一,滅菌的方法
滅菌指利用物理和化學(xué)的方法殺滅或除去物料及設(shè)備中一切生命物質(zhì)的過(guò)程.
消毒是指用物理或化學(xué)的方法殺死物料,容器,器具內(nèi)外的病源微生物,一般只能殺死營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞而不能殺死芽孢.
消毒不一定能達(dá)到滅菌的要求,而滅菌則可達(dá)到消毒的目的.
⒈ 干熱滅菌法
進(jìn)行干熱滅菌（fungus)時(shí),微生物細(xì)胞發(fā)生氧化,微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)變性和電解質(zhì)濃縮引起中毒等作用,其中氧化作用導(dǎo)致微生物死亡是主要依據(jù).由于微生物對(duì)干熱的耐受力比對(duì)濕熱強(qiáng)得多,故干熱滅菌所需的溫度要高,時(shí)間要長(zhǎng),一般160～170 ℃,1～1.5 h.
實(shí)際應(yīng)用時(shí),對(duì)一些要求保持干燥的實(shí)驗(yàn)器具和材料可以采用干熱滅菌法.
⒉ 火焰滅菌法
利用火焰直接殺死微生物的滅菌法稱為火焰滅菌法.該法方法簡(jiǎn)單,滅菌*,但使用范圍有限,僅適用于接種針,玻璃棒,三角瓶口等的滅菌.
⒊ 電磁波,射線滅菌法
以紫外線**常用.紫外線對(duì)芽孢和營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞都能起作用,但細(xì)菌芽孢和霉菌孢子對(duì)紫外線的抵抗力強(qiáng).紫外線的穿透力低,僅適用于表面滅菌和無(wú)菌室,培養(yǎng)間等空間的滅菌,且距照射物不超過(guò)1.2 m;對(duì)固體物料滅菌不*,也不能用于液體物料的滅菌.
⒋ 濕熱滅菌法
利用飽和蒸汽進(jìn)行滅菌的方法稱為濕熱滅菌法.其原理是借助于蒸汽釋放的熱能使微生物細(xì)胞(cell)中的蛋白質(zhì),酶和核酸分子內(nèi)部的化學(xué)鍵,特別是氫鍵受到破壞,引起不可逆的變性,使微生物死亡.由于蒸汽有很強(qiáng)的穿透能力,濕熱滅菌對(duì)耐熱芽孢桿菌來(lái)說(shuō),溫度升高10 ℃時(shí),滅菌速度常數(shù)可增加8～10倍,對(duì)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞更高.蒸汽來(lái)源方便,價(jià)格低廉,滅菌效果可靠,是目前**為常用的滅菌方法.一般的濕熱滅菌條件(tiáo jiàn)為121 ℃,30 min.
⒌ 化學(xué)藥劑滅菌(Sterilization)法
某些化學(xué)藥劑能與微生物發(fā)生反應(yīng)而具有殺菌的作用.
化學(xué)藥劑適于生產(chǎn)車間環(huán)境的滅菌,接種操作控制前小型器具的滅菌等.
化學(xué)藥品的滅菌使用方法,根據(jù)滅菌對(duì)象的不同有浸泡,添加,擦拭,噴灑,氣態(tài)熏蒸等.
⑴ 溶液的滅菌作用是使蛋白(protein)質(zhì),氨基酸氧化,使微生物死亡,一般用0.1%～0.25%的溶液.
⑵ 漂白粉 漂白粉的化學(xué)名稱是次氯酸鹽(次氯酸鈉,NaOCl),它是強(qiáng)氧化劑,也是廉價(jià)易得的滅菌劑.它的殺菌作用是次氯酸鈉分解為次亞氯酸,后者不穩(wěn)定,在水溶液中分解為新生態(tài)氧和氯,使細(xì)菌受強(qiáng)烈氧化作用而導(dǎo)致死亡,對(duì)殺死細(xì)菌和噬菌體均有效.
⑶ 75%酒精溶液 75%酒精溶液的殺菌作用在于使細(xì)胞脫水,引起蛋白質(zhì)凝固變性.對(duì)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞,病毒,霉菌孢子均有殺死作用,但對(duì)細(xì)菌的芽孢殺死作用較差.常用于皮膚和器具表面殺菌.
⑷ 新潔爾滅 新潔爾滅是表面活性劑類潔凈消毒劑.它在水溶液中以陽(yáng)離子形式與菌體表面結(jié)合,引起菌體外膜損傷和蛋白變性.10 min能殺死營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞,但對(duì)細(xì)菌芽孢幾乎沒(méi)有殺滅作用.一般用于器具和生產(chǎn)環(huán)境的消毒,不能與合成洗滌劑合用,不能接觸鋁制品.
