培养基的灭菌

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？
大肠杆菌在不同温度下的死亡曲线
N/ N0 1
10-1 54
10-2
10-3
56
10-4
58
60
0
2
4
6
8
10
t (min)
嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢在不同温度
N/
下的死亡曲线
N0 1
10-1
105 10-2
10-3
10-4 0
116 121
5
108 110
消毒不一定能达到灭菌要求，而灭菌则可达到消毒的目 的
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 4、湿热灭菌法 5、过滤除菌法
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
培养基的灭菌
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
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
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
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
t 1 ln N 0 2.303 lg N 0 K Nt K Nt
从上述的微生物对数死亡规律和非对数死亡动力学模型方程式可知， 如果要达到彻底灭菌，即灭菌结束时残留的活微生物数等于0，则所 需的时间应为无限长，这在实际中是不可能的。灭菌
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
利用过滤方法阻留微生物 适用范围：制备无菌空气
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
t 1 ln N 0 2.303 lg N 0 K Nt K Nt
上式是计算灭菌的基本公式，灭菌速度常数K是 判断微 生物受热死亡难易程度的基本依据。各种微生物在同样 的温度下K值是不同的，K值愈小，则此微 生物愈耐热
在121度，枯草杆菌FS5230的K为0.047s-1，梭状芽孢杆菌 PA3679的K值为0.03 s-1 ，请问哪一种微生物更耐热
比较各种微生
物对热的抵抗 能力大小
营养细胞、芽孢、病毒或孢子
6、火焰灭菌法 二、培养基的灭菌
湿热灭菌原理
灭菌条件 灭菌不利方面
火焰 适用范围：接种针、玻璃棒、三角瓶口
酒精灯
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
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
问题1
在发酵生产中，为什么要进行灭菌操作？ P69
• 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；
消
理或化学方法杀死物料、容器、器具内外的病源微生物。
毒
一般只能杀死营养细胞而不能杀死细菌芽孢。例如，用于
与
消牛奶、啤酒和酿酒原汗等的巴氏消毒法，是将物料加热
灭
至60维持30min，以杀死不耐高温的物料中的微生物营养细
菌
胞。
的 区 别
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。
dN KN dt
微生物的死亡速率与任一瞬时残存的活菌数成正比，
式中，N—残存的活菌数；t—灭菌时间（s）；K—灭菌速度常数（s-1），也称反 应速度常数或比死亡速度常数，此常数的大小与微生物的种类与加热温度有关； dN/dt—活菌数瞬时变化速率，即死亡速率。 积分得：
Nt e kt N0
• 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
问题2
1、为防止杂菌的污染，哪些需要灭菌？
培养基、发酵设备、空气、菌种制作
一、灭菌的原理和方法
消毒与灭菌在发酵工业中均有广泛应用。消毒是指用物
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
干热灭菌 湿热灭菌 苯酚 甲醛 紫外线
大肠杆菌
1 1 1 1 1
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霉菌孢子
2-10 2-10 1-2 2-10 5-100
细菌芽孢
1000 3×105 1×109 250 2-5
10
15
20
25
三、微生物的热死规律和影响灭菌的因素
说说优缺点？
受热时间如何确定？
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，
噬菌体或病毒
1 1-5 30 2 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。