第四章-培养基灭菌与空气净化PPT课件

1.第四章培养基灭菌和空气净化。2.第一节培养基灭菌的目的、要求和方法。第二节培养基湿热灭菌。第三节空气净化(消毒)。3.第一节培养基灭菌的目的、要求和方法。1.定义1。培养基灭菌是指杀死或去除培养基中的活细菌营养物和孢子。工业规模的液体培养基灭菌更常用于杀死杂菌，而不是去除杂菌。将灭菌与消毒灭菌区分开来：通过物理或化学方法杀死或去除环境中的所有微生物，包括营养细胞、细菌孢子和孢子。消毒：物理或化学方法用于杀灭材料、容器和器具内外的病原微生物。一般来说，它只能杀死营养细胞，但不能杀死细菌孢子。消毒不一定满足消毒要求，但消毒可以达到消毒的目的。发酵过程中杂菌造成的后果：生产菌和杂菌同时生长，生产菌失去生产能力；在连续发酵过程中，杂菌的生长速度有时会比生产菌的生长速度快，导致发酵罐中杂菌占主导地位。杂菌及其产生的物质使提取和提炼变得困难。混合菌会降解目标产物：醋酸菌氧化乙醇混合菌会污染最终产物：如果酿酒酵母混合菌在发酵过程中污染噬菌体，产生菌会溶解。(2)培养基灭菌的目的，(6)、(1)使用的培养基和设备应灭菌；2)需氧培养中使用的空气应消毒；3)设备应严密，发酵罐应保持正压环境；4)培养过程中添加的材料应灭菌；5)使用无污染的纯种子。2.控制杂菌的工业措施。培养基的灭菌旨在杀死培养基中的所有微生物，并为随后的发酵过程创造无菌条件。培养基的灭菌要求达到所需的无菌水平(10-3)，并且营养成分的破坏被最小化。在灭菌过程中，介质成分的破坏是由两种基本类型的反应引起的：热不稳定成分如氨基酸和维生素的分解。培养基中不同营养成分之间的相互作用：羰基氨反应，9，化学方法、化学灭菌方法、物理方法、射线灭菌方法、紫外线或电离辐射空气过滤灭菌、干热灭菌方法、湿热灭菌方法、高温灭菌方法、3、灭菌方法、酒精、SO2、10、11，对灭菌和消毒的错误理解是()a .灭菌是指杀死环境中所有微生物的细胞、孢子和孢子b .灭菌和消毒本质上是一样的c .接种环是通过燃烧进行灭菌的d .常用的灭菌方法有加热法、过滤法、紫外线法、化学法等14种。谷氨酸棒杆菌培养液常用的灭菌方法有()a .高压灭菌b .高压灭菌c .添加抗生素d .酒精灭菌，15，(1)低温(4)高渗(2)缺氧(5)高酸度(3)干燥(6)防腐剂，16，首先，湿热灭菌原理每种微生物都有一定的生长温度范围。当微生物低于最低温度时，新陈代谢几乎停止，处于休眠状态。当温度超过最大限度时，微生物细胞中的原生质体胶体和酶发生不可逆的凝固变性，导致微生物在短时间内死亡。蒸汽具有很强的渗透能力，并且在冷凝时会释放大量的冷凝热，很容易使蛋白质凝固并杀死各种微生物。第二部分，培养基的湿热灭菌。蒸汽源容易，运行成本低，培养基无毒。蒸汽穿透力强，杀菌简单彻底。蒸汽有很大的潜热。它易于操作和管理。湿热灭菌的优点：18，湿热灭菌的相关概念，相对热环例如伤寒杆菌5830分钟变形杆菌55 60分钟，在一定温度下加热20分钟，杀死90%活菌所需的时间(分钟)为d值。也称为1/10衰变时间。本文提出了一种测定100(212)水浴中活细胞数的新方法。该方法包括以下步骤：1)在100(212)水浴中测定活细胞数；2)测定100(212)水浴中活细胞的数量；3)测定100(212)水浴中活细胞的数量；和4)在100(212)的水浴中测定活细胞的数量。D100=10分钟如果加热温度为121，通常写为灾难恢复，22，。在加热致死时间曲线中，将加热时间增加90%所需的温度是Z值。结果表明，细菌的温度低于正常细菌，细菌的温度低于正常细菌。