热力灭菌的动力学基础
热力杀菌
热力杀菌原理中国检验检疫科学研究院综合检测中心1.引言•1874年，美国马里兰州巴尔的摩市罐头制造商A．K．Shriver发明了杀菌锅，这是世界上第1个使用蒸汽在高温高压下来杀菌食品的杀菌锅系统。
这一事件标志着商业化加工罐藏食品的开始。
2热力杀菌基础•建立罐藏食品热力杀菌的基础是广泛的食品微生物学和杀菌方法的知识。
高温杀死了己经存在的微生物，而密封容器防止了食品受到再次污染。
•确定罐藏食品杀菌所需的适当温度和时间已经成为是罐头工业重点研究的主题。
热力杀菌工艺规程的制订并非易事。
它取决于一系列因素的知识，包括产品的特性、包装容器的尺寸、热杀菌规程的细节。
相当重要的知识是污染微生物的生长繁殖特性和耐热性。
•主管机构要求应由具有热力杀菌专业知识的杀菌权威来建立热力杀菌工艺规程。
杀菌权威是一些具有密封容器包装食品的热力杀菌专业知识和具有恰当的热力杀菌测试设备的个人或组织。
2.1杀菌规程•杀菌规程包括热力杀菌参数如产品初温、杀菌温度和杀菌时间以及可能影响获得商业无菌的关键因子。
可能影响杀菌规程的关键因子包括产品、容器、预处理方式或杀菌系统的任何特性、条件或无菌状况。
2.1杀菌规程•美国食品加工者协会26-L（NFPA）整土豆罐头的杀菌规程罐型固形物最低初温杀菌温度最大装罐量116 118 1213 热力杀菌的建立•微生物的耐热性取决于一些必须加以考虑的因素，这些因素可以分成三大类——微生物的生长特性、食品特性对微生物受热的影响、食品种类对受热微生物生长的影响。
•杀灭产品中微生物所需的热量可以通过热致死时间(TDT)测试来确定。
三颈瓶法用于那些加热温度低于沸水温度的产品。
选用的方法取决于各类因素，包括产品的种类和使用的杀菌系统。
3.1微生物的耐热性•指数递减时间D 值•D值：即指数递减时间，是热力致死速率曲线斜率的负倒数，可以认为是在某一温度下，每减少90％活菌（或芽孢）所需的时间，通常以分钟为单位。
•微生物数量的减少•10612D 加工10-6（0.000001）热力杀菌原理热力杀菌原理热力杀菌原理•微生物耐热性•Z值：当热力致死时间减少1/10或增加10倍时所需提高或降低的温度值，一般用Z值表示。
生化工程第二章-培养基灭菌(1)
培
养
基
灭
菌
生
化 工
N0 40 10 6 2 105 81012
程 N 10 3; K 1.8 min 1
第
二 章
t 2.303 lg N0
KN
培 养
2.303 lg(81015 ) 20.34 min
基
1.8
灭
菌
生 化 工 实际上，培养基在加热升温时(即升温阶 程 段)就有部分菌被杀灭，特别是当培养基 第 加热至 100 ℃ 以上，这个作用较为显著。 二 因此，保温灭菌时间实际上比上述计算的 章 时间要短。严格地讲，在降温阶段也有杀
基 灭
灭菌的依据。
菌
生
化 工
微生物热死灭动力学方程
程 微生物热致死是指微生物受热失活直到
第 死亡,微生物受热死亡主要是由于微生物
二 章 培 养 基
细胞内酶蛋白受热凝固,丧失活力所致。
在一定温度下,微生物受热后,其死活细胞 个数的变化如化学反应的浓度变化一样, 遵循单分子反应速率理论。
灭
菌
生
化
工 程 第 二 章
章 表明：ln K 与 1/T 之间呈直线关系，其斜率
培 为 –ΔE/R，在不同 T 时做灭菌试验，求得
养 相应的 K 值，即可求出ΔE。 基
灭
菌
生 化 工 程
第 二 章
培 养 基 灭 菌
生 化 工 以上可以看出：ΔE 同 T 一起决定 K 值，即： 程
第 二
K KE,T
章 培 养
将ln K E ln A两边对T求导 RT
基 灭
d ln K dT E RT 2
菌
生
辅助设备确认系列：第一节热力灭菌知识
辅助设备确认系列：第一节热力灭菌知识扫码入群1辅助设备指除制药工艺设备、分析仪器之外的其它设备，主要包括热力灭菌设备和环境试验设备。
热力灭菌设备主要提供稳定的灭菌/除热原温度，环境试验设备主要提供稳定的温度和（或）湿度环境。
热力灭菌知识热力灭菌是制药行业使用最广的灭菌方式。
当温度超过细胞最佳生理活动时，随着温度的升高，细胞代谢减缓，细胞的生长及繁殖最终停止。
每种细胞对温度的耐受性均有上限，一旦温度超过上限，起生命作用的蛋白质、酶及核酸会被永久性的破坏，从而导致细胞发生不可逆转的死亡。
对于热力灭菌，湿度对杀灭细菌芽孢起着重要作用，根据湿度的不同，热力灭菌分为湿热灭菌和干热灭菌。
湿度达到饱和[相对湿度(RH)为100％时的灭菌方式称为湿热灭菌；相对湿度低于100％条件下的灭菌方式统称干热灭菌。
实验数据表明，温度在90～125℃之间，相对湿度在20％～50％时，细菌芽孢较难杀灭；当相对湿度高于50％或低于20％时较易杀灭。
从灭菌机理上说，湿热灭菌是使微生物的蛋白质及核酸变性而杀灭微生物，湿热灭菌所需的温度较低。
干热灭菌是利用高温使微生物或脱氧核糖核酸酶等生物高分子产生非特异性氧化而杀灭微生物，干热灭菌需要较高的温度条件。
在恒定的热力灭菌条件下，同一种微生物的死亡遵循一级动力学规则（也叫存活曲线）。
微生物死亡速率是微生物的耐热参数D和杀灭时间的函数，它与灭菌程序中微生物的数量无关。
存活曲线可以用下面的半对数一级动力模式来表示：Log N F = Log N o-F(T,z)/D T公式中：N灭菌前微生物数量oN灭菌F分钟后微生物存活数量FD温度T下将微生物杀灭90％或使之下降一个对数单位所需的时间Tz 使微生物的D值变化一个对数单位所需升高或下降的温度F(T,z) 灭菌程序在确定的温度系数z下的T℃等效灭菌时间半对数模型的微生物存活曲线如下图所示：图1 半对数模型的微生物存活曲线热力灭菌能量传递的方式分为传导、对流和辐射。
〖医学〗消毒灭菌课件
二 、紫外线灭菌
概念
利用电子射过水银气体 产生的紫外线而杀菌的方法
杀 菌了直接：使蛋白质、酶等变性失活 机理儿间接：空气中产生臭氧或过氧化氢
有效距离：1.5~2.0m 使用 理想波长：265nm
30w 紫外灯照30min→ 避光30min
20.
