工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備

18培養(yǎng)基的滅菌

及滅菌設(shè)備

工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!培養(yǎng)基滅菌及滅菌設(shè)備染菌/噬菌體的主要危害:基質(zhì)及產(chǎn)物消耗,生產(chǎn)能力下降產(chǎn)物得率降低,產(chǎn)品質(zhì)量下降生產(chǎn)失敗(分解產(chǎn)物,分解菌體,異常發(fā)酵)工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!純種培養(yǎng)的具體措施使用滅菌的培養(yǎng)基和設(shè)備空氣除菌設(shè)備嚴(yán)密,保持正壓補(bǔ)料滅菌種子無污染工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!節(jié)滅菌的方法(261)

滅菌（Sterilization）：使用物理或化學(xué)的方法殺滅或去除物料或設(shè)備中一切有生命物質(zhì)的過程。

工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!第二節(jié)培養(yǎng)基的滅菌(p262)一、熱滅菌的原理1.微生物的熱阻熱滅菌原理：溫度超過微生物最適生長溫度的上限時，細(xì)胞中的蛋白會發(fā)生不可逆的凝固變性，引起微生物死亡。致死溫度：殺死微生物的極限溫度。致死時間：在致死溫度下殺死全部微生物所需要的時間工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!

τ=2.303/κlog(N0/N)

滅菌時間取決于污染程度,滅菌程度和κ.注意：N不能為０，常采用千分之一（0.001)工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!培養(yǎng)基滅菌前含微生物種類多，κ值不同,可取耐熱芽孢桿菌的κ值進(jìn)行滅菌時間計算微生物的耐熱性還可用微生物的數(shù)目減少為原來的1/10時所需的時間D表示。

ln（1/10）=-κD

D=2.303/κ工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!殺滅微生物的△Ｅ高于維生素分解的△Ｅ，因此，在任何溫度下，殺滅微生物所需要的時間比培養(yǎng)基成分分解的時間長．工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!第三節(jié)培養(yǎng)基的分批滅菌(p267)分批滅菌（實罐滅菌，實消）：將配制好的培養(yǎng)基放在發(fā)酵罐中,通入蒸氣將培養(yǎng)基和設(shè)備一起進(jìn)行滅菌的過程。優(yōu)點：不需要專門的滅菌設(shè)備、投資少對蒸汽壓力要求低（1×105~4×105）滅菌效果可靠可用于極易起泡或黏度很大的培養(yǎng)基工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!一.升溫階段

升溫方式：間接加熱－不穩(wěn)定傳熱過程

加熱蒸汽溫度不隨時間改變，培養(yǎng)基溫度不斷上升

GCdt=hF(ts－t)dτh不變：τ=GC/hFln((ts－ti)/(ts－tf))h：230－350J/（m2.s.℃）（夾套）350－520J/（m2.s.℃）（蛇管）工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!升溫階段結(jié)束后殘留的活菌數(shù)N1可認(rèn)為溫度高于100℃時才有滅菌效果。工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!三.保溫階段

溫度恒定，比死亡速率不變

τ＝1/κln(N1/N2)N1：升溫結(jié)束時的活菌數(shù)；N2：開始降溫時的活菌數(shù)工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!噴射加熱連續(xù)滅菌流程：

噴射加熱→管道維持→真空冷卻工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!薄板換熱器連續(xù)滅菌流程：

培養(yǎng)基在設(shè)備中同時完成預(yù)熱、滅菌和冷卻過程。優(yōu)點：節(jié)約蒸汽和冷卻水用量．周期較短工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!二.連續(xù)滅菌的設(shè)備和計算1、預(yù)熱：70℃（不溶性物料發(fā)生糊化）工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!加熱蒸汽用量（273）工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!4.冷卻噴淋冷卻設(shè)備真空冷卻設(shè)備板式冷卻設(shè)備螺旋板冷卻設(shè)備真空閃冷設(shè)備工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!總結(jié)染菌/噬菌體的主要危害純種培養(yǎng)的具體措施影響培養(yǎng)基滅菌的因素噴射加熱連續(xù)滅菌流程工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!滅菌常用方法化學(xué)藥劑滅菌射線滅菌——紫外、電離射線；干熱滅菌——微生物由于氧化作用、蛋白質(zhì)變性、電解質(zhì)濃縮作用死亡；濕熱滅菌——利用飽和蒸汽進(jìn)行滅菌，使蛋白質(zhì)、酶、核酸分子內(nèi)部化學(xué)鍵破壞，不可逆變性死亡；過濾除菌——利用過濾的方法阻留微生物工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!熱阻：指微生物在某一特定條件下（主要指溫度和加熱方式）的致死時間。表示微生物對熱的抵抗能力。相對熱阻：指某一微生物在某一條件下的致死時間與另一微生物在相同條件下的致死時間之比。工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!2.對數(shù)殘留定律

內(nèi)容:對微生物進(jìn)行濕熱滅菌時,培養(yǎng)基中的微生物受熱死亡的速率與殘存的微生物數(shù)量成正比.

