2023學年完整公開課版消毒與滅菌

作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學資源庫消毒和滅菌-微生物生長的控制控制微生物的生長速率或消滅不需要微生物的幾種措施消毒(Disinfection)：利用某些理化方法殺死物體表面或內(nèi)部所有對人體或動植物有害的病原菌，對被消毒對象基本無害的措施。包括化學消毒劑和巴氏消毒法等。滅菌(sterilizatin):采用強烈理化因素，使物體內(nèi)外包括芽孢在內(nèi)的所有微生物永遠喪失其生長繁殖能力的措施。包括殺菌和溶菌等手段。

化療(Chemotherapy)：即化學治療。利用具有高度選擇毒力的化學物質(zhì)，抑制或殺死宿主體內(nèi)病原微生物，對宿主本身沒有或基本沒有毒害作用的一種治療措施。防腐(Antisepsis)：在某些理化因素作用下抑制霉腐微生物的生長繁殖，以防止食品和其他物品等發(fā)生霉腐的措施。防腐方法：低溫、干燥、缺氧、高滲、防腐劑等。理化因素對微生物作用的方式影響理化因子作用效果的因素：理化因子的強度或濃度、作用時間長短、微生物種類、微生物生理狀態(tài)等。理化因素控制微生物生長繁殖的方式包括殺菌、溶菌、抑菌。OD值活菌計數(shù)一、物理因素對微生物生長的控制常用的物理因素：加熱法、過濾法和輻射法（一）加熱滅菌當溫度超過微生物的最高生長溫度時，就會出現(xiàn)致死效應。高溫可引起蛋白質(zhì)、核酸和脂肪等重要生物大分子降解或改變其空間結(jié)構(gòu)等，從而使其功能喪失。不同微生物的耐熱性有所差別，在食品工業(yè)中，衡量滅菌效果常用D值、Z值、熱致死時間等指標。1.加熱滅菌的動力學D值：在特定溫度下，殺死某一樣品中90%微生物（即微生物數(shù)量減少十倍）所需的時間（1）十倍減少時間（decimalreductiontime，D值）溫度愈高，十倍致死時間愈短存活菌數(shù)比例溫度處理與存活率的關(guān)系圖中顯示兩種微生物與滅菌溫度的關(guān)系上面的直線代表了一種耐熱性的微生物。（2）Z值以某種微生物不同溫度下D值的對數(shù)對溫度作圖，可得到一條直線，在該直線中，D值降低一個對數(shù)值（即十倍致死時間縮短90%）所需要升高的溫度即為Z值。（3）熱致死時間（thermaldeathtime）在一定溫度下殺死所有某一濃度微生物所需要的時間。提示：高溫的殺菌時間與樣品中的微生物濃度有關(guān)。當微生物的濃度一致時，可以通過比較熱致死時間長短來衡量不同微生物的熱敏感性。（4）熱致死溫度（thermaldeathpoint）在一定時間內(nèi)（一般為10分鐘）殺死液體中所有微生物所需的最低溫度。當微生物的濃度一致時，可通過比較熱致死時間的長短或熱致死溫度的高低來衡量不同微生物的熱敏感性。啤酒酵母（52℃）和野生酵母（54-56℃）的熱致死溫度不同，可用來判斷發(fā)酵過程是否污染雜菌。（1）干熱滅菌（dryheatsterilization）烘箱內(nèi)熱空氣滅菌干熱滅菌140℃，3h；160℃，2h；適用于金屬和玻璃器皿；石蠟油和粉料物質(zhì)。接種針、接種環(huán)和試管口火焰灼燒2.加熱滅菌的方法(2）濕熱滅菌（moistheatsterilzation）利用熱蒸汽滅菌的方法。在相同溫度下，比干熱滅菌更有效。①濕熱蒸汽穿透力強；②能快速破壞維持核酸和蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)中化學鍵的穩(wěn)定性；③蒸汽凝結(jié)放出大量的汽化潛熱能迅速殺滅物體上的微生物。原因

多數(shù)細菌和真菌的營養(yǎng)細胞：60℃處理5-10分鐘；酵母菌和真菌的孢子：80℃以上處理；細菌的芽孢：121℃處理15分鐘以上。濕熱滅菌的條件：常用的濕熱滅菌方法：適用于牛奶、啤酒、果酒和飲料等液態(tài)食品低溫維持（LTH）法：63℃，30min