污染培养基中的杂菌数(n/ml)Ns-灭菌时间t后剩余的活菌数(n/ml)，ii。理论灭菌时间。可以看出，灭菌时间取决于污染程度(N0)、灭菌程度(残余细菌的n)和数值24，培养基中有多种微生物，不能一一考虑。一般来说，只有孢子菌和细菌的孢子数之和被认为是计算基础。如果需要完全灭菌，灭菌程度，即剩余细菌数为，即N=0。上述公式毫无意义，事实上是不可能的。一般来说，取N=0.001，即1000次消毒中有1次失败。发酵罐中装有40m3培养基，并在121灭菌。初始污染水平为每毫升2105个耐热细菌孢子，121下的杀菌速率常数为1.8 min-1。找出灭菌失败概率为0.001时所需的灭菌时间。26，(1)间歇灭菌(常用)，3。消毒操作，27，240，160，120，80，时间(分钟)，0，50，100，150，温度，温度在培养基升温、冷却、保温和间歇灭菌过程中的变化，包括升温、保温和冷却三个阶段。每个阶段对灭菌的贡献：20%、75%、5%。(2)连续灭菌(也称为连续灭菌)，通过发酵罐外的连续灭菌装置对培养基进行加热、保温和冷却。连续灭菌的基本设备是什么？问题，连续灭菌过程，29，一、连续灭菌工艺及设备，(1)配料预热罐，将准备好的料液预热到6070，以避免因料液和蒸汽温差过大而产生的连续灭菌和产生水蒸气冲击声；(2)连接塔，用高温蒸汽快速将料液温度升至灭菌温度(126132)；配料罐(也用作预热)、进料泵、连接塔(装置)、维护罐(管)、冷却器、发酵罐、30、(3)维护罐，使料液保持57min在灭菌温度。因为：连续冷却塔的加热时间很短，仅在这段时间内杀菌是不够的；(4)冷却管，将料液冷却至4050，然后输送至预杀菌罐。连续灭菌过程中的温度变化(虚线)，32，(3)间歇灭菌和连续灭菌的比较，33，(4)影响培养基灭菌的主要因素，1。微生物耐热性，2。ph值微生物在ph值6.0 8.0范围内的最大热阻当ph值低于6.0时，氢离子容易渗入微生物细胞，从而改变细胞的生理反应并促进其死亡，因此培养基的酸度越高，所需的灭菌时间越短。温度、孢子数、灭菌时间(分)()(月/毫升)、酸碱度=6 . 15 . 35 . 04 . 74 . 51201000875351000252156131311010000706533024100070180150150、酸碱度对灭菌时间的影响、34、 3、细菌浓度越高，浓度越高。所需的灭菌时间越长，4。培养基成分油、糖和一定浓度的蛋白质会增加微生物的耐热性，因为高浓度的有机物会在细菌周围形成一层薄膜，影响传热。然而，高浓度的盐、颜料等。削弱了它们抵抗力，相对高浓度的培养基需要更高的温度和更长的灭菌时间。泡沫中的空气形成隔热层，这使得热量难以渗透并杀死其中的潜在微生物。培养基中可加入少量消泡剂，在灭菌过程中容易产生泡沫。6、小颗粒、易灭菌、大颗粒、难灭菌。如果采用连续灭菌法对发酵罐进行灭菌，则在添加灭菌培养基之前，应对发酵罐进行单独灭菌。通常蒸汽用于加热发酵罐的夹套或盘管，蒸汽被引入空气分配管以充满整个容器，然后从排气管缓慢排出。容器中的蒸汽压力保持在1千克并持续20分钟。保温完成后，关键是立即引入无菌空气，使容器保持正压，以防止形成真空和吸入携带细菌的空气。在发酵过程中，经常向发酵罐中加入各种料液，对料液进行灭菌。这些材料必须消毒。灭菌方法取决于料液的性质、体积和进料速度。如果补充量大且有连续性，连续灭菌更合适。也有过滤方法用来消毒饲料添加剂。料液的分批灭菌通常包括将蒸汽直接引入装有物料的容器中。