第四章發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)

1、第四章 發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù) n發(fā)酵工業(yè)的無菌處理n發(fā)酵工業(yè)污染的防治策略n發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)n發(fā)酵培養(yǎng)基及設(shè)備管道滅菌n空氣除菌n絕大多數(shù)工業(yè)發(fā)酵采用純種培養(yǎng)，要求發(fā)酵過程只能有生產(chǎn)菌，不允許有“雜菌”污染。n如果污染雜菌，那么它就會(huì)在最短的時(shí)間內(nèi)大量繁殖，與生產(chǎn)菌爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)成分或分泌代謝產(chǎn)物抑制生產(chǎn)菌的生長(zhǎng)和代謝，從而干擾生產(chǎn)菌正常發(fā)酵，甚至造成倒罐，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。n為了保證純種發(fā)酵，在生產(chǎn)菌種接種之前要對(duì)發(fā)酵培養(yǎng)基、空氣系統(tǒng)、流加料、發(fā)酵罐及管道系統(tǒng)進(jìn)行滅菌，還要對(duì)環(huán)境進(jìn)行消毒，防止雜菌和噬菌體的大量繁殖。n消毒與滅菌技術(shù)統(tǒng)稱為發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)。n當(dāng)然要實(shí)現(xiàn)每批次發(fā)酵都完全達(dá)到無雜菌污染幾

2、乎是不可能的，一般采用“污染概率”作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。n發(fā)酵工業(yè)中允許的染菌概率是10-3，即滅菌1000批次的發(fā)酵中只允許有一次染菌。n現(xiàn)代大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)往往需要更高的無菌要求，應(yīng)該盡可能始終保持完全無雜菌狀態(tài)。第一節(jié) 發(fā)酵工業(yè)的無菌處理n滅菌：指用物理或化學(xué)的方法殺死物料或設(shè)備中所有生命物質(zhì)的技術(shù)或工藝過程。 n消毒：用物理或化學(xué)的方法殺死空氣、地表以及容器和器具表面的微生物。n除菌：用過濾方法除去空氣或液體中的微生物及其孢子。n防腐：用物理或化學(xué)方法殺死或抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖。n消毒與滅菌的區(qū)別在于，消毒僅僅是殺滅生物體或非生物體表面的微生物，滅菌時(shí)殺滅所有的生命體。n滅菌適合培養(yǎng)基等物料

3、的無菌處理。n消毒一般只能殺死營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞，而不能殺死細(xì)菌芽孢和真菌孢子等，特別適合于發(fā)酵車間的環(huán)境和發(fā)酵設(shè)備、器具的無菌處理。第二節(jié) 發(fā)酵工業(yè)污染的防治策略n一 雜菌污染的危害：n雜菌消耗發(fā)酵培養(yǎng)基，造成生產(chǎn)能力的下降。n雜菌合成一些新的代謝產(chǎn)物，或雜菌污染后改變了發(fā)酵液的某些理化性質(zhì)，使發(fā)酵產(chǎn)物的提取和分離變得困難，造成產(chǎn)物收率降低或產(chǎn)品質(zhì)量下降。n雜菌代謝會(huì)改變?cè)磻?yīng)體系的pH，是發(fā)酵發(fā)生異常變化。n雜菌分解產(chǎn)物，使生產(chǎn)失敗。n細(xì)菌發(fā)生噬菌體污染，微生物細(xì)胞被裂解，導(dǎo)致整個(gè)發(fā)酵失敗。n染菌對(duì)發(fā)酵產(chǎn)率、提取收率、產(chǎn)品質(zhì)量有重大影響，關(guān)系發(fā)酵生產(chǎn)過程的成敗。n染菌輕者影響產(chǎn)率、產(chǎn)物提取收率和產(chǎn)品

