(精選)發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌課件

發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌1

發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌1第三章發(fā)酵工業(yè)原料及其處理第一節(jié)培養(yǎng)基的成分及來源第二節(jié)培養(yǎng)基的類型及選擇第三節(jié)淀粉水解糖的制備第四節(jié)發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌2第三章發(fā)酵工業(yè)原料及其處理第一節(jié)培養(yǎng)基的成分及來源21、培養(yǎng)基如何分類？在發(fā)酵生產(chǎn)中常用的固體還是液體培養(yǎng)基？2、說說培養(yǎng)基的六大營養(yǎng)要素？復習根據(jù)培養(yǎng)基的用途(特殊用途)不同，可將培養(yǎng)基分成：孢子\種子\發(fā)酵

增殖、選擇和鑒別培養(yǎng)基

根據(jù)培養(yǎng)基狀態(tài)不同，可將培養(yǎng)基分成：

固體、液體和半固體培養(yǎng)基

根據(jù)營養(yǎng)物質(zhì)的來源不同，培養(yǎng)基可分為：

天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基和半合成培養(yǎng)基

31、培養(yǎng)基如何分類？復習根據(jù)培養(yǎng)基的用途(特殊用途)不同，可問題1在發(fā)酵生產(chǎn)中，為什么要進行滅菌操作？

1、由于雜菌的污染，使生物反應(yīng)中的培養(yǎng)物質(zhì)因雜菌的消耗而損失，造成生產(chǎn)能力的下降；2、由于雜菌所產(chǎn)生的一些代謝產(chǎn)物，或在染菌后改變了培養(yǎng)液的某些理化特性，使產(chǎn)物的提取和分離變得困難，造成收率降低或使產(chǎn)品的質(zhì)量下降；3、雜菌會大量繁殖，會改變反應(yīng)介質(zhì)的PH值，從而使生物反應(yīng)發(fā)生異常變化；4、雜菌可能會分解產(chǎn)物，從而使生產(chǎn)過程失??；5、發(fā)生噬菌體污染，微生物細胞被裂解，而使生產(chǎn)失敗4問題1在發(fā)酵生產(chǎn)中，為什么要進行滅菌操作？1、由于雜菌問題21、為防止雜菌的污染，整個生化生產(chǎn)過程哪些需要注意滅菌？培養(yǎng)基、發(fā)酵設(shè)備、空氣、菌種制作5問題21、為防止雜菌的污染，整個生化生產(chǎn)過程哪些需要注意滅菌發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌一、滅菌的原理和方法二、濕熱滅菌原理三、培養(yǎng)基的濕熱滅菌方式四、滅菌時間計算與影響因素6發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌一、滅菌的原理和方法6一、滅菌的原理和方法消毒與滅菌的區(qū)別？基本概念7一、滅菌的原理和方法消毒與滅菌的區(qū)別？基本概念7消毒殺死物體表面及內(nèi)部一部分對人體有害的病原菌的營養(yǎng)體，而對被消毒的物體基本無害的措施，如對皮膚、水果、飲用水的消毒，啤酒、牛奶、果汁等消毒。滅菌殺死任何物體內(nèi)外的一切微生物的方法，滅菌后的物體不再有可存活的微生物。8消毒81、化學試劑滅菌法化學試劑：甲醛、乙醇或新潔爾滅、高錳酸鉀等適用范圍：環(huán)境空氣、皮膚及器械的表面消毒2、射線滅菌法電磁波、紫外線或放射性物質(zhì)適用范圍：無菌室、接種箱91、化學試劑滅菌法化學試劑：甲醛、乙醇或新潔爾滅、高錳酸鉀3、干熱滅菌法常用烘箱，滅菌條件為在160℃下保溫1h適用范圍：金屬或玻璃器皿4、濕熱滅菌法利用飽和蒸汽進行滅菌、條件為：121℃，30’適用范圍：廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備及培養(yǎng)基的滅菌例：高壓滅菌鍋103、干熱滅菌法常用5、過濾除菌法利用過濾方法阻留微生物適用范圍：制備無菌空氣6、火焰滅菌法酒精燈火焰適用范圍：接種針、玻璃棒、三角瓶口

115、過濾除菌法利用滅菌方法連線題接種針、試管口環(huán)境空氣、皮膚表面無菌室、接種箱培養(yǎng)基的滅菌空氣過濾除菌法火焰滅菌法濕熱滅菌法射線滅菌法化學試劑滅菌法12滅菌方法接種針、試管口過濾除菌法12二、濕熱滅菌原理濕熱滅菌原理滅菌條件滅菌不利方面由于蒸汽具有很強的穿透能力，而且在冷凝時會放出大量的冷凝熱(潛熱)，很容易使蛋白質(zhì)凝固而殺死各種微生物。121℃，30min。同時也會破壞培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分，甚至會產(chǎn)生不利于菌體生長的物質(zhì)。因此，在工業(yè)培養(yǎng)過程中，除了盡可能殺死培養(yǎng)基中的雜菌外，還要盡可能減少培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分的損失13二、濕熱滅菌原理濕熱滅菌原理滅菌條件滅菌不利方面由于蒸汽具1、衡量熱滅菌指標致死溫度：殺死微生物的極限溫度。致死時間：在此溫度下，殺死全部微生物所需要的時間。熱阻：對熱的抵抗力，指微生物在某一特定條件（主要是溫度和加熱方式）下的致死時間。相對熱阻：幾種微生物對熱的相對抵抗能力。

指微生物在某一特定條件下的致死時間與另一微生物在相同條件下的致死時間的比值。141、衡量熱滅菌指標致死溫度：殺死微生物的極限溫度。相對熱阻：滅菌方式大腸桿菌霉菌孢子細菌芽孢噬菌體或病毒干熱滅菌12-1010001濕熱滅菌12-103×1051-5苯酚11-21×10930甲醛12-102502紫外線15-1002-55-10相對熱阻從表中可看出15滅菌方式大腸桿菌霉菌孢子細菌芽孢噬菌體或病毒干熱滅菌12-1

芽孢或孢子的熱阻要比生長期營養(yǎng)細胞的熱阻大得多，這是由于芽孢或孢子內(nèi)吡啶二羧酸含量對熱阻的增加有關(guān)。另外，芽孢子中蛋白質(zhì)含水量較營養(yǎng)細胞低（特別是游離水分少），也是芽孢耐熱強的一個原因。16芽孢或孢子的熱阻要比生長期營養(yǎng)細胞的熱阻大得多對培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌，廣泛使用濕熱滅菌法。工廠蒸汽比較容易獲得，控制操作條件方便，簡單而又價廉、有效處理培養(yǎng)基加熱受熱時間與滅菌程度和營養(yǎng)成分的破壞都有關(guān)系。營養(yǎng)成分的減少將影響菌種的培養(yǎng)和產(chǎn)物的生成所以滅菌程度和營養(yǎng)成分的破壞成為滅菌工作中的主要矛盾，恰當掌握加熱受熱時間是滅菌工作的關(guān)鍵。17對培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌，廣泛使用濕熱滅菌法。17受熱時間如何確定？18受熱時間如何確定？1819192、微生物的死亡速率：對數(shù)殘留定律微生物受熱死亡的原因，主要是因高溫使微生物體內(nèi)的一些重要蛋白質(zhì)，如酶等，發(fā)生凝固、變性，從而導致微生物無法生存而死亡。微生物受熱而喪失活力，但其物理性質(zhì)不變。

