酶工程設(shè)備：第一章生物質(zhì)原料的預(yù)處理設(shè)備2課件

第四章培養(yǎng)基及培養(yǎng)基滅菌設(shè)備一、培養(yǎng)基概述（一）定義及分類1.定義2.分類（1）按成分不同劃分：①天然培養(yǎng)基：實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)上②合成培養(yǎng)基：實(shí)驗(yàn)室③半合成培養(yǎng)基：工業(yè)上（2）根據(jù)物理狀態(tài)劃分①固體培養(yǎng)基：微生物分離鑒定、計(jì)數(shù)、保存②半固體培養(yǎng)基：觀察微生物運(yùn)動(dòng)特征、鑒定菌株③液體培養(yǎng)基：實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)

（二）培養(yǎng)基準(zhǔn)備及要求1.微生物培養(yǎng)基：①孢子培養(yǎng)基：（固體）基本配制要求是：營養(yǎng)不要太豐富；所用無機(jī)鹽的濃度要適量；注意pH和濕度。滅菌：121℃，保持20-30min

②種子培養(yǎng)基：營養(yǎng)成分要求比較豐富和完全，氮源和維生素的含量也要高些，但總濃度以略稀薄為好滅菌：121℃，保持15-20min③發(fā)酵培養(yǎng)基：組成除有菌體生長所必需的元素和化合物外，還要有產(chǎn)物所需的特定元素、前體和促進(jìn)劑等

滅菌：121℃，保持15-0min二、培養(yǎng)基滅菌

1、培養(yǎng)基滅菌的定義

用物理或化學(xué)方法從培養(yǎng)基中殺滅有生活能力的細(xì)菌營養(yǎng)體及其孢子，或從中將其除去。滅菌與消毒的區(qū)別：

2、培養(yǎng)基滅菌的目的殺滅培養(yǎng)基中的微生物，為后續(xù)發(fā)酵過程創(chuàng)造無菌的條件

3、培養(yǎng)基滅菌的要求

（1）達(dá)到要求的無菌程度（10-3）（2）盡量減少營養(yǎng)成分的破壞4、滅菌的方法①化學(xué)滅菌：②射線滅菌：③干熱滅菌法：

常用于空玻璃器皿、金屬器具的滅菌。④過濾滅菌：

微孔濾膜過濾除菌；大多用于熱敏性物料⑤濕熱滅菌：

121℃，保持20~30min

5、濕熱滅菌原理（1）原理：蒸汽在冷凝時(shí)釋放出大量潛能，并且具有強(qiáng)大穿透力，在高溫和水存在時(shí)，微生物細(xì)胞中的蛋白質(zhì)極易發(fā)生不可逆凝固性變性，致使微生物在短時(shí)間內(nèi)死亡。濕熱滅菌的效果，取決與致死溫度和致死時(shí)間。（2）微生物熱死規(guī)律----對(duì)數(shù)殘留定律培養(yǎng)基中微生物受熱死亡的速率與殘留的微生物數(shù)量成正比。式中N：表示培養(yǎng)基殘留的活菌數(shù),個(gè)t：受熱時(shí)間，minK：反應(yīng)速度常數(shù)（比死亡速率），min-1K=f(滅菌溫度、菌種、培養(yǎng)基等)將對(duì)數(shù)殘留定律的積分形式變換為：

式中N0：開始滅菌時(shí)原菌數(shù)，個(gè)；Nt：經(jīng)時(shí)間t后殘留菌數(shù)，個(gè)；k：意義同上t：表示理論滅菌時(shí)間4、影響培養(yǎng)基滅菌的因素

影響培養(yǎng)基滅菌的因素除了所污染雜菌的種類、數(shù)量、滅菌溫度和時(shí)間外，還有：1.培養(yǎng)基成分2.pH值3.培養(yǎng)基中顆粒4.泡沫三、培養(yǎng)基工業(yè)滅菌及設(shè)備（一）分批滅菌（實(shí)罐滅菌，實(shí)消）1、概念：將培養(yǎng)基置于發(fā)酵罐中用蒸汽加熱，達(dá)到預(yù)定滅菌溫度后，維持一定時(shí)間，再冷卻到發(fā)酵溫度，然后接種發(fā)酵，這叫做分批滅菌，又稱實(shí)罐滅菌(實(shí)消)。實(shí)罐滅菌時(shí)，發(fā)酵罐與培養(yǎng)基一起滅菌。2、優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備投資較少；染菌的危險(xiǎn)性較??；人工操作較方便；對(duì)培養(yǎng)基中固體物質(zhì)含量較多時(shí)更為適宜缺點(diǎn)：滅菌過程中蒸汽用量變化大，造成鍋爐負(fù)荷波動(dòng)大，一般只限于中小型發(fā)酵裝置。操作要點(diǎn)：①加培養(yǎng)基，密封發(fā)酵罐，慢速攪拌；②夾套通蒸汽，培養(yǎng)基預(yù)熱至75-90℃,停止攪拌；③進(jìn)三路蒸汽，同時(shí)微開對(duì)應(yīng)排氣閥，排冷凝水；④調(diào)進(jìn)汽閥，排汽閥保持罐壓，在一定溫度下（121℃），保溫20-30min⑤滅菌完畢后，先關(guān)一路排汽閥，再關(guān)一路進(jìn)汽閥，至三路排汽、進(jìn)汽閥全關(guān)閉；⑥通無菌空氣；⑦夾套通冷凝水，冷卻培養(yǎng)基（二）連續(xù)滅菌（連消）1、概念：培養(yǎng)基在發(fā)酵罐外經(jīng)過一套滅菌設(shè)備連續(xù)的加熱滅菌，冷卻后送入已滅菌的發(fā)酵罐內(nèi)的工藝過程稱為連續(xù)滅菌?？展逌缇卜Q空消。無論是種子罐、發(fā)酵罐、還是尿素（或液氨）罐、消泡罐，當(dāng)培養(yǎng)基（或物料）尚未進(jìn)罐前對(duì)罐進(jìn)行預(yù)先滅菌，稱為空罐滅菌。2、優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可采用高溫快速滅菌工藝；發(fā)酵罐非生產(chǎn)占用時(shí)間縮短，容積利用率提高；熱能利用率合理，適于自動(dòng)化控制缺點(diǎn)：不適合高粘度的培養(yǎng)基