生命物质的过程。常用的有：1、化学药剂灭菌、化学药剂灭菌常用的

7、灭菌剂常用的灭菌剂化学物质名称化学物质名称有效浓度有效浓度化学物质名称化学物质名称有效浓度有效浓度新洁尔灭新洁尔灭(苯扎溴苯扎溴铵铵)0.25%甲醛甲醛37%杜灭芬杜灭芬0.25%戊二醛戊二醛2%高锰酸钾高锰酸钾0.1%-0.25%苯酚苯酚0.1%-0.15%漂白粉漂白粉5%过氧乙酸过氧乙酸0.02%-0.2%酒精酒精75%焦碳酸二乙酯焦碳酸二乙酯0.01%-0.1%煤酚皂（来苏尔）煤酚皂（来苏尔）1%5%*2、射线灭菌、射线灭菌原理：利用高能量的电磁辐射与菌体核酸原理：利用高能量的电磁辐射与菌体核酸的光化学反应造成菌体死亡。的光化学反应造成菌体死亡。常用：紫外线、常用：紫外线、X射线和射线和

8、射线。射线。使用范围：用于室内空气及器皿表面灭菌使用范围：用于室内空气及器皿表面灭菌 3干热灭菌干热灭菌 原理：利用高温对微生物有氧化、蛋白质变原理：利用高温对微生物有氧化、蛋白质变性和电解质浓缩作用而杀灭微生物。性和电解质浓缩作用而杀灭微生物。常常用用方方法法：灼灼烧烧和和电电热热箱箱加加热热，140-180 1-2小时小时 使用范围：玻璃及金属用具及沙土管灭菌使用范围：玻璃及金属用具及沙土管灭菌4湿热灭菌湿热灭菌 原理：蒸汽冷凝放出大量潜热，具有穿透力，且在原理：蒸汽冷凝放出大量潜热，具有穿透力，且在原理：蒸汽冷凝放出大量潜热，具有穿透力，且在原理：蒸汽冷凝放出大量潜热，具有穿透力，且在高

9、温有水分条件下，蛋白质易变性。高温有水分条件下，蛋白质易变性。高温有水分条件下，蛋白质易变性。高温有水分条件下，蛋白质易变性。常用方法：常用方法：常用方法：常用方法：水煮常压灭菌：水煮常压灭菌：水煮常压灭菌：水煮常压灭菌：100100饱和蒸汽灭菌：一般饱和蒸汽灭菌：一般饱和蒸汽灭菌：一般饱和蒸汽灭菌：一般121121，15-2015-20分钟分钟分钟分钟使用范围：培养基和发酵设备灭菌使用范围：培养基和发酵设备灭菌使用范围：培养基和发酵设备灭菌使用范围：培养基和发酵设备灭菌。5过滤除菌过滤除菌 原理：利用微生物不能透过滤膜除菌。原理：利用微生物不能透过滤膜除菌。方法方法:0.010.45 m孔径

10、滤膜，孔径滤膜，使用范围：用于压缩空气、酶溶液及其他使用范围：用于压缩空气、酶溶液及其他不耐热化合物溶液除菌。不耐热化合物溶液除菌。（一）灭菌的原理（一）灭菌的原理l l1 1、热阻：微生物对热的抵抗能力用热阻表示。、热阻：微生物对热的抵抗能力用热阻表示。、热阻：微生物对热的抵抗能力用热阻表示。、热阻：微生物对热的抵抗能力用热阻表示。微生物微生物微生物微生物相相相相对对对对热热热热阻阻阻阻营营营营养养养养细细细细胞胞胞胞和酵母和酵母和酵母和酵母细细细细菌芽菌芽菌芽菌芽孢孢孢孢霉菌霉菌霉菌霉菌孢孢孢孢子子子子病毒和噬病毒和噬病毒和噬病毒和噬菌体菌体菌体菌体1.01.03103106 621021

