微生物灭菌问题教学提纲
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微生物灭菌问题
控制微生物的物理因素
高温灭菌 辐射作用 高渗作用 干燥 超声波
控制微生物百度文库化学因素
表面消毒剂 化学治疗剂
高温灭菌
多数细菌，酵母菌和霉菌的营养细胞和病毒在50-65 ºＣ10 min可以致死。一般噬菌体65－80 ºＣ致死；放线菌、霉菌 的孢子比营养细胞抗热性强，76－80 ºＣ10min可以杀死； 细菌芽孢，在100 ºＣ下５－20min才能致死；同种微生物老 龄菌比幼菌耐热。
酚：3－5％的石碳酸溶液几分钟即可致死细菌甲 酚杀菌力最强，煤酚皂液（来苏尔）为甲酚和肥 皂的混合液 。 K2MnO4使菌体蛋白质氧化，使酶失活。 0·1－3％浓度 可用于皮肤，果品、餐具、消毒。H2O2清洗伤口。
第二节 培养基的制备与灭菌
培养基的配置 培养基的灭菌
（一）培养基的配置
一、碳源 1、作用 提供微生物菌种的生长繁殖所需的能源和合成菌体所 必需的碳成分 。提供合成目的产物所必须的碳成分
煮沸灭菌法（煮沸消毒法） 高压蒸汽灭菌法 巴斯德消毒法：（巴氏消毒法）
高压蒸汽灭菌
就是直接用高温蒸汽灭菌。蒸汽在冷凝时释放出大量潜能， 蒸汽具有强大穿透力，蒸汽的湿热破坏菌体蛋白质和核酸 的化学键，使酶失活，微生物因代谢障而死亡。
是湿热灭中最好方法，通常在 1.05kg/cm2,的压力下面（此时 温度121ºＣ）处理15－30min。
例 玉米浆： ①可溶性蛋白、生长因子（生物素）、苯乙酸 ②较多的乳酸 ③硫、磷、微量元素等
氮源使用的一些相关问题：
有机氮源和无机氮源应当混合使用 早期：容易利用易同化的氮源—无机氮源 中期：菌体的代谢酶系已形成、则利用蛋白质
有些产物会受氮源的诱导和阻遏 例： 蛋白酶的生产
有机氮源选取时也要考虑微生物的同化能力
B、使用时注意盐的形式（pH的变化） 例：黑曲酶NRRL-330,生产α-淀粉酶，PH对酶活的影响
不加
加 K2HPO4 加 KH2PO4
pH 4.25 5.45 4.62
酶活 120分钟 30分钟 75分钟
四、生长因子、前体和产物促进剂
1、生长因子 从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物
2、来源 糖类、油脂、有机酸、正烷烃
二、氮源
氮源主要用于构成菌体细胞物质（氨基酸，蛋白质、核 酸等）和含氮代谢物。常用的氮源可分为两大类：有机氮 源和无机氮源。
1、无机氮源 种类：氨盐、硝酸盐和氨水 特点：微生物对它们的吸收快，所以也称之谓迅速利 用的氮源。但无机氮源的迅速利用常会引起pH的变 化如： (NH4)2SO4 → 2NH3 + 2H2SO4
NaNO3 + 4H2 → NH3 + 2H2O + NaOH
无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性 或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性 物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺，若菌体代谢后 能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝 酸钠。正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的 pH有积极作用。
青霉素：分子量356
苯乙酸:分子量136
用法：前体使用时普遍采用流加的方法
前体一般都有毒性，浓度过大对菌体的生长不利 苯乙酸，一般基础料中仅仅添加0.07%
前体相对价格较高，添加过多，容易引起挥发和氧化， 流加也有利于提高前提的转化率
3、产物促进剂
所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非 前体，但加入后却能提高产量的添加剂。
实验室中是培养基灭菌的最常用方 法。工业中利用饱和蒸汽进行培养 基和设备、管道等的灭菌。
巴氏消毒法(pasteurization)
是食品（牛奶）酿造（啤酒）工业中常用的方法。 具体做法是61.7－62.8ºＣ处理30min或71.6ºＣ度 处理15min，这样即可杀死病原微生物。又不致 损坏营养，可保留食品饮料原有用味。根据结核杆 菌在62ºＣ下15min被致死。
所以选择合适的无机氮源有两层意义：
满足菌体生长
稳定和调节发酵过程中的pH
2、有机氮源
