第五章 发酵工程的灭菌.ppt

第五章 发酵工程的灭菌与空气净化 操作过程： 空罐准备：清洗、检修和检测。 升温：把培养基加热到灭菌所需的温度。 保温维持：在灭菌温度下保持灭菌所需时间。 冷却保压：把培养基的温度降低到接种的温度。 三路进汽：直接蒸汽从通风、取样和出料口进入罐内直接加热，直到所规定的温度，并维持一定的时间。这就是所谓的“三路进气”。 * * * * 第一节 常用的灭菌方法（自学） 第二节 培养基与发酵设备的灭菌（重点） 第三节 空气的除菌（略） 第二节 培养基与发酵设备的灭菌 最常用的方法：湿热灭菌，效果最好； 培养基灭菌的基本要求：杀死培养基中混杂的微生物，再接入纯菌以达到纯培养的目的。 （一）培养基湿热灭菌原理 1.微生物的热阻 温度超过最高限制，细胞中的原生质体和酶的基本成分-蛋白质发生不可逆的凝固变性，M-死亡-----湿热灭菌的依据。 微生物对热的抵抗力常用“热阻”表示，热阻：微生物在某一特定条件下（主要是温度和加热方式）的致死时间； 相对热阻：微生物在某一特定条件下的致死时间与另一微生物在相同条件下的致死时间的比值。 相对抵抗力 1 3 000 000 2~10 1~5 微生物名称 大肠杆菌 细菌芽孢 霉菌孢子 病毒 2.微生物的热死定律-对数残留定律 实验证明，微生物营养细胞的均相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） t：时间（min） K-反应速率常数（随微生物的种类和加热温度而变化） 对上式进行积分： 1 k 两边去对数： K= ㏑ N0 Nt 上式是计算灭菌的基本公式，即对数残留定律。 在灭菌过程中需考虑两个问题： 一是一般只考虑芽孢细菌和细菌的芽孢数之和作为计算依据； 二是灭菌程度，即残留菌数，一般采用Nt=0.001，即1000次灭菌中有一次失败。 3.反应速率常数 k是微生物耐热性的一种特征，它随微生物的种类和灭菌温度而异。 T相同，k值越小，则微生物越是耐热。 同一种微生物在不同灭菌温度下，k值不同，灭菌温度越低，k值越小，温度越高，k值增大。 枯草芽孢杆菌FS5230 3.8~2.6 硬脂嗜热芽孢杆菌FS1518 0.77 硬脂嗜热芽孢杆菌FS617 2.9 产气梭状芽孢杆菌PA3679 1.8 细菌芽孢名称 k值/min-1 121℃某些细菌芽孢的k值 反应速率常数k与温度的关系可用阿累尼乌斯方程式表示： K=Ae E RT - A-比例常数； E-杀死细胞所需的活化能，×4.18J/mol； T-绝对温度K； R-气体常数，1.987×4.14J/mol·K。 （二）灭菌温度和时间的计算和选择 1.杀灭细菌芽孢的温度和时间 时间/min 1200 150 51 15 6.4 2.4 温度/℃ 100 110 115 121 125 130 杀灭细菌芽孢的温度和时间需根据试验决定。 大多数细菌芽孢的杀灭温度和时间 炭疽杆菌 2~5 5~10 枯草杆菌 数小时 40 腐化厌氧菌 780 170 41 15 5.6 破伤风梭菌 5~90 5~25 韦氏梭菌 5~45 5~27 10~15 4 1 肉毒梭菌 300~530 40~120 32~90 10~40 4~20 土壤细菌 数小时 420 120 15 6~30