202、微生物的死亡速率：對數(shù)殘留定律微生物受熱

在一定溫度下，微生物的受熱死亡遵照分子反應(yīng)速度理論。在滅菌過程中，活菌數(shù)逐漸減少，其減少量隨殘留活菌數(shù)的減少而遞減，即微生物的死亡速率與任一瞬時殘存的活菌數(shù)成正比，2121式中，N—殘存的活菌數(shù)；t—滅菌時間（s）；K—滅菌速度常數(shù)（s-1），也稱反應(yīng)速度常數(shù)或比死亡速度常數(shù)，此常數(shù)的大小與微生物的種類與加熱溫度有關(guān)；dN/dt—活菌數(shù)瞬時變化速率，即死亡速率。積分得：

式中：N0—開始滅菌（t=0）時原有活菌數(shù)；Nt----經(jīng)時間t后殘存活菌數(shù)。微生物的死亡速率與任一瞬時殘存的活菌數(shù)成正比，22式中：N0—開始滅菌（t=0）時原有活菌數(shù)；微生物的死亡速率滅菌速度常數(shù)K是判斷微生物受熱死亡難易程度的基本依據(jù)。各種微生物在同樣的溫度下K值是不同的K值愈小，則此微生物愈耐熱。

問題在121度，枯草桿菌FS5230的K為0.047s-1，梭狀芽孢桿菌PA3679的K值為0.03s-1，請問哪一種微生物更耐熱？23滅菌速度常數(shù)K是判斷微生物受熱死亡難易程度問題在121度，1）如微生物存在芽孢，其死亡速率呈現(xiàn)非對數(shù)死亡定律;2）同一種微生物在不同的滅菌溫度下，k值不同，滅菌溫度愈低，k值愈小；溫度愈高，k值愈大。3）如果要達到徹底滅菌，Nt等于0，則滅菌所需的時間應(yīng)為無限長，這在實際中是不可能的。工程上，Nt=0.001，即在1000次滅菌中，允許有一次失敗;

注：241）如微生物存在芽孢，其死亡速率呈現(xiàn)非對數(shù)死亡定律;注：3、滅菌溫度和時間的選擇當培養(yǎng)基被加熱滅菌時，常會出現(xiàn)這樣的矛盾，這就是，加熱時，微生物固然會被殺死，但培養(yǎng)基中的有用成分也會隨之遭到破壞，那么有何良策可以既達到滅菌要求，同時又不破壞或盡可能少破壞培養(yǎng)基中的有用成分呢？實踐證明，在高壓加熱的情況下，培養(yǎng)基中的氨基酸和維生素極易被破壞，如在121℃，僅20min，就有59%的賴氨酸和精氨酸及其他堿性氨基酸被破壞，蛋氨酸和色氨酸也有相當數(shù)量被破壞。因此，必須選擇一個既能滿足滅菌需要，又可使培養(yǎng)基的破壞盡可能小的滅菌工藝條件。253、滅菌溫度和時間的選擇當培養(yǎng)基被加熱滅菌時，常會微生物的受熱死亡屬于單分子反應(yīng)，其滅菌速率常數(shù)K與溫度之間的關(guān)系可用阿累尼烏斯公式表示：A---頻率常數(shù)，也稱阿累尼烏斯常數(shù)，s-1；R---氣體常數(shù)，8.314J/mol·K；T---絕對溫度，K；ΔE---微生物死亡活化能，J/mol。K—滅菌速度常數(shù)（s-1），也稱反應(yīng)速度常數(shù)或比死亡速度常數(shù).從上式可知，K值的大小與微生物的種類與加熱溫度有關(guān)26微生物的受熱死亡屬于單分子反應(yīng)，其滅菌速率滅菌時，培養(yǎng)基成分分解速率常數(shù)K`與溫度之間的關(guān)系也可用阿累尼烏斯公式表示：K`---培養(yǎng)基內(nèi)易被破壞成分的分解速率常數(shù)；A`---頻率常數(shù)，也稱阿累尼烏斯常數(shù)，s-1；R---氣體常數(shù)，8.314J/mol·K；T---絕對溫度，K；ΔE`---培養(yǎng)基成分分解所需活化能，J/mol。

當培養(yǎng)基成分從T1上升到T2時，微生物的死亡速率與培養(yǎng)基的分解有如下關(guān)系：27滅菌時，培養(yǎng)基成分分解速率常數(shù)K`與溫度之間通過實驗測定可知：

滅菌時殺死微生物的活化能大于培養(yǎng)基成分的破壞活化能值，因此：即隨著溫度的上升，微生物的死亡速率常數(shù)增加倍數(shù)要大于培養(yǎng)基成分的破壞速率的增加倍數(shù)。也就是說，結(jié)論1：當滅菌溫度上升時，微生物死亡速率的提高要超過培養(yǎng)基成分的破壞速率的增加。28通過實驗測定可知：即隨著溫度的上升，微生物的死亡速率常數(shù)增分析:在熱滅菌過程中，同時會發(fā)生微生物死亡和培養(yǎng)基破壞這兩種過程，且這兩種過程的進行速度都隨溫度的升高而加速，但微生物的死亡速率隨溫度的升高更為顯著。據(jù)測定：每升高10℃時一般化學反應(yīng)的反應(yīng)速率的增加倍數(shù)是1.5-2.0，而殺死芽孢為5-10，殺死微生物細胞為35左右。29分析:在熱滅菌過程中，同時會發(fā)生微生物死亡和培養(yǎng)基破壞這兩種滅菌溫度℃滅菌時間（分）營養(yǎng)成分破壞%10040099.31103667.01151550.0120427.01300.58.01450.082.01500.011.0同樣的滅菌效果30滅菌溫度℃滅菌時間（分）營養(yǎng)成分破壞%10040099.31

