1、灭菌的原理和方法 2、培养基的灭菌 3、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素 4、间歇灭菌 5、连续灭菌 第五章 培养基的灭菌 教学内容
1、灭菌的原理和方法 2、培养基的灭菌 3、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素 4、间歇灭菌 5、连续灭菌 第五章 培养基的灭菌 教学内容
1、培养基如何分类？ 在发酵生产中常用的固体还是液体培养基？ 2、说说培养基的六大营养要素？ 根据培养基的用途不同，可将培养基分成： 增殖、选择和鉴别培养基 根据培养基状态不同，可将培养基分成： 固体、液体和半固体培养基 根据营养物质的来源不同，培养基可分为： 天然培养基、合成培养基和半合成培养基
1、培养基如何分类？ 在发酵生产中常用的固体还是液体培养基？ 2、说说培养基的六大营养要素？ 根据培养基的用途不同，可将培养基分成： 增殖、选择和鉴别培养基 根据培养基状态不同，可将培养基分成： 固体、液体和半固体培养基 根据营养物质的来源不同，培养基可分为： 天然培养基、合成培养基和半合成培养基
1、由于杂菌的污染，使生物反应中的基质或产物因杂菌的 消耗而损失，造成生产能力的下降； 2、由于杂菌所产生的一些代谢产物，或在染菌后改变了培 养液的某些理化性质，使产物 的提取和分离变得困难，造 成收率降低或使产品的质量下降； 3、杂菌会大量繁殖，会改变反应介质的PH值，从而使生 物反应发生异常变化； 4、杂菌可能会分解产物，从而使生产过程失败； 5、发生噬菌体污染，微生物细胞被裂解，而使生产失败， 等等 在发酵生产中，为什么要进行灭菌操作？ P69 问题1
1、由于杂菌的污染，使生物反应中的基质或产物因杂菌的 消耗而损失，造成生产能力的下降； 2、由于杂菌所产生的一些代谢产物，或在染菌后改变了培 养液的某些理化性质，使产物 的提取和分离变得困难，造 成收率降低或使产品的质量下降； 3、杂菌会大量繁殖，会改变反应介质的PH值，从而使生 物反应发生异常变化； 4、杂菌可能会分解产物，从而使生产过程失败； 5、发生噬菌体污染，微生物细胞被裂解，而使生产失败， 等等 在发酵生产中，为什么要进行灭菌操作？ P69 问题1
一、灭菌的原理和方法 1、为防止杂菌的污染，哪些需要灭菌？ 消毒与灭菌在发酵工业中均有广泛应用。消毒是指用物 理或化学方法杀死物料、容器、器具内外的病源微生物。 一般只能杀死营养细胞而不能杀死细菌芽孢。例如，用于 消牛奶、啤酒和酿酒原汗等的巴氏消毒法，是将物料加热 至60维持30min，以杀死不耐高温的物料中的微生物营养细 胞。 灭菌是用物理或化学方法杀死或除去环境中所有微生 物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。 消毒不一定能达到灭菌要求，而灭菌则可达到消毒的 目的 培养基、发酵设备、空气、菌种制作 问题2 消 毒 与 灭 菌 的 区 别
一、灭菌的原理和方法 1、为防止杂菌的污染，哪些需要灭菌？ 消毒与灭菌在发酵工业中均有广泛应用。消毒是指用物 理或化学方法杀死物料、容器、器具内外的病源微生物。 一般只能杀死营养细胞而不能杀死细菌芽孢。例如，用于 消牛奶、啤酒和酿酒原汗等的巴氏消毒法，是将物料加热 至60维持30min，以杀死不耐高温的物料中的微生物营养细 胞。 灭菌是用物理或化学方法杀死或除去环境中所有微生 物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。 消毒不一定能达到灭菌要求，而灭菌则可达到消毒的 目的 培养基、发酵设备、空气、菌种制作 问题2 消 毒 与 灭 菌 的 区 别