来源：工业上常用有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼粉、 黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、 酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、酒糟等。
成分复杂：除提供氮源外，有些有机氮源还提供大量的无机 盐及生长因子。
促进剂提高产量的机制还不完全清楚，其原因是多方 面的。
低温维持法
高温瞬时灭菌
紫外线
杀菌机制： 诱导核酸形成胸腺嘧啶二聚体，从而干扰了核酸的复制
各种微生物对紫外线抗性不同 干细胞强于湿细胞； 芽孢，孢子强于营养细胞； 多倍体＞二倍体＞单倍体
常用于实验室环境的灭菌，以物品表面的灭菌
有机化合物
甲醛：纯甲醛为气体，37－40％水液为福尔马林。
醇是脱水剂蛋白质变性剂,70％乙醇杀菌效果最好。
开发效果好、有针对性的有机氮源仍然是令人感兴趣 的课题
三、无机盐的微量元素
1、作用：各种不一样 2、来源：C、N源，以盐的形式补充 3、用量：根据具体的产品，以实验决定
使用注意点
A. 对于其它渠道有可能带入的过多的某种无机离子和 微量元素在发酵过程中必须加以考虑
例：铁离子 青霉素发酵中，铁离子的浓度要小于20μg/ml 发酵罐必须进行表面处理
质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。
如以糖质原料为碳源的谷氨酸生产菌均为生物素缺陷型， 以生物素为生长因子,生长因子对发酵的调控起到重要的 作用 。
有机氮源是这些生长因子的重要来源，多数有机氮源含 有较多的B簇维生素和微量元素及一些微生物生长不可缺少 的生长因子
2、前体
前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼微生 物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结 构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大 的提高。
灭菌方法： 湿热灭菌 （mosist heat sterilization） 干热灭菌（ dry heat sterilization）
湿热灭菌(mosist heat sterilization)
该法比干热灭菌效果好，因为蛋白质在有水的情况下容易 凝固，如含水50％，蛋白质凝固温度为56ºＣ；含水６％ 蛋白质凝固温度为160-170ºＣ
控制微生物的物理因素
高温灭菌 辐射作用 高渗作用 干燥 超声波
控制微生物百度文库化学因素
表面消毒剂 化学治疗剂
高温灭菌
多数细菌，酵母菌和霉菌的营养细胞和病毒在50-65 ºＣ10 min可以致死。一般噬菌体65－80 ºＣ致死；放线菌、霉菌 的孢子比营养细胞抗热性强，76－80 ºＣ10min可以杀死； 细菌芽孢，在100 ºＣ下５－20min才能致死；同种微生物老 龄菌比幼菌耐热。
酚：3－5％的石碳酸溶液几分钟即可致死细菌甲 酚杀菌力最强，煤酚皂液（来苏尔）为甲酚和肥 皂的混合液 。 K2MnO4使菌体蛋白质氧化，使酶失活。 0·1－3％浓度 可用于皮肤，果品、餐具、消毒。H2O2清洗伤口。
第二节 培养基的制备与灭菌
培养基的配置 培养基的灭菌
（一）培养基的配置
一、碳源 1、作用 提供微生物菌种的生长繁殖所需的能源和合成菌体所 必需的碳成分 。提供合成目的产物所必须的碳成分
煮沸灭菌法（煮沸消毒法） 高压蒸汽灭菌法 巴斯德消毒法：（巴氏消毒法）
高压蒸汽灭菌
就是直接用高温蒸汽灭菌。蒸汽在冷凝时释放出大量潜能， 蒸汽具有强大穿透力，蒸汽的湿热破坏菌体蛋白质和核酸 的化学键，使酶失活，微生物因代谢障而死亡。
是湿热灭中最好方法，通常在 1.05kg/cm2,的压力下面（此时 温度121ºＣ）处理15－30min。
例 玉米浆： ①可溶性蛋白、生长因子（生物素）、苯乙酸 ②较多的乳酸 ③硫、磷、微量元素等
氮源使用的一些相关问题：
有机氮源和无机氮源应当混合使用 早期：容易利用易同化的氮源—无机氮源 中期：菌体的代谢酶系已形成、则利用蛋白质
有些产物会受氮源的诱导和阻遏 例： 蛋白酶的生产
有机氮源选取时也要考虑微生物的同化能力
B、使用时注意盐的形式（pH的变化） 例：黑曲酶NRRL-330,生产α-淀粉酶，PH对酶活的影响
不加
加 K2HPO4 加 KH2PO4
pH 4.25 5.45 4.62
酶活 120分钟 30分钟 75分钟
四、生长因子、前体和产物促进剂
1、生长因子 从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物
2、来源 糖类、油脂、有机酸、正烷烃
二、氮源
