培养基灭菌及灭菌设备.pptx
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3.适合含大量固体物料的 灭菌
缺点
1.设备复杂，操作麻烦, 染菌机会多。
2.不适合含大量固体物 料的灭菌。
1.培养基的营养物质损 失大，灭菌后培养基 质量下降
2.发酵罐的利用率较低 3.不适合大规模生产的
灭菌
空气净化（除菌）
发酵对空气无菌程度的要求
一般要求1000次使用周期中只允许有 一个菌通过，即经过滤后空气的无菌程度 为N=10-3。
动
4、重力沉降：重力 > 气流拖带力 5、静电引力作用
深层介质过滤的原理
微粒随气流通过滤层时，由于滤层纤维的层层 阻碍，使气流出现无数次改变运动速度和方向的 绕流运动，引起微粒与滤层纤维间产生惯性冲击、 拦截、布朗扩散、重力沉降、静电引力等作用把 微粒滞留在纤维表面上，实现过滤的目的。
➢空气过滤除菌介质
升温
保温
冷却
80 120 160
240
时间（min)
培养基间歇灭菌过程 中的温度变化情况
（二）连续灭菌（又称连消）
将培养基在发酵罐外通过连续灭菌装置进行 加热、保温和冷却而进行灭菌。
问题 连续灭菌的基本设备有哪些 ？
蒸汽
蒸汽
冷却水
无菌培养基 发酵罐
配料罐 泵 加热塔 维持罐
冷却管
连续灭菌的流程与设备
甲醛、乙醇或新洁尔灭、高锰酸钾等 适用范围：环境、皮肤及器械的表面消毒
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：160℃下保温1h 适用范围：金属或玻璃器皿
利用饱和蒸汽灭菌，条件：121℃，30min 适用范围：生产设备及培养基灭菌
利用过滤方法阻留微生物 适用范围：制备无菌空气
灭菌不利方面
同时会破坏培养基中的营养成分，甚 至产生不利于菌体生长的物质。
（一）间歇灭菌 （常用）
将配制好的培养基同时放在发酵罐或 其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用 设备一起进行加热灭菌的过程，也称实 罐灭菌。
过程包括：
150 温度
100
升温、保温和冷却
50
三阶段。
0
各阶段对灭菌的
贡献：
20%、75%、5%。
前两步目的：提高压缩前空气的洁净度。
空气压缩
克服输送过程中过滤介质的阻力并维持 一定的气流速度。
培养基灭菌与空气净化
第一节 培养基灭菌 一、灭菌的原理和方法
消毒（disinfection）与灭菌（sterilization） 的区别？
消毒
用物理或化学方法杀死物料、容器、器具 内外的病原微生物。一般只能杀死营养细胞 而不能杀死细菌芽孢。
例如，巴氏消毒法，是将物料加热至60℃ 维持30min，以杀死不耐高温的微生物营养 细胞。
灭菌
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。 灭菌条件：121℃，20-30min。
＊消毒不一定能达到灭菌要求，而灭菌
则可达到消毒的目的。
关于灭菌和消毒的不正确的理解是（ ） A．灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细
胞、芽孢和孢子 B．消毒和灭菌实质上是相同的 C．接种环用灼烧法灭菌 D．常用灭菌的方法有加热法、过滤法、紫外
火焰 适用范围：接种针、玻璃棒、三角瓶口
• 谷氨酸棒状杆菌的培养液常采用的灭菌 方法是（ ） A．高压蒸汽灭菌 B．高温灭菌 C．加入抗生素灭菌 D．酒精灭菌
培养基的湿热灭菌
湿热灭菌原理
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。
灭菌条件
121℃，20-30min。
发酵生产中制备无菌空气的 大致过程
空气 空压机 贮气罐 冷却 除油水 加热
空气预处理
总过滤器 分过滤器 无菌空气
空气过滤
空气过滤除菌流程
高空取气
• 为远离地面几十米的管子。
• 每升高10米，空气中杂菌降低一个 数量级。因此从高空取气要比从低 空取气有利得多。
粗过滤器 作用：捕集较大的灰尘颗粒，并保护空压机 要求：过滤效率高、阻力小。
（4）冷却管，使料液冷却到4050°C后（冷水
喷淋） ，输送到预先灭菌过的罐内。
连续灭菌过程中温度的变化(虚线)
＊间歇灭菌与连续灭菌的比较
优点