4、質(zhì)量，嚴(yán)重者造成“倒罐”，浪費(fèi)大量原料，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且擾亂生產(chǎn)秩序，破壞生產(chǎn)計(jì)劃。n由于發(fā)酵生產(chǎn)的產(chǎn)品不同、污染雜菌的種類和性質(zhì)不同、染菌發(fā)生的時(shí)間不同以及染菌的途徑和程度不同，染菌所造成的危害及后果也不同。n1 染菌對(duì)不同菌種發(fā)酵的影響n細(xì)菌發(fā)酵中防止噬菌體污染n有機(jī)酸發(fā)酵主要是防止發(fā)酵前期染菌n酵母發(fā)酵中注意生長(zhǎng)較快的細(xì)菌污染和野生酵母的污染n疫苗的發(fā)酵中染活菌、死菌或是毒素都應(yīng)該全部廢棄。n2 不同發(fā)酵時(shí)期染菌對(duì)發(fā)酵的影響n種子擴(kuò)大時(shí)期染菌 應(yīng)嚴(yán)格控制種子污染，一旦染菌均應(yīng)滅菌后棄去，此時(shí)處理造成的損失最小。n發(fā)酵前期染菌 應(yīng)迅速重新滅菌，再接種，進(jìn)行從頭發(fā)酵。有時(shí)還要根據(jù)前期

5、染菌時(shí)的營(yíng)養(yǎng)成分的消耗情況補(bǔ)充必要的營(yíng)養(yǎng)成分。n發(fā)酵中期染菌 由于營(yíng)養(yǎng)成分大量消耗，發(fā)酵產(chǎn)物正在大量積累，一般挽救處理困難，危害性很大，故在實(shí)際發(fā)酵生產(chǎn)過程中盡可能做到早發(fā)現(xiàn)、快處理。處理方法應(yīng)根據(jù)各種發(fā)酵的特點(diǎn)和具體情況來決定。n發(fā)酵后期染菌 此時(shí)染菌對(duì)發(fā)酵的影響相對(duì)要小一些，一般可繼續(xù)發(fā)酵，即使污染迅速加重，也可以采取提前放罐來減少染菌的損失。n3 雜菌污染對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物提取和產(chǎn)品質(zhì)量的影響 n雜菌污染不僅嚴(yán)重影響生產(chǎn)菌的生長(zhǎng)繁殖和代謝產(chǎn)物的合成，而且對(duì)發(fā)酵后處理也有極大的影響，尤其是增加了發(fā)酵產(chǎn)物的提取難度，同時(shí)還將影響發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量。二 雜菌污染的防治n1 染菌的檢查與類型的判斷n顯微鏡檢

6、查法 簡(jiǎn)單染色法或革蘭氏染色法，將菌體染色后在顯微鏡觀察。n對(duì)于霉菌、酵母發(fā)酵，先用低倍鏡觀察生產(chǎn)菌的特征，然后再用高倍鏡觀察有無雜菌存在。n方法簡(jiǎn)單、直接、常用，需要一定數(shù)量n平板劃線培養(yǎng)檢查法 先將待檢樣品在無菌平板上劃線，根據(jù)可能的污染類別分別置于37、27下培養(yǎng)劃線平板，以適應(yīng)嗜中溫和低溫菌的生長(zhǎng)，一般在8h后即可觀察到是否有雜菌污染。n對(duì)于噬菌體檢查，可采用雙層平板培養(yǎng)法，上層和下層同為肉湯瓊脂培養(yǎng)基，上層減少瓊脂糖用量，先將滅菌的下層培養(yǎng)基融化后倒入平板，凝固后再將上層培養(yǎng)基溶解并保持40，加上生產(chǎn)菌作為指示菌核待檢測(cè)樣品混合后迅速倒在下層平板上。置培養(yǎng)箱保溫培養(yǎng)經(jīng)12-20h培養(yǎng)

