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滅菌是指利用物理或化學法殺或除去物料及設備中一切有生命物質(zhì)的過程。滅菌方法大致可分為物理方法和化學方法兩種。物理方法主要有蒸汽(高溫)、電磁波和輻照等方式，蒸汽滅菌屬于經(jīng)典式的滅菌方法，而電磁波滅菌多采用 2450nm和915nm微波滅菌和超聲波滅菌。輻照滅菌可分為離子性輻照和非離子性輻照。非離子性輻照采用最廣泛的是253.7nm波長的紫外線，由于光源發(fā)出的強度所限，雖不存在殘留問題，但以上物理滅菌方法都有一定的局限性。化學方法多采用強氧化劑，如過氧化氫、過氧乙酸、環(huán)氧乙烷、鹵素等，化學滅菌主要是依靠強氧化劑的氧化能力與細胞酶蛋白中的一SH一巰基結(jié)合轉(zhuǎn)化為一SS一基，破壞蛋白質(zhì)的分子結(jié)構，干擾細菌酶系統(tǒng)的代謝，使其失去活性。
培養(yǎng)基為什么要滅菌
在發(fā)酵過程中，培養(yǎng)基滅菌主要有以下幾個原因：如不滅菌，會使生物反應的基質(zhì)或產(chǎn)物，因雜菌的消耗而損失，造成生產(chǎn)能力的下降;雜菌也會產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，這就使產(chǎn)物的提取更加困難，造成得率降低，產(chǎn)品質(zhì)量下降;雜菌大量繁殖后，會改變反應液的pH值，使反應異常;有些雜菌會分解產(chǎn)物，使生產(chǎn)失敗;如果發(fā)生噬菌體污染，生產(chǎn)菌細胞將被裂解，使生產(chǎn)失敗。
滅菌方法分類
(一)化學物質(zhì)滅菌
原理：藥物與微生物細胞中的成分反應，使蛋白質(zhì)變性酶失活。使用范圍：器皿、雙手和實驗室、無菌室的環(huán)境滅菌，不能用于培養(yǎng)基滅菌。
常用的滅菌劑：甲醛 37% 戊二醛 2% 高錳酸鉀 0.1%-0.25% 苯酚 0.1%-0.15%
漂白粉 5% 過氧乙酸 0.02%-0.2% 酒精 75% 焦碳酸二乙酯 0.01%-0.1% 煤酚皂(來蘇爾) 1%—5%
(二)輻射滅菌
輻射滅菌的原理是利用高能量的電磁輻射與菌體核酸的光化學反應造成菌體死亡。常用的有紫外線、X射線和γ射線。用于室內(nèi)空氣及器皿表面滅菌。
(三)干熱滅菌
滅菌原理是利用高溫對微生物有氧化、蛋白質(zhì)變性和電解質(zhì)濃縮作用而殺滅微生物。常用灼燒和電熱箱加熱，140-180℃ 1-2小時。適于對玻璃及金屬用具及沙土管滅菌。
(四)濕熱滅菌
滅菌原理是直接用蒸汽滅菌，蒸汽在冷凝時能釋放出大量潛熱，蒸汽具有強大的穿透力，破壞菌體蛋白和核酸的化學鍵，使酶失活，微生物因代謝障礙而死亡。水煮常壓滅菌：100℃。或飽和蒸汽滅菌：一般121℃，30分鐘。適合培養(yǎng)基和發(fā)酵設備滅菌。
(五)過濾除菌
除菌原理是利用微生物不能透過濾膜除菌。方法是使用0.01~0.45 mm孔徑濾膜，用于壓縮空氣、酶溶液及其他不耐熱化合物溶液除菌。
在工業(yè)生產(chǎn)中，對于培養(yǎng)基、管道、設備的滅菌，通常采用蒸汽加熱到一定的溫度，并保溫一段時間的滅菌方法，稱之為濕熱滅菌。濕熱滅菌的顯著優(yōu)點是：使用方便，無污染，而且其冷凝水可以直接冷凝在培養(yǎng)基中，也可以通過管道排出。
培養(yǎng)基的濕熱滅菌方法
培養(yǎng)基滅菌大多數(shù)用濕熱滅菌。衡量熱滅菌的指標很多，最常用的是“熱死時間”，即在限定的溫度下殺死原有微生物中一定比例所需的持續(xù)時間。影響熱滅菌的溫度和時間的因素很多，包括：微生物種類、性質(zhì)、濃度和培養(yǎng)基的性質(zhì)、濃度等。
(1)連續(xù)滅菌
連續(xù)滅菌也叫連消，其溫度一般以126～132 ℃為宜，總蒸汽壓力要求達到0.044～0.049 MPa以上。培養(yǎng)基采用連續(xù)滅菌時，需在培養(yǎng)基進入發(fā)酵罐前，直接用蒸汽進行空罐滅菌(空消)，用無菌空氣保壓，待培養(yǎng)基流入罐后，開始冷卻。滅菌時對培養(yǎng)基的加熱可采用各種加熱器。培養(yǎng)基的冷卻方式有噴淋冷卻式、真空冷卻式、薄板換熱器式幾種方式，其過程均包括加熱、維持和冷卻。
(2)間歇滅菌
間歇滅菌即實消，是在每批培養(yǎng)基全部流入發(fā)酵罐后，就在罐內(nèi)通入蒸汽加熱至滅菌溫度，維持一定時間，再冷卻到接種溫度。實罐滅菌時，發(fā)酵罐與培養(yǎng)基一起滅菌。
其他滅菌設備一般采用蒸汽滅菌，如設備十分耐壓，則可采用較高的溫度，但必須注意設備內(nèi)部的凹處及露出的小配管等蒸汽不能到達的部位。
