工業(yè)發(fā)酵滅菌

1、關(guān)于工業(yè)發(fā)酵滅菌第一張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 概述1、發(fā)酵工業(yè)大都是純種培養(yǎng)，生產(chǎn)過(guò)程只能有生產(chǎn)菌，不允許有其他菌（危害）2、保證純種發(fā)酵，在生產(chǎn)菌種接種之前要對(duì)培養(yǎng)基、空氣系統(tǒng)、流加料、發(fā)酵罐及管道系統(tǒng)等滅菌，對(duì)環(huán)境要消毒.第二張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月幾個(gè)概念：消毒：用物理或化學(xué)方法殺死物料、容器、環(huán)境中的一切病原微生物（表面）一般只能殺死營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞而不能殺死細(xì)菌芽孢。滅菌：用物理或化學(xué)方法殺死或除去所有微生物除菌：采用過(guò)濾方法除去空氣或液體中的微生物或孢子。第三張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 第一節(jié) 滅菌方法 一、滅菌方法1 熱滅菌法2 輻射滅

2、菌法3 化學(xué)滅菌法4 過(guò)濾除菌法第四張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、熱滅菌法： 原理：加熱使微生物蛋白質(zhì)變性包括：干熱滅菌法、濕熱滅菌法（1 ） 干熱滅菌法火焰滅菌：采用火焰直接殺死微生物。如接種針、接種環(huán)等的滅菌。該方法應(yīng)用范圍有限。第五張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月干熱滅菌： 概念：在紅外線或電熱作用下，在設(shè)備內(nèi)加熱，主要用于保持干燥的物料、器具等滅菌。方法：常用在烘箱內(nèi)，烘箱內(nèi)的溫度160170度，維持12小時(shí)第六張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月注意：不能超過(guò)180度、滅菌物體不能放得太緊、降溫時(shí)緩緩進(jìn)行、溫度降到80度以下時(shí)才能開烘箱門。 原理：氧化

3、作用缺點(diǎn)：干熱的穿透力弱，微生物對(duì)干熱的耐受力比濕熱強(qiáng)很多，需要的滅菌溫度相比較要高，時(shí)間要長(zhǎng)。第七張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2 ） 濕熱滅菌原理：借助蒸汽釋放的熱，使微生物細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、核酸、酶分子內(nèi)的化學(xué)鍵，特別是氫鍵受到破壞，引起不可逆的變性，使微生物死亡。 熱阻：微生物在某一種條件下的致死時(shí)間。適用范圍；廣泛用于生產(chǎn)設(shè)備、培養(yǎng)基的滅菌。第八張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同溫下相對(duì)于干熱滅菌，殺菌效力更強(qiáng)。原因：（1）濕熱條件下，菌體吸收水分，蛋白質(zhì)更易凝固。原因：含水量加大，所需凝固溫度降低。（2）濕熱蒸汽的穿透力大（3）濕熱的蒸汽有潛熱存在濕熱滅菌方法

4、分為：煮沸滅菌法、巴氏消毒法、間歇式、高壓蒸汽滅菌法第九張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月煮沸法：將要消毒的物品放入水中煮沸（100度）。 煮沸時(shí)間： 1520分，殺死微生物營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞 12h，殺死芽孢。加碳酸鈉或石炭酸(0.5%)對(duì)象：適用食品或器材的消毒第十張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月巴氏消毒法：待消毒的物體在6062加熱30min或在70加熱15min，殺死病原菌和一部分微生物。 對(duì)象：牛奶、啤酒、黃酒、醬油等食品特點(diǎn)：不損害某些食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和色香味舉例：啤酒的滅菌第十一張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月間歇滅菌法：采用反復(fù)幾次常壓蒸汽滅菌法。殺死微生物營(yíng)養(yǎng)

