培养基灭菌及灭菌设备ppt课件.ppt

1、培养基灭菌及灭菌设备培养基灭菌及灭菌设备第一节第一节 培养基灭菌培养基灭菌一、灭菌的原理和方法一、灭菌的原理和方法 消毒（消毒（disinfectiondisinfection）与灭菌（）与灭菌（sterilizationsterilization）的区别？的区别？培养基灭菌及灭菌设备 用物理或化学方法杀死物料、容器、器用物理或化学方法杀死物料、容器、器具内外的病原微生物。一般只能杀死营养细具内外的病原微生物。一般只能杀死营养细胞而不能杀死细菌芽孢。胞而不能杀死细菌芽孢。例如，巴氏消毒法，是将物料加热至例如，巴氏消毒法，是将物料加热至6060维持维持30min30min，以杀死不耐高温的微生物

2、，以杀死不耐高温的微生物营养细胞。营养细胞。消毒消毒培养基灭菌及灭菌设备 用物理或化学方法杀死或除去环境中所用物理或化学方法杀死或除去环境中所有微生物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。有微生物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。灭菌条件：灭菌条件：121121，20-30min20-30min。消毒不一定能达到灭菌要求，而灭菌消毒不一定能达到灭菌要求，而灭菌则可达到消毒的目的。则可达到消毒的目的。灭菌灭菌培养基灭菌及灭菌设备n 关于灭菌和消毒的不正确的理解是（关于灭菌和消毒的不正确的理解是（）A A灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细 胞、芽孢和孢子胞、芽孢和孢子 B

3、 B消毒和灭菌实质上是相同的消毒和灭菌实质上是相同的 C C接种环用灼烧法灭菌接种环用灼烧法灭菌 D D常用灭菌的方法有加热法、过滤法、紫外常用灭菌的方法有加热法、过滤法、紫外 线法、化学药品法线法、化学药品法培养基灭菌及灭菌设备防腐（防腐（antisepsisantisepsis）利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖，从而达到防止食品等发生霉腐的生长繁殖，从而达到防止食品等发生霉腐的措施。的措施。（1 1）低温）低温 （4 4）高渗）高渗 （2 2）缺氧）缺氧 （5 5）高酸度）高酸度 （3 3）干燥）干燥 （6 6）防腐剂）防腐剂 培养基灭菌及灭菌

4、设备除菌的方法除菌的方法 培养基的加热灭菌培养基的加热灭菌 空气的过滤除菌空气的过滤除菌 紫外线或电离辐射紫外线或电离辐射 化学药物灭菌化学药物灭菌 培养基灭菌及灭菌设备1.1.化学试剂灭菌法化学试剂灭菌法 甲醛、乙醇或新洁尔灭、高锰酸钾等甲醛、乙醇或新洁尔灭、高锰酸钾等 适用范围：环境、皮肤及器械的表面消毒适用范围：环境、皮肤及器械的表面消毒2.2.射线灭菌射线灭菌法法3.3.干热灭菌法干热灭菌法 电磁波、紫外线或放射性物质电磁波、紫外线或放射性物质适用范围：无菌室、接种箱适用范围：无菌室、接种箱常用烘箱，灭菌条件：常用烘箱，灭菌条件：160160下保温下保温1h 1h 适用范围：金属或玻璃

5、器皿适用范围：金属或玻璃器皿4.4.湿热灭菌法湿热灭菌法 利用饱和蒸汽灭菌，条件：利用饱和蒸汽灭菌，条件：121121，30min 30min 适用范围：生产设备及培养基灭菌适用范围：生产设备及培养基灭菌5.5.过滤除菌法过滤除菌法 利用过滤方法阻留微生物利用过滤方法阻留微生物 适用范围：制备无菌空气适用范围：制备无菌空气 6.6.火焰灭菌法火焰灭菌法 火焰火焰 适用范围：接种针、玻璃棒、三角瓶口适用范围：接种针、玻璃棒、三角瓶口 培养基灭菌及灭菌设备 谷氨酸棒状杆菌的培养液常采用的灭菌谷氨酸棒状杆菌的培养液常采用的灭菌方法是（方法是（）A A高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌B B高温灭菌高温灭菌C