习丁主造工支 白句专
展
作
医学精品课件
本 文档免费认览阅读，下载后可以编辑修改。
113.0 114.3 115.6 116.8
118.0
压力
兆帕
0.090 0.096 0.103
0.110 0.117 0.124 0.138 0.152 0.165 0.179 0.193 0.207
千克/厘米²
0.914 0.984
1.055
1.120 1.195 1.266 1.406 1.547 1.687 1.827 1.970 2.110
水沸点随热蒸汽压力的增加而升高 原理 密闭锅 蒸气多 压力高 沸点高
返回本节 10
步骤：装锅 →加热排气 →升压 →保压灭菌→ 降压出锅
使 用 关键：排净冷空气
灭菌时间和压力因物而异
注意 升降压力要稳
灭菌时间从保压时算起 压力降至“0”才能开盖
12
纯蒸气压力与温度的关系
压
兆帕
0.007 0.014 0.021 0.028 0.035 0.041 0.048
21
特点
小是注洪潜汽消得は后にe==== 常=常后注用三m
j
透力很弱
Ⅲ
定期更换灯管
只起辅助作用
伤眼睛和皮肤
I=e===e==ee#eeeeeeeeee="
返回本节
热力灭菌的动力学基础
用定律，在恒定温度及保持其他条件不变的情况下，单位
时间内被杀灭的微生物的速度正比于时间为 t 时存活的微
生物数目，即
dN/dt=－KN
（3-1）
式中 N 为 t 时存活的微生物数，负号表示数量在减少。
14
热力灭菌的对数规则
如果把普通坐标（图 3-4）
换成半对数坐标，则可得
lgN
到一直线图 3-5。
热力灭菌的动力学基础
1
热对活细胞的作用
还有一些其他类型的生物体也具有较强的 耐热性。例如，痉挛性假麻痹症的蛋白侵袭子 （Prion）病原体，它既不属细胞型微生物也 不属病毒，需要在132 ℃下加热1h才可完全杀 灭。
4
热对活细胞的作用
在细菌中，需氧菌中的芽孢杆菌属（Bacillus）
和厌氧菌中的梭状芽孢杆菌属（Clostridium），
比其生长态时增大了104～105倍。
5
热对活细胞的作用
细菌芽孢的耐热性与多种因素有关，有 些因素尚没被人们完全认识。芽孢形成时， 细菌停止生化反应，交将遗传物质包藏在芽 孢中。此过程中发生了一系列生理变化：细 胞质大量脱水，体积变小，在变小的原生质 体周围形成了一层厚壳，此过程中，还生成 了一种特殊化学物质—吡啶二羧酸或DPA(吡 啶 －26－二羧酸)。
的学者曾将 D 值译作九成杀灭时间，内涵并无差异。 按 D 的定义，将 t=D，N=1/10 No 代入式（3-2）并化简： D（K/2.303）=lgNo—lgN=lgNo/N=lgl0=1 所以 D=2.303/K 即，D 是直线方程式（3-2）斜率的负倒数。D 值越大，该温 度下微生物的耐热性就越强，在灭菌中就越难杀灭。对某一
13
热力灭菌的对数规则
2020罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定(教案)
PA3679菌种热处理温度和时间
加热温度(℃)TI 估计死灭时间分)FI
114
117 121
80
40
16
8
10
(2)、微生物的耐热 性曲线(D值) D值表示在一定的环境中和一定的热力致死温度条件下，每杀死
90%原有残存活菌数(芽孢数)所需要的时间(分)。 如在110℃下杀死90%某一细菌需要10分钟，则这个细菌在110℃的 耐残热存性芽可孢用数D(对110数=1值0分) 为来纵表坐示标。，在画半出对加数热坐致标死纸速上度以曲时线间，为D横值坐是标细， 菌致死率曲线上穿过一对数周期的时间 (分)，即在一定温度下加热， 使其细菌数减少到所需的时间，它是细菌和芽孢在各不同致死温度
n 热力致死时间就是热力致死温度保持恒定不变，将 处于一定条件下的悬浮液或食品中某一菌种的细胞 或芽孢全部杀死，所必须的最短热处理的时间(分)。
n 热力致死时间随致死温度而异，若在半对数坐标图 上以纵坐标为热处理时间，横坐标为热处理温度画 出的曲线就是热力致死时间曲线 (又称内视性热力致 死时间曲线)，它为直线，表示了不同热力致死温度 时细菌芽孢的相对耐热性，一般热力致死规律以指 数递减进行的。
14
(5)、Z值
n Z倍值变表化示时加相热对致应死的时加间热或温致度死(℃率)(的D值变)化按，照如101 将某或1一0 细菌芽孢的D值的对数为纵坐标，加热温度为横坐 标，画出的曲线(耐热曲线)上的斜率的负倒数就是Z
值，其定义就是热力致死时间和仿热力致死时间曲
线上横过一个对数循环时所需要的温度(℃)。Z值越
6
7