所有附属设备和管道都应消毒。在发酵工业中使用的无菌空气的概念“无菌空气”是指通过灭菌处理将空气中的细菌含量降低到非常低的百分比，从而控制极小的发酵污染机会。根据细菌污染的概率，发酵对空气无菌度的要求一般为10-3。以此计算，即1000个发酵周期的无菌空气只允许12次污染。第三节空气净化和除尘；脱水；绝育，39岁，空气中微生物的分布和空气中细菌的含量随环境变化很大：区域：一般来说，干燥寒冷的北方空气细菌含量较少，而潮湿温暖的南方空气细菌含量较多；人口：人口稠密的城市比人口较少的农村地区含有更多的细菌；空间：地面比上面的空气含有更多的细菌。悬浮在空气中的微生物的种类和比例因地而异，数量随条件的变化而变化。设计中一般按103104/m3计算。40岁，空气中的微生物(包括细菌、酵母、霉菌和病毒)通常附着在空气中的灰尘或雾滴上。灰尘颗粒的平均粒径约为0.6m，空气消毒主要去除空气中的颗粒(0.6 1微米)。空气消毒方法(1)辐射消毒(2)热消毒(3)静电消毒(4)过滤消毒(介质)，42，1.辐射灭菌1。主要有射线、x射线、射线、射线、紫外线、超声波等。理论上可以破坏蛋白质和生物活性物质，从而起到杀菌的作用。适用范围通常用于无菌室和医院手术室。3.缺点：杀菌效率低，杀菌时间长。通常，甲醛蒸汽等被结合以确保无菌室的无菌性。紫外线对人体组织有一定的刺激作用，眼睛和皮肤受到照射后会出现一定的症状。43，2、热杀菌、电加热(218，24s，效果可达99.9999%)，目前大量空气处理，仍存在技术难点，44，3、静电灭菌1。原理是利用静电引力来吸收带电粒子，达到除尘杀菌的目的。2.优点和阻力小，1.01325104帕左右的污染率低，平均低于10-15%，除水除油效果好，功耗低。3.缺点是设备庞大，一次性投资大，捕集率不足。需要采取其他措施。它需要高电压(通常用于超净桌子)，45，4。空气过滤和消毒的原理和介质，过滤材料和孔，使空气可以拦截灰尘和细菌例如由聚乙烯醇缩甲醛树脂(PVF)制成的0.3m微孔滤膜。深层介质过滤：介质的孔隙通常比微生物细胞大。如装有棉花、玻璃纤维和粒状活性炭的过滤器。例如，当棉纤维的直径为16-20m，填充系数为8%时，所形成的网格间隙是20-50m.深层介质过滤原理。当颗粒与空气一起流过过滤层时，由于过滤层纤维的逐层阻碍，空气流经历了许多改变运动速度和方向的绕流运动，导致惯性冲击、拦截、布朗扩散、重力沉降， 颗粒和过滤层纤维之间的静电吸引和其他作用，将颗粒保留在纤维表面，从而达到过滤的目的。51，直接拦截，大于孔的粒子，52，绝对拦截-颗粒被捕获在过滤纤维之间形成的孔中、小于过滤孔的颗粒也可以通过桥接作用被拦截，不规则形状的颗粒/定向的多个颗粒同时撞击同一过滤孔53、不规则形状的桥接、54、55。然而，像微生物这样的粒子具有一定的质量，并且在以一定速度运动时具有一定的惯性。当接触纤维时，由于惯性，它们离开气流接触纤维表面，并且由于摩擦和粘附而滞留在纤维表面。它在气体中比在液体中更有效。它对大于0.5-1.0微米的颗粒非常有效。当气体流速达到一定水平时，惯性冲击滞留是介质过滤的主要效果。56岁。惯性冲击，57。惯性冲击、58、吸附、范德华、拦截比过滤孔小的颗粒、表面相互作用：不同的电荷。当许多微生物和孢子被充电并且空气以一定速度流过介质过滤层时，由于摩擦产生感应电荷。当菌体携带的电荷与介质电荷相反时，产生静电吸引，即59，60岁。由于气体分子(随机运动)与小颗粒或液滴的布朗运动碰撞，颗粒与过滤介质碰撞的机会增加，这仅在气体扩散拦截中有效，并且