液体培养基制备及灭菌学习教案

1、会计学1液体液体(yt)培养基制备及灭菌培养基制备及灭菌第一页，共83页。谷谷氨酸氨酸间歇糖化：间歇糖化： 啤啤酒酒纤维素半纤维素水解纤维素半纤维素水解第1页/共83页第二页，共83页。第2页/共83页第三页，共83页。 间间歇式歇式稀释稀释(xsh)器器连连续式续式 第3页/共83页第四页，共83页。第4页/共83页第五页，共83页。第5页/共83页第六页，共83页。第6页/共83页第七页，共83页。蒸汽蒸汽(zhn q)加热加热二次蒸汽二次蒸汽(zhn q)加曲加曲min 真空冷却装置真空冷却装置第7页/共83页第八页，共83页。第8页/共83页第九页，共83页。第9页/共83页第十页，共

2、83页。第10页/共83页第十一页，共83页。第11页/共83页第十二页，共83页。真空冷却真空冷却(lngqu)装置装置第12页/共83页第十三页，共83页。第13页/共83页第十四页，共83页。二次蒸汽(zhn q)不凝气第14页/共83页第十五页，共83页。第15页/共83页第十六页，共83页。1512000645.2(/ )2343.4mkg h3645.24005(/ )0.1611vqmh第16页/共83页第十七页，共83页。4 40051.2( )3600 1Dm4 11354.80.0607( )3600 1090 1Dm第17页/共83页第十八页，共83页。10.33 572

3、7.77( )760Lm第18页/共83页第十九页，共83页。第19页/共83页第二十页，共83页。2248Dhrh)(603mVV第20页/共83页第二十一页，共83页。第21页/共83页第二十二页，共83页。优点优点(yudin)：即是蒸发冷却器，又：即是蒸发冷却器，又是糖化器，是糖化器， 简化了设备简化了设备不凝气第22页/共83页第二十三页，共83页。第23页/共83页第二十四页，共83页。第24页/共83页第二十五页，共83页。第25页/共83页第二十六页，共83页。第26页/共83页第二十七页，共83页。第27页/共83页第二十八页，共83页。第28页/共83页第二十九页，共83页

4、。第29页/共83页第三十页，共83页。第30页/共83页第三十一页，共83页。第31页/共83页第三十二页，共83页。n调浆调浆(配料配料) 泵泵 喷射泵喷射泵 一次喷射液化一次喷射液化n 液化保温液化保温 二次喷射液化二次喷射液化 高温维持高温维持 灭酶灭酶 n 闪蒸器冷却闪蒸器冷却(lngqu) 二次液化罐二次液化罐 薄板换热器薄板换热器n 糖化罐糖化罐 板框过滤板框过滤 贮糖计量贮糖计量 发酵发酵 n工艺控制要点：工艺控制要点：n淀粉乳浓度淀粉乳浓度30%左右左右npH6.06.5n一次喷射温度一次喷射温度9597C，n层流罐保温层流罐保温30min，n二次喷射温度二次喷射温度145C

5、以上，以上，n真空闪急冷却真空闪急冷却(lngqu)9597C，n维持罐维持罐3-5min,n二次液化罐加淀粉酶二次液化罐加淀粉酶30min,n薄板换热器薄板换热器60 C,糖化糖化pH4.2-4.5（硫酸、盐酸）（硫酸、盐酸）温度温度60左右左右糖化酶用量糖化酶用量150U/g淀粉淀粉糖化时间糖化时间32小时，用无水酒精小时，用无水酒精(jijng)检验无糊精存在时，检验无糊精存在时，糖化结束，然后将糖化结束，然后将pH调整至调整至4.8-5.0，维持，维持20分钟灭酶分钟灭酶 第32页/共83页第三十三页，共83页。维持(wich)罐第33页/共83页第三十四页，共83页。第34页/共83

6、页第三十五页，共83页。第35页/共83页第三十六页，共83页。第36页/共83页第三十七页，共83页。n发酵工业需纯种培养，若在培养过程中污染杂菌，则会导致发酵工业需纯种培养，若在培养过程中污染杂菌，则会导致：n 基质或产物因杂菌的消耗而损失，造成生产能力的下降；基质或产物因杂菌的消耗而损失，造成生产能力的下降；n 产物的提取或分离困难，造成收率降低或使产品的质量下产物的提取或分离困难，造成收率降低或使产品的质量下降；降；n改变反应介质的改变反应介质的pH，使生物反应发生变化；，使生物反应发生变化；n分解产物，使生产过程失败；分解产物，使生产过程失败； n发生噬菌体污染，使生产过程失败。发生