n 从图中可以看到，加热致死速度曲线一般都呈 直线，因此死亡速度常数K，即加热致死速度 曲线的斜率可用下列公式表示： K＝(㏒ a- ㏒b)/t
2023gmop指南热力学灭菌要求
2023gmop指南热力学灭菌要求2023 GMOP指南热力学灭菌要求一、引言热力学灭菌是一种常用的灭菌方法，它利用高温和高压的物理条件，通过杀灭微生物的热效应来实现灭菌的目的。
2023 GMOP指南对于热力学灭菌提出了一系列要求，本文将详细介绍这些要求，以便于理解和遵守。
二、灭菌温度要求根据2023 GMOP指南，热力学灭菌的温度要求是至少达到121摄氏度。
这是因为在这个温度下，大多数微生物的细胞壁和蛋白质结构会发生破坏，从而实现灭菌的效果。
同时，高温还能够提高灭菌速度，缩短灭菌时间。
三、灭菌压力要求除了温度要求外，2023 GMOP指南还对热力学灭菌的压力要求进行了规定。
热力学灭菌的压力要求是至少达到1.05兆帕。
这是因为高压可以提高水的沸点，从而使得灭菌温度更高，灭菌效果更好。
此外，高压还能够增加水的渗透性，进一步杀灭微生物。
四、灭菌时间要求灭菌时间是指物品在高温高压条件下需要暴露的时间。
根据2023 GMOP指南的要求，热力学灭菌的时间要求是至少达到15分钟。
这是因为在这个时间段内，可以有效地杀灭常见的病原微生物，保证灭菌效果。
五、灭菌效果验证要求为了确保热力学灭菌的有效性，2023 GMOP指南要求进行灭菌效果验证。
灭菌效果验证是通过对灭菌后的物品进行微生物检测，确认灭菌效果的过程。
常用的灭菌效果验证方法包括生物指示物法和化学指示物法。
其中，生物指示物法是将高抗菌性的孢子悬液放置在灭菌物品中，然后进行培养和观察结果。
而化学指示物法则是利用某些化学物质的变化来判断灭菌效果。
六、灭菌设备要求根据2023 GMOP指南，进行热力学灭菌时，要求使用符合规定的灭菌设备。
灭菌设备应该具备可靠的温度和压力控制系统，能够准确地控制和维持灭菌条件。
同时，灭菌设备还应具备合适的容量，能够满足不同规模的灭菌需求。
七、灭菌物品包装要求在进行热力学灭菌时，灭菌物品的包装也是非常重要的。
2023 GMOP 指南要求灭菌物品的包装应具备良好的密封性和耐高温高压的特性，以保证灭菌效果。
热力灭菌的动力学基础
25
热力灭菌旳对数规则
（3）FT 值——T（oC）灭菌时间
FT 值指 T（oC）灭菌值，系指一个给定 Z 值下，灭菌程序在温度 T（oC） 下的等效灭菌时间。（包括 100 oC 以上的升温和降温的等效灭菌时间）
FT=DT×ΔlgN
（3-4）
式中，DT 为在 T（oC）下微生物的 D 值；ΔlgN 为 T（oC）下灭菌程序
输处理中被未经过滤的空气微粒所致的污染，由人员
或其他物品接触遭受污染时，要将芽孢完全杀灭会很
困难，正因为如此，GMP 要求采取一切必要的措施防
止污染。
9
影响灭菌效果旳原因
2、相对湿度 在热力灭菌中，水对灭活细菌芽孢起着重要作 用。与水相关的灭菌方式只有两种：湿热和干热。 湿度达到饱和[相对湿度（RH）为 100%（或 aw=1.0）] 时的灭菌方式称为湿热灭菌；相对湿度低于 100% 条件下的灭菌方式统称干热灭菌。 实验数据表明，温度在 90~125oC 之间，相对湿 度在 20%~50%时，细菌芽孢较难杀灭；当相对湿 度高于 50%或低于 20%时，则较易杀灭。这对选择 灭菌条件具有十分重要的指导意义。
用定律，在恒定温度及保持其他条件不变的情况下，单位
时间内被杀灭的微生物的速度正比于时间为 t 时存活的微
生物数目，即
dN/dt=－KN
（3-1）
式中 N 为 t 时存活的微生物数，负号表示数量在减少。
14
热力灭菌旳对数规则
如果把普通坐标（图 3-4）
换成半对数坐标，则可得
lgN
到一直线图 3-5。
饱和蒸汽的穿透性比干热空气及过热蒸汽的穿透性要 强得多。蒸汽冷凝时放出的潜热(2.26kJ/g)传给被灭菌品， 使之升温并使被灭菌品所带的微生物尤其是表面微生物发 生水合作用，从而加速了它们的死亡。
第六章 灭菌动力学
02 高温灭菌动力学
微生物的死亡速率：灭菌的温度和时间
灭菌温度、时间与营养成分破坏量的关系（N/No= 10-16 ）
VB1
02 高温灭菌动力学
微生物的死亡速率：灭菌的温度和时间
灭菌温度、时间与营养成分破坏量的关系（N/No=0.001）
灭菌温度℃
100 110 115 120 130 145 150
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，