由此可見，若要減少營養(yǎng)成分的破壞，可升高溫度滅菌。結(jié)論2：在滅菌時選擇較高的溫度、較短的時間，這樣便既可達到需要的滅菌程度，同時又可減少營養(yǎng)物質(zhì)的損失。31由此可見，若要減少營養(yǎng)成分的破壞，可升高溫度滅菌。31問題滅菌要達到殺死99.99%的細菌芽孢，有兩種方法可以采用，一種是118℃滅菌15min，另一種是128℃滅菌5min。哪一種方法好，為什么？答：從理論研究和生產(chǎn)實踐都可證明，在滅菌過程中，同時會發(fā)生微生物死亡和培養(yǎng)基破壞這兩種過程，且這兩種過程的進行速度都隨溫度的升高而加速，但微生物的死亡速率隨溫度的升高更為顯著。因此，對于同一滅菌效果，選擇較高的溫度、較短的時間，這樣便既可達到需要的滅菌程度，同時又可減少營養(yǎng)物質(zhì)的損失。32問題滅菌要達到殺死99.99%的細菌芽孢，有兩種方法可以采用三、培養(yǎng)基的濕熱滅菌方式1、間歇滅菌（分批滅菌、實消）2、連續(xù)滅菌（連消）33三、培養(yǎng)基的濕熱滅菌方式1、間歇滅菌（分批滅菌、實消）331、間歇滅菌（分批滅菌、實消）定義：將配制好的培養(yǎng)基同時放在發(fā)酵罐或其他裝置中，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所用設(shè)備一起進行加熱滅菌的過程，通常也稱為實罐滅菌。（常用）發(fā)酵罐1）基本概念341、間歇滅菌（分批滅菌、實消）定義：將配制好的培養(yǎng)基同時放在24016012080時間（min)050100150溫度升溫冷卻保溫過程包括：升溫、保溫和冷卻等三個階段。各階段對滅菌的貢獻：20%、75%、5%3524016012080時間（min)050100150溫度升

從以上分析可知，滅菌過程中加熱和保溫階段的滅菌作用是主要的，而冷卻階段的滅菌作用是次要的，一般很小，可以忽略不計。此外，還應(yīng)指出的是，應(yīng)當避免長時間的加熱階段，因為加熱時間過長，不僅破壞營養(yǎng)物質(zhì)，而且也有可能引起培養(yǎng)液中某些有害物質(zhì)的生成，從而影響培養(yǎng)過程的順利進行。各階段對滅菌的貢獻：20%、75%、5%36從以上分析可知，滅菌過程中加熱和保溫階段的在實際生產(chǎn)中，也可能遇到所供蒸汽不足、溫度不夠高的情況，這時可以適當延長滅菌時間。生產(chǎn)上甚至有用100℃蒸煮而達到徹底滅菌的實例。如要做固體曲而沒有高溫蒸汽時，可將原料用100蒸汽蒸30min，殺死其中的營養(yǎng)細胞，但孢子與細菌的芽孢沒有被殺死。將蒸過的原料置于室溫下過夜，未被殺死的孢子便發(fā)芽生長，芽孢發(fā)育成營養(yǎng)細胞，再30min便可殺死。如此連續(xù)反復進行2-3次，亦可達到徹底滅菌的目的。37在實際生產(chǎn)中，也可能遇到所供蒸汽不足、溫度不夠高的情況，這時38383）間歇滅菌的操作間歇滅歇是在所用的發(fā)酵罐或其他培養(yǎng)裝置中進行的，它是在配制罐中配好培養(yǎng)基后，通過專用管道輸入發(fā)酵罐等培養(yǎng)設(shè)備中，然后開始滅菌。在進行培養(yǎng)基的間歇滅菌之前，通常先將發(fā)酵罐等培養(yǎng)裝置的分空氣過濾器進行滅菌，并且用空氣將分過濾器吹干。開始滅菌時，應(yīng)先放去夾套或蛇管中的冷水，開啟排氣管閥，通過空氣管向發(fā)酵罐內(nèi)的培養(yǎng)基通入蒸汽進行加熱，同時，也可在夾套內(nèi)通蒸汽進行間接加熱。當培養(yǎng)基溫度升到70左右時，從取樣管和放料管向罐內(nèi)通入蒸汽進一步加熱，當溫度升至120℃，罐壓為1*105Pa（表壓）時，打開接種、補料、消泡劑、酸、堿等管道閥門進行排汽，當然在保溫過程中，應(yīng)注意凡在培養(yǎng)基液面下的各種進口管道都應(yīng)通入蒸汽，而在液面以上的其余各管道則應(yīng)排放蒸汽，這樣才能不留死角，從而保證滅菌徹底。保溫結(jié)束后，依次關(guān)閉各排汽、進汽閥門，待罐內(nèi)壓力低于空氣壓力后，向罐內(nèi)通入無菌空氣，在夾套或蛇管中通冷水降溫，使培養(yǎng)基的溫度降到所需的溫度，進行下一步的發(fā)酵和培養(yǎng)。

由于培養(yǎng)基的間歇滅菌不需要專門的滅菌設(shè)備，投資少，對設(shè)備要求簡單，對蒸汽的要求也比較低，且滅菌效果可靠，因此，間歇滅菌是中小型生產(chǎn)工廠經(jīng)常采用的一種培養(yǎng)基滅菌方法。

393）間歇滅菌的操作間歇滅歇是在所用的發(fā)酵罐2、連續(xù)滅菌（連消）1）定義：將配制好的培養(yǎng)基在向發(fā)酵罐等培養(yǎng)裝置輸送的同時進行加熱、保溫和冷卻而進行滅菌。402、連續(xù)滅菌（連消）1）定義：將配制好的培養(yǎng)基連續(xù)滅菌時，培養(yǎng)基可在短時間內(nèi)加熱到保溫溫度，并且能很快地被冷卻因此可在比間歇滅菌更高的溫度下進行滅菌而由于滅菌溫度很高，保溫時間就相應(yīng)地可以很短極有利于減少培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)的破壞。41連續(xù)滅菌時，培養(yǎng)基可在短時間內(nèi)加熱到保溫溫度，并且能很快地被連續(xù)滅菌的基本設(shè)備有哪些？問題42連續(xù)滅菌的基本設(shè)備有哪些？問題42發(fā)酵罐蒸汽蒸汽冷卻水無菌培養(yǎng)基配料罐泵加熱塔維持罐冷卻管連續(xù)滅菌的基本設(shè)備一般包括（1）配料預(yù)熱罐，將配制好的料液預(yù)熱到60-70，以避免連續(xù)滅菌時由于料液與蒸汽溫度相差過大而產(chǎn)生水汽撞擊聲；（2）連消塔，連消塔的作用主要是使高溫蒸汽與料液迅速接觸混和，并使料液的溫度很快升高到滅菌溫度（126-132）；（3）維持罐，連消塔加熱的時間很短，光靠這段時間的滅菌是不夠的，維持罐的作用是使料液在滅菌溫度下保持5-7min，以達到滅菌的目的；（4）冷卻管，從維持罐出來的料液要經(jīng)過冷卻排管進行冷卻，生產(chǎn)上一般采用冷水噴淋冷卻，冷卻到40-50后，輸送到預(yù)先已經(jīng)滅菌過的罐內(nèi)。43發(fā)酵罐蒸汽蒸汽冷卻水無菌培養(yǎng)基配料罐泵加熱塔維持罐冷卻管噴射加熱連續(xù)滅菌流程滅菌介質(zhì)原料介質(zhì)蒸汽T=140度保溫段真空流程中采用了蒸汽噴射器，它使培養(yǎng)液與高溫蒸汽直接接觸，從而在短時間內(nèi)可將培養(yǎng)液急速升溫至預(yù)定的滅菌溫度然后在該溫度下維持一段時間滅菌，滅菌后的培養(yǎng)基通過一膨脹閥進入真空冷卻器急速冷卻，從圖中可以看出，由于該流程中培養(yǎng)基受熱時間短，營養(yǎng)物質(zhì)的損失也就不很嚴重，同時該流程保證了培養(yǎng)基物料先進先出，避免了過熱或滅菌不徹底等現(xiàn)象。44噴射加熱連續(xù)滅菌流程滅菌介質(zhì)原料介質(zhì)蒸汽T=140度保溫段真薄板換熱器連續(xù)滅菌流程進料35℃100℃120℃維持罐120℃蒸汽147℃120℃55℃出料35℃水20℃31℃流程中采用了薄板換熱器作為培養(yǎng)液的加熱和冷卻器，蒸汽在薄板換熱器的加熱段使培養(yǎng)液的溫度升高，經(jīng)維持段保溫一定時間后，培養(yǎng)基在薄板換熱器的冷卻段進行冷卻，從而使培養(yǎng)基的預(yù)熱、加熱滅菌及冷卻過程可在同一設(shè)備內(nèi)完成。該流程的加熱和冷卻時間比噴射加熱連續(xù)滅菌流程要長些，但由于在培養(yǎng)基的預(yù)熱過程同時也起到了滅菌后培養(yǎng)基的冷卻，因而節(jié)約了蒸汽和冷卻水的用量。