6、C加入抗生素灭菌加入抗生素灭菌D D酒精灭菌酒精灭菌培养基灭菌及灭菌设备 培养基的湿热灭菌培养基的湿热灭菌 蒸汽具有很强的穿透能力，而且在冷凝蒸汽具有很强的穿透能力，而且在冷凝时会放出大量的冷凝热，很容易使蛋白时会放出大量的冷凝热，很容易使蛋白质凝固而杀死各种微生物。质凝固而杀死各种微生物。湿热灭菌原理湿热灭菌原理灭菌条件灭菌条件灭菌不利方面灭菌不利方面121，20-30min。同时会破坏培养基中的营养成分，甚同时会破坏培养基中的营养成分，甚至产生不利于菌体生长的物质。至产生不利于菌体生长的物质。培养基灭菌及灭菌设备 将配制好的培养基同时放在发酵罐将配制好的培养基同时放在发酵罐或其他装置中，通

7、入蒸汽将培养基和所或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行加热灭菌的过程，也称用设备一起进行加热灭菌的过程，也称实罐灭菌。实罐灭菌。（一）间歇灭菌（一）间歇灭菌（常用）（常用）培养基灭菌及灭菌设备24016012080时间（min)050100150温度升温冷却保温培养基间歇灭菌过程培养基间歇灭菌过程中的温度变化情况中的温度变化情况过程包括：过程包括：升温、保温和冷却升温、保温和冷却三阶段。三阶段。各阶段对灭菌的各阶段对灭菌的贡献：贡献：20%20%、75%75%、5%5%。培养基灭菌及灭菌设备发酵罐发酵罐蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽冷却水冷却水无菌培养基无菌培养基配料罐配料罐泵泵加热塔加热塔维持

8、罐维持罐冷却管冷却管（二）连续灭菌（又称连消）（二）连续灭菌（又称连消）将培养基在发酵罐外通过连续灭菌装置进行将培养基在发酵罐外通过连续灭菌装置进行加热、保温和冷却而进行灭菌。加热、保温和冷却而进行灭菌。连续灭菌的基本设备有哪些连续灭菌的基本设备有哪些？问题问题培养基灭菌及灭菌设备连续灭菌的流程与设备连续灭菌的流程与设备（1 1）配料预热罐，将配制好的料液预热到）配料预热罐，将配制好的料液预热到6060 70 70 C，以免连续灭菌时由于料液与蒸汽温度相差，以免连续灭菌时由于料液与蒸汽温度相差过大而产生水汽撞击声；过大而产生水汽撞击声；（2 2）连消塔，用高温蒸汽使料液温度很快升高）连消塔，用

9、高温蒸汽使料液温度很快升高到灭菌温度（到灭菌温度（126126 132132C）；）；培养基灭菌及灭菌设备（3 3）维持罐，使料液在灭菌温度下保持）维持罐，使料液在灭菌温度下保持10min10min。因为：连消塔加热的时间很短，光靠这段时间因为：连消塔加热的时间很短，光靠这段时间的灭菌是不够的；的灭菌是不够的；（4 4）冷却管，使料液冷却到）冷却管，使料液冷却到4040 5050C后（冷后（冷水喷淋）水喷淋），输送到预先灭菌过的罐内。，输送到预先灭菌过的罐内。培养基灭菌及灭菌设备连续灭菌过程中温度的变化连续灭菌过程中温度的变化(虚线虚线)培养基灭菌及灭菌设备优优 点点缺缺 点点连连续续灭灭菌菌

10、1.1.高温短时灭菌，培养基高温短时灭菌，培养基 营养成分损失少。营养成分损失少。2.2.发酵罐占用时间缩短，发酵罐占用时间缩短，利用率高。利用率高。1.1.设备复杂，操作麻烦设备复杂，操作麻烦,染菌机会多。染菌机会多。2.2.不适合含大量固体物不适合含大量固体物 料的灭菌。料的灭菌。间间歇歇灭灭菌菌1.1.设备要求低，不需另外设备要求低，不需另外 加热、冷却装置。加热、冷却装置。2.2.操作要求低，适合小批操作要求低，适合小批 量生产规模量生产规模3.3.适合含大量固体物料的适合含大量固体物料的 灭菌灭菌1.1.培养基的营养物质损培养基的营养物质损 失大，灭菌后培养基失大，灭菌后培养基 质量