湿热灭菌的方法处理培养基，其加热受热时间与灭菌程度和 营养成分的破坏都有关系。营养成分的减少将影响菌种的培养和 产物的生成，所以灭菌程度和营养成分的破坏成为灭菌工作中的 主要矛盾，恰当掌握加热受热时间是灭菌工作的关键。
或设备有“死角”，清洗不干净而染菌。 2）发酵中后期染菌
可能是无菌空气或中间补料带入杂菌，或发酵设备 渗漏，以及操作不合理逐渐侵入杂菌而造成的。
01 概 述
染菌原因分析------从染菌的类型来分析
耐热性芽抱杆菌：可能是由于原料中原有的芽孢未 能杀灭，或者死角或灭菌不彻底。
球菌、酵母：可能是从蒸汽的冷凝水或空气中带来 的，或者设备渗漏。
致死温度：杀死微生物的最低温度（同最高生长温度）。 致死时间：在此温度下，杀死全部微生物所需要的时间。 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：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。
嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢在不同 温度下的死亡曲线
1）如微生物存在芽孢，其死亡速率呈现非对数死亡定律 2）工程上，在进行灭菌的设计时，常染菌概率为0.001，即在1000次灭菌 中，允许有一次失败。
热力杀菌保藏讲义
超高温瞬时杀菌法 （一） 概念 称为UHT杀菌，把加热温度为135-150 ℃ ，加热时间为28s，加热产品达到商业无菌要求的杀菌过程称为超高温瞬 时杀菌法。
（二） 特点 ①温度控制准确，设备精密； ②温度高，杀菌时间极短，杀菌效果显著，引起的化学变 化少； ③适于连续自动化生产； ④蒸汽和冷源的消耗比高温短时杀菌法HTST高。
一、 食品热处理的作用
正面作用
•杀死微生物，主要是致病菌和腐败菌等有害的微生物； • 钝化酶，主要是过氧化物酶、抗坏血酸酶； • 改善食品的品质与特性，如产生特别的色泽、风味和组织状态等 • 提高食品中营养成分的可利用率、可消化性等； • 破坏食品中不合需要或有害的成分，如大豆中的胰蛋白酶抑制剂
负面作用
在一定时间内（通常指1～10分钟）对细菌进行 热处理时，从细菌死亡的最低热处理温度开始的各 个加热期的温度称为热力致死温度。
在某一恒定温度（热力致死温度）条件下，将 食品中的一定浓度的某种微生物活菌（细菌和芽孢） 全部杀死所需要的时间（min），一般用TDT值表 示，同样在右下角标上杀菌温度。
F值 F值又称杀菌值，是指在一定的致死温度下将一
பைடு நூலகம்000
热力致死时间（min）
100
Z 10
Z值
1 93.5
99 104.5 110 115.5 121 126.5 致死温度（℃）
指D值(或TDT值)变化90%(一个对数坐标值)所对应的
温度变化值(℃或F)。Z值是衡量温度变化时微生物死灭速率
超高温瞬时杀菌设备
巴氏杀菌设备
蒸汽喷射式加热灭菌法 （一）概念
是指采用蒸汽喷射的UHT灭菌法，称作直接蒸汽喷射。 在最后的灭菌阶段将产品与蒸汽在一定的压力下混合，蒸汽 释放出潜热将产品快速加热至灭菌温度。这种直接加热系统 加热产品的速度比其它任何间接系统都要快。 （二）特点 1、加热和冷却速度较快，瞬时加热更容易通过直接加热系 统来实现。 2、能加工粘度高的产品，尤其对那些不能通过板式热交换 器进行良好加工的产品来说，它不容易形成结垢。但蒸汽压 力将限制设备长时间运转。 3、产品灭菌后需要进行无菌均质，由此设备本身的成本和 运转成本大大增加。
.第一节 物理消毒灭菌(1)
第一节物理消毒灭菌一、热力灭菌热力灭菌是利用高温杀死微生物。
其杀菌原理是高温能使菌体蛋白质变性，酶失去活性，核酸结构遭到破坏，从而导致菌体死亡。
热力灭菌是食用菌生产中应用最早、效果最可靠和使用最广泛的一种灭菌方法。
常用的热力灭菌方法有：1.高原蒸汽灭菌在密闭的容器内，水经加热后，由于蒸汽不能逸出，致使锅内压力升高，蒸汽的温度随之升高。
在高温条件下，保持一定的时间，可以杀死待灭菌物品上的一切生物，包括耐高温的细菌芽孢、真菌孢子和虫卵。
高压蒸汽灭菌是一种高效、快速的灭菌方法，生产上应用最为普遍。
（1）高压蒸汽灭菌锅。
生产上使用的高压灭菌锅有许多种类型，按加热方式有电热式、煤热式及煤电加热两用式等类型；按形状和容量分为手提式、立式和卧式三种类型（下图）。
手提式高压灭菌锅立式高压灭菌锅卧式高压灭菌锅特点热源适用范围手提式高压灭菌锅容量较小，使用方便电、煤、气、柴等母种培养基、无菌水、少量原种培养基的灭菌立式高压灭菌锅容量较大火力或电力原种和栽培种培养基的的灭菌卧式高压灭菌锅容量大，效率高，价格大规模生产较高（2）高压蒸汽灭菌方法。