分別說出優(yōu)點45薄板換熱器連續(xù)滅菌流程進料35℃100℃120℃維持罐3）間歇滅菌與連續(xù)滅菌的比較滅菌方式優(yōu)點缺點連續(xù)滅菌1.滅菌溫度高，可減少培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的損失2.操作條件恒定，滅菌質(zhì)量穩(wěn)定3.易于實現(xiàn)管道化和自控操作4.避免了反復的加熱和冷卻，提高了熱的利用率5.發(fā)酵設(shè)備利用率高1.對設(shè)備的要求高，需另外設(shè)置加熱、冷卻裝置2.操作較麻煩3.染菌的機會較多4.不適合于含大量固體物料的滅菌5對蒸汽的要求高間歇滅菌1.設(shè)備要求低，不需另外設(shè)置加熱、冷卻裝置2.操作要求低，適于手動操作3.適合于小批量生產(chǎn)規(guī)模4.適合于含有大量固體物質(zhì)的培養(yǎng)基的滅菌1.培養(yǎng)基的營養(yǎng)物質(zhì)損失較多，滅菌后培養(yǎng)基的質(zhì)量下降2.需進行反復的加熱和冷卻，能耗較高3.不適合于大規(guī)模生產(chǎn)過程的滅菌4.發(fā)酵罐的利用率較低加熱器、維持罐（管）和冷卻器以及發(fā)酵罐等都應(yīng)先進滅菌463）間歇滅菌與連續(xù)滅菌的比較滅菌方式優(yōu)點缺由表可見，無論在理論上或者在實踐上，與間歇滅菌過程相比，連續(xù)滅菌的優(yōu)點十分明顯。因此，連續(xù)滅菌越來越多地被用培養(yǎng)基的滅菌。47由表可見，無論在理論上或者在實踐上，與間歇滅菌過程相比，連續(xù)四、滅菌時間計算與影響因素A、分批滅菌（實罐滅菌）

一般可以不計升溫階段所殺滅的菌數(shù)，把培養(yǎng)基中所有的菌均看作是在保溫階段（滅菌溫度）被殺滅，這樣可以簡單地利用式，粗略地求得滅菌所需的時間1）培養(yǎng)基滅菌時間的計算48四、滅菌時間計算與影響因素A、分批滅菌（實罐滅菌）1）培養(yǎng)解：N0=40×106×2×105=8×1012（個）Nt=0.001（個）K=1.8min-1例：有一發(fā)酵罐內(nèi)裝40m3培養(yǎng)基，在121溫度下進行實罐滅菌。原污染程度為每1mL有2*105個耐熱細菌芽孢，121度時滅菌速度常數(shù)為1.8min-1。求滅菌失敗機率為0.001時所需要的滅菌時間。49解：N0=40×106×2×105=8×但是實際上，培養(yǎng)基在加熱升溫時（即在升溫階段）就會有部分菌被殺滅，特別是當培養(yǎng)基加熱到100度以上，這個作用較為顯著。因此，保溫滅菌時間實際上比上述計算的要短。嚴格地講，在降溫階段也有殺菌作用，但降溫時間短，在計算時一般不考慮。50但是實際上，培養(yǎng)基在加熱升溫時（即在升溫階段）就會有部分菌被【例2】上例中，滅菌過程的升溫階段，培養(yǎng)基從100℃上升至121℃，共需15min。求升溫階段結(jié)束時，培養(yǎng)基中芽孢數(shù)和保溫所需時間。解T1＝373KT2＝394K根據(jù)公式求得373K至394K之間若干k值，k-T關(guān)系如下表表k-T關(guān)系由此可得圖解積分法51【例2】上例中，滅菌過程的升溫階段，培養(yǎng)基從100℃上升至1根據(jù)公式，求升溫階段結(jié)束時培養(yǎng)基中殘留的芽孢數(shù)為根據(jù)滅菌公式，求得保溫所需的時間52根據(jù)公式，求升溫階段結(jié)束時培養(yǎng)基中殘留的芽孢數(shù)為根據(jù)滅菌公式B、連續(xù)滅菌（連消）連續(xù)滅菌的滅菌時間，仍可用滅菌公式計算，但培養(yǎng)基中的含菌數(shù)，應(yīng)改為每單位體積(1mL)培養(yǎng)基的含菌數(shù)，則滅菌公式變換為下式式中c0—單位體積培養(yǎng)基滅菌前的含菌數(shù)，個／mL;cs—單位體積培養(yǎng)基滅菌后的含菌數(shù)，個／mL。發(fā)酵罐蒸汽蒸汽冷卻水無菌培養(yǎng)基配料罐泵加熱塔維持罐冷卻管53B、連續(xù)滅菌（連消）連續(xù)滅菌的滅菌時間，仍【例】若將上例中的培養(yǎng)基采用連續(xù)滅菌，滅菌溫度為131℃，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15.954【例】若將上例中的培養(yǎng)基采用連續(xù)滅菌，滅菌溫度為131℃，此2、影響滅菌的因素552、影響滅菌的因素55簡答：影響滅菌的因素有哪些？問題1培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基的物理狀態(tài)培養(yǎng)基的pH值培養(yǎng)基中的微生物數(shù)量微生物細胞中水含量微生物細胞菌齡微生物的耐熱性空氣排除情況攪拌泡沫為什么說培養(yǎng)基中脂肪、糖分和蛋白質(zhì)的含量越高，滅菌溫度就得相應(yīng)高些？問題256簡答：影響滅菌的因素有哪些？問題1培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基的物理為什么說液體培養(yǎng)基比固體培養(yǎng)基更易滅菌？問題3培養(yǎng)基的pH值越低，滅菌所需的時間就愈短（）問題4判斷在實際生產(chǎn)中，不宜采用嚴重霉腐的腐敗的水質(zhì)，是因為其微生物數(shù)量多，影響滅菌效果。（）微生物含水量越多，滅菌時間就得越長。（）57為什么說液體培養(yǎng)基比固體培養(yǎng)基更易滅菌？問題3培養(yǎng)基的pH年輕細胞比年老細胞更易殺死。（）為什么？在滅菌過程中，充分攪拌更有利于滅菌。（）為什么？58年輕細胞比年老細胞更易殺死。（）為什么？在滅菌過程在滅菌過程中，為什么要排除罐內(nèi)空氣？問題7滅菌的徹底與否應(yīng)以殺死營養(yǎng)細胞為準還是殺死細菌芽孢為標準，為什么？在滅菌過程中，為什么說培養(yǎng)基發(fā)生泡沫對滅菌很不利？問題5問題659在滅菌過程中，為什么要排除罐內(nèi)空氣？問題7滅菌的徹底與否應(yīng)以排除冷空氣的原因壓力越高，水的沸點越高，即水蒸氣的溫度越高，一定壓力的純水蒸汽有相應(yīng)溫度對應(yīng)，15磅英寸2純水蒸汽對應(yīng)121℃，高壓蒸汽滅菌實質(zhì)是高溫使蛋白質(zhì)變性。121℃（指示15磅英寸2），15-20分鐘具有滅菌效果。滅菌鍋上的表是壓力表，在有空氣存在時15磅英寸2對應(yīng)的溫度實際是小于121℃，在15-20分鐘的殺菌效果不能保證。60排除冷空氣的原因壓力越高，水的沸點越高，即水蒸氣的溫度越高，滅菌鍋內(nèi)留有不同分量空氣時，壓力與溫度的關(guān)系壓力數(shù)全部空氣排出時的溫度(℃)2/3空氣排出時的溫度(℃)1/2空氣排出時的溫度(℃)1/3空氣排出時的溫度(℃)空氣全不排出時的溫度(℃)千克(公斤/厘米2)磅/英寸2(lb/in2)0.350.701.051.401.752.1051015202530108.8115.6121.3126.2130.0134.61001091151211261309410511211812412890100109115121126729010010911512161滅菌鍋內(nèi)留有不同分量空氣時，壓力與溫度的關(guān)系壓力數(shù)全部空氣Thankyou！END62Thankyou！END62個人觀點供參考，歡迎討論！個人觀點供參考，歡迎討論！

