發(fā)酵工程在現(xiàn)代生物技術(shù)中的應(yīng)用

1、1會(huì)計(jì)學(xué)發(fā)酵工程在現(xiàn)代生物技術(shù)中的應(yīng)用發(fā)酵工程在現(xiàn)代生物技術(shù)中的應(yīng)用第1頁/共51頁第2頁/共51頁第3頁/共51頁第4頁/共51頁第5頁/共51頁第6頁/共51頁第7頁/共51頁第8頁/共51頁第9頁/共51頁第10頁/共51頁第11頁/共51頁n蒸汽來源方便，價(jià)格低廉，滅菌蒸汽來源方便，價(jià)格低廉，滅菌效果可靠，是目前最為常用的滅效果可靠，是目前最為常用的滅菌方法。一般的濕熱滅菌條件為菌方法。一般的濕熱滅菌條件為121 121 ，30 min30 min。第12頁/共51頁第13頁/共51頁第14頁/共51頁第15頁/共51頁第16頁/共51頁第17頁/共51頁第18頁/共51頁氯，使細(xì)菌受

2、強(qiáng)烈氧化作用而氯，使細(xì)菌受強(qiáng)烈氧化作用而導(dǎo)致死亡，對(duì)殺死細(xì)菌和噬菌導(dǎo)致死亡，對(duì)殺死細(xì)菌和噬菌體均有效。體均有效。第19頁/共51頁幾乎沒有殺滅作用。一般用于器幾乎沒有殺滅作用。一般用于器具和生產(chǎn)環(huán)境的消毒，不能與合具和生產(chǎn)環(huán)境的消毒，不能與合成洗滌劑合用，不能接觸鋁制品。成洗滌劑合用，不能接觸鋁制品。第20頁/共51頁劑，對(duì)營養(yǎng)細(xì)胞、細(xì)菌芽孢、劑，對(duì)營養(yǎng)細(xì)胞、細(xì)菌芽孢、真菌孢子和病毒都有殺滅作用。真菌孢子和病毒都有殺滅作用。第21頁/共51頁第22頁/共51頁第23頁/共51頁第24頁/共51頁表表3 3- -6 6 各各種種滅滅菌菌方方法法的的特特點(diǎn)點(diǎn)及及適適用用范范圍圍 滅菌方法 原理及條

3、件 特點(diǎn) 適用范圍 火焰滅菌法 利用火焰直接把微生物殺死。 方法簡單、 滅菌徹底、但適用范圍有限。 適用于接種針、玻璃棒、試管口、三角瓶口等滅菌 干熱滅菌法 利用熱空氣將微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)氧化進(jìn)行滅菌 滅菌后物料可保持干燥，方法簡單，但滅菌效果不如濕熱滅菌 適用于金屬或玻璃器皿的滅菌。 濕熱滅菌法 利用高溫蒸汽將物料的溫度升高使微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)變性進(jìn)行滅菌 蒸汽來源容易、潛熱大、穿透力強(qiáng)、滅菌效果好、 操作費(fèi)用低、有經(jīng)濟(jì)快速的特點(diǎn) 廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備及培養(yǎng)基的滅菌。 射線滅菌法 用射線穿透微生物細(xì)胞進(jìn)行滅菌 使用方便，但穿透能力較差，適用范圍有限 一般只適用于無菌室，無菌箱搖瓶間和器皿表面的

4、消毒 化學(xué)式劑滅菌法 利用化學(xué)試劑對(duì)微生物的氧化作用或損傷細(xì)胞等進(jìn)行滅菌 使用方法較廣，可用于無法用加熱方法進(jìn)行滅菌的物品 常用于環(huán)境空氣的滅菌及一些表面的滅菌 過濾除菌法 利用過濾介質(zhì)將微生物菌體細(xì)胞過濾進(jìn)行除菌 不改變物性而達(dá)到滅菌目的，設(shè)備要求高 常用于生產(chǎn)中空氣的凈化除菌，少數(shù)用于容易被熱破壞的培養(yǎng)基的滅菌 第25頁/共51頁第26頁/共51頁第27頁/共51頁KteNNttNNKNdtdN000,積分得：初始條件：式中式中 N經(jīng)時(shí)間經(jīng)時(shí)間t后殘存的活菌濃度后殘存的活菌濃度（個(gè)（個(gè)/L)， N0開始滅菌時(shí)原開始滅菌時(shí)原有活菌濃度（個(gè)有活菌濃度（個(gè)/L)；t滅菌時(shí)間（滅菌時(shí)間（s,min

