第五章灭菌与空气的净化
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▪ ⑷ 新洁尔灭 新洁尔灭是表面活性剂类洁净 消毒剂。它在水溶液中以阳离子形式与菌体 表面结合，引起菌体外膜损伤和蛋白变性。 10 min能杀死营养细胞，但对细菌芽孢几乎 没有杀灭作用。一般用于器具和生产环境的 消毒，不能与合成洗涤剂合用，不能接触铝 制品。
▪ ⑸ 甲醛 甲醛(HCHO)是强还原剂，它能与 蛋白质的氨基结合，使蛋白质变性，对氨 基和蛋白质的变性有较强活性，这是用甲 醛作为灭菌剂的根据。使用时可以以2份37 ％甲醛溶液与1份KMnO4混合，或者将37％甲 醛溶液直接加热，产生气态甲醛用于灭菌。 甲醛灭菌的缺点是穿透力差。
热困难，热难穿透过去杀灭微生物
▪ ⒊ 分批灭菌和连续灭菌比较 ▪ 连续灭菌与分批灭菌比较的优点： ▪ ① 可采用高温短时灭菌，培养基受热时间
短，营养成分破坏少，有利于提高发酵产 率；
▪ ② 发酵罐利用率高； ▪ ③ 蒸汽负荷均衡； ▪ ④ 采用板式换热器时，可节约大量能量； ▪ ⑤ 适宜采用自动控制，劳动强度小。
▪ ⑶ 固体培养基灭菌
▪ ⒉ 影响培养基灭菌的因素 ▪ ⑴ 培养基成分 ▪ 油脂、糖类 ▪ 低质量分数(1％～2％)的NaCl溶液 ▪ ⑵ pH值 ▪ pH值6.0～8.0，微生物最耐热；pH<6.0，氢
离子易渗入微生物细胞内，从而改变细胞的 生理反应促使其死亡
▪ ⑶ 培养基中的颗粒 ▪ ⑷ 泡沫 泡沫中的空气形成隔热层，使传
▪ ⑹ 过氧乙酸 过氧乙酸是强氧化剂，它是 广谱、高效、速效的化学杀菌剂，对营养 细胞、细菌芽孢、真菌孢子和病毒都有杀 灭作用。
▪ ⑺ 戊二醛 在酸性条件下，不具有杀死芽 孢的能力，只有在碱性条件下，才具有杀 死芽孢的能力，常用2％的溶液，常用于器 具、仪器和工具等灭菌。
▪ ⑻ 酚类 苯酚毒性较大，易污染环境，且 水溶性差，使应用受到限制，而酚类衍生 物的使用，扩大了作为消毒剂的使用范围。
▪ ⒌ 化学药剂灭菌法
▪ 某些化学药剂能与微生物发生反应而具有 杀菌的作用。
▪ 化学药剂适于生产车间环境的灭菌，接种 操作前小型器具的灭菌等。
▪ 化学药品的灭菌使用方法，根据灭菌对象 的不同有浸泡、添加、擦拭、喷洒、气态 熏蒸等。
▪ ⑴ 高锰酸钾 高锰酸钾溶液的灭菌作用是 使蛋白质、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 漂白粉的化学名称是次氯酸盐 (次氯酸钠，NaOCl)，它是强氧化剂，也是 廉价易得的灭菌剂。它的杀菌作用是次氯 酸钠分解为次亚氯酸，后者不稳定，在水 溶液中分解为新生态氧和氯，使细菌受强 烈氧化作用而导致死亡，对杀死细菌和噬 菌体均有效。
▪ ⑶ 75％酒精溶液 75％酒精溶液的杀菌作用 在于使细胞脱水，引起蛋白质凝固变性。对 营养细胞、病毒、霉菌孢子均有杀死作用， 但对细菌的芽孢杀死作用较差。常用于皮肤 和器具表面杀菌。