连 1.高温短时灭菌，培养基 续 营养成分损失少。 灭 2.发酵罐占用时间缩短， 菌 利用率高。
间 1.设备要求低，不需另外 歇 加热、冷却装置。 灭 2.操作要求低，适合小批 菌 量生产规模
（１）纤维状或颗粒状过滤介质
棉花：有弹性，纤维长度适中（பைடு நூலகம்用） 玻璃纤维：直径小，不易折断，过滤效果好。 活性炭：要求质地坚硬，颗粒均匀。 缺点：体积大，装填费时费力，松紧度不易掌握，空气压降大。
（２）纸类过滤介质
超细玻璃纤维纸：36张叠在一起使用，过滤效率高，压降小。
缺点：强度不大（特别是受潮后）。
空气除菌
空气中微生物(包括细菌、酵母、霉菌和病毒) 含量
一般为103 ~104 ／米。一般附着在空气中的灰尘上
或雾滴上。灰尘粒子的平均大小约0.6μm左右，空气除 菌主要去除空气中的微粒(0.6~1μm）。
空气除菌的方法
➢ 过滤除菌 ➢ 热杀菌 ➢ 试剂灭菌 ➢ 辐射灭菌
无菌室、培养室、 仓库
空气过滤除菌的原理与介质
（1）配料预热罐，将配制好的料液预热到
6070 °C ，以免连续灭菌时由于料液与蒸汽温
度相差过大而产生水汽撞击声； （2）连消塔，用高温蒸汽使料液温度很快升高
到灭菌温度（126132°C ）；
（3）维持罐，使料液在灭菌温度下保持10min。 因为：连消塔加热的时间很短，光靠这段时间 的灭菌是不够的；
线法、化学药品法
防腐（antisepsis）
利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的 生长繁殖，从而达到防止食品等发生霉腐的 措施。
（1）低温
（4）高渗
（2）缺氧
（5）高酸度
（3）干燥
（6）防腐剂
除菌的方法
• 培养基的加热灭菌 • 空气的过滤除菌 • 紫外线或电离辐射 • 化学药物灭菌
1.化学试剂灭菌法 2.射线灭菌法 3.干热灭菌法 4.湿热灭菌法 5.过滤除菌法 6.火焰灭菌法
➢过滤除菌的种类
绝对过滤：过滤介质的滤孔小于细胞和孢子。
如聚乙烯醇缩甲醛树脂（PVF）制成的 0.3 m的微孔滤膜。
深层介质过滤：介质的孔隙一般大于微生物细胞。
如用棉花、玻璃纤维和颗粒活性炭填充的过滤器。
➢深层介质过滤的原理
1、惯性冲击作用： 2、拦截滞留作用： 3、布朗扩散：＜1um 慢气流 不规则 直线运
缺点
1.设备复杂，操作麻烦, 染菌机会多。
2.不适合含大量固体物 料的灭菌。
1.培养基的营养物质损 失大，灭菌后培养基 质量下降
2.发酵罐的利用率较低 3.不适合大规模生产的
灭菌
空气净化（除菌）
发酵对空气无菌程度的要求
一般要求1000次使用周期中只允许有 一个菌通过，即经过滤后空气的无菌程度 为N=10-3。
动
4、重力沉降：重力 > 气流拖带力 5、静电引力作用
深层介质过滤的原理
微粒随气流通过滤层时，由于滤层纤维的层层 阻碍，使气流出现无数次改变运动速度和方向的 绕流运动，引起微粒与滤层纤维间产生惯性冲击、 拦截、布朗扩散、重力沉降、静电引力等作用把 微粒滞留在纤维表面上，实现过滤的目的。
➢空气过滤除菌介质
升温
保温
冷却
80 120 160
240
时间（min)
培养基间歇灭菌过程 中的温度变化情况
（二）连续灭菌（又称连消）
将培养基在发酵罐外通过连续灭菌装置进行 加热、保温和冷却而进行灭菌。
问题 连续灭菌的基本设备有哪些 ？
蒸汽
蒸汽
冷却水
无菌培养基 发酵罐
配料罐 泵 加热塔 维持罐
冷却管
连续灭菌的流程与设备
甲醛、乙醇或新洁尔灭、高锰酸钾等 适用范围：环境、皮肤及器械的表面消毒
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：160℃下保温1h 适用范围：金属或玻璃器皿
利用饱和蒸汽灭菌，条件：121℃，30min 适用范围：生产设备及培养基灭菌
利用过滤方法阻留微生物 适用范围：制备无菌空气
灭菌不利方面
同时会破坏培养基中的营养成分，甚 至产生不利于菌体生长的物质。
（一）间歇灭菌 （常用）
将配制好的培养基同时放在发酵罐或 其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用 设备一起进行加热灭菌的过程，也称实 罐灭菌。
过程包括：
150 温度
100
升温、保温和冷却
50
三阶段。
0
各阶段对灭菌的
贡献：
20%、75%、5%。
前两步目的：提高压缩前空气的洁净度。