11、01515l l2 2、对数残留定律、对数残留定律、对数残留定律、对数残留定律N N：任一时刻的活细菌浓度（个：任一时刻的活细菌浓度（个：任一时刻的活细菌浓度（个：任一时刻的活细菌浓度（个/L/L）t t：时间（：时间（：时间（：时间（minmin）K K：比热死速率常数（：比热死速率常数（：比热死速率常数（：比热死速率常数（minmin-1-1）l l 死亡速率死亡速率死亡速率死亡速率理论灭菌时间的计算（积分）理论灭菌时间的计算（积分）理论灭菌时间的计算（积分）理论灭菌时间的计算（积分）N0 log N实际灭菌的经验数据实际灭菌的经验数据实际灭菌的经验数据实际灭菌的经验数据 高温灭菌高温灭菌

12、高温灭菌高温灭菌(High temperature setrilization)(High temperature setrilization)120120，维持，维持，维持，维持(Maintaining)20-30(Maintaining)20-30分钟分钟分钟分钟K比死亡速率（比死亡速率（s-1）NO-开始时菌个数开始时菌个数N -残存菌个数残存菌个数 工程上，工程上，N为为10-3/罐罐灭菌温度与菌死亡反应速度常数的关系灭菌温度与菌死亡反应速度常数的关系灭菌温度与菌死亡反应速度常数的关系灭菌温度与菌死亡反应速度常数的关系阿累尼乌斯公式：阿累尼乌斯公式：阿累尼乌斯公式：阿累尼乌斯公式：K=

13、AK=Aexpexp-E/RTE/RT K K菌死亡的速度常数菌死亡的速度常数菌死亡的速度常数菌死亡的速度常数 AA阿累尼乌斯常数阿累尼乌斯常数阿累尼乌斯常数阿累尼乌斯常数 expexp2.712.71 EE杀死细菌孢子的活化能（杀死细菌孢子的活化能（杀死细菌孢子的活化能（杀死细菌孢子的活化能（J/K mol J/K mol）R R气体常数（气体常数（气体常数（气体常数（mol molKK)T T绝对温度（绝对温度（绝对温度（绝对温度（K K）灭灭菌温菌温度度（CC）达到达到灭灭菌程度菌程度的的时间时间（minmin）维维生素生素B B1 1的的损损失（失（%）1001001101101201

14、2013013014014015015084384375757.67.60.8510.8510.1070.1070.0150.01599.9999.998989272710103 31 1三、培养基的分批灭菌三、培养基的分批灭菌定义：定义：将将配配制制好好的的培培养养基基输输入入发发酵酵罐罐中中，用用蒸蒸汽汽加加热热，使使培培养养基基和和设设备备同同时时灭灭菌菌的的一一种种灭灭菌方式。菌方式。1，分批灭菌的设计，分批灭菌的设计在发酵罐中进行实罐灭菌，是典型的分批灭菌。在发酵罐中进行实罐灭菌，是典型的分批灭菌。全过程包括升温、保温、冷却三个过程全过程包括升温、保温、冷却三个过程2，保证灭菌成功的

15、要素，保证灭菌成功的要素内部结构合理内部结构合理内部结构合理内部结构合理(主要是无死角主要是无死角主要是无死角主要是无死角)，焊缝及轴封装，焊缝及轴封装，焊缝及轴封装，焊缝及轴封装置可靠，蛇管无穿孔现象置可靠，蛇管无穿孔现象置可靠，蛇管无穿孔现象置可靠，蛇管无穿孔现象压力稳定的蒸汽压力稳定的蒸汽压力稳定的蒸汽压力稳定的蒸汽合理的操作方法。合理的操作方法。合理的操作方法。合理的操作方法。3，培养基灭菌过程中应注意的问题培养基灭菌过程中应注意的问题温度和压力的关系温度和压力的关系温度和压力的关系温度和压力的关系泡沫问题泡沫问题泡沫问题泡沫问题投料过程中，麸皮和豆饼粉等固形物在罐壁上残投料过程中，麸