發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌64

發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌1第三章發(fā)酵工業(yè)原料及其處理第一節(jié)培養(yǎng)基的成分及來源第二節(jié)培養(yǎng)基的類型及選擇第三節(jié)淀粉水解糖的制備第四節(jié)發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌65第三章發(fā)酵工業(yè)原料及其處理第一節(jié)培養(yǎng)基的成分及來源21、培養(yǎng)基如何分類？在發(fā)酵生產(chǎn)中常用的固體還是液體培養(yǎng)基？2、說說培養(yǎng)基的六大營養(yǎng)要素？復習根據(jù)培養(yǎng)基的用途(特殊用途)不同，可將培養(yǎng)基分成：孢子\種子\發(fā)酵

增殖、選擇和鑒別培養(yǎng)基

根據(jù)培養(yǎng)基狀態(tài)不同，可將培養(yǎng)基分成：

固體、液體和半固體培養(yǎng)基

根據(jù)營養(yǎng)物質(zhì)的來源不同，培養(yǎng)基可分為：

天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基和半合成培養(yǎng)基

661、培養(yǎng)基如何分類？復習根據(jù)培養(yǎng)基的用途(特殊用途)不同，可問題1在發(fā)酵生產(chǎn)中，為什么要進行滅菌操作？

1、由于雜菌的污染，使生物反應(yīng)中的培養(yǎng)物質(zhì)因雜菌的消耗而損失，造成生產(chǎn)能力的下降；2、由于雜菌所產(chǎn)生的一些代謝產(chǎn)物，或在染菌后改變了培養(yǎng)液的某些理化特性，使產(chǎn)物的提取和分離變得困難，造成收率降低或使產(chǎn)品的質(zhì)量下降；3、雜菌會大量繁殖，會改變反應(yīng)介質(zhì)的PH值，從而使生物反應(yīng)發(fā)生異常變化；4、雜菌可能會分解產(chǎn)物，從而使生產(chǎn)過程失敗；5、發(fā)生噬菌體污染，微生物細胞被裂解，而使生產(chǎn)失敗67問題1在發(fā)酵生產(chǎn)中，為什么要進行滅菌操作？1、由于雜菌問題21、為防止雜菌的污染，整個生化生產(chǎn)過程哪些需要注意滅菌？培養(yǎng)基、發(fā)酵設(shè)備、空氣、菌種制作68問題21、為防止雜菌的污染，整個生化生產(chǎn)過程哪些需要注意滅菌發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌一、滅菌的原理和方法二、濕熱滅菌原理三、培養(yǎng)基的濕熱滅菌方式四、滅菌時間計算與影響因素69發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌一、滅菌的原理和方法6一、滅菌的原理和方法消毒與滅菌的區(qū)別？基本概念70一、滅菌的原理和方法消毒與滅菌的區(qū)別？基本概念7消毒殺死物體表面及內(nèi)部一部分對人體有害的病原菌的營養(yǎng)體，而對被消毒的物體基本無害的措施，如對皮膚、水果、飲用水的消毒，啤酒、牛奶、果汁等消毒。滅菌殺死任何物體內(nèi)外的一切微生物的方法，滅菌后的物體不再有可存活的微生物。71消毒81、化學試劑滅菌法化學試劑：甲醛、乙醇或新潔爾滅、高錳酸鉀等適用范圍：環(huán)境空氣、皮膚及器械的表面消毒2、射線滅菌法電磁波、紫外線或放射性物質(zhì)適用范圍：無菌室、接種箱721、化學試劑滅菌法化學試劑：甲醛、乙醇或新潔爾滅、高錳酸鉀3、干熱滅菌法常用烘箱，滅菌條件為在160℃下保溫1h適用范圍：金屬或玻璃器皿4、濕熱滅菌法利用飽和蒸汽進行滅菌、條件為：121℃，30’適用范圍：廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備及培養(yǎng)基的滅菌例：高壓滅菌鍋733、干熱滅菌法常用5、過濾除菌法利用過濾方法阻留微生物適用范圍：制備無菌空氣6、火焰滅菌法酒精燈火焰適用范圍：接種針、玻璃棒、三角瓶口