7、，觀察有無噬菌斑。n肉湯培養(yǎng)檢查法 將待檢測(cè)樣品接入無菌的肉湯培養(yǎng)基中，分別置于37和27下進(jìn)行培養(yǎng)，隨時(shí)觀察微生物生長(zhǎng)情況，并取樣鏡顯，判斷是否污染雜菌。n發(fā)酵過程的異?，F(xiàn)象觀察法 發(fā)酵過程出現(xiàn)的異常現(xiàn)象如溶解氧、pH、尾氣中CO2含量，發(fā)酵液黏度等的異常變化，都可能產(chǎn)生污染的重要信息。2 污染的原因分析n發(fā)酵染菌之后，必須找出染菌的原因，以總結(jié)發(fā)酵染菌的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和犯罪措施，以減少染菌帶來的巨大損失。n種子帶菌、空氣帶菌、設(shè)備滲漏、滅菌不徹底、操作失誤和技術(shù)管理不善是造成各個(gè)發(fā)酵廠污染雜菌的普遍原因。n從污染雜菌的種類進(jìn)行分析 n耐熱芽孢桿菌，培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底n不耐熱的雜菌，種子帶菌、

8、空氣除菌不徹底、設(shè)備滲漏或操作問題n淺綠色菌落，冷卻盤管滲漏n霉菌，無菌室滅菌不徹底或無菌操作問題n酵母菌，糖液滅菌不徹底，糖液放置時(shí)間長(zhǎng)n從污染時(shí)間進(jìn)行分析 n發(fā)酵前期，種子帶菌、培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底、接種操作不當(dāng)或無菌空氣帶菌n發(fā)酵后期，中間補(bǔ)料污染、設(shè)備滲漏或操作問題n從染菌的程度進(jìn)行分析n各個(gè)發(fā)酵罐或多數(shù)發(fā)酵罐染菌，空氣系統(tǒng)存在問題，空氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不合理、空氣過濾器介質(zhì)失效n個(gè)別罐連續(xù)染菌，個(gè)別設(shè)備存在問題3 雜菌污染的途徑及其預(yù)防n種子帶菌及其防治 培養(yǎng)基及器具徹底滅菌，避免菌種在移接過程中受污染，避免菌種在培養(yǎng)過程中或保藏過程中受雜菌污染n過濾空氣帶菌及其防治 正確選擇采氣口，提高

9、采氣口的位置或安裝前置粗過濾器，提高空壓機(jī)進(jìn)口空氣的潔凈度。n根據(jù)發(fā)酵工廠所在地區(qū)的氣候條件，設(shè)計(jì)合理的空氣預(yù)處理流程，盡可能減少過濾空氣的含油量和濕度，適當(dāng)提高進(jìn)入過濾器的空氣濕度，降低空氣的相對(duì)濕度，保持過濾介質(zhì)的干燥狀態(tài)。設(shè)計(jì)和安裝合理的空氣過濾器，防止過濾器失效，選用除菌效率高的過濾介質(zhì)。n設(shè)備的滲漏或“死角”造成的染菌及其防治 n設(shè)備的滲漏染菌主要是指發(fā)酵設(shè)備、管閥門等在長(zhǎng)期使用過程中，由于化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、磨蝕、加工制作不良等原因形成微小漏孔后發(fā)生滲漏而染菌。n設(shè)備的“死角”是指由于操作、設(shè)備結(jié)構(gòu)或人為因素造成的屏障等原因，是蒸汽不能到達(dá)預(yù)定的滅菌部位或該部位的冷空氣不易在加熱

10、過程中排凈，從而不能達(dá)到徹底滅菌要求的部位。n常見的設(shè)備、管道“死角”n發(fā)酵罐的“死角”，管道安裝不當(dāng)或配置不合理形成的“死角”n培養(yǎng)基滅菌不徹底導(dǎo)致染菌及其防治n原料性狀的影響n滅菌時(shí)濕度與壓力不對(duì)應(yīng)造成染菌n滅菌過程中產(chǎn)生的泡沫造成的染菌n連續(xù)滅菌維持時(shí)間不夠或壓力波動(dòng)大而造成染菌n滅菌后期的罐壓驟變?cè)斐傻娜揪鷑操作不當(dāng)造成的染菌 操作一定要嚴(yán)格規(guī)范，防止操作失誤引起染菌n噬菌體染菌及其防治 環(huán)境污染是噬菌體染菌的主要根源。以凈化環(huán)境為中心的綜合防治法，主要有凈化生產(chǎn)環(huán)境、消滅污染源、提高空氣的凈化度、保證純種培養(yǎng)、輪換使用不同類型的菌種、使用抗噬菌體的菌種、改進(jìn)設(shè)備裝置消滅“死角”、遵從