11、下降质量下降2.2.发酵罐的利用率较低发酵罐的利用率较低3.3.不适合大规模生产的不适合大规模生产的 灭菌灭菌间歇灭菌与连续灭菌的比较间歇灭菌与连续灭菌的比较培养基灭菌及灭菌设备空气净化（除菌）空气净化（除菌）发酵对空气无菌程度的要求发酵对空气无菌程度的要求 一般要求一般要求10001000次使用周期中只允许有次使用周期中只允许有一个菌通过，即经过滤后空气的无菌程度一个菌通过，即经过滤后空气的无菌程度为为N=10N=10-3-3。培养基灭菌及灭菌设备空气除菌空气除菌 空气中微生物空气中微生物(包括细菌、酵母、霉菌和病毒包括细菌、酵母、霉菌和病毒)含量含量一般为一般为10103 3 米。一般附着

12、在空气中的灰尘上或米。一般附着在空气中的灰尘上或雾滴上。灰尘粒子的平均大小约雾滴上。灰尘粒子的平均大小约0.6m左右，空气除菌左右，空气除菌主要去除空气中的微粒主要去除空气中的微粒(0.61m）。）。10104 4 空气除菌的方法空气除菌的方法 过滤除菌过滤除菌热杀菌热杀菌试剂灭菌试剂灭菌辐射灭菌辐射灭菌无菌室、培养室、无菌室、培养室、仓库仓库培养基灭菌及灭菌设备空气过滤除菌的原理与介质空气过滤除菌的原理与介质过滤除菌的种类过滤除菌的种类绝对过滤：过滤介质的滤孔小于细胞和孢子。绝对过滤：过滤介质的滤孔小于细胞和孢子。如聚乙烯醇缩甲醛树脂（如聚乙烯醇缩甲醛树脂（PVFPVF）制成的）制成的 0.

13、3 0.3 m m的的微孔微孔滤膜。滤膜。深层介质过滤：介质的孔隙一般大于微生物细胞。深层介质过滤：介质的孔隙一般大于微生物细胞。如用棉花、玻璃纤维和颗粒活性炭填充的过滤器。如用棉花、玻璃纤维和颗粒活性炭填充的过滤器。培养基灭菌及灭菌设备深层介质过滤的原理深层介质过滤的原理1 1、惯性冲击作用：、惯性冲击作用：2 2、拦截滞留作用：、拦截滞留作用：3 3、布朗扩散：、布朗扩散：1um 1um 慢气流慢气流 不规则不规则 直线运动直线运动4 4、重力沉降：重力、重力沉降：重力 气流拖带力气流拖带力5 5、静电引力作用、静电引力作用培养基灭菌及灭菌设备深层介质过滤的原理深层介质过滤的原理 微粒随气

14、流通过滤层时，由于滤层纤维的层微粒随气流通过滤层时，由于滤层纤维的层层阻碍，使气流出现无数次改变运动速度和方向层阻碍，使气流出现无数次改变运动速度和方向的绕流运动，引起微粒与滤层纤维间产生惯性冲的绕流运动，引起微粒与滤层纤维间产生惯性冲击、拦截、布朗扩散、重力沉降、静电引力等作击、拦截、布朗扩散、重力沉降、静电引力等作用把微粒滞留在纤维表面上，实现过滤的目的。用把微粒滞留在纤维表面上，实现过滤的目的。培养基灭菌及灭菌设备空气过滤除菌介质空气过滤除菌介质 （）纤维状或颗粒状过滤介质（）纤维状或颗粒状过滤介质 棉花：有弹性，纤维长度适中（常用）棉花：有弹性，纤维长度适中（常用）玻璃纤维：直径小，不

15、易折断，过滤效果好。玻璃纤维：直径小，不易折断，过滤效果好。活性炭：要求质地坚硬，颗粒均匀。活性炭：要求质地坚硬，颗粒均匀。缺点：体积大，装填费时费力，松紧度不易掌握，空气压降大。缺点：体积大，装填费时费力，松紧度不易掌握，空气压降大。（）纸类过滤介质（）纸类过滤介质 超细玻璃纤维纸超细玻璃纤维纸：3 3 6 6张叠在一起使用，过滤效率高，压降小。张叠在一起使用，过滤效率高，压降小。缺点：强度不大（特别是受潮后）。缺点：强度不大（特别是受潮后）。培养基灭菌及灭菌设备发酵生产中制备无菌空气的发酵生产中制备无菌空气的大致过程大致过程 空气空气 空压机空压机 贮气罐贮气罐 冷却冷却 除油水除油水 加