7、噬菌体污染，使生产过程失败。 n为了保证培养过程的正常为了保证培养过程的正常(zhngchng)进行，防止染菌的发生进行，防止染菌的发生，对大部分微生物的培养，包括实验室操作和工业生产，均，对大部分微生物的培养，包括实验室操作和工业生产，均需严格的灭菌。需严格的灭菌。n培养基灭菌的目的培养基灭菌的目的n杀灭培养基中的微生物，为后续发酵过程创造无菌的条件杀灭培养基中的微生物，为后续发酵过程创造无菌的条件第37页/共83页第三十八页，共83页。第38页/共83页第三十九页，共83页。第39页/共83页第四十页，共83页。1601h第40页/共83页第四十一页，共83页。)(kNddN)(ddN式中

8、：式中：“-”号表示活菌数的减少；号表示活菌数的减少； N-活菌个数，个活菌个数，个/ ml ； -受热时间，受热时间， S; k-反应速度常数，反应速度常数，S-1其因次是时间的倒数，以其因次是时间的倒数，以（ S-1 ）、（）、（min-1）或其它相当的单位表示。）或其它相当的单位表示。 k的大小与微生物的种类的大小与微生物的种类(zhngli)和加热温度有和加热温度有关。关。理论理论(lln)灭菌灭菌时间时间如何确定？如何确定？第41页/共83页第四十二页，共83页。kNddN00dkNdNSNNkNNS0ln) 1.(.ln1lg303. 200SSNNkkNNSNNk0lg1303.

9、2或或(e=2.718 1/lge=2.303)对数残留对数残留(cnli)公式公式第42页/共83页第四十三页，共83页。kNddNSNNk0ln1SNNk0lg1303. 2第43页/共83页第四十四页，共83页。1010s1 0NNkk303. 210lg1303. 29 . 0tk303. 29.0303.2k第44页/共83页第四十五页，共83页。tk303. 2第45页/共83页第四十六页，共83页。2dlnkEdTRTNoImageNoImageElnkRTERTke.(2) ERTkAe第46页/共83页第四十七页，共83页。.(3)lnln )exp( )2.(RTEAkRT

10、EAkAekRTE或RTEAk lnln )4.(ln10SRTENNeA103120.7第47页/共83页第四十八页，共83页。RTEAk lnln 第48页/共83页第四十九页，共83页。(2)2.2RTEAek(3).).11(ln)11(kkln 21121221)(2121TTREkkTTREekkRTERTE高温加热高温加热(ji r)时，对于灭菌反应：时，对于灭菌反应：当温度为当温度为T1时：时：当温度为当温度为T2时：时：（1） /（2） (1)1.1RTEAek同时，对于同时，对于(duy)营养成分破坏的反应：营养成分破坏的反应：(4).).11(ln2112TTREkk第4

11、9页/共83页第五十页，共83页。1212)/ln()/ln(EEkkkk)kkln( )ln(1212kk第50页/共83页第五十一页，共83页。EBS=67000 4.184（J/mol）EVB=22000 4.184 （J/mol）将灭菌将灭菌(mi jn)温度从温度从105C提高到提高到127 CKVB从从0.02（min-1）提高到）提高到0.06（min -1 ）KBS从从0.12（min-1）提高到）提高到40.0（min -1 ）嗜热脂肪(zhfng)芽孢杆菌孢子和维生素B1的lnK-1/T图受热物质受热物质E（J/mol）维生素维生素B1296232维生素维生素B1盐酸盐盐酸

12、盐92048嗜热脂肪芽孢杆菌孢子嗜热脂肪芽孢杆菌孢子283257肉毒梭菌孢子肉毒梭菌孢子343088枯草杆菌孢子枯草杆菌孢子317984第51页/共83页第五十二页，共83页。VB1第52页/共83页第五十三页，共83页。第53页/共83页第五十四页，共83页。第54页/共83页第五十五页，共83页。第55页/共83页第五十六页，共83页。第56页/共83页第五十七页，共83页。第57页/共83页第五十八页，共83页。第58页/共83页第五十九页，共83页。待罐温升至待罐温升至8090时，将排时，将排气阀逐渐关小。气阀逐渐关小。（5）将蒸汽从进气口、排料口、取）将蒸汽从进气口、排料口、取样口直