-dN/dτ=κN

N——培養(yǎng)基中活的微生物個數(shù)

τ——滅菌時間（s）；κ——比死亡速率（s-1）；

dN/dτ—微生物的瞬時變化率，即死亡速率工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!關(guān)于比死亡速率κ

κ是微生物耐熱性的一種特征，與微生物的種類和滅菌溫度有關(guān)。相同溫度，κ越小，越耐熱。工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!同一種微生物在不同滅菌溫度下κ值不同。

滅菌溫度越低，κ越小。工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!二.培養(yǎng)基滅菌溫度的選擇

滅菌過程伴隨培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分的破壞培養(yǎng)基營養(yǎng)成分破壞屬于分解反應(yīng),可看作化學(xué)動力學(xué)中一級反應(yīng)dC/dτ=-κ’Cκ’=A’exp(-ΔE’/RT)工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!ln(κ2/κ1)/ln(κ2’/κ1’)=E/E’因為E>E’,所以ln(κ2/κ1)>ln(κ2’/κ1’)即滅菌溫度上升時，滅菌的速度常數(shù)的增加倍數(shù)>培養(yǎng)基成分破壞的速度常數(shù)的增加倍數(shù)。微生物殺滅速度大于培養(yǎng)基成分破壞的速度。所以，培養(yǎng)基滅菌采用高溫短時的方法。

工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!三.影響培養(yǎng)基滅菌的因素

1.

培養(yǎng)基成分的影響油脂\糖類\蛋白:增加微生物耐熱性高濃度鹽類\色素:削弱微生物耐熱性

2.pH的影響

pH6~8時，微生物最不易死亡

pH<6，氫離子易滲入細(xì)胞

pH越低，滅菌時間越短

3.泡沫的影響泡沫對滅菌極為不利（形成隔熱層）

4.顆粒物質(zhì)的影響顆粒>1mm，需過濾除去工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!

缺點：鍋爐負(fù)荷波動大設(shè)備利用率低無法采用高溫短時滅菌過程：升溫、保溫和冷卻工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!

2.直接蒸氣加熱τ=[GC((tf－ti)+Q’)/(λ－CW·tf)S散失熱量可取加熱培養(yǎng)基所需熱量的10%~20%工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!二.冷卻階段

GCdt/dτ=WCW(two－twi)=KFΔtmτ=GC/WCW(B/B-1)ln[(ti-twi)/(tf-twi)T=TWi[1+βexp(ατ)]α=WCW/GC[1-exp(-KF/WCW)]β=(Ti-Twi)/Twi工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!

第四節(jié)

培養(yǎng)基的連續(xù)滅菌

連續(xù)滅菌(連消）：將配制好的培養(yǎng)基在向發(fā)酵罐輸送的同時進(jìn)行加溫、保溫、冷卻處理而進(jìn)行滅菌的過程。優(yōu)點：可采用高溫短時殺菌，營養(yǎng)物質(zhì)破壞小

設(shè)備利用率高蒸汽負(fù)荷平衡，鍋爐利用率高適宜采用自動控制

工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!一.連續(xù)滅菌的流程

配料罐→連消泵→加熱器（連消塔）→維持罐→冷卻器

工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!噴射加熱連續(xù)滅菌優(yōu)點受熱時間短保證培養(yǎng)基先進(jìn)先出，避免過熱或滅菌不徹底注意：真空系統(tǒng)要嚴(yán)格密封，避免二次污染工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!2.加熱連消塔式連續(xù)滅菌設(shè)備：套管式氣液混合式工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!噴射加熱器工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!3.保溫罐式保溫設(shè)備管式保溫設(shè)備工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌及滅菌設(shè)備共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!作業(yè)致死溫度致死時間連續(xù)滅菌(連消）生產(chǎn)發(fā)酵過程中常用的滅菌方法有哪些？一