氮源主要用于构成菌体细胞物质（氨基酸，蛋白质、核 酸等）和含氮代谢物。常用的氮源可分为两大类：有机氮 源和无机氮源。
1、无机氮源 种类：氨盐、硝酸盐和氨水 特点：微生物对它们的吸收快，所以也称之谓迅速利 用的氮源。但无机氮源的迅速利用常会引起pH的变 化如： (NH4)2SO4 → 2NH3 + 2H2SO4
NaNO3 + 4H2 → NH3 + 2H2O + NaOH
无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性 或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性 物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺，若菌体代谢后 能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝 酸钠。正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的 pH有积极作用。
青霉素：分子量356
苯乙酸:分子量136
用法：前体使用时普遍采用流加的方法
前体一般都有毒性，浓度过大对菌体的生长不利 苯乙酸，一般基础料中仅仅添加0.07%
前体相对价格较高，添加过多，容易引起挥发和氧化， 流加也有利于提高前提的转化率
3、产物促进剂
所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非 前体，但加入后却能提高产量的添加剂。
实验室中是培养基灭菌的最常用方 法。工业中利用饱和蒸汽进行培养 基和设备、管道等的灭菌。
巴氏消毒法(pasteurization)
是食品（牛奶）酿造（啤酒）工业中常用的方法。 具体做法是61.7－62.8ºＣ处理30min或71.6ºＣ度 处理15min，这样即可杀死病原微生物。又不致 损坏营养，可保留食品饮料原有用味。根据结核杆 菌在62ºＣ下15min被致死。
所以选择合适的无机氮源有两层意义：
满足菌体生长
稳定和调节发酵过程中的pH
2、有机氮源
来源：工业上常用有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼粉、 黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、 酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、酒糟等。
成分复杂：除提供氮源外，有些有机氮源还提供大量的无机 盐及生长因子。
促进剂提高产量的机制还不完全清楚，其原因是多方 面的。
低温维持法
高温瞬时灭菌
紫外线
杀菌机制： 诱导核酸形成胸腺嘧啶二聚体，从而干扰了核酸的复制
各种微生物对紫外线抗性不同 干细胞强于湿细胞； 芽孢，孢子强于营养细胞； 多倍体＞二倍体＞单倍体
常用于实验室环境的灭菌，以物品表面的灭菌
有机化合物
甲醛：纯甲醛为气体，37－40％水液为福尔马林。
醇是脱水剂蛋白质变性剂,70％乙醇杀菌效果最好。
开发效果好、有针对性的有机氮源仍然是令人感兴趣 的课题
三、无机盐的微量元素
1、作用：各种不一样 2、来源：C、N源，以盐的形式补充 3、用量：根据具体的产品，以实验决定
使用注意点
A. 对于其它渠道有可能带入的过多的某种无机离子和 微量元素在发酵过程中必须加以考虑
例：铁离子 青霉素发酵中，铁离子的浓度要小于20μg/ml 发酵罐必须进行表面处理
质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。
如以糖质原料为碳源的谷氨酸生产菌均为生物素缺陷型， 以生物素为生长因子,生长因子对发酵的调控起到重要的 作用 。
有机氮源是这些生长因子的重要来源，多数有机氮源含 有较多的B簇维生素和微量元素及一些微生物生长不可缺少 的生长因子
2、前体
前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼微生 物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结 构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大 的提高。
灭菌方法： 湿热灭菌 （mosist heat sterilization） 干热灭菌（ dry heat sterilization）
湿热灭菌(mosist heat sterilization)
该法比干热灭菌效果好，因为蛋白质在有水的情况下容易 凝固，如含水50％，蛋白质凝固温度为56ºＣ；含水６％ 蛋白质凝固温度为160-170ºＣ