5、體和芽孢。具體方法：待滅菌物品，放入滅菌器中加熱到100，維持3060min ，取出，冷卻，37恒溫箱中培養(yǎng)1小時(shí)，次日同法處理。共三次對(duì)象：不宜高壓滅菌的物質(zhì)。如糖類明膠牛奶培養(yǎng)基等第十二張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月高壓蒸汽滅菌：主要使用密閉的高壓蒸汽滅菌鍋。使用廣泛。方法：壓力0.1MPa，溫度121度，維持1530min.注意事項(xiàng)：滅菌完畢，緩緩減壓第十三張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月總結(jié)優(yōu)缺點(diǎn)：濕熱滅菌優(yōu)點(diǎn)：蒸汽來(lái)源容易、蒸汽穿透力強(qiáng)，滅菌徹底、蒸汽有很大潛熱、可調(diào)節(jié)壓強(qiáng)濕熱滅菌的缺點(diǎn)：設(shè)備費(fèi)用高，不能用于怕受潮的物料的滅菌。第十四張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于

6、2022年6月2 輻射滅菌輻射滅菌：利用高能量的電磁輻射和微粒輻射來(lái)殺死微生物。紫外線最為常用。適用范圍：接種室，超凈工作臺(tái)、無(wú)菌培養(yǎng)室及物質(zhì)表面。注意事項(xiàng)：紫外線穿透率力底，只能用于表面滅菌。30W紫外線燈照射30min ，可取到殺菌效果。一般和化學(xué)試劑合用第十五張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月紫外線滅菌機(jī)理：使微生物的DNA鏈斷裂，破壞核糖和磷酸的連接引起DNA分子內(nèi)或分子間氫鍵斷裂，使微生物死亡第十六張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 化學(xué)滅菌法 化學(xué)滅菌法：化學(xué)藥品直接作用于微生物將其殺死的方法。適用范圍：生產(chǎn)車間、無(wú)菌室、實(shí)驗(yàn)室、接種前的小型器具及手的消毒。使用方法

7、：浸泡、添加、擦拭、噴灑等第十七張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 化學(xué)滅菌機(jī)理化學(xué)物質(zhì)容易與微生物細(xì)胞中的某種成分產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。如蛋白質(zhì)變性、酶類失活、破壞細(xì)胞膜通透性，殺滅微生物。注：不適合培養(yǎng)基的滅菌，適用于局部空間或器械的滅菌。例：P46 常用化學(xué)滅菌劑，共7種第十八張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌一、培養(yǎng)基滅菌條件的選擇條件選擇原則：能達(dá)到滅菌、營(yíng)養(yǎng)基成分破壞最少。1、滅菌溫度和時(shí)間選擇：（對(duì)數(shù)殘留定律）營(yíng)養(yǎng)成分破壞分解反應(yīng)：dc/dt=-kc(k為速率常數(shù)） 阿累尼烏斯方程：K=Ae-E/RT (1)菌體死亡也屬一級(jí)動(dòng)力學(xué)：K=Ae-

8、E/RT (2)由（1）和（2），得到結(jié)論：隨著溫度的升高，滅菌反應(yīng)速度常數(shù)的增加倍數(shù)大于營(yíng)養(yǎng)成分破壞反應(yīng)速度常數(shù)增加的倍數(shù)。用Q10表示。滅菌方法：采取高溫快速滅菌 第十九張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、影響培養(yǎng)基滅菌效果的因素（1）培養(yǎng)基的成分 油脂、糖類、蛋白質(zhì)、低質(zhì)量分?jǐn)?shù)（1%-2%）NaCl溶液（2）pH值： pH為68，微生物最耐熱， pH小于6，氫離子易滲入微生物細(xì)胞內(nèi)，改變細(xì)胞生理反應(yīng)促使其死亡。 pH愈低，滅菌所需時(shí)間愈短。（3）培養(yǎng)基中的顆粒。顆粒大，滅菌易；顆粒小，滅菌難（4）泡沫：泡沫中的空氣形成隔熱層，傳熱困難。難以殺死微生物。第二十張，PPT共三十三頁(yè)