16、热加热 空气预处理空气预处理 总过滤器总过滤器 分过滤器分过滤器 无菌空气无菌空气 空气过滤空气过滤培养基灭菌及灭菌设备空气过滤除菌流程空气过滤除菌流程 p 高空取气高空取气 为远离地面几十米的管子。为远离地面几十米的管子。每升高每升高1010米，空气中杂菌降低一个米，空气中杂菌降低一个数量级。因此从高空取气要比从低数量级。因此从高空取气要比从低空取气有利得多。空取气有利得多。培养基灭菌及灭菌设备p 粗过滤器粗过滤器 作用：捕集较大的灰尘颗粒，并保护空压机作用：捕集较大的灰尘颗粒，并保护空压机 要求：过滤效率高、阻力小。要求：过滤效率高、阻力小。前两步目的：提高压缩前空气的洁净度前两步目的：提

17、高压缩前空气的洁净度。培养基灭菌及灭菌设备p 空气压缩空气压缩 克服输送过程中过滤介质的阻力并维持克服输送过程中过滤介质的阻力并维持一定的气流速度。一定的气流速度。培养基灭菌及灭菌设备p空气贮罐空气贮罐紧接空压机安装紧接空压机安装消除压缩机排出空消除压缩机排出空气量的脉冲，维持气量的脉冲，维持稳定的空气压力。稳定的空气压力。利用重力沉降作用利用重力沉降作用除去部分油雾。除去部分油雾。培养基灭菌及灭菌设备p 压缩空气的冷却压缩空气的冷却 压缩后空气温度显著上升，能引起过滤介质压缩后空气温度显著上升，能引起过滤介质的炭化或燃烧，增大发酵罐的降温负荷，增加培的炭化或燃烧，增大发酵罐的降温负荷，增加培

18、养液水分的蒸发，需冷却。养液水分的蒸发，需冷却。培养基灭菌及灭菌设备p 压缩空气的除油除水压缩空气的除油除水 冷却降温后的空气湿度增大，会使过滤介冷却降温后的空气湿度增大，会使过滤介质受潮失效。质受潮失效。旋风分离器旋风分离器利用离心力进行沉降，对于利用离心力进行沉降，对于1010 m m以上的微粒分离效率较高。以上的微粒分离效率较高。丝网分离器丝网分离器利用惯性进行拦截，分离效利用惯性进行拦截，分离效率较高，能除去率较高，能除去2 25 5 m m的细小颗粒。的细小颗粒。培养基灭菌及灭菌设备含 尘 气 体清 洁 气 体排 气 管排尘BB旋风分离器旋风分离器培养基灭菌及灭菌设备 采用惯性拦截等

19、采用惯性拦截等机理，有效去除空气中机理，有效去除空气中的水、油雾、尘埃，不的水、油雾、尘埃，不锈钢丝网可清洗，使用锈钢丝网可清洗，使用寿命长。寿命长。培养基灭菌及灭菌设备p 空气的加热空气的加热 将除油水的空气加热（温差在将除油水的空气加热（温差在10101515C 左右），降低相对湿度（达左右），降低相对湿度（达50%50%60%60%）后，输入过滤器。）后，输入过滤器。培养基灭菌及灭菌设备发酵生产中制备无菌空气的发酵生产中制备无菌空气的大致过程大致过程 空气空气 空压机空压机 贮气罐贮气罐 冷却冷却 除油水除油水 加热加热 空气预处理空气预处理 总过滤器总过滤器 分过滤器分过滤器 无菌空气

