安徽大学：《发酵工程》课程教学课件（PPT讲稿）发酵培养基的灭菌及相关设备

第二讲 第四章 培养基及其设计、制备、优化、灭菌 第四节发酵培养基的灭菌及相关设备

第二讲 第四章 培养基及其设计、制备、优化、灭菌 第四节 发酵培养基的灭菌及相关设备

第四节发酵培养基的灭菌技术及相关设备 灭菌技术（工业生产、实验室） 灭菌是指用化学或物理的方法杀灭或去除物料及设备 中所有生命物质的技术或工艺过程

第四节 发酵培养基的灭菌技术及相关设备 灭菌技术(工业生产、实验室） 灭菌是指用化学或物理的方法杀灭或去除物料及设备 中所有生命物质的技术或工艺过程

工业上常用灭菌方法： 干热灭菌法 湿热灭菌法 辐射（射线）灭菌法 化学药品灭菌法 过滤除菌法 1、干热灭菌法：是一种极端的手段，温度高、时间长。 原理：氧化作用是干热灭菌的主要根据。 温度系数Q10,即温度升高10℃，灭菌速度常数增加的倍数。 嗜热脂肪芽孢杆菌：2.86 枯草杆菌黑色亚种：2.72

工业上常用灭菌方法： 干热灭菌法 湿热灭菌法 辐射（射线）灭菌法 化学药品灭菌法 过滤除菌法 1、干热灭菌法：是一种极端的手段，温度高、时间长。 原理：氧化作用是干热灭菌的主要根据。 温度系数Q10，即温度升高10℃，灭菌速度常数增加的倍数。 嗜热脂肪芽孢杆菌：2.86 枯草杆菌黑色亚种：2.72

2、湿热灭菌 2.1湿热灭菌的原理：是直接用饱和蒸汽进行灭菌。蒸 汽冷凝时释放大量潜热，并具有强大的穿透力，使微 生物细胞中的蛋白质、酶、核酸极易发生不可逆的凝 固变性，导致短时间内死亡。 由于湿热灭菌有经济快速等特点，因此发酵工业中处 理大量培养基时广泛采用湿热灭菌。 嗜热脂肪芽孢杆菌Q10:2.86(干热) 14.28(湿热) 枯草杆菌黑色亚种Q10:2.72(干热) 3.71(湿热)

2、湿热灭菌 2.1湿热灭菌的原理：是直接用饱和蒸汽进行灭菌。蒸 汽冷凝时释放大量潜热，并具有强大的穿透力，使微 生物细胞中的蛋白质、酶、核酸极易发生不可逆的凝 固变性，导致短时间内死亡。 由于湿热灭菌有经济快速等特点，因此发酵工业中处 理大量培养基时广泛采用湿热灭菌。 嗜热脂肪芽孢杆菌Q10 ：2.86(干热) 14.28(湿热) 枯草杆菌黑色亚种Q10 ：2.72 (干热) 3.71 (湿热)

2.2湿热灭菌理论灭菌时间的确定 生产上要选择合适的时间和灭菌温度，既彻底灭菌又使 培养基营养成分的破坏减至最底限度。 杂菌在一定温度下，受热死亡遵循一级反应动力学的规 律这就是对数残留定律。 -dN/dt=kN N一菌的残留数（个）t一灭菌时间， dN/dt一菌的瞬时变化速率，个/sk一菌死亡的反应速度常数， 1/s

2.2 湿热灭菌理论灭菌时间的确定 生产上要选择合适的时间和灭菌温度，既彻底灭菌又使 培养基营养成分的破坏减至最底限度。 杂菌在一定温度下，受热死亡遵循一级反应动力学的规 律这就是对数残留定律。 -dN/dt=kN N—菌的残留数（个） t—灭菌时间， dN/dt —菌的瞬时变化速率，个/s k—菌死亡的反应速度常数， 1/s

-dN/dt=kN积分得： t=2.303/k1gNN、) N。一灭菌初始时培养基菌数，个/ml N。一灭菌一时间段后培养基菌数，一般取0.001个/m1 k表示微生物的耐热性。 灭菌温度T与菌死亡反应速度常数K的关系：对 于一定的菌种，灭菌温度与k的关系可用阿累尼 乌斯方程表示：

-dN/dt=kN 积分得： t=2.303/ k（lgN 0 /Ns ） N 0—灭菌初始时培养基菌数，个/ml Ns—灭菌一时间段后培养基菌数，一般取0.001个/ml k 表示微生物的耐热性。 灭菌温度T与菌死亡反应速度常数K的关系：对 于一定的菌种，灭菌温度与k 的关系可用阿累尼 乌斯方程表示：

k=Ae-E/RT 取耐热性芽孢杆菌的A、E值进行计算， 1gk=14847/T+36.127 式中A一阿累尼乌斯常数，1/S E一杀死细菌孢子的活化能，4.187J/mo1 T一热力学温度，K R一气体常数，1.987×4.18J/(K.mo1) e—2.71

k=Ae-E/RT 取耐热性芽孢杆菌的A、E值进行计算， lgk=14847/T + 36.127 式中 A—阿累尼乌斯常数，1/S E—杀死细菌孢子的活化能，4.187J/mol T—热力学温度，K R—气体常数，1.987×4.18J/(K.mol) e—2.71

消沫剂 接种 蒸汽 料 3、工业生产培养基的灭菌 进气 3.1分批灭菌（实罐灭菌） 0 3.1.1典型发酵罐接管图 取样 京热水 Dd冷水 曹冷凝水 放料 T排污 典型发酵罐接管图

3、工业生产培养基的灭菌 3.1 分批灭菌（实罐灭菌） 3.1.1 典型发酵罐接管图 典型发酵罐接管图

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