9、，創(chuàng)作于2022年6月二、培養(yǎng)基的滅菌方法（一）分批滅菌 是在每批培養(yǎng)基全部流入發(fā)酵罐后，就在罐內(nèi)通入蒸汽，加熱至滅菌溫度后，維持一定時(shí)間，再冷卻到接種溫度。實(shí)罐滅菌時(shí)，發(fā)酵罐與培養(yǎng)基一起滅菌。特點(diǎn)：不需要其他附屬設(shè)備，操作簡(jiǎn)單，為常用的滅菌方法缺點(diǎn)：加熱和冷卻時(shí)間長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)隨時(shí)間增長(zhǎng)而降低，發(fā)酵罐利用率低，不能采用高溫快速滅菌工藝。罐體容積越大，加熱和冷卻時(shí)間越長(zhǎng)。 分批滅菌時(shí)間：T總=t1+t2+t3。其中t1、t2、t3分別為加熱、維持、冷卻時(shí)間注意事項(xiàng)：預(yù)熱時(shí)間、操作、管道的銜接處等的滅菌問(wèn)題第二十一張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）、連續(xù)滅菌（連消）指培養(yǎng)基在發(fā)酵罐外經(jīng)過(guò)

10、一套滅菌設(shè)備連續(xù)的加熱滅菌冷卻后送入已滅菌的發(fā)酵罐的滅菌工藝過(guò)程。溫度：126132度，總蒸汽壓力：0.0440.049MPa以上。優(yōu)點(diǎn)：營(yíng)養(yǎng)成分破壞少，發(fā)酵罐非生產(chǎn)占用時(shí)間短，容積利用率高，蒸汽負(fù)荷均勻，鍋爐利用率高，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。缺點(diǎn)：不能用于黏度大、固形物含量高的培養(yǎng)基；增加了連續(xù)滅菌設(shè)備、增加了染菌概率。分類：按設(shè)備和工藝來(lái)分：（1）蒸汽直接加熱連續(xù)滅菌 （2）蒸汽間接加熱連續(xù)滅菌第二十二張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、蒸汽直接加熱連續(xù)滅菌系統(tǒng)定義：蒸汽直接加入到培養(yǎng)基中，快速加熱到殺菌溫度，維持一段時(shí)間，冷卻到發(fā)酵溫度的過(guò)程。分兩種形式：（1）連消塔、維持罐和冷卻器

11、組成連續(xù)滅菌系統(tǒng) 配料罐將培養(yǎng)基預(yù)熱到6070度，防止培養(yǎng)基在殺菌時(shí)料液與蒸汽溫度相差過(guò)大，而產(chǎn)生水汽撞擊聲（危害）連消塔使培養(yǎng)基迅速升溫（20s)（126132度）維持塔：使培養(yǎng)基溫度保持在滅菌溫度下一段時(shí)間（57min)冷卻塔：將培養(yǎng)基迅速冷卻到4050度，輸送到滅菌后的發(fā)酵罐內(nèi)。第二十三張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）噴射加熱、維持管和真空冷卻器組成的連消系統(tǒng)蒸汽直接噴入培養(yǎng)基中，培養(yǎng)液急速升溫到預(yù)定滅菌溫度，培養(yǎng)基在此溫度下，維持一定時(shí)間后，通過(guò)一膨脹閥進(jìn)入真空冷卻器而迅速冷卻。保證培養(yǎng)基先進(jìn)先出，避免過(guò)熱或滅菌不徹底。優(yōu)點(diǎn)：升溫快、營(yíng)養(yǎng)成分損失少、缺點(diǎn)：培養(yǎng)基隨蒸汽冷

12、凝而稀釋。第二十四張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、蒸汽間接加熱連續(xù)滅菌系統(tǒng)蒸汽不直接與培養(yǎng)基接觸，通過(guò)熱交換器對(duì)培養(yǎng)基加熱熱交換器有：板式和螺旋板式兩種螺旋板式特點(diǎn)：適用于含固行懸浮物的培養(yǎng)基滅菌。流道寬，流速快，減少熱交換器表面的結(jié)垢。滅菌過(guò)程：新鮮培養(yǎng)基殘熱回收器加熱到90120 第二個(gè)熱交換器140 維持30120S 第三個(gè)熱交換器（冷卻） 到符合要求溫度的 培養(yǎng)基（2030S）注意：含淀粉的培養(yǎng)基，要水或酶解 含顆粒的培養(yǎng)基，增加滅菌時(shí)間第二十五張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、發(fā)酵設(shè)備滅菌1、實(shí)罐滅菌：培養(yǎng)基同發(fā)酵罐一起滅菌2、培養(yǎng)基連續(xù)滅菌：空罐先滅菌。