1、化学试剂灭菌法 化学试剂：甲醛、乙醇或新洁尔灭、高锰酸钾等 适用范围：环境空气、皮肤及器械的表面消毒 2、射线灭菌法 3、干热灭菌法 电磁波、紫外线或放射性物质 适用范围：无菌室、接种箱 常用烘箱，灭菌条件为在160℃下保温1h 适用范围：金属或玻璃器皿 4、湿热灭菌法 利用饱和蒸汽进行灭菌、条件为：121℃，30min 适用范围：广泛应用于生产设备及培养基的灭菌 例：高压灭菌锅 5、过滤除菌法 利用过滤方法阻留微生物 适用范围：制备无菌空气
1、化学试剂灭菌法 化学试剂：甲醛、乙醇或新洁尔灭、高锰酸钾等 适用范围：环境空气、皮肤及器械的表面消毒 2、射线灭菌法 3、干热灭菌法 电磁波、紫外线或放射性物质 适用范围：无菌室、接种箱 常用烘箱，灭菌条件为在160℃下保温1h 适用范围：金属或玻璃器皿 4、湿热灭菌法 利用饱和蒸汽进行灭菌、条件为：121℃，30min 适用范围：广泛应用于生产设备及培养基的灭菌 例：高压灭菌锅 5、过滤除菌法 利用过滤方法阻留微生物 适用范围：制备无菌空气
接种针、试管口 环境空气、皮肤表面 无菌室、接种箱 培养基的灭菌 空气 过滤除菌法 火焰灭菌法 湿热灭菌法 射线灭菌法 化学试剂灭菌法 营养细胞、芽孢、病毒或孢子 比较各种微生 物对热的抵抗 能力大小 灭菌方法连线 题
接种针、试管口 环境空气、皮肤表面 无菌室、接种箱 培养基的灭菌 空气 过滤除菌法 火焰灭菌法 湿热灭菌法 射线灭菌法 化学试剂灭菌法 营养细胞、芽孢、病毒或孢子 比较各种微生 物对热的抵抗 能力大小 灭菌方法连线 题
6、火焰灭菌法 火焰 适用范围：接种针、玻璃棒、三角瓶口 酒精灯 二、培养基的灭菌 湿热灭菌原理 灭菌条件 灭菌不利方面 由于蒸汽具有很强的穿透能力，而且在冷凝时 会放出大量的冷凝热，很容易使蛋白质凝固而 杀死各种微生物。 121℃， 30min。 同时也会破坏培养基中的营养成分，甚至会产 生不利于菌体生长的物质。因此，在工业培养过程 中，除了尽可能杀死培养基中的杂菌外，还要尽可能减少 培养基中营养成分的损失
6、火焰灭菌法 火焰 适用范围：接种针、玻璃棒、三角瓶口 酒精灯 二、培养基的灭菌 湿热灭菌原理 灭菌条件 灭菌不利方面 由于蒸汽具有很强的穿透能力，而且在冷凝时 会放出大量的冷凝热，很容易使蛋白质凝固而 杀死各种微生物。 121℃， 30min。 同时也会破坏培养基中的营养成分，甚至会产 生不利于菌体生长的物质。因此，在工业培养过程 中，除了尽可能杀死培养基中的杂菌外，还要尽可能减少 培养基中营养成分的损失
衡量热灭菌指标 热死时间：即在规定温度下杀死一定比例的微生物所需要的时间。 致死温度：杀死微生物的极限温度。 致死时间：在此温度下，杀死全部微生物所需要的时间。P72 表5－3和5－4 问 热 阻：对热的抵抗力，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。 相对热阻：几种微生物对热的相对抵抗能力。指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。 表5-5列出了某些微生物的相对热阻。 灭菌方式 大肠杆菌 霉菌孢子 细菌芽孢 噬菌体或病毒 干热灭菌 1 2-10 1000 1 湿热灭菌 1 2-10 3×105 1-5 苯酚 1 1-2 1×109 30 甲醛 1 2-10 250 2 紫外线 1 5-100 2-5 5-10