高压蒸汽灭菌所采用的灭菌压力与灭菌时间，应根据待灭菌物品的性质、体积与容器类型等而定。
液体和含琼脂的培养基一般般在0.098～0.105MPa,120～121℃，灭菌20～30min；原种、栽培种培养基及熟料栽培培养料一般在0.147MPa,128℃，灭菌1.5～2h，才能达到满意的灭菌效果。
使用高压灭菌锅的步骤为：加水至水位线→待灭菌物品装锅→加盖→加热升温→压力至0.049MPa时，打开排气阀排出锅内冷空气，压力降至0，排气阀有大量热蒸汽冲出时，关闭排气阀→继续升温，压力升至规定指标，温度达到规定指标时，开始调火稳压到规定时间→灭火→降压→开盖→取物。
（3）高压蒸汽灭菌时的注意事项。
①高压锅内的空气必须排尽：空气的热膨胀系数大，若锅内留有空气，当灭菌锅密闭加热时，空气受热很快膨胀，压力上升，造成压力表虽然已指到要求压力，但锅内蒸汽温度低，灭菌不彻底。
热力灭菌
热力灭菌热力灭菌时最可靠而普遍应用的灭菌法，包括湿热灭菌和干热灭菌法。
1．湿热灭菌法在同样的温度下，温热的杀菌效果比干热好，其原因有：①蛋白质凝固所需的温度与其含水量有关，含水量愈大，发生凝固所需的温度愈低。
湿热灭菌的菌体蛋白质吸收水分，因较大同一温度的干热空气中易于凝固。
②温热灭菌过程中蒸气放出大量潜热，加速提高湿度。
因而湿热灭菌比干热所要温度低，如在同一温度下，则湿热灭菌所需时间比干热短。
③湿热的穿透力比干热大，使深部也能达到灭菌温度，故湿热比干热收效好。
湿热灭菌法包括有：（1）煮沸法：煮沸100℃，5分钟，能杀死一般细菌的繁殖体。
许多芽胞需经煮潮5～6小时才死亡。
水中加入2%碳酸钠，可提高其沸点达105℃。
既可促进芽胞的杀灭，又能防止金属器皿生锈。
煮沸法可用于饮水和一般器械（刀剪、注射器等）的消毒。
（2）流通蒸汽灭菌法：利用100℃左右的水蒸汽进行消毒，一般采用流通蒸汽灭菌器（其原理相当于我国的蒸笼），加热15到39分钟，可杀死细菌繁殖体。
消毒物品的包装不宜过大、过紧以利于蒸汽穿透。
（3）间歇灭菌法：利用反复多次的流通蒸汽，以达到灭菌的目的。
一般用流通蒸汽灭菌器，100℃加热15～30分钟，可杀死其中的繁殖体；但芽胞尚有残存。
取出后放37℃孵箱过夜，使芽胞发育成繁殖体，次日再蒸一次，如此连续三次以上。
本法适用于不耐高温的营养物（如血清培养基）的灭菌。
（4）巴氏消毒法（Pasteurization）：利用热力杀死液体中的病原菌或一般的杂菌，同时不致严重损害其质量的消耗方法。
由巴斯德创用以消毒酒精类，故名。
加温61.1～62.8℃半小时，或71.7℃15～30秒钟。
常用于消毒牛奶和酒类等。
（5）高压蒸汽灭菌法：压力蒸汽灭菌是在专门的压力蒸汽灭菌器中进行的，是热力灭菌中使用最普遍、效果最可靠的一种方法。
其优点是穿透力强，灭菌效果可靠，能杀灭所有微生物。
目前使用的压力灭菌器可分为两类：下排气式压力灭菌器和预真空压力灭菌器。
第六章 灭菌动力学
y = 0.0122x R2 = 0.9771
0.08
0.06
0.04
0.02
ln Nt N0
0
0
2
4
6
8
10
14
12
y = 1.5943x
R2 = 0.9999
10
8
6
4
2
0
0
2
4
6
8
10
t
0.35 0.3
0.25
y = 0.0326x R2 = 0.9917
0.2
0.15
0.1
0.05
0
0
2
4
0.24953 0.293253
110
0 0.798507696 1.609437912
2.38959647 3.193167468 4.782504201 6.299349327
9.60338296 12.76236064
120
0 4.7627991 9.5261933 14.428615
0.12 0.1
Del系数，Nabla系数和灭菌标准
03 液体介质的灭菌方式
介质的批式灭菌
例：有一发酵罐内装40m3培养基，在121温度下进行实罐灭菌。原污 染程度为每1mL 有2*105个耐热细菌芽孢，121度时灭菌速度常数为 1.8min-1。求灭菌失败机率为0.001时 所需要的灭菌时间。
解：
t 1 ln N 0 2.303 lg N 0 K Nt K Nt
第六章灭菌动力学.ppt null 5229285rr 分享于 2012-11-05 07:45:6.8 暂无简介 文档格式: .ppt 文档页数: 98页 文档大小: 3.11m 文档热度: 文档分类: 待分类 文档标签: 灭菌动力学 系统标签: 灭菌 动力学 微生物 培养基 芽孢 发酵罐
[物理]snt04002005-热力杀菌