745、過濾除菌法利用滅菌方法連線題接種針、試管口環(huán)境空氣、皮膚表面無菌室、接種箱培養(yǎng)基的滅菌空氣過濾除菌法火焰滅菌法濕熱滅菌法射線滅菌法化學試劑滅菌法75滅菌方法接種針、試管口過濾除菌法12二、濕熱滅菌原理濕熱滅菌原理滅菌條件滅菌不利方面由于蒸汽具有很強的穿透能力，而且在冷凝時會放出大量的冷凝熱(潛熱)，很容易使蛋白質(zhì)凝固而殺死各種微生物。121℃，30min。同時也會破壞培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分，甚至會產(chǎn)生不利于菌體生長的物質(zhì)。因此，在工業(yè)培養(yǎng)過程中，除了盡可能殺死培養(yǎng)基中的雜菌外，還要盡可能減少培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分的損失76二、濕熱滅菌原理濕熱滅菌原理滅菌條件滅菌不利方面由于蒸汽具1、衡量熱滅菌指標致死溫度：殺死微生物的極限溫度。致死時間：在此溫度下，殺死全部微生物所需要的時間。熱阻：對熱的抵抗力，指微生物在某一特定條件（主要是溫度和加熱方式）下的致死時間。相對熱阻：幾種微生物對熱的相對抵抗能力。

指微生物在某一特定條件下的致死時間與另一微生物在相同條件下的致死時間的比值。771、衡量熱滅菌指標致死溫度：殺死微生物的極限溫度。相對熱阻：滅菌方式大腸桿菌霉菌孢子細菌芽孢噬菌體或病毒干熱滅菌12-1010001濕熱滅菌12-103×1051-5苯酚11-21×10930甲醛12-102502紫外線15-1002-55-10相對熱阻從表中可看出78滅菌方式大腸桿菌霉菌孢子細菌芽孢噬菌體或病毒干熱滅菌12-1

芽孢或孢子的熱阻要比生長期營養(yǎng)細胞的熱阻大得多，這是由于芽孢或孢子內(nèi)吡啶二羧酸含量對熱阻的增加有關(guān)。另外，芽孢子中蛋白質(zhì)含水量較營養(yǎng)細胞低（特別是游離水分少），也是芽孢耐熱強的一個原因。79芽孢或孢子的熱阻要比生長期營養(yǎng)細胞的熱阻大得多對培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌，廣泛使用濕熱滅菌法。工廠蒸汽比較容易獲得，控制操作條件方便，簡單而又價廉、有效處理培養(yǎng)基加熱受熱時間與滅菌程度和營養(yǎng)成分的破壞都有關(guān)系。營養(yǎng)成分的減少將影響菌種的培養(yǎng)和產(chǎn)物的生成所以滅菌程度和營養(yǎng)成分的破壞成為滅菌工作中的主要矛盾，恰當掌握加熱受熱時間是滅菌工作的關(guān)鍵。80對培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌，廣泛使用濕熱滅菌法。17受熱時間如何確定？81受熱時間如何確定？1882192、微生物的死亡速率：對數(shù)殘留定律微生物受熱死亡的原因，主要是因高溫使微生物體內(nèi)的一些重要蛋白質(zhì)，如酶等，發(fā)生凝固、變性，從而導致微生物無法生存而死亡。微生物受熱而喪失活力，但其物理性質(zhì)不變。

832、微生物的死亡速率：對數(shù)殘留定律微生物受熱

在一定溫度下，微生物的受熱死亡遵照分子反應(yīng)速度理論。在滅菌過程中，活菌數(shù)逐漸減少，其減少量隨殘留活菌數(shù)的減少而遞減，即微生物的死亡速率與任一瞬時殘存的活菌數(shù)成正比，8421式中，N—殘存的活菌數(shù)；t—滅菌時間（s）；K—滅菌速度常數(shù)（s-1），也稱反應(yīng)速度常數(shù)或比死亡速度常數(shù)，此常數(shù)的大小與微生物的種類與加熱溫度有關(guān)；dN/dt—活菌數(shù)瞬時變化速率，即死亡速率。積分得：

式中：N0—開始滅菌（t=0）時原有活菌數(shù)；Nt----經(jīng)時間t后殘存活菌數(shù)。微生物的死亡速率與任一瞬時殘存的活菌數(shù)成正比，85式中：N0—開始滅菌（t=0）時原有活菌數(shù)；微生物的死亡速率滅菌速度常數(shù)K是判斷微生物受熱死亡難易程度的基本依據(jù)。各種微生物在同樣的溫度下K值是不同的K值愈小，則此微生物愈耐熱。

問題在121度，枯草桿菌FS5230的K為0.047s-1，梭狀芽孢桿菌PA3679的K值為0.03s-1，請問哪一種微生物更耐熱？86滅菌速度常數(shù)K是判斷微生物受熱死亡難易程度問題在121度，1）如微生物存在芽孢，其死亡速率呈現(xiàn)非對數(shù)死亡定律;2）同一種微生物在不同的滅菌溫度下，k值不同，滅菌溫度愈低，k值愈?。粶囟扔?，k值愈大。3）如果要達到徹底滅菌，Nt等于0，則滅菌所需的時間應(yīng)為無限長，這在實際中是不可能的。工程上，Nt=0.001，即在1000次滅菌中，允許有一次失敗;

注：871）如微生物存在芽孢，其死亡速率呈現(xiàn)非對數(shù)死亡定律;注：3、滅菌溫度和時間的選擇當培養(yǎng)基被加熱滅菌時，常會出現(xiàn)這樣的矛盾，這就是，加熱時，微生物固然會被殺死，但培養(yǎng)基中的有用成分也會隨之遭到破壞，那么有何良策可以既達到滅菌要求，同時又不破壞或盡可能少破壞培養(yǎng)基中的有用成分呢？實踐證明，在高壓加熱的情況下，培養(yǎng)基中的氨基酸和維生素極易被破壞，如在121℃，僅20min，就有59%的賴氨酸和精氨酸及其他堿性氨基酸被破壞，蛋氨酸和色氨酸也有相當數(shù)量被破壞。因此，必須選擇一個既能滿足滅菌需要，又可使培養(yǎng)基的破壞盡可能小的滅菌工藝條件。883、滅菌溫度和時間的選擇當培養(yǎng)基被加熱滅菌時，常會微生物的受熱死亡屬于單分子反應(yīng)，其滅菌速率常數(shù)K與溫度之間的關(guān)系可用阿累尼烏斯公式表示：A---頻率常數(shù)，也稱阿累尼烏斯常數(shù)，s-1；R---氣體常數(shù)，8.314J/mol·K；T---絕對溫度，K；ΔE---微生物死亡活化能，J/mol。K—滅菌速度常數(shù)（s-1），也稱反應(yīng)速度常數(shù)或比死亡速度常數(shù).從上式可知，K值的大小與微生物的種類與加熱溫度有關(guān)89微生物的受熱死亡屬于單分子反應(yīng)，其滅菌速率滅菌時，培養(yǎng)基成分分解速率常數(shù)K`與溫度之間的關(guān)系也可用阿累尼烏斯公式表示：K`---培養(yǎng)基內(nèi)易被破壞成分的分解速率常數(shù)；A`---頻率常數(shù)，也稱阿累尼烏斯常數(shù)，s-1；R---氣體常數(shù)，8.314J/mol·K；T---絕對溫度，K；ΔE`---培養(yǎng)基成分分解所需活化能，J/mol。