⑸ 甲醛 甲醛(HCHO)是強(qiáng)還原劑,它能與蛋白質(zhì)的氨基結(jié)合,使蛋白質(zhì)變性,對(duì)氨基和蛋白質(zhì)的變性有較強(qiáng)活性,這是用甲醛作為滅菌劑的根據(jù).使用時(shí)可以以2份37%與1份KMnO4混合,或者將37%直接加熱,產(chǎn)生氣態(tài)甲醛用于滅菌.甲醛滅菌的缺點(diǎn)是穿透力差.
⑹ 過(guò)氧乙酸 過(guò)氧乙酸是強(qiáng)氧化劑,它是廣譜,高效,速效的化學(xué)殺菌劑(成分：無(wú)機(jī)化合物),對(duì)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞,細(xì)菌芽孢,真菌孢子和病毒都有殺滅作用.
⑺ 戊二醛 在酸性條件(tiáo jiàn)下,不具有殺死芽孢的能力,只有在堿性條件下,才具有殺死芽孢的能力,常用2%的溶液,常用于器具,儀器和工具等滅菌.
⑻ 酚類 毒性較大,易污染環(huán)境,且水溶性差,使應(yīng)用受到限制,而酚類衍生物的使用,擴(kuò)大了作為消毒劑的使用范圍.
⒍ 過(guò)濾除菌法
利用過(guò)濾方法阻留微生物,也可達(dá)到除菌的目的,這就是過(guò)濾除菌法.
此法僅適用于澄清液體和氣體的除菌.工業(yè)上常用過(guò)濾法大量制備無(wú)菌空氣,供好氧微生物培養(yǎng)過(guò)程使用.
二,濕熱滅菌的原理
三,培養(yǎng)基的滅菌
⒈ 培養(yǎng)基濕熱滅菌方法(method)
⑴ 連續(xù)滅菌 連續(xù)滅菌也叫連消,其溫度一般以126～132 ℃為宜,總蒸汽壓力要求達(dá)到0.044～0.049 MPa以上.培養(yǎng)基采用連續(xù)滅菌時(shí),需在培養(yǎng)基進(jìn)入發(fā)酵罐前,直接用蒸汽進(jìn)行空罐滅菌(空消),用無(wú)菌空氣保壓,待培養(yǎng)基流入罐后,開(kāi)始冷卻.滅菌時(shí)對(duì)培養(yǎng)基的加熱可采用各種加熱器.培養(yǎng)基的冷卻方式方法有噴淋冷卻式,真空冷卻式,薄板換熱器式幾種方式,其過(guò)程均包括加熱,維持和冷卻.
連續(xù)滅菌流程
培養(yǎng)基配料 配料罐 加熱器 維持罐 冷卻器 無(wú)菌培養(yǎng)基
⑵ 間歇滅菌
間歇滅菌即實(shí)消,是在每批培養(yǎng)基全部流入發(fā)酵罐后,就在罐內(nèi)通入蒸汽加熱**滅菌溫度,維持一定時(shí)間,再冷卻到接種溫度.實(shí)罐滅菌時(shí),發(fā)酵罐與培養(yǎng)基一起滅菌.
其他滅菌設(shè)備一般采用蒸汽滅菌,如設(shè)備十分耐壓,則可采用較高的溫度,但必須注意設(shè)備內(nèi)部的凹處及露出的小配管等蒸汽不能到達(dá)的部位.
⑶ 固體培養(yǎng)基滅菌
⒉ 影響培養(yǎng)基滅菌的因素
⑴ 培養(yǎng)基成分
油脂,糖類
低質(zhì)量(quality)分?jǐn)?shù)(1%～2%)的NaCl溶液
⑵ pH值
pH值6.0～8.0,微生物**耐熱;pH<6.0,氫離子易滲入微生物細(xì)胞內(nèi),從而改變細(xì)胞的生理反應(yīng)促使其死亡
⑶ 培養(yǎng)基中的顆粒
⑷ 泡沫 泡沫中的空氣形成隔熱層,使傳熱困難,熱難穿透過(guò)去殺滅微生物
⒊ 分批滅菌(Sterilization)和連續(xù)滅菌比較
連續(xù)滅菌與分批滅菌比較的優(yōu)點(diǎn):
① 可采用高溫短時(shí)滅菌,培養(yǎng)基受熱時(shí)間短,營(yíng)養(yǎng)成分破壞少,有利于提高發(fā)酵產(chǎn)率;
② 發(fā)酵又稱酦酵罐利用率高;
③ 蒸汽負(fù)荷均衡;
④ 采用板式換熱器時(shí),可節(jié)約大量能量(energy);
⑤ 適宜采用自動(dòng)控制,勞動(dòng)強(qiáng)度小.
