- 1、本文档共20页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
4-培养基的灭菌要点
第三节 培养基的灭菌设备 发酵工业需纯种培养,若在培养过程中污染杂菌,则会导致: ①基质或产物因杂菌的消耗而损失,造成生产能力的下降; ②产物的提取或分离困难,造成收率降低或使产品的质量下降; ③改变反应介质的pH,使生物反应发生变化; ④分解产物,使生产过程失败; ⑤发生噬菌体污染,使生产过程失败。 为了保证培养过程的正常进行,防止染菌的发生,对大部分微生物的培养,包括实验室操作和工业生产,均需严格的灭菌。 液体培养基的灭菌的方法有: ⑴利用热能; ⑵利用化学药物; ⑶利用机械方法,例如过滤、离心分离、静电等方法; ⑷采用x—射线、β—射线、紫外线、超声波、微波、电磁波等对物料进行灭菌。 我国目前大都采用蒸汽加热灭菌。也称为湿热灭菌法。 其优点是: ⑴可采用高温短时间,培养基的营养成分的破坏较少, ⑵便于自动化,提高生产率。 (一)培养基热灭菌的动力学 在一定温度下,活的微生物杂菌细胞(包括杂菌芽孢),受热死灭过程与一级化学反应中反应物浓度随时间的减小相类似。 杂菌是一个复杂的高分子体系,其受热死亡是因蛋白质高分子物质的不活性化,结果导致蛋白质变性。这种反应同属于一级反应。 1.对数残留公式与理论灭菌时间 实验证明,杂菌在一定温度下受热死灭动力学符合化学反应的一级反应动力学,即: N:任一时刻的活细菌浓度(个/L或个/mL) t: 灭菌时间(min或s) k:反应速率常数(min-1或s-1) 上式也可以解释成微生物减少的速率与任一瞬间残留的菌数成正比。 2.十进衰减时间与反应速度常数k 3、温度对k的影响 微生物的热死灭动力学接近一级反应动力学;它的反应速率常数k与灭菌温度T的关系可用阿累尼乌斯方程表征 (二)培养基分批灭菌 (三)培养基连续灭菌 培养基连续灭菌的优点: (1)培养液受热时间短,营养成分破坏较少; (2) 设备利用率高; (3) 操作方便。适用于自动控制。 缺点:设备比较复杂,投资较大。 1、连消塔加热的连续灭菌流程(如下图 ) 待灭菌料液由连消泵送入连消塔底端,料液在此被加热蒸汽立即加热到灭菌温度,由顶部流出,进入维持罐,维持8~25min,后经喷淋冷却器冷却到生产要求的温度。 连消塔加热的连续灭菌流程 2、喷射加热的连续灭菌流程 料液高速喷出,将蒸汽吸入与之混合。 培养基在指定的灭菌温度下逗留的时间由维持段管子的长度来保证。 3、薄板换热器连续灭菌流程 培养液在设备中同时完成预热、加热灭菌、维持及冷却的过程。 由于待灭菌培养液的预热过程同时作为灭菌培养液的冷却过程,因而节约了能耗。 思考题 1、液体培养基为何要灭菌?灭菌的方法有哪些? 2、请你推导出液体热灭菌的对数残留公式,并与空气过滤除菌的对数穿透定律公式作比较,说明其意义和应用范围。 3、为何培养基灭菌时选择高温短时?试应用培养基灭菌动力学方程式说明之。 4、培养基连续灭菌的有何优点?阐述培养基连续灭菌流程设备组成及其作用。 * * 取边界条件t0=0,N=N0,对(1)积分得 上述公式即为液体热灭菌的 对数残留公式和理论灭菌时间公式。 ⑵ k 值是判断微生物受热死亡难易程度的基本依据。它的大小表示微生物受热死灭的快慢。k值愈小,t 值越大,则该微生物愈耐热。 由于细菌芽孢的k值比生长期细菌和霉菌的k值小得多,故湿热灭菌的程度要以杀死细菌的芽孢为准。 式中,R——摩尔气体常量, A及Ea分别叫指前因子(或频率因子)及活化能。 [Ea ]=J/mol , A 的单位与 k 相同。 ⑴从以上方程可以看出: ①活化能E的大小对k值有重大影响。其它条件相同时,E越高,k越低,热死速率越慢。 ②不同菌的孢子的热死灭反应E各不相同。 ③反应的E越高,lnk 对T 的变化率越大,即T的变化对k的影响越大。 ⑵试验表明,细菌孢子热死灭反应的E很高,而某些有效(营养)成分热破坏反应的E较低。 培养基灭菌时将温度提高到一定程度,会加速细菌孢子的死灭速度,稍微增大对有效成分的破坏速度。但由于灭菌时间的显著缩短,有效成分的破坏反而减少。 间歇灭菌的操作(如图): 发酵罐的空气分过滤器灭菌并用空气吹干。 进料完毕,开搅拌以防料液沉淀。 开夹套蒸气阀,使料液预热升温至80℃,关闭夹套蒸气阀门。 开空气、出料、取样阀门,进蒸气,开排汽阀,包括小辫子(进料管、补料管、接种管和排汽管)。当升温至110℃左右,控制进出汽阀门直至温度121 ℃,保温30min。 保温结束后,关过滤器排气阀、排汽阀、进汽阀;关夹套下水道阀;开冷却水进回水阀。 待罐压低于过滤器压力时,开空气进气阀通入无菌空气,通入冷却水,将培养基温度降至培养温度。 灭过菌的培养基通过一膨胀阀进入真空冷却器而急速冷却。 ※板式换热器 薄板冲压成特殊
文档评论(0)