13、方法：蒸汽，壓力為0.1470.180Mpa,4560min.空消之后不能立即冷卻，用無(wú)菌空氣保壓，滅菌后的培養(yǎng)基或相關(guān)物料輸入后，冷卻。發(fā)酵用。 附屬設(shè)備滅菌： （1）分空氣過(guò)濾器。發(fā)酵罐前滅菌 （2）補(bǔ)料罐：滅菌溫度確定要視物料情況 （3）補(bǔ)料管路、消泡劑管路與補(bǔ)料罐、油管等同時(shí)滅菌第二十六張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 空氣除菌 概述1、需氧發(fā)酵需要氧氣，特別是深層發(fā)酵要不斷將空氣通入發(fā)酵罐。2、空氣中有微生物和灰塵等，在通入發(fā)酵罐前要嚴(yán)格處理3、發(fā)酵類型不同，對(duì)于空氣的無(wú)菌程度要求不同。4、發(fā)酵工業(yè)無(wú)菌空氣的制備方法：介質(zhì)過(guò)濾除菌法第二十七張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于

14、2022年6月 一、空氣中的微生物分布特點(diǎn) 附著在塵埃和霧沫上、數(shù)量和分布隨地區(qū)、高低、季節(jié)、空氣中塵埃多少不同而不同。 二、空氣除菌方法 加熱滅菌法、靜電除菌法、介質(zhì)過(guò)濾除菌法。（一）加熱滅菌法：將空氣加熱到一定溫度，維持一段時(shí)間，殺滅空氣中微生物的方法。工業(yè)化采用空氣空氣壓縮過(guò)程產(chǎn)生的熱量滅菌。（對(duì)于無(wú)菌程度要求不高的發(fā)酵過(guò)程可采用）（二）靜電除菌?；覊m和細(xì)菌的空氣，產(chǎn)生電離，產(chǎn)生的離子使灰塵和微生物成為載電體，捕集在電極上。（三）介質(zhì)過(guò)濾除菌：空氣通過(guò)經(jīng)高溫滅菌過(guò)的介質(zhì)過(guò)濾層，微生物等顆粒阻截在介質(zhì)層。工業(yè)上大多數(shù)采用。第二十八張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 三、介質(zhì)過(guò)濾除菌

15、 按機(jī)制分：絕對(duì)介質(zhì)過(guò)濾除菌、深層介質(zhì)過(guò)濾除菌（一） 絕對(duì)介質(zhì)過(guò)濾除菌 過(guò)濾介質(zhì)之間的空隙小于被濾除微生物。過(guò)濾介質(zhì)是各種微孔濾膜。由超細(xì)纖維制成，孔徑小于0.45um. 工業(yè)化：折疊膜濾芯的過(guò)濾器。（二）深層介質(zhì)過(guò)濾除菌過(guò)濾介質(zhì)空隙和過(guò)濾介質(zhì)纖維的直徑大于被除去微生物。 第二十九張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月除菌機(jī)制：網(wǎng)格阻礙氣流直線前進(jìn)，氣流改變方向和速度，引起微粒與濾層纖維產(chǎn)生碰撞、阻截、靜電吸附和擴(kuò)散等。被截流在介質(zhì)中。（1）、慣性碰撞作用：微粒慣性較大，不能及時(shí)改變方向，沖到縣委表面，摩擦黏附。作用大小取決于顆粒的動(dòng)能、纖維阻力、氣流速度。其與氣流速度成正比。（2）、阻截作用 氣流速度降到臨界速度以下時(shí)，纖維對(duì)微粒的捕集效率增加。（3）、擴(kuò)散作用 布朗運(yùn)動(dòng)。在很慢的氣流和較小的纖維間隙中，擴(kuò)散作用大大增加（4）、重力沉降作用 與阻截作用相配合，增強(qiáng)了阻截捕集作用（5）、靜電吸附第三十張，PPT共三十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）介質(zhì)除菌效率 概念：指被介質(zhì)層捕集的塵埃顆粒數(shù)與空氣中原有的顆粒數(shù)的比。實(shí)質(zhì)：空氣中的微生物大大延長(zhǎng)了在空氣中的停留時(shí)間，在發(fā)酵周期內(nèi)，保證不讓空