第3章 灭菌技术问题.ppt

灭菌原理与技术简介 培养基制备与灭菌 空气灭菌流程与设备 反应器相关灭菌技术 高温灭菌 多数细菌，酵母菌和霉菌的营养细胞和病毒在50-65 oＣ10 min可以致死。一般噬菌体65－80 oＣ致死；放线菌、霉菌的孢子比营养细胞抗热性强，76－80 oＣ10min可以杀死；细菌芽孢，在100 oＣ下５－20min才能致死；同种微生物老龄菌比幼菌耐热。 该法比干热灭菌效果好，因为蛋白质在有水的情况下容易凝固，如含水50％，蛋白质凝固温度为56oＣ；含水６％蛋白质凝固温度为160-170oＣ 温度对死亡速率的影响 微生物受热死亡的活化能，一般要比营养成分热分解的活化能大得多。所以，当温度升高时，微生物死亡速率的增加，要比营养成分破坏速率的增加大得多。 在较高温度下可以通过缩短灭菌时间而减少营养成分的损失，这是高温瞬时灭菌法的理论基础。 其它常用的除菌方法 膜过滤除菌 是通过机械作用滤去液体或气体中细菌的方法。根据不同的需要选用不同的滤器和滤板材料。 微孔滤膜过滤器是由上下二个分别具有出口和入口连接装置的塑料盖盒组成，出口处可连接针头，人口处可连接针筒，使用时将滤膜装入两塑料盖盒之间，旋紧盖盒，当溶液从针筒注入滤器时，此滤器将各种微生物阻留在微孔滤膜上面，从而达到除菌的目的。根据待除菌溶液量的多少，可选用不同大小的滤器。 发酵反应器的灭菌 染菌的防治 从染菌的时间来分析 发酵早期染菌：种子带菌、培养基和设备灭菌不彻底、设备或管道有死角 中、后期染菌：中间补料、设备渗漏、操作不合理 从染菌的类型来分析 耐热性芽抱杆菌：死角或灭菌不彻底 球菌、酵母：可能是从蒸汽的冷凝水或空气中带来的 浅绿色菌落(革兰氏阴性杆菌) ：发酵罐的冷却管或夹套渗漏 霉菌：灭菌不彻底或无菌操作不严格 种子带菌的防止 a.种子带杂菌是发酵前期染菌的原因之一。在每次接种后应留取少量的种子悬浮液进行平板、肉汤培养，借以说明是否是种子中带杂菌。种子培养的设备和装置有无菌室、灭菌锅和摇瓶机等。 b.把无菌培养皿平板打开盖子在无菌室内放置30分钟，根据一般工厂的经验，长出的菌落在3个以下为好。 c.保证摇瓶间的清洁卫生;摇瓶内液体装料不宜过多;瓶口包扎的纱布一般为八层以上。 种子培养或种子罐中发现污染 。 发酵早期染菌可以适当添加营养物质，重新灭菌后再接种发酵。 中后期染菌，如果杂菌的生长将影响发酵的正常进行或影响产物的提取时，应该提早放罐。 有些发酵染菌后发酵液中的碳、氮源还较多，如果提早放罐，这些物质会影响后处理提取使产品取不出，此时应先设法使碳、氮源消耗，再放罐提取。 有时发酵罐偶而染菌，原因一时又找不出，一般可以采取以下措施： 连续灭菌系统前的料液贮罐在每年4一10月份(杂菌较旺盛生长的时间)加入0.2%甲醛，加热至80°C，存放处理4小时，以减少带入培养液中的杂菌数。 对染菌的罐，在培养液灭菌前先加甲醛进行空消处理。甲醛用量每立方米罐的体积0.12~0.17升。 对染菌的种子罐可在罐内放水后进行灭菌，灭菌后水量占罐体的三分之二以上。这是因为细菌芽孢较耐干热而不耐湿热的缘故。 The End 掌 握 常见灭菌方法和原理 试验室和工业发酵操作 染菌的防治 间歇灭菌 2.培养基间歇灭菌 又称分批灭菌，是将配制好的培养基和所有设备一起 进行灭菌的操作，也称实罐灭菌。 特点 是不需其他的附属设备，操作简便，国内外常用。 缺点是加热和冷却时间较长，营养成分有损失，罐利用低。 为中小型生产企业采用。 分批灭菌过程 升温、保温和降温，灭菌主要是在保温过程中实现的，在升温的后期和冷却的初期，培养基的温度很高，因而对灭菌也有一定贡献。 T 灭菌温度 to t1 t2 t3 time N1 N2 N 升温 保温 降温 N0 Ln(N0 / N1) Ln(N2 / N) Ln(N1 / N2) 要求绝对的无菌在工业上很难做到，因为由对数残存律可知： N=0， t=∞ 。因此，绝对的无菌很难做到。 设计中常采用N＝0.001（1000次灭菌中有一次失败） 间歇灭菌的升温阶段和降温阶段对灭菌的贡献相对较小， 而对培养基中维生素类物质的破坏作用则可能很严重。 应尽量缩短提温和降温阶段。 生产中一般采取121℃维持30min的方法。 3.培养基连续灭菌 连续灭菌时，培养基能在短时间内加热到保温温度并能 很快被冷却，因此，与分批灭菌相比，可在更高的温度 下灭菌，而保温时间则很短，有利于减少营养物质的破坏。 此法除菌的最大优点是可以不破坏溶液中各种物质的化学成分，但由于