16、皮和豆饼粉等固形物在罐壁上残投料过程中，麸皮和豆饼粉等固形物在罐壁上残投料过程中，麸皮和豆饼粉等固形物在罐壁上残留的问题留的问题留的问题留的问题灭菌结束后应立即引入无菌空气保压灭菌结束后应立即引入无菌空气保压灭菌结束后应立即引入无菌空气保压灭菌结束后应立即引入无菌空气保压分批灭菌的优缺点分批灭菌的优缺点优点优点设备投资较少设备投资较少设备投资较少设备投资较少染菌的危险性较小染菌的危险性较小染菌的危险性较小染菌的危险性较小人工操作较方便人工操作较方便人工操作较方便人工操作较方便对培养基中固体物质含量较多时更为适宜对培养基中固体物质含量较多时更为适宜对培养基中固体物质含量较多时更为适宜对培养基中固

17、体物质含量较多时更为适宜缺点缺点灭菌过程中蒸汽用量变化大，造成锅炉负荷波灭菌过程中蒸汽用量变化大，造成锅炉负荷波灭菌过程中蒸汽用量变化大，造成锅炉负荷波灭菌过程中蒸汽用量变化大，造成锅炉负荷波动大，一般只限于中小型发酵装置。动大，一般只限于中小型发酵装置。动大，一般只限于中小型发酵装置。动大，一般只限于中小型发酵装置。四、培养基的连续灭菌四、培养基的连续灭菌定定定定义义义义：将将将将培培培培养养养养基基基基通通通通过过过过专专专专门门门门设设设设计计计计的的的的灭灭灭灭菌菌菌菌器器器器，进进进进行行行行连连连连续续续续流流流流动动动动灭灭灭灭菌菌菌菌后后后后，进进进进入入入入预预预预先先先先灭

18、灭灭灭过过过过菌菌菌菌的的的的发发发发酵酵酵酵罐罐罐罐中中中中的的的的灭灭灭灭菌菌菌菌方式。方式。方式。方式。常见的连续灭菌的流程常见的连续灭菌的流程常见的连续灭菌的流程常见的连续灭菌的流程连消塔连消塔连消塔连消塔喷淋冷却连续灭菌流程喷淋冷却连续灭菌流程喷淋冷却连续灭菌流程喷淋冷却连续灭菌流程喷射加热连续灭菌流程喷射加热连续灭菌流程喷射加热连续灭菌流程喷射加热连续灭菌流程薄板换热器连续灭菌流程薄板换热器连续灭菌流程薄板换热器连续灭菌流程薄板换热器连续灭菌流程连续灭菌的优缺点连续灭菌的优缺点优点优点保留较多的营养质量保留较多的营养质量保留较多的营养质量保留较多的营养质量容易放大，较易自动控制；容

19、易放大，较易自动控制；容易放大，较易自动控制；容易放大，较易自动控制；糖受蒸汽的影响较少；糖受蒸汽的影响较少；糖受蒸汽的影响较少；糖受蒸汽的影响较少；缩短灭菌周期；缩短灭菌周期；缩短灭菌周期；缩短灭菌周期；在某些情况下，可使发酵罐的腐蚀减少；在某些情况下，可使发酵罐的腐蚀减少；在某些情况下，可使发酵罐的腐蚀减少；在某些情况下，可使发酵罐的腐蚀减少；发酵罐利用率高，蒸汽负荷均匀。发酵罐利用率高，蒸汽负荷均匀。发酵罐利用率高，蒸汽负荷均匀。发酵罐利用率高，蒸汽负荷均匀。缺点缺点设备比较复杂，投资较大。设备比较复杂，投资较大。设备比较复杂，投资较大。设备比较复杂，投资较大。思考题培养基的灭菌方法培养基的灭菌方法?分批灭菌的优缺点分批灭菌的优缺点?连续灭菌的优缺点连续灭菌的优缺点?常见的连续灭菌的流程常见的连续灭菌的流程?