11、操作規(guī)范。第三節(jié) 發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)n保持發(fā)酵過程無雜菌污染，最重要的是要建立發(fā)酵工業(yè)中的無菌技術(shù)。常用的無菌技術(shù)和方法主要有以下幾種，可根據(jù)滅菌的對(duì)象和要求選用不同方法。1 干熱滅菌干熱滅菌 n利用電熱或紅外線在加熱設(shè)備內(nèi)將待滅菌物品加熱到一定溫度殺死微生物。n微生物對(duì)干熱耐受力比對(duì)濕熱強(qiáng)得多n常用方法：灼燒和電熱箱加熱，140-180 1-2小時(shí)n使用范圍：玻璃及金屬用具及沙土管滅菌2 濕熱滅菌 n利用飽和蒸汽進(jìn)行滅菌的方法n原理：蒸汽冷凝放出大量潛熱，具有穿透力，且在高溫有水分條件下，蛋白質(zhì)易變性。n常用方法：n水煮常壓滅菌：100n飽和蒸汽滅菌：一般121，30分鐘n使用范圍：培養(yǎng)基和

12、發(fā)酵設(shè)備滅菌。 3 輻射（射線）滅菌n利用紫外線、高能電磁波或放射性物質(zhì)產(chǎn)生的高能粒子進(jìn)行滅菌的方法n原理：利用高能量的電磁輻射與菌體核酸的光化學(xué)反應(yīng)造成菌體死亡。 n常用：紫外線、X射線和射線。 n使用范圍：用于室內(nèi)空氣及器皿表面滅菌 4 化學(xué)物質(zhì)滅菌n某些化學(xué)試劑能與微生物發(fā)生反應(yīng)而具有殺菌作用n原理：藥物與微生物細(xì)胞中的成分反應(yīng)，使蛋白質(zhì)變性酶失活。n使用范圍：n器皿、雙手和實(shí)驗(yàn)室、無菌室的環(huán)境滅菌， 不能用于培養(yǎng)基滅菌 常用的滅菌劑常用的滅菌劑化學(xué)物質(zhì)名稱化學(xué)物質(zhì)名稱有效濃度有效濃度化學(xué)物質(zhì)名稱化學(xué)物質(zhì)名稱有效濃度有效濃度新潔爾滅新潔爾滅(苯扎溴銨苯扎溴銨)0.25%甲醛甲醛37%杜滅

13、芬杜滅芬0.25%戊二醛戊二醛2%高錳酸鉀高錳酸鉀0.1%-0.25%苯酚苯酚0.1%-0.15%漂白粉漂白粉5%過氧乙酸過氧乙酸0.02%-0.2%酒精酒精75%焦碳酸二乙酯焦碳酸二乙酯0.01%-0.1%煤酚皂（來蘇爾）煤酚皂（來蘇爾）1%5% *5 過濾除菌 n利用過濾的方法阻留微生物以達(dá)到除菌的目的。n原理：利用微生物不能透過濾膜除菌。n方法: 0.010.45 m孔徑濾膜， n使用范圍：用于壓縮空氣、酶溶液及其他不耐熱化合物溶液除菌。 6 火焰滅菌法n利用火焰直接殺死微生物的滅菌方法。n方法簡(jiǎn)單、滅菌徹底n適用范圍有限，接種針、接種環(huán)、接種鏟、小刀、鑷子、玻璃三角瓶口第四節(jié) 發(fā)酵培養(yǎng)