四,培養(yǎng)基與設(shè)備,管道滅菌條件
⑴ 殺菌(sterilization)鍋內(nèi)滅菌
⑵ 種子罐,發(fā)酵罐,計(jì)量罐,補(bǔ)料罐等的空罐滅菌及管道滅菌
⑶ 空氣總過(guò)濾器和分過(guò)濾器滅菌(Sterilization)
⑷ 種子培養(yǎng)基實(shí)罐滅菌
⑸ 發(fā)酵培養(yǎng)基實(shí)罐滅菌(Sterilization)
⑹ 發(fā)酵培養(yǎng)基連續(xù)滅菌
⑺ 消泡劑滅菌
⑻ 補(bǔ)料實(shí)罐滅菌
⑼ 尿素溶液滅菌(Sterilization)
第二節(jié) 空氣的凈化
一,空氣凈化的方法
對(duì)空氣滅菌的要求一般可按10-3的染菌概率,即在1000次培養(yǎng)過(guò)程中,只允許一次是由于空氣滅菌不*而造成染菌,致使培養(yǎng)過(guò)程失敗.
⒈ 熱滅菌法
空氣在進(jìn)入培養(yǎng)系統(tǒng)之前,一般均需用壓縮機(jī)壓縮,提高壓力,空氣經(jīng)壓縮后溫度能夠升到200 ℃以上,保持一定時(shí)間后,便可實(shí)現(xiàn)干熱殺菌.
⒉ 靜電除菌（fungus)
靜電除菌是利用靜電引力來(lái)吸附帶電粒子而達(dá)到除塵滅菌的目的.
靜電除塵滅菌器示意
1—升壓變壓器;
2—整流器;
3—沉淀電極;
4—電暈電極
⒊ 介質(zhì)過(guò)濾除菌法
過(guò)濾除菌法是讓含菌空氣通過(guò)過(guò)濾介質(zhì),以阻截空氣中所含微生物,而取得無(wú)菌空氣的方法.
通過(guò)過(guò)濾除菌處理(chǔ lǐ)的空氣可達(dá)到無(wú)菌,并有足夠的壓力和適宜的溫度以供好氧培養(yǎng)過(guò)程之用.
該法是目前廣泛應(yīng)用來(lái)獲得大量無(wú)菌(意思：沒(méi)有活菌)空氣的常規(guī)方法.在空氣的除菌方法中,介質(zhì)過(guò)濾除菌生產(chǎn)中使用**多.
二,空氣的過(guò)濾除菌原理和介質(zhì)
⒈ 空氣過(guò)濾除菌原理
當(dāng)氣流通過(guò)濾層時(shí),基于濾層纖維的層層阻礙,迫使空氣在流動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)無(wú)數(shù)次改變氣速大小和方向的繞流運(yùn)動(dòng)(movement),從而導(dǎo)致微生物微粒與濾層纖維間產(chǎn)生撞擊,攔截,布朗擴(kuò)散,重力及靜電引力等作用,從而把微生物微粒截留,捕集在纖維表面上,實(shí)現(xiàn)了過(guò)濾的目的.
⑴ 布朗擴(kuò)散截留作用
⑵ 攔截截留作用
⑶ 慣性撞擊截留作用
⑷ 重力沉降作用
⑸ 靜電吸引作用
各種機(jī)理各自所作貢獻(xiàn)的大小:一般認(rèn)為慣性撞擊截留,攔截截留和布朗運(yùn)動(dòng)截留的作用較大,而重力和靜電引力的作用則很小.
⒉ 空氣(Basin air)過(guò)濾除菌（fungus)的介質(zhì)
⑴ 紙類過(guò)濾介質(zhì)
⑵ 纖維狀或顆粒狀過(guò)濾介質(zhì)(起決定作用的物質(zhì))
① 棉花
② 玻璃纖維
③ 活性炭
⑶ 微孔濾膜類過(guò)濾介質(zhì)
活性炭
微孔濾膜
⒊ 提高過(guò)濾(filter)除菌效率的措施
① 設(shè)計(jì)合理的空氣預(yù)處理設(shè)備,選擇(xuanze)合適的空氣凈化流程,以達(dá)到除油,水和雜質(zhì)的目的.
② 設(shè)計(jì)和安裝(installation)合理的空氣過(guò)濾器,選用除菌效率高的過(guò)濾介質(zhì).
③ 保證進(jìn)口空氣清潔度,減少進(jìn)口空氣的含菌數(shù).
④ 降低進(jìn)入空氣過(guò)濾器的空氣相對(duì)濕度,保證過(guò)濾介質(zhì)能在干燥狀態(tài)下工作.
思 考 題
⒈ 滅菌的方法有哪些 如何根據(jù)滅菌對(duì)象和要求的不同選用不同的方法
⒉ 比較分批滅菌與連續(xù)滅菌的優(yōu)不好的地方.
⒊ 分析過(guò)濾除菌機(jī)理與影響過(guò)濾除菌的因素,考慮如何提高(過(guò)濾除菌的效率.
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