當培養(yǎng)基成分從T1上升到T2時，微生物的死亡速率與培養(yǎng)基的分解有如下關(guān)系：90滅菌時，培養(yǎng)基成分分解速率常數(shù)K`與溫度之間通過實驗測定可知：

滅菌時殺死微生物的活化能大于培養(yǎng)基成分的破壞活化能值，因此：即隨著溫度的上升，微生物的死亡速率常數(shù)增加倍數(shù)要大于培養(yǎng)基成分的破壞速率的增加倍數(shù)。也就是說，結(jié)論1：當滅菌溫度上升時，微生物死亡速率的提高要超過培養(yǎng)基成分的破壞速率的增加。91通過實驗測定可知：即隨著溫度的上升，微生物的死亡速率常數(shù)增分析:在熱滅菌過程中，同時會發(fā)生微生物死亡和培養(yǎng)基破壞這兩種過程，且這兩種過程的進行速度都隨溫度的升高而加速，但微生物的死亡速率隨溫度的升高更為顯著。據(jù)測定：每升高10℃時一般化學反應(yīng)的反應(yīng)速率的增加倍數(shù)是1.5-2.0，而殺死芽孢為5-10，殺死微生物細胞為35左右。92分析:在熱滅菌過程中，同時會發(fā)生微生物死亡和培養(yǎng)基破壞這兩種滅菌溫度℃滅菌時間（分）營養(yǎng)成分破壞%10040099.31103667.01151550.0120427.01300.58.01450.082.01500.011.0同樣的滅菌效果93滅菌溫度℃滅菌時間（分）營養(yǎng)成分破壞%10040099.31

由此可見，若要減少營養(yǎng)成分的破壞，可升高溫度滅菌。結(jié)論2：在滅菌時選擇較高的溫度、較短的時間，這樣便既可達到需要的滅菌程度，同時又可減少營養(yǎng)物質(zhì)的損失。94由此可見，若要減少營養(yǎng)成分的破壞，可升高溫度滅菌。31問題滅菌要達到殺死99.99%的細菌芽孢，有兩種方法可以采用，一種是118℃滅菌15min，另一種是128℃滅菌5min。哪一種方法好，為什么？答：從理論研究和生產(chǎn)實踐都可證明，在滅菌過程中，同時會發(fā)生微生物死亡和培養(yǎng)基破壞這兩種過程，且這兩種過程的進行速度都隨溫度的升高而加速，但微生物的死亡速率隨溫度的升高更為顯著。因此，對于同一滅菌效果，選擇較高的溫度、較短的時間，這樣便既可達到需要的滅菌程度，同時又可減少營養(yǎng)物質(zhì)的損失。95問題滅菌要達到殺死99.99%的細菌芽孢，有兩種方法可以采用三、培養(yǎng)基的濕熱滅菌方式1、間歇滅菌（分批滅菌、實消）2、連續(xù)滅菌（連消）96三、培養(yǎng)基的濕熱滅菌方式1、間歇滅菌（分批滅菌、實消）331、間歇滅菌（分批滅菌、實消）定義：將配制好的培養(yǎng)基同時放在發(fā)酵罐或其他裝置中，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所用設(shè)備一起進行加熱滅菌的過程，通常也稱為實罐滅菌。（常用）發(fā)酵罐1）基本概念971、間歇滅菌（分批滅菌、實消）定義：將配制好的培養(yǎng)基同時放在24016012080時間（min)050100150溫度升溫冷卻保溫過程包括：升溫、保溫和冷卻等三個階段。各階段對滅菌的貢獻：20%、75%、5%9824016012080時間（min)050100150溫度升

從以上分析可知，滅菌過程中加熱和保溫階段的滅菌作用是主要的，而冷卻階段的滅菌作用是次要的，一般很小，可以忽略不計。此外，還應(yīng)指出的是，應(yīng)當避免長時間的加熱階段，因為加熱時間過長，不僅破壞營養(yǎng)物質(zhì)，而且也有可能引起培養(yǎng)液中某些有害物質(zhì)的生成，從而影響培養(yǎng)過程的順利進行。各階段對滅菌的貢獻：20%、75%、5%99從以上分析可知，滅菌過程中加熱和保溫階段的在實際生產(chǎn)中，也可能遇到所供蒸汽不足、溫度不夠高的情況，這時可以適當延長滅菌時間。生產(chǎn)上甚至有用100℃蒸煮而達到徹底滅菌的實例。如要做固體曲而沒有高溫蒸汽時，可將原料用100蒸汽蒸30min，殺死其中的營養(yǎng)細胞，但孢子與細菌的芽孢沒有被殺死。將蒸過的原料置于室溫下過夜，未被殺死的孢子便發(fā)芽生長，芽孢發(fā)育成營養(yǎng)細胞，再30min便可殺死。如此連續(xù)反復進行2-3次，亦可達到徹底滅菌的目的。100在實際生產(chǎn)中，也可能遇到所供蒸汽不足、溫度不夠高的情況，這時101383）間歇滅菌的操作間歇滅歇是在所用的發(fā)酵罐或其他培養(yǎng)裝置中進行的，它是在配制罐中配好培養(yǎng)基后，通過專用管道輸入發(fā)酵罐等培養(yǎng)設(shè)備中，然后開始滅菌。在進行培養(yǎng)基的間歇滅菌之前，通常先將發(fā)酵罐等培養(yǎng)裝置的分空氣過濾器進行滅菌，并且用空氣將分過濾器吹干。開始滅菌時，應(yīng)先放去夾套或蛇管中的冷水，開啟排氣管閥，通過空氣管向發(fā)酵罐內(nèi)的培養(yǎng)基通入蒸汽進行加熱，同時，也可在夾套內(nèi)通蒸汽進行間接加熱。當培養(yǎng)基溫度升到70左右時，從取樣管和放料管向罐內(nèi)通入蒸汽進一步加熱，當溫度升至120℃，罐壓為1*105Pa（表壓）時，打開接種、補料、消泡劑、酸、堿等管道閥門進行排汽，當然在保溫過程中，應(yīng)注意凡在培養(yǎng)基液面下的各種進口管道都應(yīng)通入蒸汽，而在液面以上的其余各管道則應(yīng)排放蒸汽，這樣才能不留死角，從而保證滅菌徹底。保溫結(jié)束后，依次關(guān)閉各排汽、進汽閥門，待罐內(nèi)壓力低于空氣壓力后，向罐內(nèi)通入無菌空氣，在夾套或蛇管中通冷水降溫，使培養(yǎng)基的溫度降到所需的溫度，進行下一步的發(fā)酵和培養(yǎng)。