▪ 四、培养基与设备、管道灭菌条件 ▪ ⑴ 杀菌锅内灭菌 ▪ ⑵ 种子罐、发酵罐、计量罐、补料罐等的空
罐灭菌及管道灭菌 ▪ ⑶ 空气总过滤器和分过滤器灭菌 ▪ ⑷ 种子培养基实罐灭菌 ▪ ⑸ 发酵培养基实罐灭菌 ▪ ⑹ 发酵培养基连续灭菌 ▪ ⑺ 消泡剂灭菌 ▪ ⑻ 补料实罐灭菌 ▪ ⑼ 尿素溶液灭菌
▪ ⒋ 湿热灭菌法
▪ 利用饱和蒸汽进行灭菌的方法称为湿热灭菌 法。其原理是借助于蒸汽释放的热能使微生 物细胞中的蛋白质、酶和核酸分子内部的化 学键，特别是氢键受到破坏，引起不可逆的 变性，使微生物死亡。由于蒸汽有很强的穿 透能力，湿热灭菌对耐热芽孢杆菌来说，温 度升高10 ℃时，灭菌速度常数可增加8～10 倍，对营养细胞更高。蒸汽来源方便，价格 低廉，灭菌效果可靠，是目前最为常用的灭 菌方法。一般的湿热灭菌条件为121 ℃，30 min。
培养基配料 配料罐 加热器 维持罐 冷却器 无菌培养基
连续灭菌流程
▪ ⑵ 间歇灭菌
▪ 间歇灭菌即实消，是在每批培养基全部流 入发酵罐后，就在罐内通入蒸汽加热至灭 菌温度，维持一定时间，再冷却到接种温 度。实罐灭菌时，发酵罐与培养基一起灭 菌。
▪ 其他灭菌设备一般采用蒸汽灭菌，如设备 十分耐压，则可采用较高的温度，但必须 注意设备内部的凹处及露出的小配管等蒸 汽不能到达的部位。
第二节 空气的净化
▪ 一、空气净化的方法 ▪ 对空气灭菌的要求一般可按10-3的染菌概率，
即在1000次培养过程中，只允许一次是由于 空气灭菌不彻底而造成染菌，致使培养过程 失败。
▪ ⒈ 热灭菌法ห้องสมุดไป่ตู้▪ 空气在进入培养系统之前，一般均需用压缩
机压缩，提高压力，空气经压缩后温度能够 升到200 ℃以上，保持一定时间后，便可实 现干热杀菌。
▪ ⒍ 过滤除菌法
▪ 利用过滤方法阻留微生物，也可达到除菌 的目的，这就是过滤除菌法。
▪ 此法仅适用于澄清液体和气体的除菌。工 业上常用过滤法大量制备无菌空气，供好 氧微生物培养过程使用。
▪ 二、湿热灭菌的原理
▪ 三、培养基的灭菌
▪ ⒈ 培养基湿热灭菌方法
▪ ⑴ 连续灭菌 连续灭菌也叫连消，其温度 一般以126～132 ℃为宜，总蒸汽压力要求 达到0.044～0.049 MPa以上。培养基采用连 续灭菌时，需在培养基进入发酵罐前，直接 用蒸汽进行空罐灭菌（空消），用无菌空气 保压，待培养基流入罐后，开始冷却。灭菌 时对培养基的加热可采用各种加热器。培养 基的冷却方式有喷淋冷却式、真空冷却式、 薄板换热器式几种方式，其过程均包括加热、 维持和冷却。
▪ ⒉ 静电除菌 ▪ 静电除菌是利用静电引力来吸附带电粒子
而达到除尘灭菌的目的。
1—升压变压器； 2—整流器； 3—沉淀电极； 4—电晕电极
静电除尘灭菌器示意
▪ ⒊ 介质过滤除菌法
▪ 过滤除菌法是让含菌空气通过过滤介质， 以阻截空气中所含微生物，而取得无菌空 气的方法。