5、）K滅菌速率常數(shù)或比死亡速率常滅菌速率常數(shù)或比死亡速率常數(shù)（數(shù)（s-1,min-1）它的大小與微生物的）它的大小與微生物的種種類類和加熱和加熱溫度溫度有關(guān)。在同等溫度下，有關(guān)。在同等溫度下，其值小，微生物的耐熱性強(qiáng)。其值小，微生物的耐熱性強(qiáng)。從上式得出：從上式得出：t, N之間的關(guān)系為對(duì)數(shù)之間的關(guān)系為對(duì)數(shù)式中式中N/N0菌體存活率，而菌體存活率，而N0/N為滅為滅菌度。菌度。t=（2.303/K）(N0/ N)第28頁/共51頁去殺滅微生物去殺滅微生物第29頁/共51頁n時(shí)間降低，罐利用率低；不能時(shí)間降低，罐利用率低；不能采用高溫快速滅菌工藝。采用高溫快速滅菌工藝。第30頁/共51頁第31頁/

6、共51頁降低勞動(dòng)強(qiáng)度。降低勞動(dòng)強(qiáng)度。第32頁/共51頁第33頁/共51頁1、蒸汽直接加熱連續(xù)滅、蒸汽直接加熱連續(xù)滅菌系統(tǒng)菌系統(tǒng) 定義：定義：蒸汽通入培養(yǎng)基中，蒸汽通入培養(yǎng)基中，快速快速加熱至殺菌溫度，維持一段時(shí)間，加熱至殺菌溫度，維持一段時(shí)間，后冷卻至發(fā)酵溫度的過程。分兩種后冷卻至發(fā)酵溫度的過程。分兩種形式：形式：（1）由連消塔、維持罐和冷卻器）由連消塔、維持罐和冷卻器組成組成配料罐將培養(yǎng)基預(yù)熱配料罐將培養(yǎng)基預(yù)熱60-70，防止培，防止培養(yǎng)基在殺菌時(shí)料液與蒸汽溫度相差過大養(yǎng)基在殺菌時(shí)料液與蒸汽溫度相差過大而產(chǎn)生水汽撞擊聲。而產(chǎn)生水汽撞擊聲。連消塔使培養(yǎng)基迅速連消塔使培養(yǎng)基迅速(20s)升溫升溫

7、(126-132)。維持罐：使培養(yǎng)基溫度保持在滅菌溫維持罐：使培養(yǎng)基溫度保持在滅菌溫度下一段時(shí)間。度下一段時(shí)間。2-7min.冷卻管：將培養(yǎng)基迅速冷卻到冷卻管：將培養(yǎng)基迅速冷卻到40-50 ，輸送到滅菌后的發(fā)酵罐內(nèi)，輸送到滅菌后的發(fā)酵罐內(nèi)第34頁/共51頁第35頁/共51頁（2 2）噴射加熱連續(xù)滅菌）噴射加熱連續(xù)滅菌流程流程由噴射加熱、維持罐和真空冷卻由噴射加熱、維持罐和真空冷卻器組成的連續(xù)滅菌系統(tǒng)。器組成的連續(xù)滅菌系統(tǒng)。蒸汽直接噴入待滅菌的培養(yǎng)液，蒸汽直接噴入待滅菌的培養(yǎng)液，培養(yǎng)液急劇升溫到預(yù)定的滅菌溫度，培養(yǎng)液急劇升溫到預(yù)定的滅菌溫度，培養(yǎng)基在該溫度送入維持管維持一培養(yǎng)基在該溫度送入維持管

8、維持一段時(shí)間后，通過一膨脹閥進(jìn)入真空段時(shí)間后，通過一膨脹閥進(jìn)入真空冷卻器冷卻。冷卻器冷卻。保證培養(yǎng)基先進(jìn)先出，避免過熱保證培養(yǎng)基先進(jìn)先出，避免過熱或者滅菌不徹底或者滅菌不徹底升溫快、營養(yǎng)損失小升溫快、營養(yǎng)損失小隨著蒸汽的冷凝使培養(yǎng)基稀釋隨著蒸汽的冷凝使培養(yǎng)基稀釋第36頁/共51頁第37頁/共51頁第38頁/共51頁第39頁/共51頁第40頁/共51頁分批滅菌分批滅菌優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 .1 . 不 需 附不 需 附加設(shè)備加設(shè)備2 .2 . 蒸 汽 利蒸 汽 利用率高用率高3 .3 . 節(jié) 約 勞節(jié) 約 勞動(dòng)力動(dòng)力 缺點(diǎn)缺點(diǎn)1 .1 . 培 養(yǎng) 基培 養(yǎng) 基質(zhì)量差質(zhì)量差2 .2 . 罐 的 利罐 的