![[物理]snt04002005-热力杀菌](https://img.taocdn.com/s3/m/5751b1178e9951e79b892786.png)
容器各层间如使用分隔板，它们应按上述规定 冲孔。
h
53
h
54
h
55
静止高压蒸汽杀菌锅的 装备和操作规程
(10)空气阀 使用空气加压冷却的 杀菌锅必须装有合适的阀门以防 止杀菌过程中有空气漏入锅内。
h
13
卧式杀菌锅装置示意图
h
14
立 式 杀 菌 锅 装 置 图
h
15
装备和操作规程
h
16
静止高压蒸汽杀菌锅的装 备和操作规程
(1) 指示玻璃水银温度计 每一杀菌锅必
须至少装置一支玻璃水银温度计，其分刻
度便于读到0.5℃或1℉，而其每厘米温度
读数范围不应超过3.7℃(或每英寸不超过
17℉)。
h
h
30
温
度
加锁
记
录
装
置
h
31
静止高压蒸汽杀菌锅的装 备和操作规程
记录仪可与蒸汽控制器组合成为一 台记录控制仪。温度记录仪的感温球 必须装在杀菌锅锅壳内或附设在壳侧 的插座室内。
h
32
h
33
h
34
静止高压蒸汽杀菌锅的装 备和操作规程
每一温度记录仪感温球插座室必须设有
一只1.6毫米(或1/16英寸)或更大的泄气口，
h
25
静止高压蒸汽杀菌锅的装 备和操作规程
(2) 温度记录装置 每只杀菌锅必须有一
台精确的温度记录装置。温度记录装置上
的刻度在杀菌温度5.6℃范围内每格刻度
不超过1.1℃(或每10℉温度范围内每格刻
度不超过2℉)。每张记录图纸在杀菌温度
热力灭菌工艺的微生物学验证
热力灭菌工艺的微生物学验证注射剂无菌保证工艺研究及评价的原则要求注射剂无菌保证工艺是指为实现规定的无菌保证水平所采取的经过充分验证后的灭菌（无菌）生产工艺。
目前，注射剂的无菌保证工艺主要有两种：1.终端灭菌工艺：在控制微生物污染量的基础上，在药品灌封后，通过湿热灭菌方式除菌。
一般来说，本方法成本低，无菌保证水平高，适宜于大容量注射剂和小容量注射剂的灭菌。
2.无菌生产工艺：在无菌系统环境下，通过除菌过滤法或无菌操作法，以防止污染为目的，消除导致污染的各种可能性来保证无菌水平。
一般来说，由于本方法对环境系统的要求高，且影响无菌操作的因素多而使得无菌保证水平比终端灭菌工艺低。
无菌生产工艺一般适宜于粉针剂，亦可适宜于临床需要但不能进行终端灭菌的小容量注射剂。
由此，终端灭菌工艺和无菌生产工艺具有不同的系统要求、不同的除菌方法和不同的无菌保证结果。
评价无菌保证工艺是否有效曾一度主要通过对终产品抽样进行无菌检验来判断；由于微生物在产品中的分布是不均匀的，且抽检样品的数量有限，故抽检的结果不能真实代表整批产品的无菌状态。
国际上更为注重无菌保证工艺的设计是否合理、所用的设备与工艺是否经过充分的验证，在此基础上，切实按照验证后的工艺进行生产，这样才能保证灭菌（无菌）工艺的可靠性。
在业界，常用“无菌保证水平”（Sterility Assurance Level,SAL）概念来评价灭菌（无菌）工艺的效果，SAL的定义为产品经灭菌/除菌后微生物残存的概率。
该值越小，表明产品中微生物存在的概率越小。
为了保证注射剂的无菌安全性，国际上一致规定，采用湿热灭菌法的SAL不得大于10-6，即灭菌后微生物存活的概率不得大于百万分之一；而采用无菌生产工艺的产品，其SAL一般只能达到10-3，故仅限于临床必需注射给药而确实无法耐受终端灭菌的产品。
无菌生产工艺只适用于粉针剂或部分小容量注射剂。
一、注射剂剂型选择的原则从无菌保证水平的角度考虑，注射剂剂型选择的一般原则如下：1．首先要考虑被选剂型可采用的灭菌工艺的无菌保证水平的高低。
灭菌参数(F值和F0值)
灭菌参数（F 值和F 0值）D 值：（考察对时间的关系）在一定温度下，杀灭90%微生物所需的灭菌时间。
杀灭微生物符合一级动力学方程，即有kt dtdN -= 或303.2lg lg 0kt N N t =- 式中，t N ：灭菌时间为t 时残存的微生物数；0N ：原有微生物数；k ：灭菌常数)10lg 100(lg 303.2-=kt D ＝ D 值随微生物的种类、环境和灭菌温度变化而异。
Z 值：（考察对温度的敏感性）降低一个lgD 值所需升高的温度，即灭菌时间减少到原来的1/10所需升高的温度或相同灭菌时间内，杀灭99%的微生物所需提高的温度。
1212lg lg D D T T Z --= 即101212Z T T D D -=F 值：在一定灭菌温度（T ）下给定的Z 值所产生的灭菌效果与在参比温度（T 0）下给定的Z 值所产生的灭菌效果相同时所相当的时间。
常用于干热灭菌∑-∆=100Z T T t FF 0值：在一定灭菌温度（T ）、Z 值为10℃所产生的灭菌效果与121℃、Z 值为10℃产生的灭菌效果相同时所相当的时间（min ）。