▪ 通过过滤除菌处理的空气可达到无菌，并 有足够的压力和适宜的温度以供好氧培养 过程之用。
▪ 该法是目前广泛应用来获得大量无菌空气 的常规方法。在空气的除菌方法中，介质 过滤除菌生产中使用最多。
▪ 二、空气的过滤除菌原理和介质
▪ ⑸ 甲醛 甲醛(HCHO)是强还原剂，它能与 蛋白质的氨基结合，使蛋白质变性，对氨 基和蛋白质的变性有较强活性，这是用甲 醛作为灭菌剂的根据。使用时可以以2份37 ％甲醛溶液与1份KMnO4混合，或者将37％甲 醛溶液直接加热，产生气态甲醛用于灭菌。 甲醛灭菌的缺点是穿透力差。
热困难，热难穿透过去杀灭微生物
▪ ⒊ 分批灭菌和连续灭菌比较 ▪ 连续灭菌与分批灭菌比较的优点： ▪ ① 可采用高温短时灭菌，培养基受热时间
短，营养成分破坏少，有利于提高发酵产 率；
▪ ② 发酵罐利用率高； ▪ ③ 蒸汽负荷均衡； ▪ ④ 采用板式换热器时，可节约大量能量； ▪ ⑤ 适宜采用自动控制，劳动强度小。
▪ ⑶ 固体培养基灭菌
▪ ⒉ 影响培养基灭菌的因素 ▪ ⑴ 培养基成分 ▪ 油脂、糖类 ▪ 低质量分数(1％～2％)的NaCl溶液 ▪ ⑵ pH值 ▪ pH值6.0～8.0，微生物最耐热；pH<6.0，氢
离子易渗入微生物细胞内，从而改变细胞的 生理反应促使其死亡
▪ ⑶ 培养基中的颗粒 ▪ ⑷ 泡沫 泡沫中的空气形成隔热层，使传
▪ ⑹ 过氧乙酸 过氧乙酸是强氧化剂，它是 广谱、高效、速效的化学杀菌剂，对营养 细胞、细菌芽孢、真菌孢子和病毒都有杀 灭作用。
▪ ⑺ 戊二醛 在酸性条件下，不具有杀死芽 孢的能力，只有在碱性条件下，才具有杀 死芽孢的能力，常用2％的溶液，常用于器 具、仪器和工具等灭菌。
▪ ⑻ 酚类 苯酚毒性较大，易污染环境，且 水溶性差，使应用受到限制，而酚类衍生 物的使用，扩大了作为消毒剂的使用范围。
▪ ⒌ 化学药剂灭菌法
▪ 某些化学药剂能与微生物发生反应而具有 杀菌的作用。
▪ 化学药剂适于生产车间环境的灭菌，接种 操作前小型器具的灭菌等。
▪ 化学药品的灭菌使用方法，根据灭菌对象 的不同有浸泡、添加、擦拭、喷洒、气态 熏蒸等。
▪ ⑴ 高锰酸钾 高锰酸钾溶液的灭菌作用是 使蛋白质、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 漂白粉的化学名称是次氯酸盐 (次氯酸钠，NaOCl)，它是强氧化剂，也是 廉价易得的灭菌剂。它的杀菌作用是次氯 酸钠分解为次亚氯酸，后者不稳定，在水 溶液中分解为新生态氧和氯，使细菌受强 烈氧化作用而导致死亡，对杀死细菌和噬 菌体均有效。
▪ ⑶ 75％酒精溶液 75％酒精溶液的杀菌作用 在于使细胞脱水，引起蛋白质凝固变性。对 营养细胞、病毒、霉菌孢子均有杀死作用， 但对细菌的芽孢杀死作用较差。常用于皮肤 和器具表面杀菌。
▪ 四、培养基与设备、管道灭菌条件 ▪ ⑴ 杀菌锅内灭菌 ▪ ⑵ 种子罐、发酵罐、计量罐、补料罐等的空