由于培養(yǎng)基的間歇滅菌不需要專門的滅菌設(shè)備，投資少，對設(shè)備要求簡單，對蒸汽的要求也比較低，且滅菌效果可靠，因此，間歇滅菌是中小型生產(chǎn)工廠經(jīng)常采用的一種培養(yǎng)基滅菌方法。

1023）間歇滅菌的操作間歇滅歇是在所用的發(fā)酵罐2、連續(xù)滅菌（連消）1）定義：將配制好的培養(yǎng)基在向發(fā)酵罐等培養(yǎng)裝置輸送的同時進行加熱、保溫和冷卻而進行滅菌。1032、連續(xù)滅菌（連消）1）定義：將配制好的培養(yǎng)基連續(xù)滅菌時，培養(yǎng)基可在短時間內(nèi)加熱到保溫溫度，并且能很快地被冷卻因此可在比間歇滅菌更高的溫度下進行滅菌而由于滅菌溫度很高，保溫時間就相應(yīng)地可以很短極有利于減少培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)的破壞。104連續(xù)滅菌時，培養(yǎng)基可在短時間內(nèi)加熱到保溫溫度，并且能很快地被連續(xù)滅菌的基本設(shè)備有哪些？問題105連續(xù)滅菌的基本設(shè)備有哪些？問題42發(fā)酵罐蒸汽蒸汽冷卻水無菌培養(yǎng)基配料罐泵加熱塔維持罐冷卻管連續(xù)滅菌的基本設(shè)備一般包括（1）配料預(yù)熱罐，將配制好的料液預(yù)熱到60-70，以避免連續(xù)滅菌時由于料液與蒸汽溫度相差過大而產(chǎn)生水汽撞擊聲；（2）連消塔，連消塔的作用主要是使高溫蒸汽與料液迅速接觸混和，并使料液的溫度很快升高到滅菌溫度（126-132）；（3）維持罐，連消塔加熱的時間很短，光靠這段時間的滅菌是不夠的，維持罐的作用是使料液在滅菌溫度下保持5-7min，以達到滅菌的目的；（4）冷卻管，從維持罐出來的料液要經(jīng)過冷卻排管進行冷卻，生產(chǎn)上一般采用冷水噴淋冷卻，冷卻到40-50后，輸送到預(yù)先已經(jīng)滅菌過的罐內(nèi)。106發(fā)酵罐蒸汽蒸汽冷卻水無菌培養(yǎng)基配料罐泵加熱塔維持罐冷卻管噴射加熱連續(xù)滅菌流程滅菌介質(zhì)原料介質(zhì)蒸汽T=140度保溫段真空流程中采用了蒸汽噴射器，它使培養(yǎng)液與高溫蒸汽直接接觸，從而在短時間內(nèi)可將培養(yǎng)液急速升溫至預(yù)定的滅菌溫度然后在該溫度下維持一段時間滅菌，滅菌后的培養(yǎng)基通過一膨脹閥進入真空冷卻器急速冷卻，從圖中可以看出，由于該流程中培養(yǎng)基受熱時間短，營養(yǎng)物質(zhì)的損失也就不很嚴重，同時該流程保證了培養(yǎng)基物料先進先出，避免了過熱或滅菌不徹底等現(xiàn)象。107噴射加熱連續(xù)滅菌流程滅菌介質(zhì)原料介質(zhì)蒸汽T=140度保溫段真薄板換熱器連續(xù)滅菌流程進料35℃100℃120℃維持罐120℃蒸汽147℃120℃55℃出料35℃水20℃31℃流程中采用了薄板換熱器作為培養(yǎng)液的加熱和冷卻器，蒸汽在薄板換熱器的加熱段使培養(yǎng)液的溫度升高，經(jīng)維持段保溫一定時間后，培養(yǎng)基在薄板換熱器的冷卻段進行冷卻，從而使培養(yǎng)基的預(yù)熱、加熱滅菌及冷卻過程可在同一設(shè)備內(nèi)完成。該流程的加熱和冷卻時間比噴射加熱連續(xù)滅菌流程要長些，但由于在培養(yǎng)基的預(yù)熱過程同時也起到了滅菌后培養(yǎng)基的冷卻，因而節(jié)約了蒸汽和冷卻水的用量。

分別說出優(yōu)點108薄板換熱器連續(xù)滅菌流程進料35℃100℃120℃維持罐3）間歇滅菌與連續(xù)滅菌的比較滅菌方式優(yōu)點缺點連續(xù)滅菌1.滅菌溫度高，可減少培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的損失2.操作條件恒定，滅菌質(zhì)量穩(wěn)定3.易于實現(xiàn)管道化和自控操作4.避免了反復的加熱和冷卻，提高了熱的利用率5.發(fā)酵設(shè)備利用率高1.對設(shè)備的要求高，需另外設(shè)置加熱、冷卻裝置2.操作較麻煩3.染菌的機會較多4.不適合于含大量固體物料的滅菌5對蒸汽的要求高間歇滅菌1.設(shè)備要求低，不需另外設(shè)置加熱、冷卻裝置2.操作要求低，適于手動操作3.適合于小批量生產(chǎn)規(guī)模4.適合于含有大量固體物質(zhì)的培養(yǎng)基的滅菌1.培養(yǎng)基的營養(yǎng)物質(zhì)損失較多，滅菌后培養(yǎng)基的質(zhì)量下降2.需進行反復的加熱和冷卻，能耗較高3.不適合于大規(guī)模生產(chǎn)過程的滅菌4.發(fā)酵罐的利用率較低加熱器、維持罐（管）和冷卻器以及發(fā)酵罐等都應(yīng)先進滅菌1093）間歇滅菌與連續(xù)滅菌的比較滅菌方式優(yōu)點缺由表可見，無論在理論上或者在實踐上，與間歇滅菌過程相比，連續(xù)滅菌的優(yōu)點十分明顯。因此，連續(xù)滅菌越來越多地被用培養(yǎng)基的滅菌。110由表可見，無論在理論上或者在實踐上，與間歇滅菌過程相比，連續(xù)四、滅菌時間計算與影響因素A、分批滅菌（實罐滅菌）

一般可以不計升溫階段所殺滅的菌數(shù)，把培養(yǎng)基中所有的菌均看作是在保溫階段（滅菌溫度）被殺滅，這樣可以簡單地利用式，粗略地求得滅菌所需的時間1）培養(yǎng)基滅菌時間的計算111四、滅菌時間計算與影響因素A、分批滅菌（實罐滅菌）1）培養(yǎng)解：N0=40×106×2×105=8×1012（個）