∑-∆=101210Z T t F物理F0值数学表达式：F0 = △t ∑10 T-121/ Z生物F0值数学表达式：F0=D121℃×(lgN0-lgNt) 为灭菌后预计达到的微生物残存数，即染菌度概率。
F0值F0值仅限于热压灭菌，生物F0值相当于121℃热压灭菌时，杀灭容器中全部微生物所需要的时间。
F0值体现了灭菌温度与时间对灭菌效果的统一，数值更为精确、实用。
为了确保灭菌效果，应适当增加安全系数，一般增加理论值 的50%。
键词：罐头，杀菌，F 值， D 值，Z 值一、实际杀菌F 值指某一杀菌条件下的总的杀菌效果。
通常是把不同温度下的杀菌时间折算成121℃的杀菌时间，即相当于121℃的杀菌时间，用F 实表示。
特别注意：它不是指工人实际操作所花时间，它是一个理论上折算过的时间。
热力消毒灭菌法考点总结
热力消毒灭菌法考点总结●干热法●燃烧法●适用于某些特殊感染(如破伤风、气性坏疽、铜绿假单胞菌感染)的敷料及病理标本的灭菌处理。
●适用于不怕热的金属器材和搪瓷类物品的灭菌。
紧急情况下，也可用于手术器械的灭菌。
●金属器械可在火焰上烧灼20s,搪瓷类盛放少量95%乙醇，燃烧至火焰熄灭。
此过程中不断转动容器，使火焰分布均匀。
●烧灼灭菌温度高，效果可靠，但对物品破坏性大，锐利金属器械（锐利刀）不可用此法灭菌,以免锋刃变钝。
●应用时应注意:1远离易燃、易爆物品,如氧气、乙醇、汽油等;2在燃烧过程中不得添加乙醇等燃料。
●干烤法●适用于耐热、不耐湿、蒸汽或气体不能穿透物品的灭菌,如油脂、粉剂、玻璃器皿等物品。
●灭菌参数为:温度160 持续灭菌时间2h。
温度170持续1h。
温度180,持续0.5小时●注意:1待灭菌的物品应洗净，玻璃器皿需干燥。
●2灭菌物品包体积不应超过 10cm x 10cm x 20cm，油剂、粉剂的厚度不应超过0.6cm,凡士林纱布条厚度不应超过1.3cm,以利于热的穿透。
●3物品装载时勿与灭菌器内腔底部及四壁接触，高度不应超过烤箱内腔高度的2/3,物品之间留有空隙。
●4有机物品灭菌时,温度应<170度，以防炭化。
●5禁用于棉织品、合成纤维、塑料制品、橡胶制品、导热性差的物品以及其他在高温下容易损坏的物品的灭菌。
●6灭菌维持的时间应从烤箱内温度达到灭菌温度时起算，中途不得打开烤箱放入新的物品。
●7灭菌后温度降至40度以下再打开灭菌器，以防玻璃器皿等物品炸裂。
●湿热法●压力蒸汽灭菌法●是热力消毒灭菌法中使用最普遍、效果最为可靠的一种方法●适用于各类器械、敷料、搪瓷类、橡胶、玻璃制品等耐高温、耐高压、耐湿的物品的灭菌●但不能用于油剂和粉剂的灭菌。
●分类●下排气式压力蒸汽灭菌:热蒸汽在灭菌器中从上而下,将冷空气由下排气孔排出●灭菌器的参数为温度121，压力102.8～122.9，灭菌时间20min敷料灭菌30分钟●首选用于微生物的培养物、液体、药品、实验室废物、无孔物品的灭菌●预排气压力蒸汽灭菌●首选用于管腔物品、多孔物品、纺织品●最短灭菌时间4分钟，温度132。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
药品生产质量管理工程课件四
编辑课件
1
热对活细胞的作用
热力灭菌是研究最深、使用最广的灭菌 方式。当温度超过细胞最佳生理活动的温度 范围时，随着温度的升高，细胞代谢减缓， 最终细胞的生长及繁殖将停止。每种细胞生 理活动的温度均有一上限，一旦温度超过它 的上限，起生命作用的蛋白质、酶及核酸会 被永久性破坏，从而导致细胞发生不可逆转 的死亡。
编辑课件
2
热对活细胞的作用
从微观上看，不具备真正核膜结构的原核细 胞（如细菌和蓝绿藻）耐热性最强。某些嗜热性 细菌甚至可在80 ℃以上的高温中存活。但是，绝 大多数生长态菌在80～100 ℃下即可被迅速杀灭。 具备核膜结构的真核微生物，如真菌和原生动物， 在60～80 ℃下就可被迅速杀灭。多数病毒的耐热 较差，只有乙肝病毒（HBV）例外，它要在75 ℃ 下至少曝热3min才能被灭活。
生长态时增大了104～编1辑0课5件倍。
5
热对活细胞的作用
细菌芽孢的耐热性与多种因素有关，有 些因素尚没被人们完全认识。芽孢形成时， 细菌停止生化反应，交将遗传物质包藏在芽 孢中。此过程中发生了一系列生理变化：细 胞质大量脱水，体积变小，在变小的原生质 体周围形成了一层厚壳，此过程中，还生成 了一种特殊化学物质—吡啶二羧酸或DPA(吡 啶 －26－二羧酸)。
等，它们均会影响芽孢的编辑耐课件热性。
8
影响灭菌效果的因素
包藏在晶体或有机物内的芽孢，其耐热性通常明