13、接通入罐中，样口直接通入罐中，使罐温上升使罐温上升 到到118120 ，开，开动搅拌开始动搅拌开始灭菌，维持罐压灭菌，维持罐压0.1Mpa（表压），（表压），并保持并保持30min左右。左右。（6）各路进气要畅通）各路进气要畅通(chngtng)，防止短路逆流；各路排气也防止短路逆流；各路排气也要畅通要畅通(chngtng)，但排气，但排气 量量不宜过大，以节约用气量。不宜过大，以节约用气量。第59页/共83页第六十页，共83页。第60页/共83页第六十一页，共83页。第61页/共83页第六十二页，共83页。料液罐料液罐 （预热（预热(y r)2730 ）连消塔连消塔 20S 110130维持

14、罐维持罐 8min喷淋冷却器喷淋冷却器30 流程流程(lichng)第62页/共83页第六十三页，共83页。为连消器，为为连消器，为.m。第63页/共83页第六十四页，共83页。第64页/共83页第六十五页，共83页。（急速（急速(j s)冷却冷却器）器） 培养基（生培养液）培养基（生培养液）用泵打入喷射加热器，以用泵打入喷射加热器，以较高速度自喷嘴喷出，借较高速度自喷嘴喷出，借高速流体高速流体(lit)的抽吸作用的抽吸作用与蒸汽混合后进入管道维与蒸汽混合后进入管道维持器，经一定维持时间后持器，经一定维持时间后通过一膨胀阀进入真空闪通过一膨胀阀进入真空闪急蒸发室，因真空作用使急蒸发室，因真空作

15、用使水分急骤蒸发而冷却到水分急骤蒸发而冷却到7080左右，再进入发酵左右，再进入发酵罐冷却到接种温度。罐冷却到接种温度。 第65页/共83页第六十六页，共83页。流程特点：流程特点： 优点：加热（可达优点：加热（可达140）与冷却在）与冷却在 瞬间完成，营养成分破坏最少。瞬间完成，营养成分破坏最少。 设计得合适的管道维持器能能保设计得合适的管道维持器能能保 证培养液先进先出，避免过热。证培养液先进先出，避免过热。 真空冷却通过膨胀阀急速降温；真空冷却通过膨胀阀急速降温； 缺点：保温时间由管道长度来保证；管道缺点：保温时间由管道长度来保证；管道 长，不易安装；因此多用维持罐代长，不易安装；因此多

16、用维持罐代 替。替。 由于真空冷却后需用泵出料，对由于真空冷却后需用泵出料，对 泵的密闭性能要求很高才能避重新污染泵的密闭性能要求很高才能避重新污染 。或将蒸发室置于离发酵罐液面。或将蒸发室置于离发酵罐液面10m以上的高处，否则物料就不能流进发酵罐而进入真空系统。为目前很多工厂不采用以上的高处，否则物料就不能流进发酵罐而进入真空系统。为目前很多工厂不采用(ciyng)的原因之一。的原因之一。第66页/共83页第六十七页，共83页。第67页/共83页第六十八页，共83页。第68页/共83页第六十九页，共83页。第69页/共83页第七十页，共83页。第70页/共83页第七十一页，共83页。第71页

17、/共83页第七十二页，共83页。（五）生产（五）生产(shngchn)发酵罐的无菌接种发酵罐的无菌接种n生产规模发酵罐的接种生产规模发酵罐的接种(jizhng)，包括两个方面：，包括两个方面：n从实验室摇瓶或孢子悬浮液容器中移种入一个种子罐，从实验室摇瓶或孢子悬浮液容器中移种入一个种子罐，n从一个种子罐移入另一个生产发酵罐中。从一个种子罐移入另一个生产发酵罐中。n 从实验室摇瓶或孢子悬浮液容器接种从实验室摇瓶或孢子悬浮液容器接种(jizhng)第72页/共83页第七十三页，共83页。第73页/共83页第七十四页，共83页。第74页/共83页第七十五页，共83页。MRC英国医学英国医学(yxu)研究理事会研究理事会第75页/共83页第七十六页，共83页。要保证所提供的灭菌用蒸汽是饱和的且不带冷凝水，不含要保证所提供的灭菌用蒸汽是饱和的且不带冷凝水，不含微粒或