2023学年完整公开课版消毒与灭菌

作物生产技术专业/教学资源库消毒和灭菌-微生物生长的控制控制微生物的生长速率或消灭不需要微生物的几种措施消毒(Disinfection)：利用某些理化方法杀死物体表面或内部所有对人体或动植物有害的病原菌，对被消毒对象基本无害的措施。包括化学消毒剂和巴氏消毒法等。灭菌(sterilizatin):采用强烈理化因素，使物体内外包括芽孢在内的所有微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。包括杀菌和溶菌等手段。

化疗(Chemotherapy)：即化学治疗。利用具有高度选择毒力的化学物质，抑制或杀死宿主体内病原微生物，对宿主本身没有或基本没有毒害作用的一种治疗措施。防腐(Antisepsis)：在某些理化因素作用下抑制霉腐微生物的生长繁殖，以防止食品和其他物品等发生霉腐的措施。防腐方法：低温、干燥、缺氧、高渗、防腐剂等。理化因素对微生物作用的方式影响理化因子作用效果的因素：理化因子的强度或浓度、作用时间长短、微生物种类、微生物生理状态等。理化因素控制微生物生长繁殖的方式包括杀菌、溶菌、抑菌。OD值活菌计数一、物理因素对微生物生长的控制常用的物理因素：加热法、过滤法和辐射法（一）加热灭菌当温度超过微生物的最高生长温度时，就会出现致死效应。高温可引起蛋白质、核酸和脂肪等重要生物大分子降解或改变其空间结构等，从而使其功能丧失。不同微生物的耐热性有所差别，在食品工业中，衡量灭菌效果常用D值、Z值、热致死时间等指标。1.加热灭菌的动力学D值：在特定温度下，杀死某一样品中90%微生物（即微生物数量减少十倍）所需的时间（1）十倍减少时间（decimalreductiontime，D值）温度愈高，十倍致死时间愈短存活菌数比例温度处理与存活率的关系图中显示两种微生物与灭菌温度的关系上面的直线代表了一种耐热性的微生物。（2）Z值以某种微生物不同温度下D值的对数对温度作图，可得到一条直线，在该直线中，D值降低一个对数值（即十倍致死时间缩短90%）所需要升高的温度即为Z值。（3）热致死时间（thermaldeathtime）在一定温度下杀死所有某一浓度微生物所需要的时间。提示：高温的杀菌时间与样品中的微生物浓度有关。当微生物的浓度一致时，可以通过比较热致死时间长短来衡量不同微生物的热敏感性。（4）热致死温度（thermaldeathpoint）在一定时间内（一般为10分钟）杀死液体中所有微生物所需的最低温度。当微生物的浓度一致时，可通过比较热致死时间的长短或热致死温度的高低来衡量不同微生物的热敏感性。啤酒酵母（52℃）和野生酵母（54-56℃）的热致死温度不同，可用来判断发酵过程是否污染杂菌。（1）干热灭菌（dryheatsterilization）烘箱内热空气灭菌干热灭菌140℃，3h；160℃，2h；适用于金属和玻璃器皿；石蜡油和粉料物质。接种针、接种环和试管口火焰灼烧2.加热灭菌的方法(2）湿热灭菌（moistheatsterilzation）利用热蒸汽灭菌的方法。在相同温度下，比干热灭菌更有效。①湿热蒸汽穿透力强；②能快速破坏维持核酸和蛋白质空间结构中化学键的稳定性；③蒸汽凝结放出大量的汽化潜热能迅速杀灭物体上的微生物。原因

多数细菌和真菌的营养细胞：60℃处理5-10分钟；酵母菌和真菌的孢子：80℃以上处理；细菌的芽孢：121℃处理15分钟以上。湿热灭菌的条件：常用的湿热灭菌方法：适用于牛奶、啤酒、果酒和饮料等液态食品低温维持（LTH）法：63℃，30min