20、无菌空气 空气过滤空气过滤培养基灭菌及灭菌设备为什么要进行空气的预处理？为什么要进行空气的预处理？提高压缩前空气的洁净度提高压缩前空气的洁净度去除压缩后空气中的油和水去除压缩后空气中的油和水培养基灭菌及灭菌设备空气过滤器空气过滤器过滤除菌的关键设备过滤除菌的关键设备培养基灭菌及灭菌设备培养基灭菌及灭菌设备培养基灭菌及灭菌设备发酵车间的空气过滤器发酵车间的空气过滤器培养基灭菌及灭菌设备空气净化的流程空气净化的流程 吸气口吸入的空气先经过压缩前的过滤吸气口吸入的空气先经过压缩前的过滤 进入空气压缩机（进入空气压缩机（120120 150150C）冷却（冷却（2020 2525C），除去油、水，再加

21、热至），除去油、水，再加热至30 30 3535C。最后通过总过滤器和分过滤器，获得洁净度、最后通过总过滤器和分过滤器，获得洁净度、压力、温度和流量都符合要求的无菌空气。压力、温度和流量都符合要求的无菌空气。培养基灭菌及灭菌设备180M180M3 3发酵罐车间发酵罐车间大型空气压缩机大型空气压缩机培养基灭菌及灭菌设备发酵设备发酵设备发酵罐发酵罐u发酵罐的特点轴封严密，泄漏少能承受一定压力、温度搅拌通风装置保证气液充分混合具有足够的冷却面积死角少，灭菌彻底适宜的径高比（高与直径的比值为2.54）培养基灭菌及灭菌设备发酵罐的类型发酵罐的类型 搅拌釜反应器 鼓泡式反应器 气升式反应器培养基灭菌及灭菌

22、设备鼓泡式反应器鼓泡式反应器 气升式反应器气升式反应器培养基灭菌及灭菌设备培养基灭菌及灭菌设备培养基灭菌及灭菌设备培养基灭菌及灭菌设备培养基灭菌及灭菌设备培养基灭菌及灭菌设备培养基灭菌及灭菌设备实验一实验一 产酶菌株的筛选产酶菌株的筛选培养基灭菌及灭菌设备 定方案：定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。采样：采样：有针对性地采集样品。增殖：增殖：人为地通过控制养分或培条件，使所需菌种增殖培养后，在数量上占优势。分离：分离：利用分离技术得到纯种。发酵性能测定：发酵性能测定：进行生产性能测定。这些特性包括形态、培养特征、营养要求、生理生化特性、发酵周期、产品品种和产量、耐受最高温度、

23、生长和发酵最适温度、最适pH值、提取工艺等。新种分离与筛选的步骤新种分离与筛选的步骤培养基灭菌及灭菌设备（一）采样一）采样1、采样对象 以采集土壤为主。一般园田土和耕作过的沼泽土中，以细菌和放线菌为主，富含碳水化合物的土壤和沼泽地中，酵母和霉菌较多，如一些野果生长区和果园内。采样的对象也可以是植物，腐败物品，某些水域等。培养基灭菌及灭菌设备从自然界筛选从自然界筛选培养基灭菌及灭菌设备 2、采样季节：以温度适中，雨量不多的秋初为好。3、采土方式：在选好适当地点后，用小萨子除去表土，取离地面5-15cm处的土约10g，盛入清洁的牛皮纸袋或塑料袋中，扎好，标记，记录采样时间、地点、环境条件等，以备查

24、考。为了使土样中微生物的数量和类型尽少变化，宜将样品逐步分批寄回，以便及时分离。培养基灭菌及灭菌设备（二）增殖培养（二）增殖培养 为了容易分离到所需的菌种，让无关的微生物至少是在数量上不要增加，可以通过配制选择性培养基，选择一定的培养条件来控制。例如碳源利用的控制，可选定糖，淀粉、纤维素，或者石油等，以其中的一种为唯一碳源，那么只有利用这一碳源的微生物才能大量正常生长，而其它微生物就可能死亡或淘汰。这样对下阶段的纯种分离就会顺利得多。培养基灭菌及灭菌设备（三）培养分离（三）培养分离 尽管通过增殖培养效果显著，但还是处于微生物的混杂生长状态。因此还必须分离，纯化。在这步，增殖培养的选择性控制条件还应进一步应用，而且控制得细一点，好一点。纯种分离的方法有划线分离法、稀释分离法。培养基灭菌及灭菌设备（四）筛（四）筛 选选 这一步是采用与生产相近的培养基和培养条件，通过三角瓶的容量进行小型发酵试验，以求得适合于工业生产用菌种。