滅菌時間計算

滅菌時間計算【例1】有一發(fā)酵罐內(nèi)裝40m3培養(yǎng)基，在121倒行實罐滅菌。原污染程度為每1mL有2x105個耐熱細(xì)菌芽抱，121°C時滅菌速率常數(shù)為1.8min-1o求滅菌失敗機(jī)率為0?001時所需的滅菌時間。【解】N0=40x106x2x105=8x1012（個）N=0.001（個）K=1?8min—1滅菌時間：t=2,303lgNo=2,303lg8x1012=20.34（min）KN1.80.001t但實際上培養(yǎng)基在升溫階段就有部分菌被殺滅，特別是當(dāng)培養(yǎng)基加熱至100°C以上，這個作用較為顯著。因此保溫滅菌時間實際比上述計算的要短，雖然在降溫階段也有殺菌作用，但降溫時間較短，在計算時一般不考慮。在升溫階段，培養(yǎng)基溫度不斷升高，菌死亡速率常數(shù)也不斷增大，速率常數(shù)與溫度的關(guān)系為式（3?3）或（3-4）。當(dāng)以某耐熱桿菌的芽抱為滅菌對象時，此時4=1.34x1036s-1，E=2.84x104j/mol，因此式（3-4）可寫為：lgK=-14845+36.12（3-8）T利用式（3-8）可求得不同溫度下的滅菌速率常數(shù)。若欲求升溫階段（如溫度從孔升至T2）的平均菌死亡速率常數(shù)，可用下式求得：Km=「2Kd（3-9）T-T式（3-9）中的積分值可利用圖解法求得，見例3-2o若培養(yǎng)基加熱時間（一般以從100C至保溫的升溫時間）tp已知，虬已求得，則升溫階段結(jié)束時，培養(yǎng)基中殘留菌數(shù)N可從下式求得：p

(3-10)再由下式求得保溫階段所需時間:(3-10)(3-11)t=2?3°3lgLpt【例(3-11)【例2】在例3-1中，滅菌過程的升溫階段,培養(yǎng)基由100°C升至121*€共需15min。求升溫結(jié)束時，培養(yǎng)基中芽孢數(shù)和保溫所需時間。T/KK/sT/KK/s-i3733763793823853883913942.35x10-44.57x10-4X1.03x10-32.09x10-34.08x10-38.14x10-31.62x10-22.87x10-2【解】已知T1=373K,T2=394K,根據(jù)式（3-8）求373K?394K之間若干K值，K-T關(guān)系如下表:以K對T作圖得圖3-4,在K-T曲線圖中，若以橫坐標(biāo)2K及縱坐標(biāo)0.002m組成一小方格，則每個小方格的值為2x0.002=0.004Ks-1?，F(xiàn)用計數(shù)法求得K-T曲線以下以373?394K之間的范圍內(nèi)小方格共32個，則總面積j394KdT之值為32x0.004=0.128Ks-1。由此可知:373Km=jT2KdT=0.128=0.0061(s-1)T-T394-373根據(jù)式（3-10）升溫結(jié)束時培養(yǎng)基中殘留的芽抱數(shù)為:N=El=8x1012=0°^=3.3X1010(個)peKmtpe0.0061X15X60e5.46根據(jù)式(3-11)求得保溫所需時間為:t=2.303lg土=2.303lg3.3x1010=17.3(min)KN1.80.0013th摑。390391TM圖34*.7■關(guān)系圖t(2)連續(xù)滅菌連續(xù)滅菌的滅菌時間仍可用式(3-23th摑。390391TM圖34*.7■關(guān)系圖改為每1mL培養(yǎng)基的含菌數(shù)，則式(3-2)應(yīng)改為：t=2.303lgC0(3-12)t式中，C0及Ct分別為單位體積培養(yǎng)基滅菌前、后的含菌數(shù)，個mL?！纠?-3】若將例3-1中的培養(yǎng)基采用連續(xù)滅菌，滅菌溫度為131C此溫度下滅菌速率常數(shù)為15min-1，求滅菌所需的維持時間。【解】C=2