14、基及設(shè)備管道滅菌n在發(fā)酵工業(yè)中，對(duì)于大量培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌，最有效、最常用的方法是濕熱滅菌法。n熱死時(shí)間，在規(guī)定的溫度下殺死一定比例的微生物所需要的時(shí)間。n恰當(dāng)掌握加熱溫度和受熱時(shí)間是滅菌工作的關(guān)鍵。1 1 濕熱滅菌原理濕熱滅菌原理n每一種微生物都有一定的生長(zhǎng)穩(wěn)定范圍。n當(dāng)微生物處于生長(zhǎng)溫度的下限時(shí)，代謝作用幾乎處于停止而處于休眠狀態(tài)。當(dāng)溫度超過生長(zhǎng)溫度的上限時(shí)，微生物細(xì)胞中的蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)會(huì)發(fā)生不可逆變性，使微生物在很短時(shí)間內(nèi)死亡，加熱滅菌就是根據(jù)微生物的這一特性進(jìn)行的。n殺死微生物的極限溫度稱為致死溫度。n在致死溫度下，殺死全部微生物所需要的時(shí)間稱為致死時(shí)間。n在致死溫度以上，溫度

15、越高，致死時(shí)間越短。n微生物對(duì)熱的抵抗力稱為熱阻，即指微生物在某一條件下（主要是溫度）的致死時(shí)間。n相對(duì)熱阻是指某一微生物在某一條件下的致死時(shí)間與另一微生物在相同條件下的致死時(shí)間之比。1.生物熱死動(dòng)力學(xué)（對(duì)數(shù)殘存定律）n dN / dt =- K N N：菌體個(gè)數(shù)（個(gè)） t : 滅菌時(shí)間（min） k：反應(yīng)速度常數(shù)（min-1）dN / dt: 菌受熱死亡速率(個(gè)/min)Ln N/ N0 = - K t N= N0 e- K t以菌的殘留數(shù)Ln N/ N0的對(duì)數(shù)與時(shí)間t 作圖，得出一條直線，其斜率為- K （P66圖4-5）反應(yīng)速率常數(shù)K 如何通過實(shí)驗(yàn)根據(jù)對(duì)數(shù)殘存定律確定某一溫度,某一微生物

16、的K ？1). K 與菌種的特性有關(guān)相同溫度下，微生物越耐熱， k值越小。相同溫度下，微生物越不耐熱，k值越大。2). K 與滅菌溫度有關(guān)K=A e E / RT（阿累尼烏斯方程）Ln K =Ln A- E/ RTA：比例常數(shù)R：氣體常數(shù)(J/ mol K)T：絕對(duì)溫度( K)E：殺死細(xì)菌所需的活化能（J/ mol）嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢的熱死曲線0.00010.0010.010.110510152025加熱時(shí)間（m i n ）N/N01211181151101052 培養(yǎng)基滅菌時(shí)間的選擇nt =1/ k * Ln( N0/ N)n其中 K：一般耐熱的細(xì)菌芽孢的K值 N0 ：細(xì)菌及芽孢數(shù)之和 N

17、：10 -33 培養(yǎng)基滅菌溫度的選擇n選擇即能達(dá)到滅菌要求，又保證營(yíng)養(yǎng)成分不被破壞的溫度n1.培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分破壞動(dòng)力學(xué)方程-dC/dt = K C-dC/dt :營(yíng)養(yǎng)物降解速度 mol / L hC: 營(yíng)養(yǎng)物濃度 mol / LK : 營(yíng)養(yǎng)物降解反應(yīng)速度常數(shù) 1 / st ：時(shí)間( S )Ln (C/ C0 ) = - K tK = A e- E/ RT Ln K =Ln A- E/ RTA：比例常數(shù)R：氣體常數(shù)(J/ mol K)T：絕對(duì)溫度( K)E：營(yíng)養(yǎng)物破壞所需的活化能（J/ mol）2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果滅菌活化能大于培養(yǎng)基破壞活化能E E P68 表4-43. 滅菌反應(yīng)營(yíng)養(yǎng)物破壞反應(yīng) T

18、1 Ln K1 =Ln A- E/ RT1 Ln K1 =Ln A- E/ RT1 T2 Ln K2 =Ln A- E/ RT2 Ln K2 =Ln A- E/ RT2 Ln ( K2/ K1) = E/ R(1/ T1- 1/ T2 ) Ln ( K2 / K1 )= E/ R(1/T1- 1/T2)Ln( K2/ K1) = ELn ( K2 / K1 ) E Ln ( K2 / K1) Ln ( K2 / K1 ) K2 / K1 K2 / K1 當(dāng)溫度升高時(shí)微生物死亡速度常數(shù)比營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)降解速度常數(shù)變化得大4達(dá)到相同滅菌效果，T越高，K越大，所需t 越短，采用高溫短時(shí)（HTST）滅菌效果