高溫瞬時（HTST）法：72℃，15s目前一般都采用超高溫滅菌法（ultrahightemperature,UHT）：135~150℃，2~6s1）常壓法①巴氏消毒法（Pasteurization）用較低的溫度處理不宜進行高溫滅菌的液態(tài)風味食品或調(diào)料，以殺滅其中的無芽孢病原菌，又不影響其原有風味的消毒方法。巴氏消毒條件：③間歇滅菌法（fractionalsterilizationortyndallization）分段滅菌法，適用于不耐熱培養(yǎng)基（如含硫培養(yǎng)基）。80~100℃下蒸煮15~60min，然后在37℃下保溫過夜，如此重復2~3次。②煮沸消毒法采用在100℃下煮沸數(shù)分鐘的方法，可殺死細菌的營養(yǎng)細胞和部分芽孢，一般用于飲用水的消毒。135~140℃，5~15s能減少營養(yǎng)成分的破壞2）加壓法①常規(guī)高壓蒸汽滅菌法（autoclaving）利用提高壓力使水的沸點升高，以提高水蒸氣的溫度，從而有效地殺滅微生物。0.1MPa（121℃）15~30min適用于各種耐熱耐濕物品的滅菌，如一般培養(yǎng)基、生理鹽水等各種溶液、工作服及實驗器材等。②連續(xù)加壓蒸汽滅菌法（continuousautoclaving），（連消法）用于大規(guī)模發(fā)酵工廠的大批量培養(yǎng)基的滅菌。讓培養(yǎng)基在管道的流動過程中快速升溫、維持和冷卻。一般加熱至135～140℃下維持5～15s。優(yōu)點：滅菌徹底，有效減少營養(yǎng)成分的破壞，提高原料利用率。滅菌時間短，蒸汽負荷均衡，提高鍋爐利用率，適宜于自動化操作。3、高溫對培養(yǎng)基成分的有害影響及其防止（1）有害影響①形成沉淀物。有機物沉淀如多肽類，無機物如磷酸鹽、碳酸鹽等沉淀。②破壞營養(yǎng)，提高色澤。如產(chǎn)生氨基糖、焦糖或黑色素等引起褐變的物質(zhì)。③改變培養(yǎng)基的pH。一般降低培養(yǎng)基的pH。④降低培養(yǎng)基的濃度。氣溫低時會增加冷凝水。防止措施：1）特殊加熱滅菌法分別滅菌（糖液；磷酸鹽等）；低壓滅菌（含糖類等培養(yǎng)基采用115℃滅菌15min）間歇滅菌2）其他方法加入0.01％EDTA或0.01％NTA等螯合劑到培養(yǎng)基中，防止金屬離子發(fā)生沉淀；用氣體滅菌劑如環(huán)氧乙烷等對個別成分進行滅菌；過濾除菌法（2）消除措施(二)輻射滅菌輻射滅菌(RadiationSterilization)是利用電磁輻射產(chǎn)生的電磁波殺死大多數(shù)物質(zhì)上的微生物的一種有效方法。用于滅菌的電磁波有微波，紫外線(UV)、X-射線和γ-射線等紫外線屬于非電離輻射，波長范圍：100~400nm，260nm紫外光殺菌作用強，但不能有效穿過玻璃、薄層污物、水等物質(zhì)，用于物體表面和室內(nèi)空氣的滅菌。X射線或γ射線是具有較高能量和穿透力的電離輻射，輻射源主要有：X射線儀、陰極射線管和放射性同位素。常用的能產(chǎn)生γ射線的放射性同位素是60Co和137Cs。輻射多用于食品工業(yè)和醫(yī)療設備的滅菌，應用越來越廣。(三).過濾除菌加熱滅菌對于空氣和不耐熱的液體培養(yǎng)基的滅菌不適用，此時可使用多孔材料進行過濾除菌。（a）深度濾器（進入發(fā)酵罐的空氣）介質(zhì)：棉花、玻璃纖維、石棉、多層濾紙等。優(yōu)點：不破壞營養(yǎng)成分和物質(zhì)的化學性質(zhì)缺點：病毒除不掉（0.22um孔徑的濾膜）（b）膜濾器（不耐熱的液體成分，如酶或維生素溶液、血清等）由硝酸纖維素或醋酸纖維素制成。（c）核孔濾器（液體過濾）膜濾器超凈臺二、化學因素對微生物生長的控制