罐灭菌及管道灭菌 ▪ ⑶ 空气总过滤器和分过滤器灭菌 ▪ ⑷ 种子培养基实罐灭菌 ▪ ⑸ 发酵培养基实罐灭菌 ▪ ⑹ 发酵培养基连续灭菌 ▪ ⑺ 消泡剂灭菌 ▪ ⑻ 补料实罐灭菌 ▪ ⑼ 尿素溶液灭菌
▪ ⒋ 湿热灭菌法
▪ 利用饱和蒸汽进行灭菌的方法称为湿热灭菌 法。其原理是借助于蒸汽释放的热能使微生 物细胞中的蛋白质、酶和核酸分子内部的化 学键，特别是氢键受到破坏，引起不可逆的 变性，使微生物死亡。由于蒸汽有很强的穿 透能力，湿热灭菌对耐热芽孢杆菌来说，温 度升高10 ℃时，灭菌速度常数可增加8～10 倍，对营养细胞更高。蒸汽来源方便，价格 低廉，灭菌效果可靠，是目前最为常用的灭 菌方法。一般的湿热灭菌条件为121 ℃，30 min。
培养基配料 配料罐 加热器 维持罐 冷却器 无菌培养基
连续灭菌流程
▪ ⑵ 间歇灭菌
▪ 间歇灭菌即实消，是在每批培养基全部流 入发酵罐后，就在罐内通入蒸汽加热至灭 菌温度，维持一定时间，再冷却到接种温 度。实罐灭菌时，发酵罐与培养基一起灭 菌。
▪ 其他灭菌设备一般采用蒸汽灭菌，如设备 十分耐压，则可采用较高的温度，但必须 注意设备内部的凹处及露出的小配管等蒸 汽不能到达的部位。
第二节 空气的净化
▪ 一、空气净化的方法 ▪ 对空气灭菌的要求一般可按10-3的染菌概率，
即在1000次培养过程中，只允许一次是由于 空气灭菌不彻底而造成染菌，致使培养过程 失败。
▪ ⒈ 热灭菌法ห้องสมุดไป่ตู้▪ 空气在进入培养系统之前，一般均需用压缩
机压缩，提高压力，空气经压缩后温度能够 升到200 ℃以上，保持一定时间后，便可实 现干热杀菌。
▪ ⒍ 过滤除菌法
▪ 利用过滤方法阻留微生物，也可达到除菌 的目的，这就是过滤除菌法。
▪ 此法仅适用于澄清液体和气体的除菌。工 业上常用过滤法大量制备无菌空气，供好 氧微生物培养过程使用。
▪ 二、湿热灭菌的原理
▪ 三、培养基的灭菌
▪ ⒈ 培养基湿热灭菌方法
▪ ⑴ 连续灭菌 连续灭菌也叫连消，其温度 一般以126～132 ℃为宜，总蒸汽压力要求 达到0.044～0.049 MPa以上。培养基采用连 续灭菌时，需在培养基进入发酵罐前，直接 用蒸汽进行空罐灭菌（空消），用无菌空气 保压，待培养基流入罐后，开始冷却。灭菌 时对培养基的加热可采用各种加热器。培养 基的冷却方式有喷淋冷却式、真空冷却式、 薄板换热器式几种方式，其过程均包括加热、 维持和冷却。
▪ ⒉ 静电除菌 ▪ 静电除菌是利用静电引力来吸附带电粒子
而达到除尘灭菌的目的。
1—升压变压器； 2—整流器； 3—沉淀电极； 4—电晕电极
静电除尘灭菌器示意
▪ ⒊ 介质过滤除菌法
▪ 过滤除菌法是让含菌空气通过过滤介质， 以阻截空气中所含微生物，而取得无菌空 气的方法。
▪ 通过过滤除菌处理的空气可达到无菌，并 有足够的压力和适宜的温度以供好氧培养 过程之用。
▪ 该法是目前广泛应用来获得大量无菌空气 的常规方法。在空气的除菌方法中，介质 过滤除菌生产中使用最多。
▪ 二、空气的过滤除菌原理和介质