衡量热灭菌指标 热死时间：即在规定温度下杀死一定比例的微生物所需要的时间。 致死温度：杀死微生物的极限温度。 致死时间：在此温度下，杀死全部微生物所需要的时间。P72 表5－3和5－4 问 热 阻：对热的抵抗力，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。 相对热阻：几种微生物对热的相对抵抗能力。指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。 表5-5列出了某些微生物的相对热阻。 灭菌方式 大肠杆菌 霉菌孢子 细菌芽孢 噬菌体或病毒 干热灭菌 1 2-10 1000 1 湿热灭菌 1 2-10 3×105 1-5 苯酚 1 1-2 1×109 30 甲醛 1 2-10 250 2 紫外线 1 5-100 2-5 5-10
从表中可看出 芽孢或孢子的热阻要比生长期营养细胞的热阻大得多，这是由于芽孢或孢子内吡 啶二羧酸含量对热阻的增加有关。另外，芽孢子中蛋白质含水量较营养细胞低（特 别是游离水分少），也是芽孢耐热强的一个原因。图5-2和图5-3分别为大肠杆菌营养 细胞和FS7954芽孢杆菌的芽孢在不同温度下的死亡情况。 1 0 t (min) N/N0 大肠杆菌在不同温度下的死亡曲线 10-1 10-2 10-3 10-4 2 4 6 8 10 60 58 56 54 1 0 t (min) N/N0 嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢在不同温度 下的死亡曲线 10-1 10-2 10-3 10-4 5 10 15 20 25 121 116 110 108 105 问题 说说芽孢或孢子的热阻要比营养细胞的热阻大的原因？
从表中可看出 芽孢或孢子的热阻要比生长期营养细胞的热阻大得多，这是由于芽孢或孢子内吡 啶二羧酸含量对热阻的增加有关。另外，芽孢子中蛋白质含水量较营养细胞低（特 别是游离水分少），也是芽孢耐热强的一个原因。图5-2和图5-3分别为大肠杆菌营养 细胞和FS7954芽孢杆菌的芽孢在不同温度下的死亡情况。 1 0 t (min) N/N0 大肠杆菌在不同温度下的死亡曲线 10-1 10-2 10-3 10-4 2 4 6 8 10 60 58 56 54 1 0 t (min) N/N0 嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢在不同温度 下的死亡曲线 10-1 10-2 10-3 10-4 5 10 15 20 25 121 116 110 108 105 问题 说说芽孢或孢子的热阻要比营养细胞的热阻大的原因？
三、微生物的热死规律和影响灭菌的因素 1、 微生物的死亡速率：对数残留定律 微生物受热死亡的原因，主要是因高温使微生物体内的一些重要蛋白质，如酶等， 发生凝固、变性，从而导致微生物无法生存而死亡。微生物受热而丧失活力，但其物理 性质不变。 在一定温度下，微生物的受热死亡遵照分子反应速度理论。在灭菌过程中，活菌数 逐渐减少，其减少量随残留活菌数的减少而递减，即微生物的死亡速率与任一瞬时残存 的活菌数成正比， 说说优缺点？ 受热时间如何确定？
三、微生物的热死规律和影响灭菌的因素 1、 微生物的死亡速率：对数残留定律 微生物受热死亡的原因，主要是因高温使微生物体内的一些重要蛋白质，如酶等， 发生凝固、变性，从而导致微生物无法生存而死亡。微生物受热而丧失活力，但其物理 性质不变。 在一定温度下，微生物的受热死亡遵照分子反应速度理论。在灭菌过程中，活菌数 逐渐减少，其减少量随残留活菌数的减少而递减，即微生物的死亡速率与任一瞬时残存 的活菌数成正比， 说说优缺点？ 受热时间如何确定？