抗微生物劑(Antimicrobialagent)生物合成的天然產(chǎn)物人工合成的化合物一類能夠殺死微生物或抑制微生物生長的化學物質(zhì)化學物質(zhì)的抗微生物能力的測定液體培養(yǎng)法最低抑制濃度（MIC）試驗平板培養(yǎng)法抑菌圈（zoneofinhibition）試驗最低抑制濃度：抑制某病原菌生長的最低濃度?？咕镔|(zhì)濃度由高到低用一系列含不同濃度抗生素的培養(yǎng)基試管中培養(yǎng)標準數(shù)目的測試菌，經(jīng)16~24h培養(yǎng)后導致無菌生長的抗生素濃度是MIC。Minimuminhibitoryconcentration抗微生物劑非選擇性（對所有細胞均有毒性）有選擇性（對病原微生物毒性更強）消毒劑(Disinfectant)防腐劑(Antisepsis)抗代謝藥物抗生素中草藥有效成分（化學治療劑）（一）化學消毒劑（或滅菌劑）與石炭酸系數(shù)化學消毒劑是指對一切活細胞都有毒性，不能用作活細胞或機體內(nèi)治療用的化學藥劑，它們通常用來殺死非生物材料上的微生物。當消毒劑處于低濃度時，往往會對微生物的生命活動起刺激作用，隨著濃度的遞增，相繼出現(xiàn)抑菌和殺菌作用。化學消毒劑相對殺菌強度的表述：石炭酸系數(shù)（phenolcoefficient,P.C.，又稱酚系數(shù)）將某一消毒劑作不同的稀釋，在一定條件、一定時間（一般10min）致死全部供試微生物（常用金黃色葡萄球菌或傷寒沙門氏菌）的最高稀釋度與達到同樣效果的酚的最高稀釋度的比值，即為石炭酸系數(shù)。

某消毒劑殺死全部供試菌的最高稀釋度石炭酸系數(shù)=

石炭酸殺死全部供試菌的最高稀釋度常用的消毒劑舉例70％乙醇陽離子去垢劑（季銨化合物）0.2~0.5mg/L氯氣含氯化合物（0.2%~0.5%氯胺、次氯酸鈉、二氧化氯）0.1％～0.5％硫酸銅600mg/L氧化乙烯（即環(huán)氧乙烷）0.5％～10％甲醛37％溶液（福爾馬林）或甲醛2%戊二醛溶液過氧化氫碘液0.05％～0.1％二氯化汞（升汞）1mg/L臭氧0.2％過氧乙酸含酚化合物（3％～5％石炭酸、2％煤酚皂即來蘇水）醫(yī)療器械和實驗室物品表面醫(yī)療器械、食品等設備凈化生活用水奶制品與食品工業(yè)設備、生活用水游泳池及生活用水殺藻劑溫度敏感的實驗材料如塑料3％～8％溶液用于表面消毒用于滅菌用作高效消毒劑、滅菌劑氣體用作滅菌劑醫(yī)療器械、實驗物品表面消毒實驗室物品表面消毒飲用水用作高效消毒劑、滅菌劑實驗室物品表面消毒

脂溶劑、蛋白變性劑與膜上磷脂相互作用氧化劑氧化劑蛋白沉淀劑烷化劑烷化劑烷化劑烷化劑氧化劑與蛋白質(zhì)中酪氨酸結(jié)合與蛋白質(zhì)的巰基結(jié)合強氧化劑強氧化劑蛋白變性劑試劑適用范圍作用機理工業(yè)領(lǐng)域消毒劑應用造紙皮革塑料紡織木材冶金石油空調(diào)電力核工業(yè)有機汞化物、酚化合物重金屬、酚化合物陽離子去垢劑重金屬、酚化合物酚化合物陽離子去垢劑汞化合物、酚化合物、陽離子去垢劑氯氣、酚化合物氯氣氯氣在生產(chǎn)中抑制微生物的生長在產(chǎn)品中作為抑菌因子存在在塑料的水狀分散相中抑制細菌生長阻止室外使用的遮棚、帳篷的纖維受微生物侵染腐爛防止木質(zhì)結(jié)構(gòu)的變質(zhì)腐爛阻止細菌在切割用乳劑中生長阻止細菌在石油及石油產(chǎn)品的復性和儲存過程中生長阻止細菌在冷卻塔中生長阻止細菌在冷凝器及冷卻塔中生長阻止抗輻射微生物在核反應堆生長工業(yè)生產(chǎn)常用的消毒劑（二）防腐劑(antisepsis)防腐劑具有殺死或抑制微生物生長的能力，但對于動物或人體的組織無毒害或較小毒害作用。大多數(shù)化學防腐劑常用于洗手或處理表面?zhèn)?，有些防腐劑用作消毒劑同樣有效?0％乙醇酚類（六氯酚、氯二甲苯酚等）陽離子去垢劑（季銨化合物如殺藻胺）3％過氧化氫溶液2.5％碘酒有機汞化合物（2％紅汞）0.1％～1％硝酸銀皮膚肥皂、洗液、化妝品、除臭劑肥皂、洗液皮膚皮膚皮膚預防新生兒眼炎脂溶劑、蛋白