空气压缩
克服输送过程中过滤介质的阻力并维持 一定的气流速度。
培养基灭菌与空气净化
第一节 培养基灭菌 一、灭菌的原理和方法
消毒（disinfection）与灭菌（sterilization） 的区别？
消毒
用物理或化学方法杀死物料、容器、器具 内外的病原微生物。一般只能杀死营养细胞 而不能杀死细菌芽孢。
例如，巴氏消毒法，是将物料加热至60℃ 维持30min，以杀死不耐高温的微生物营养 细胞。
灭菌
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。 灭菌条件：121℃，20-30min。
＊消毒不一定能达到灭菌要求，而灭菌
则可达到消毒的目的。
关于灭菌和消毒的不正确的理解是（ ） A．灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细
胞、芽孢和孢子 B．消毒和灭菌实质上是相同的 C．接种环用灼烧法灭菌 D．常用灭菌的方法有加热法、过滤法、紫外
火焰 适用范围：接种针、玻璃棒、三角瓶口
• 谷氨酸棒状杆菌的培养液常采用的灭菌 方法是（ ） A．高压蒸汽灭菌 B．高温灭菌 C．加入抗生素灭菌 D．酒精灭菌
培养基的湿热灭菌
湿热灭菌原理
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。
灭菌条件
121℃，20-30min。
发酵生产中制备无菌空气的 大致过程
空气 空压机 贮气罐 冷却 除油水 加热
空气预处理
总过滤器 分过滤器 无菌空气
空气过滤
空气过滤除菌流程
高空取气
• 为远离地面几十米的管子。
• 每升高10米，空气中杂菌降低一个 数量级。因此从高空取气要比从低 空取气有利得多。
粗过滤器 作用：捕集较大的灰尘颗粒，并保护空压机 要求：过滤效率高、阻力小。
（4）冷却管，使料液冷却到4050°C后（冷水
喷淋） ，输送到预先灭菌过的罐内。
连续灭菌过程中温度的变化(虚线)
＊间歇灭菌与连续灭菌的比较
优点
连 1.高温短时灭菌，培养基 续 营养成分损失少。 灭 2.发酵罐占用时间缩短， 菌 利用率高。
间 1.设备要求低，不需另外 歇 加热、冷却装置。 灭 2.操作要求低，适合小批 菌 量生产规模
（１）纤维状或颗粒状过滤介质
棉花：有弹性，纤维长度适中（பைடு நூலகம்用） 玻璃纤维：直径小，不易折断，过滤效果好。 活性炭：要求质地坚硬，颗粒均匀。 缺点：体积大，装填费时费力，松紧度不易掌握，空气压降大。
（２）纸类过滤介质
超细玻璃纤维纸：36张叠在一起使用，过滤效率高，压降小。
缺点：强度不大（特别是受潮后）。
空气除菌
空气中微生物(包括细菌、酵母、霉菌和病毒) 含量
一般为103 ~104 ／米。一般附着在空气中的灰尘上
或雾滴上。灰尘粒子的平均大小约0.6μm左右，空气除 菌主要去除空气中的微粒(0.6~1μm）。
空气除菌的方法
➢ 过滤除菌 ➢ 热杀菌 ➢ 试剂灭菌 ➢ 辐射灭菌
无菌室、培养室、 仓库
空气过滤除菌的原理与介质
（1）配料预热罐，将配制好的料液预热到
6070 °C ，以免连续灭菌时由于料液与蒸汽温
度相差过大而产生水汽撞击声； （2）连消塔，用高温蒸汽使料液温度很快升高
到灭菌温度（126132°C ）；
（3）维持罐，使料液在灭菌温度下保持10min。 因为：连消塔加热的时间很短，光靠这段时间 的灭菌是不够的；
线法、化学药品法
防腐（antisepsis）
利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的 生长繁殖，从而达到防止食品等发生霉腐的 措施。
（1）低温
（4）高渗
（2）缺氧
（5）高酸度
（3）干燥
（6）防腐剂
除菌的方法
• 培养基的加热灭菌 • 空气的过滤除菌 • 紫外线或电离辐射 • 化学药物灭菌
1.化学试剂灭菌法 2.射线灭菌法 3.干热灭菌法 4.湿热灭菌法 5.过滤除菌法 6.火焰灭菌法
➢过滤除菌的种类
绝对过滤：过滤介质的滤孔小于细胞和孢子。
如聚乙烯醇缩甲醛树脂（PVF）制成的 0.3 m的微孔滤膜。
深层介质过滤：介质的孔隙一般大于微生物细胞。
如用棉花、玻璃纤维和颗粒活性炭填充的过滤器。
➢深层介质过滤的原理
1、惯性冲击作用： 2、拦截滞留作用： 3、布朗扩散：＜1um 慢气流 不规则 直线运