滅菌與除菌工藝及設備-培養(yǎng)基滅菌

第二節(jié)培養(yǎng)基滅菌一、濕熱滅菌的操作原理（一）微生物的熱阻?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的時間。在致死溫度以上，溫度愈高致死時間愈短。?熱阻：表示微生物對熱的抵抗力。抵抗能力越強，熱阻越大，是指微生物在某一特定條件(溫度和加熱方式)下的致死時間。?相對熱阻：是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。表3-2微生物對濕熱滅菌條件下的相對熱阻微生物名稱營養(yǎng)細胞和酵母細菌芽孢霉菌孢子病毒和噬菌體相對熱阻130000002-101-5●衡量滅菌是否徹底，一般以能否殺死細菌芽孢為標準。相對熱阻越大微生物越耐熱?！裣鄬嶙璧拇笮￡P系是：細菌芽孢>霉菌孢子>病毒和噬菌體>營養(yǎng)細胞和酵母（二）微生物熱死定律——對數(shù)殘留定律分子反應速度理論在微生物受熱過程中，微生物不斷地被殺死，活菌數(shù)目不斷減少，其死亡速率－dN/dt與任何瞬間殘存的活菌數(shù)N成正比，數(shù)學表達式：－dN/dt＝kNk——比死亡速率常數(shù)，滅菌速率常數(shù)，s－1，與微生物種類(微生物的耐熱性)，及滅菌溫度有關。由此可知，滅菌時間取決于？（1）一般只考慮細菌的芽孢作為計算依據(jù)；（2）實際生產(chǎn)中，常采用Nt=0.001，即在1000批次滅菌中有一次失敗。（3）反應速率常數(shù)K是微生物耐熱性的一種特征，它隨微生物種類和滅菌溫度而異。開始滅菌時，即t=0時，培養(yǎng)基中活菌數(shù)為N0

變換：t=（1/k）ln（N0/Nt）【例1】有一發(fā)酵罐內(nèi)裝50m3培養(yǎng)基，在121℃進行實罐滅菌。原污染程度為每1mL有2×105個耐熱細菌芽孢，121℃時滅菌速率常數(shù)為1.8min－1。求滅菌失敗機率為0.001時所需的滅菌時間。雜菌不同溫度下的殘留曲線溫度升高，k↑，M易熱死符合對數(shù)殘留定律溫度升高，k↑，芽孢菌易熱死非對數(shù)熱死動力學（三）培養(yǎng)基滅菌溫度的選擇培養(yǎng)基滅菌時，隨著菌體的死亡，培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分也隨之受到破壞。能不能既達到培養(yǎng)基滅菌的目的，又盡可能減少營養(yǎng)成分的破壞？滅菌溫度和滅菌時間對維生素B1破壞量的比較滅菌溫度℃滅菌時間（min）VB1破壞率（%）10040099.3110366711515501204271300.581450.0821500.01<1液體滅菌分批滅菌連續(xù)滅菌二、分批滅菌也稱實消、實罐滅菌、間歇滅菌，是指將配制好的培養(yǎng)基輸入發(fā)酵罐內(nèi)，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所用設備一起進行滅菌的操作過程。（1）滅菌前的準備（2）進料（3）滅菌①升溫②保溫③降溫三路進氣，四路出氣夾套預熱三路進氣，四路出氣關一路排氣，再關一路進氣引入無菌空氣維持罐壓，夾套冷卻

在發(fā)酵罐中進行實罐滅菌，是典型的分批滅菌。全過程包括升溫、保溫、降溫三個過程。培養(yǎng)基間歇滅菌過程中的溫度變化情況240150120時間（min)050100150

各階段對滅菌的貢獻：20%75%5%升溫→保溫→降溫溫度保溫冷卻升溫2、連續(xù)滅菌也稱連消，指培養(yǎng)基在向發(fā)酵罐輸送的同時，在罐外經(jīng)過一套滅菌設備連續(xù)的加熱滅菌，冷卻后送入空消后的發(fā)酵罐的滅菌法。連續(xù)滅菌的流程有3種：（1）噴淋冷卻連續(xù)滅菌流程（2）噴射加熱連續(xù)滅菌流程（3）薄板換熱器連續(xù)滅菌流程60~75℃126~132℃20~30s5~7min40~50℃（1）噴淋冷卻連續(xù)滅菌流程連消塔的構造套管式小孔：上疏下密，向小傾45℃培養(yǎng)液在管間保持15~20s（2）噴射加熱連續(xù)滅菌流程

料液和蒸汽迅速接觸，充分混合，加熱是在瞬時內(nèi)完成的。（3）薄板換熱器連續(xù)滅菌流程90~120℃20~30s140℃30~120s20~30s連續(xù)滅菌流程類型預熱加熱維持保溫降溫1.連消塔-噴淋冷卻連續(xù)滅菌

2.噴射加熱連續(xù)滅菌3.薄板換熱器連續(xù)滅菌3種連續(xù)滅菌流程比較調漿罐連消塔維持罐噴淋冷卻器噴射式加熱器維持管真空冷卻器第1、3個熱交換器維持管第2個熱交換器第1個熱交換器分批滅菌連續(xù)滅菌優(yōu)點缺點分批滅菌與連續(xù)滅菌的比較①設備要求低，不需另外加熱、冷卻裝置。②操作要求低，適合小批量生產(chǎn)規(guī)模③適合含大量固體物料的滅菌①高溫短時滅菌，培養(yǎng)基營養(yǎng)成分損失少②發(fā)酵罐占用時間