19、好4 影響滅菌效果的因素n培養(yǎng)基成份：油脂、蛋白質(zhì)增加微生物的耐熱性npH：酸性pH下可加快微生物熱死速率 n微生物種類：不同的微生物k值不同n培養(yǎng)基物理狀態(tài)：固體需要時(shí)間長(zhǎng)n初始菌量：在保持N值不變的前提下，t 與初始菌量N0的對(duì)數(shù)成正比n泡沫：泡沫中的空氣形成隔熱層，使傳熱困難，對(duì)滅菌極為不利，可加入少量消沫劑n培養(yǎng)基中的微生物數(shù)量：天然基質(zhì)培養(yǎng)基中含菌量多，滅菌時(shí)間要求長(zhǎng)n傳熱與混合狀況：影響受熱均勻度 n培養(yǎng)基中固體顆粒的存在影響熱穿透 n蒸汽中空氣的存在降低蒸汽分壓和滅菌溫度 5 培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌方法（一）實(shí)驗(yàn)室種子培養(yǎng)基滅菌方法使用高壓蒸汽滅菌鍋 手提式滅菌鍋。容量小。立式或

20、臥式滅菌鍋。容量較大，一般能裝幾十瓶或幾百瓶。滅菌柜。要和蒸汽鍋爐配套，用于大量種瓶培養(yǎng)基的滅菌，一次能裝幾百至幾千瓶(袋)。n（二）分批滅菌(batch sterilization) n1定義： 將配制好的培養(yǎng)基輸入發(fā)酵罐中，用蒸汽加熱，使培養(yǎng)基和設(shè)備同時(shí)滅菌的一種滅菌方式。n 2操作過程：空罐準(zhǔn)備：清洗、檢修和檢測(cè)。升溫：把培養(yǎng)基加熱到滅菌所需的溫度。保溫維持：在滅菌溫度下保持滅菌所需時(shí)間。冷卻保壓：把培養(yǎng)基的溫度降低到接種的溫度。溫度隨滅菌時(shí)間的變化溫度隨滅菌時(shí)間的變化三路進(jìn)汽：三路進(jìn)汽：直接蒸汽直接蒸汽從通風(fēng)、取樣和出料從通風(fēng)、取樣和出料口進(jìn)入罐內(nèi)直接加熱，口進(jìn)入罐內(nèi)直接加熱，直到所規(guī)

21、定的溫度，直到所規(guī)定的溫度，并維持一定的時(shí)間。并維持一定的時(shí)間。這就是所謂的這就是所謂的“三路三路進(jìn)氣進(jìn)氣”。*四路出汽：四路出汽：直接蒸汽直接蒸汽從排氣、接種、進(jìn)料從排氣、接種、進(jìn)料和消沫劑管排氣和消沫劑管排氣分批滅菌設(shè)備示意圖分批滅菌設(shè)備示意圖n（三）連續(xù)滅菌(continuous sterilization)1定義：將培養(yǎng)基通過專門設(shè)計(jì)的滅菌器，進(jìn)行連續(xù)流動(dòng)滅菌后，進(jìn)入預(yù)先滅過菌的發(fā)酵罐中的滅菌方式。 2流程： 1)由熱交換器組成的滅菌系統(tǒng) 2)蒸汽直接噴射型的連續(xù)滅菌系統(tǒng) 3)由連消塔、維持罐和噴淋冷卻組成的滅菌系統(tǒng)由熱交換器組成的滅菌系統(tǒng)工藝流程圖溫度隨時(shí)間的變化蒸汽直接噴射型的連續(xù)