高温瞬时（HTST）法：72℃，15s目前一般都采用超高温灭菌法（ultrahightemperature,UHT）：135~150℃，2~6s1）常压法①巴氏消毒法（Pasteurization）用较低的温度处理不宜进行高温灭菌的液态风味食品或调料，以杀灭其中的无芽孢病原菌，又不影响其原有风味的消毒方法。巴氏消毒条件：③间歇灭菌法（fractionalsterilizationortyndallization）分段灭菌法，适用于不耐热培养基（如含硫培养基）。80~100℃下蒸煮15~60min，然后在37℃下保温过夜，如此重复2~3次。②煮沸消毒法采用在100℃下煮沸数分钟的方法，可杀死细菌的营养细胞和部分芽孢，一般用于饮用水的消毒。135~140℃，5~15s能减少营养成分的破坏2）加压法①常规高压蒸汽灭菌法（autoclaving）利用提高压力使水的沸点升高，以提高水蒸气的温度，从而有效地杀灭微生物。0.1MPa（121℃）15~30min适用于各种耐热耐湿物品的灭菌，如一般培养基、生理盐水等各种溶液、工作服及实验器材等。②连续加压蒸汽灭菌法（continuousautoclaving），（连消法）用于大规模发酵工厂的大批量培养基的灭菌。让培养基在管道的流动过程中快速升温、维持和冷却。一般加热至135～140℃下维持5～15s。优点：灭菌彻底，有效减少营养成分的破坏，提高原料利用率。灭菌时间短，蒸汽负荷均衡，提高锅炉利用率，适宜于自动化操作。3、高温对培养基成分的有害影响及其防止（1）有害影响①形成沉淀物。有机物沉淀如多肽类，无机物如磷酸盐、碳酸盐等沉淀。②破坏营养，提高色泽。如产生氨基糖、焦糖或黑色素等引起褐变的物质。③改变培养基的pH。一般降低培养基的pH。④降低培养基的浓度。气温低时会增加冷凝水。防止措施：1）特殊加热灭菌法分别灭菌（糖液；磷酸盐等）；低压灭菌（含糖类等培养基采用115℃灭菌15min）间歇灭菌2）其他方法加入0.01％EDTA或0.01％NTA等螯合剂到培养基中，防止金属离子发生沉淀；用气体灭菌剂如环氧乙烷等对个别成分进行灭菌；过滤除菌法（2）消除措施(二)辐射灭菌辐射灭菌(RadiationSterilization)是利用电磁辐射产生的电磁波杀死大多数物质上的微生物的一种有效方法。用于灭菌的电磁波有微波，紫外线(UV)、X-射线和γ-射线等紫外线属于非电离辐射，波长范围：100~400nm，260nm紫外光杀菌作用强，但不能有效穿过玻璃、薄层污物、水等物质，用于物体表面和室内空气的灭菌。X射线或γ射线是具有较高能量和穿透力的电离辐射，辐射源主要有：X射线仪、阴极射线管和放射性同位素。常用的能产生γ射线的放射性同位素是60Co和137Cs。辐射多用于食品工业和医疗设备的灭菌，应用越来越广。(三).过滤除菌加热灭菌对于空气和不耐热的液体培养基的灭菌不适用，此时可使用多孔材料进行过滤除菌。（a）深度滤器（进入发酵罐的空气）介质：棉花、玻璃纤维、石棉、多层滤纸等。优点：不破坏营养成分和物质的化学性质缺点：病毒除不掉（0.22um孔径的滤膜）（b）膜滤器（不耐热的液体成分，如酶或维生素溶液、血清等）由硝酸纤维素或醋酸纤维素制成。（c）核孔滤器（液体过滤）膜滤器超净台二、化学因素对微生物生长的控制

