必威体育精装版第三章-生物细胞培养基制备设备资料教学讲义课件.pptVIP

;内容;3.1液体培养基的灭菌;3.1.1概述;灭菌的定义;生物工程工业上防止杂菌污染的措施;培养基灭菌的目的和要求;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：

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。;灭菌的方法;3.1.2湿热灭菌原理和影响灭菌的因素;微生物的热阻和相对热阻

前者是指微生物在某一特定条件（主要是温度和加热方式）下的致死时间。后者是指某一微生物在某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。

;各种微生物对湿热的相对热阻;某些微生物的相对热阻;湿热灭菌的优点

蒸汽来源容易，操作费用低，本身无毒；

蒸汽有强的穿透力，灭菌易于彻底；

蒸汽有很大的潜热；

操作方便，易管理。;湿热灭菌的理论基础;微生物的热死灭动力学方程：对数残留定律

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-灭菌速率常数，min-1，越小越耐热

;细菌孢子的热死灭动力学与营养细胞的有所不同。它表现为非对数的死亡动力学。但当温度超过120?C时，热阻极强的嗜热脂肪芽孢杆菌孢子的热死灭动力学也接近对数死亡动力学即符合一级反应规律。

;取边界条件t0=0，N=N0，对上式积分得

或

为理论灭菌时间的对数残留规律公式。

;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，它的比死亡速率常数K与灭菌温度T的关系可用阿累尼乌斯方程表征

A-频率因子，S-1

ΔE-活化能，J/mol

R-通用气体常数，8.314J/（mol.k）;;活化能ΔE的大小对K值有重大影响。其它条件相同时，ΔE越高，K越低，热死速率越慢。?E/R是微生物受热死亡时对温度敏感性的度量，值越大，表明微生物死亡速率随温度的变化越敏感，在灭菌中?E/R是很重要的常数。

不同菌的孢子的热死灭反应ΔE各不相同。

两边取对数，???;微生物死亡速度常数K与温度的关系;K是ΔE和T的函数，K与T的变化率有关，两边对T求导数，得;试验表明，细菌孢子热死灭反应的ΔE很高，而某些有效成分热破坏反应的ΔE较低。

将温度提高到一定程度，会加速细菌孢子的死灭速度，缩短灭菌时间，由于有效成分的ΔE很低，温度的提高只能稍微增大其破坏速度，但由于灭菌时间的显著缩短，有效成分的破坏反而减少。;物质;ΔEBS=67000×4.184（J/mol）

ΔEVB=22000×4.184（J/mol）

将灭菌温度从105?C提高到127?C

KVB从0.02（min-1）提高到0.06（min-1）

KBS从0.12（min-1）提高到40.0（min-1）;嗜热脂肪芽孢杆菌孢子死灭程度为N/N0=10-16时，灭菌温度对维生素B1破坏的影响;影响灭菌的因素;1、培养基成分

培养基中脂肪、糖分和蛋白质的含量越高，微生物的热死亡速率越慢

在热死温度下，脂肪、糖分和蛋白质等有机物质在微生物细胞外面形成一层薄膜，它能有效保护微生物细胞抵抗不良环境，因此需较高的灭菌温度。

另一些物质，如高浓度的盐类，色素等可削弱其耐热性。;2、培养基的物理状态

固体培养基的灭菌时间比液体培养基的灭菌时间长。其原因是液体培养基灭菌时，热的传递有对流和传导，固体培养基只有传导。对于含有少量大颗粒及粗纤维的培养基的灭菌，需提高灭菌温度，且在不影响培养基质量的条件下，采用粗过滤方法预先处理，以防培养基结块而造成灭菌的不彻底。;3、pH

培养基的pH越低，灭菌所需时间越短。;4、培养基的微生物数量

微生物数量越多，所需灭菌时间越长。

5、微生物细胞含水量

微生物细胞含水量越多，蛋白质的凝固温度越低，越容易受热凝固而丧失生命活力。

6、微生物细胞菌龄

老龄细胞对不良环境的抵抗力比幼龄细胞强，后者易被杀死。

7、微生物的耐热性

细菌的营养体、酵母、霉菌的菌丝体对热较为敏感，放线菌、酵母、霉菌孢子比营养细胞的抗热性强，细菌芽孢的抗热性最强。

;8、空气排出情况

蒸汽灭菌过程中，温度的控制是通过控制罐内的蒸汽压力来实现。压力表显示的压力应与罐内蒸汽压力相对应，即压