22、滅菌系統(tǒng)溫度隨滅菌時(shí)間的變化由連消塔、維持罐和噴淋冷卻組成的滅菌系統(tǒng)三）連續(xù)滅菌與分批滅菌的比較與選擇三）連續(xù)滅菌與分批滅菌的比較與選擇分批滅菌分批滅菌優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1不需附加設(shè)備不需附加設(shè)備2蒸汽利用率高蒸汽利用率高3節(jié)約勞動(dòng)力節(jié)約勞動(dòng)力缺點(diǎn)缺點(diǎn)1培養(yǎng)基質(zhì)量比較差培養(yǎng)基質(zhì)量比較差2罐的利用率低罐的利用率低3.冷卻水用量大冷卻水用量大連續(xù)滅菌連續(xù)滅菌優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1采用高溫快速滅菌法采用高溫快速滅菌法2可以把培養(yǎng)基按其性質(zhì)分開滅菌可以把培養(yǎng)基按其性質(zhì)分開滅菌3有利于自動(dòng)控制有利于自動(dòng)控制4節(jié)省冷卻水節(jié)省冷卻水缺點(diǎn)缺點(diǎn)1投資費(fèi)用高投資費(fèi)用高2對(duì)物料要求高對(duì)物料要求高3蒸汽用量大蒸汽用量大選擇原則：選

23、擇原則： 1培養(yǎng)基成份（易降解成分、液化情況等） 2設(shè)備狀況（冷卻面積、傳動(dòng)裝置等） 3.動(dòng)力條件 （四）高溫對(duì)培養(yǎng)基成分的有害影響及其防止 消除高溫有害影響的措施消除高溫有害影響的措施n（1）采用特殊加熱滅菌法(連續(xù)滅菌方法）n（2）對(duì)易破壞的含糖培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌時(shí)，應(yīng)先將糖液與其他成分分別滅菌后再合并；n（3）對(duì)含Ca2+或Fe3+的培養(yǎng)基與磷酸鹽先作分別滅菌，然后再混合，就不易形成磷酸鹽沉淀；n（4）對(duì)含有在高溫下易破壞成分的培養(yǎng)基（如含糖組合培養(yǎng)基）可進(jìn)行低壓滅菌第五節(jié)第五節(jié) 空氣除菌空氣除菌n一、無菌空氣的要求 n1 .空氣中的微生物 空氣中的微生物種類以細(xì)菌和細(xì)菌芽孢較多，也有酵母，

24、霉菌孢子和病毒。 這些微生物大小不一，一般附著在空氣中的灰塵上或霧滴上，空氣中微生物的含量一般為103104個(gè)米3。 灰塵粒子的平均大小約0.6m左右，所以空氣除菌主要是去除空氣中的微粒(0.6-1m ）n無菌空氣的標(biāo)準(zhǔn) n百分?jǐn)?shù)：99.99n美國(guó)聯(lián)邦宇航局等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：100級(jí)（直徑小于0.5微米粒子數(shù)少于3.5個(gè)/L）溫度：25 40 濕度：30%45% n空氣除菌的方法較多，如輻射除菌、加熱除菌、靜電除菌、過濾除菌n過濾除菌是發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)中最常用、最經(jīng)濟(jì)的空氣除菌方法n空氣過濾除菌采用定期滅菌的介質(zhì)阻截流過的空氣中所含微生物而制成的無菌壓縮空氣 1.纖維或顆粒介質(zhì)填充床過濾器：棉花、玻璃纖維、腈綸、滌綸、維尼綸或活性炭等 2.折疊式硼硅酸超細(xì)纖維過濾器：超細(xì)玻璃纖維 3.燒結(jié)金屬、陶瓷過濾器 n二 介質(zhì)除菌：原理：過濾介質(zhì)填充到過濾器中，空氣流過時(shí)借助慣性碰撞、阻截、擴(kuò)散、靜電吸附、沉降等作用將塵埃微生物截留在介質(zhì)中，達(dá)到除菌的目的。主要設(shè)備：填充床過濾器發(fā)酵生產(chǎn)中制備無菌空氣的大致過程 介質(zhì)除菌介質(zhì)除菌 高空取氣管高空取氣管是遠(yuǎn)離地面幾十米的管子。一般而言，地面附近空氣中所含的 微生物和灰塵等均比高空空氣中含