抗微生物剂(Antimicrobialagent)生物合成的天然产物人工合成的化合物一类能够杀死微生物或抑制微生物生长的化学物质化学物质的抗微生物能力的测定液体培养法最低抑制浓度（MIC）试验平板培养法抑菌圈（zoneofinhibition）试验最低抑制浓度：抑制某病原菌生长的最低浓度。抗菌物质浓度由高到低用一系列含不同浓度抗生素的培养基试管中培养标准数目的测试菌，经16~24h培养后导致无菌生长的抗生素浓度是MIC。Minimuminhibitoryconcentration抗微生物剂非选择性（对所有细胞均有毒性）有选择性（对病原微生物毒性更强）消毒剂(Disinfectant)防腐剂(Antisepsis)抗代谢药物抗生素中草药有效成分（化学治疗剂）（一）化学消毒剂（或灭菌剂）与石炭酸系数化学消毒剂是指对一切活细胞都有毒性，不能用作活细胞或机体内治疗用的化学药剂，它们通常用来杀死非生物材料上的微生物。当消毒剂处于低浓度时，往往会对微生物的生命活动起刺激作用，随着浓度的递增，相继出现抑菌和杀菌作用。化学消毒剂相对杀菌强度的表述：石炭酸系数（phenolcoefficient,P.C.，又称酚系数）将某一消毒剂作不同的稀释，在一定条件、一定时间（一般10min）致死全部供试微生物（常用金黄色葡萄球菌或伤寒沙门氏菌）的最高稀释度与达到同样效果的酚的最高稀释度的比值，即为石炭酸系数。

某消毒剂杀死全部供试菌的最高稀释度石炭酸系数=

石炭酸杀死全部供试菌的最高稀释度常用的消毒剂举例70％乙醇阳离子去垢剂（季铵化合物）0.2~0.5mg/L氯气含氯化合物（0.2%~0.5%氯胺、次氯酸钠、二氧化氯）0.1％～0.5％硫酸铜600mg/L氧化乙烯（即环氧乙烷）0.5％～10％甲醛37％溶液（福尔马林）或甲醛2%戊二醛溶液过氧化氢碘液0.05％～0.1％二氯化汞（升汞）1mg/L臭氧0.2％过氧乙酸含酚化合物（3％～5％石炭酸、2％煤酚皂即来苏水）医疗器械和实验室物品表面医疗器械、食品等设备净化生活用水奶制品与食品工业设备、生活用水游泳池及生活用水杀藻剂温度敏感的实验材料如塑料3％～8％溶液用于表面消毒用于灭菌用作高效消毒剂、灭菌剂气体用作灭菌剂医疗器械、实验物品表面消毒实验室物品表面消毒饮用水用作高效消毒剂、灭菌剂实验室物品表面消毒

脂溶剂、蛋白变性剂与膜上磷脂相互作用氧化剂氧化剂蛋白沉淀剂烷化剂烷化剂烷化剂烷化剂氧化剂与蛋白质中酪氨酸结合与蛋白质的巯基结合强氧化剂强氧化剂蛋白变性剂试剂适用范围作用机理工业领域消毒剂应用造纸皮革塑料纺织木材冶金石油空调电力核工业有机汞化物、酚化合物重金属、酚化合物阳离子去垢剂重金属、酚化合物酚化合物阳离子去垢剂汞化合物、酚化合物、阳离子去垢剂氯气、酚化合物氯气氯气在生产中抑制微生物的生长在产品中作为抑菌因子存在在塑料的水状分散相中抑制细菌生长阻止室外使用的遮棚、帐篷的纤维受微生物侵染腐烂防止木质结构的变质腐烂阻止细菌在切割用乳剂中生长阻止细菌在石油及石油产品的复性和储存过程中生长阻止细菌在冷却塔中生长阻止细菌在冷凝器及冷却塔中生长阻止抗辐射微生物在核反应堆生长工业生产常用的消毒剂（二）防腐剂(antisepsis)防腐剂具有杀死或抑制微生物生长的能力，但对于动物或人体的组织无毒害或较小毒害作用。大多数化学防腐剂常用于洗手或处理表面伤口，有些防腐剂用作消毒剂同样有效。70％乙醇酚类（六氯酚、氯二甲苯酚等）阳离子去垢剂（季铵化合物如杀藻胺）3％过氧化氢溶液2.5％碘酒有机汞化合物（2％红汞）0.1％～1％硝酸银皮肤肥皂、洗液、化妆品、除臭剂肥皂、洗液皮肤皮肤皮肤预防新生儿眼炎脂溶剂、蛋白