显高于一般非包藏态的芽孢。
因此，在某一温度条件下，将泥土包藏性芽孢和
从泥土分离并培养得到的芽孢同时灭菌时，要想获得
相同的灭菌效果，同一灭菌温度下，前者所需的灭菌
时间比后者要高出十多倍。
由于被灭菌品受到了泥土中芽孢的污染，如在运
编辑课件
6
热对活细胞的作用
在芽孢形成阶段，吡啶二羧酸钙能与脱 氧核糖核酸（DNA）以及细胞内的酶形成复 合物，从而对休眠状态的芽孢起保护作用。 处于休眠状态的芽孢可以存活很多年，在适 宜的条件下，它们在数分钟内即可恢复到生 长状态。
编辑课件
7
影响灭菌效果的因素
1、 物理/化学条件
在细菌形成芽孢过程中的多种环境因素会影响
输处理中被未经过滤的空气微粒所致的污染，由人员
或其他物品接触遭受污染时，要将芽孢完全杀灭会很
困难，正因为如此，GMP 要求采取一切必要的措施防
止污染。
编辑课件
9
影响灭菌效果的因素
2、相对湿度
在热力灭菌中，水对灭活细菌芽孢起着重要作
用。与水相关的灭菌方式只有两种：湿热和干热。
湿度达到饱和[相对湿度（RH）为 100%（或 aw=1.0）] 时的灭菌方式称为湿热灭菌；相对湿度低于 100%
孢子的耐热性。例如，温度较高并有二价阳离子（如
Ca2+、Fe2+、Mg2+、Mn2+）存在时，芽孢的耐热性增
强；与此相反，当 pH 超出 6.0~8.0 的范围时，或在
高浓度的盐水或磷酸盐中形成芽孢时，其耐热性下
降。
自然界中芽孢子的耐热性与环境条件相关，如溶
液浓度、水分（相对平衡湿度 aw）、pH、对芽孢有损 伤作用的物理因素以及对芽孢有抑制作用的化学品
本符合质量作用定律。这一研究以阿伦尼乌斯
一级反应为基础。 编辑课件
13
热力灭菌的对数规则
湿热灭菌的对数规则始于 1921 年 Bigeow 发表的论文
—用对数规则阐述灭菌工艺过程，Rahn 等人对此进行了
详细的研究，使对数规则更系统化了。按照他们的理论，
灭菌时微生物的死亡遵循对数规则，而灭菌过程可以用阿
条件下的灭菌方式统称干热灭菌。
实验数据表明，温度在 90~125oC 之间，相对湿
度在 20%~50%时，细菌芽孢较难杀灭；当相对湿
度高于 50%或低于 20%时，则较易杀灭。这对选择
灭菌条件具有十分重要的指导意义。
编辑课件
10
影响灭菌效果的因素
3、曝热时间
灭菌过程中，原核细胞的杀灭遵循一级反 应的规则。即时间与某一温度下芽孢存活数量 的对数间的关系，在许多情况下呈线性。这就 是说，在特定的灭菌温度下，任一时间孢子死 亡仅与这个时间孢子的浓度相关，而使孢子数 下降一个对数单位所需时间并不受孢子原始 浓度的影响。
伦尼乌斯（Arrhenius）的一级反应式来描述。根据质量作
用定律，在恒定温度及保持其他条件不变的情况下，单位
也具有较强的耐热性。这些细菌的细胞能产生
内源性孢子（芽孢）或胞间休眠体，一旦形成
这种状态，它们对热、干燥及化学消毒剂的耐
受性增强。要想杀灭这类芽孢，使之下降一个
数量级（一个对数单位），干热灭菌的温度必
须达到100～170 ℃ ，湿热灭菌的温度在80～
129 ℃之间。如以干热灭菌及湿热灭菌的灭菌率
L (Lethality)来计算，芽孢被杀灭困难的程度比其
编辑课件
11
热力灭菌的对数规则
1、 灭菌机理
组成细胞的蛋白质分子的功能取决于它的特殊结构，在
一定高温条件下受热时，蛋白质分子内氢键发生断裂影响了
分子空间构型的重排，从而导致微生物的死亡。对这一课题
进行的大量的研究表明，细菌孢子，尤其是芽孢杆菌和梭状
芽孢具有耐热性。耐热孢子的破坏取决于在水分条件下孢子
2、对数规则的研究 工作，以解决蒸汽灭菌无定量标准的难题。研 究的对象主要是耐热孢子，因为生长态菌在灭
菌过程中很容易被杀灭。研究的课题：在蒸汽
灭菌过程中，微生物的杀灭所遵循的规律。研 究的结果表明，将活的微生物看做反应物，并
将杀灭后的微生物看做生成物，孢子的死亡基
编辑课件
3
热对活细胞的作用
还有一些其他类型的生物体也具有较强的 耐热性。例如，痉挛性假麻痹症的蛋白侵袭子 （Prion）病原体，它既不属细胞型微生物也 不属病毒，需要在132 ℃下加热1h才可完全杀 灭。
编辑课件
4
热对活细胞的作用
在细菌中，需氧菌中的芽孢杆菌属（Bacillus）
和厌氧菌中的梭状芽孢杆菌属（Clostridium），
的水合作用以及核酸和蛋白质的变性。因此，蒸汽灭菌中使
用饱和蒸汽是至关重要的。
饱和蒸汽的穿透性比干热空气及过热蒸汽的穿透性要
强得多。蒸汽冷凝时放出的潜热(2.26kJ/g)传给被灭菌品， 使之升温并使被灭菌品所带的微生物尤其是表面微生物发
生水合作用，从而加速了它们的死亡。
编辑课件
12
热力灭菌的对数规则