9、 利用率低用率低3 .3 . 冷 卻 水冷 卻 水用量大用量大連續(xù)滅菌連續(xù)滅菌優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1.1.采用高溫快速采用高溫快速滅菌法滅菌法2.2.可以把培養(yǎng)基可以把培養(yǎng)基按其性質(zhì)分開滅按其性質(zhì)分開滅菌菌3.3.有利于自動(dòng)控有利于自動(dòng)控制制4.4.節(jié)省冷卻水節(jié)省冷卻水缺點(diǎn)缺點(diǎn)1.1.投資費(fèi)用高投資費(fèi)用高2.2.對(duì)物料要求高對(duì)物料要求高3.3.蒸汽用量大蒸汽用量大第41頁/共51頁查，以防泄露和查，以防泄露和“死角死角”的存的存在。在。第42頁/共51頁第43頁/共51頁第44頁/共51頁第45頁/共51頁第46頁/共51頁表表3 3- -6 6 各各種種滅滅菌菌方方法法的的特特點(diǎn)點(diǎn)及及適適用用范范圍

10、圍 滅菌方法 原理及條件 特點(diǎn) 適用范圍 火焰滅菌法 利用火焰直接把微生物殺死。 方法簡單、 滅菌徹底、但適用范圍有限。 適用于接種針、玻璃棒、試管口、三角瓶口等滅菌 干熱滅菌法 利用熱空氣將微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)氧化進(jìn)行滅菌 滅菌后物料可保持干燥，方法簡單，但滅菌效果不如濕熱滅菌 適用于金屬或玻璃器皿的滅菌。 濕熱滅菌法 利用高溫蒸汽將物料的溫度升高使微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)變性進(jìn)行滅菌 蒸汽來源容易、潛熱大、穿透力強(qiáng)、滅菌效果好、 操作費(fèi)用低、有經(jīng)濟(jì)快速的特點(diǎn) 廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備及培養(yǎng)基的滅菌。 射線滅菌法 用射線穿透微生物細(xì)胞進(jìn)行滅菌 使用方便，但穿透能力較差，適用范圍有限 一般只適用于無菌室，無

11、菌箱搖瓶間和器皿表面的消毒 化學(xué)式劑滅菌法 利用化學(xué)試劑對(duì)微生物的氧化作用或損傷細(xì)胞等進(jìn)行滅菌 使用方法較廣，可用于無法用加熱方法進(jìn)行滅菌的物品 常用于環(huán)境空氣的滅菌及一些表面的滅菌 過濾除菌法 利用過濾介質(zhì)將微生物菌體細(xì)胞過濾進(jìn)行除菌 不改變物性而達(dá)到滅菌目的，設(shè)備要求高 常用于生產(chǎn)中空氣的凈化除菌，少數(shù)用于容易被熱破壞的培養(yǎng)基的滅菌 第47頁/共51頁表表3 3- -6 6 各各種種滅滅菌菌方方法法的的特特點(diǎn)點(diǎn)及及適適用用范范圍圍 滅菌方法 原理及條件 特點(diǎn) 適用范圍 火焰滅菌法 利用火焰直接把微生物殺死。 方法簡單、 滅菌徹底、但適用范圍有限。 適用于接種針、玻璃棒、試管口、三角瓶口等滅

12、菌 干熱滅菌法 利用熱空氣將微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)氧化進(jìn)行滅菌 滅菌后物料可保持干燥，方法簡單，但滅菌效果不如濕熱滅菌 適用于金屬或玻璃器皿的滅菌。 濕熱滅菌法 利用高溫蒸汽將物料的溫度升高使微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)變性進(jìn)行滅菌 蒸汽來源容易、潛熱大、穿透力強(qiáng)、滅菌效果好、 操作費(fèi)用低、有經(jīng)濟(jì)快速的特點(diǎn) 廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備及培養(yǎng)基的滅菌。 射線滅菌法 用射線穿透微生物細(xì)胞進(jìn)行滅菌 使用方便，但穿透能力較差，適用范圍有限 一般只適用于無菌室，無菌箱搖瓶間和器皿表面的消毒 化學(xué)式劑滅菌法 利用化學(xué)試劑對(duì)微生物的氧化作用或損傷細(xì)胞等進(jìn)行滅菌 使用方法較廣，可用于無法用加熱方法進(jìn)行滅菌的物品 常用于環(huán)境空氣的滅菌及一些表面的滅菌 過濾除菌法 利用過濾介質(zhì)將微生物菌體細(xì)胞過濾進(jìn)行除菌 不改變物性而達(dá)到滅菌目的，設(shè)備要求高 常用于生產(chǎn)中空氣的凈化除菌，少數(shù)用于容易被熱破壞的培養(yǎng)基的滅菌 第48頁/共51頁第49頁/共51頁分批滅菌分批滅菌優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 .1 . 不 需 附不 需 附加設(shè)備加設(shè)備2 .2 . 蒸 汽 利蒸 汽 利用率高用率高3 .3 . 節(jié) 約 勞節(jié) 約 勞動(dòng)力動(dòng)力 缺點(diǎn)缺點(diǎn)1 .1 . 培 養(yǎng) 基培 養(yǎng) 基質(zhì)量差質(zhì)量差2 .