Chapter 16_0920干热灭菌和去热源.pdf

16 干热灭菌和去热原 16.1 前言 对于能够耐受高温且不容易被蒸汽穿透或者容易被湿热破坏的材料，通常选用干热灭菌法灭 菌。干热灭菌通常用于对粉末、油品、油脂、玻璃制品和不锈钢设备的灭菌。由于干热对微生物的 杀灭率低于同一温度下的饱和蒸汽，所以干热灭菌需要更高的温度和（或）更长时间。但是，湿热 灭菌的许多基本概念及开发的方法原理，通常也适用于干热灭菌。例如，为了比较干热工艺的灭菌 效果，可采用一个与 值相类似的等效灭菌值 。用于计算 的参照温度通常设定在 160℃， Z 0 值通常被假定为 20 ℃ (PDA TR#3, 2013) 。用公式 16.1 表示。根据灭菌效果的高低，干热灭菌工 艺也分为过度灭菌工艺和根据产品特性设定的灭菌工艺。根据产品特性设定的灭菌工艺的灭菌效果 应确保灭菌物品的污染率不超过百万分之一（PNSU ≤ 10−6）。过度杀灭工艺的灭菌效果应能使耐 热孢子数量下降 12 个对数单位或以上。 2 T−160 = � 10 20 公式 16.1 1 除了用于对物品的灭菌外，干热工艺被越来越多地应用于无菌工艺产品包装容器的去热原。 去热原的效果评价通常采用标准细菌内毒素的对数下降值表示。由于细菌内毒素等热原的热稳定性 非常高，去热原工艺的 通常需要远远大于灭菌工艺的 值。一个有效的去热原工艺应能确保被 灭菌物品内的细菌内毒素下降至少三个对数单位。采用数学模型计算等效去热原效果时，参照温度 通常取 250 ℃，Z 值通常不低于 46.4 ℃（ Agalloco, 2008; PDA TR#3, 2013; and Tsuji and Harrison, 1978）。用以下公式表示： 2 T−250 = � 10 46.4 公式 16.2 1 本章首先讨论干热灭菌和去热原的基本原理。然后讨论干热灭菌和去热原工艺开发、验证与 应用。 16.2 干热灭菌和去热原的基本原理 干热灭菌主要用于玻璃等物品的灭菌和去热原。与湿热灭菌工艺相比，干热灭菌的应用范围 相对较小，这主要是由以下几个因素决定的。湿热饱和蒸汽在灭菌的升温和保温阶段会发生相变， 相变过程中会释放大量的潜热，从而使被灭菌物品迅速升温。而干热灭菌的传热介质没有相变过程， 灭菌物品的升温速度较慢。湿热灭菌时有压力存在，当某部位的蒸汽发生相变时，例如，由 1 克蒸 汽变成 1 克冷凝水时，体积缩小了~1700 倍，形成局部负压，周围的蒸汽迅速过来补充，发挥了蒸 汽 “穿透性”的功效，从而保持整个灭菌腔室内有较好的温度均一性。干热灭菌时腔室内压力较低， 也不存在相变，因此温度分布均一性差。与饱和蒸汽相比，空气具有一定的隔热性（热容量低）， 导致干热灭菌腔室内温差较大并且需要更长的加热时间。 影响和决定干热灭菌效果的主要因子包括暴热温度、暴热时间和微生物的含水量。微生物的 含水量取决于微生物的种类 （革兰氏阳性、阴性等）、生理状态 （生长态或孢子等）、及其所处的环 境 （如开放性环境、密闭环境和环境气压）。在干热状态下，微生物细胞内的蛋白质和遗传物质会 发生变性并失去活性，导致微生物死亡。有人认为细胞死亡与高温下细胞内物质被氧化有关，但研 究表明，在同一温度下，采用不同气体介质灭菌时的灭菌效果相当（Pheil et al., 1967 ）。与湿热灭 菌相比，干热灭菌过程中微生物个体内的含水量会相对偏低，从而减低微生物个体内蛋白质和遗传 物质变性的速度，影响了灭菌效率。研究表明微生物