培养基和灭菌 .ppt

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1、第一节第一节 培养基成分及其功能培养基成分及其功能l碳源、氮源、无机盐、微量元素、水、生长因子、碳源、氮源、无机盐、微量元素、水、生长因子、前体、诱导剂或刺激剂、抑制剂前体、诱导剂或刺激剂、抑制剂l例：高氏培养基（培养放线菌）：例：高氏培养基（培养放线菌）：可溶性淀粉可溶性淀粉2克，硝酸钾克，硝酸钾0.1克，磷酸氢二钾克，磷酸氢二钾0.05克，氯化钠克，氯化钠0.05克，硫酸镁克，硫酸镁0.05克，硫酸克，硫酸亚铁亚铁0.001克，琼脂克，琼脂2克克，水，水100毫升。毫升。一、碳源：l提供微生物生长繁殖所需的能源，构成细胞和抗提供微生物生长繁殖所需的能源，构成细胞和抗生素的碳骨架。生素的碳骨

2、架。l1碳水化合物：单糖（葡萄糖、阿拉伯糖、甘露碳水化合物：单糖（葡萄糖、阿拉伯糖、甘露糖、半乳糖）糖、半乳糖），二糖（麦芽糖、乳糖），多糖，二糖（麦芽糖、乳糖），多糖（蔗糖、淀粉、糊精等）（蔗糖、淀粉、糊精等）l2脂肪脂肪：油（脂肪）：油（脂肪）水解水解脂肪酶脂肪酶甘油（脂肪酸）甘油（脂肪酸）溶解氧溶解氧C02+H20l3有机酸有机酸l有机酸或它们的盐也能作为微生物的碳源。有机酸或它们的盐也能作为微生物的碳源。l注意！注意！有机酸的利用常会使有机酸的利用常会使pH上升。上升。CH3COONa+O22CO2+H2O+NaOH葡萄糖是最容易被吸收利用的碳源，几乎所葡萄糖是最容易被吸收利用的碳源，

3、几乎所有微生物都可以利用葡萄糖，葡萄糖可以加有微生物都可以利用葡萄糖，葡萄糖可以加速微生物的生长，但葡萄糖浓度过高，反而速微生物的生长，但葡萄糖浓度过高，反而对生长、产抗生素不利。对生长、产抗生素不利。淀粉、糊精等也是常用的碳源，一般经胞外淀粉、糊精等也是常用的碳源，一般经胞外酶水解成单糖后被吸收利用。酶水解成单糖后被吸收利用。二、氮源：l主要用于构成菌体细胞物质，如氨基酸、蛋白质、核主要用于构成菌体细胞物质，如氨基酸、蛋白质、核酸等和含氮的目的产物如青霉素、链霉素等抗生素。酸等和含氮的目的产物如青霉素、链霉素等抗生素。l1、无机氮源（快速利用、无机氮源（快速利用N源）：铵盐（如氯化铵、源）：

4、铵盐（如氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵），硝酸盐（如硝酸钠、硝硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵），硝酸盐（如硝酸钠、硝酸钾）和氨水等。酸钾）和氨水等。l特点：（特点：（1）分解快，能被微生物迅速利用；）分解快，能被微生物迅速利用；（2）引起）引起pH变化。变化。(NH4)2S042NH3+H2S04生理酸性物质生理酸性物质NaNO3+4H2NH3+2H20+NaOH生理碱性物质生理碱性物质l2、有机氮源（慢速利用氮源，多为天然有机、有机氮源（慢速利用氮源，多为天然有机物）物）：花生饼粉，黄豆饼粉，玉米浆，玉米蛋：花生饼粉，黄豆饼粉，玉米浆，玉米蛋白粉，蛋白胨，酵母膏。白粉，蛋白胨，酵母膏。l在微生物分泌

5、的蛋白酶作用下，水解成氨基酸，在微生物分泌的蛋白酶作用下，水解成氨基酸，被菌体吸收后再进一步分解代谢最终用于合被菌体吸收后再进一步分解代谢最终用于合成菌体细胞物质和含氮的目的产物。成菌体细胞物质和含氮的目的产物。三、无机盐、微量元素：l微生物在生长繁殖和合成目的产物的过程中，需微生物在生长繁殖和合成目的产物的过程中，需要某些无机盐和微量元素作为其生理活性物质要某些无机盐和微量元素作为其生理活性物质的组成或代谢的调节物，为微生物提供除的组成或代谢的调节物，为微生物提供除C、N源外的各种重要元素。源外的各种重要元素。lP、S（可构成细胞物质）（可构成细胞物质）lMg、Fe（可作为酶的组成成分或维持

6、酶活性）（可作为酶的组成成分或维持酶活性）lK、Na（调节细胞渗透压）（调节细胞渗透压）lCu、Zn、Mn（作为酶的辅基和激活剂）（作为酶的辅基和激活剂）四、水：l（1）构成生物体的成分；）构成生物体的成分；l（2）培养基的组成部分；）培养基的组成部分；l（3）参与代谢反应；）参与代谢反应；l（4）作为代谢反应介质；）作为代谢反应介质；l（5）作为物质传递介质；）作为物质传递介质；l（6）良好的热导体。）良好的热导体。五、生长因子：l生长因子：有些微生物即使在具有合适的水分、碳生长因子：有些微生物即使在具有合适的水分、碳源、氮源、无机盐等的条件下，还不能生长或生长源、氮源、无机盐等的条件下，还

7、不能生长或生长不好，但如果加入少量微生物生长所必需的有机物不好，但如果加入少量微生物生长所必需的有机物质，则生长良好。通常把那些对微生物生长不可缺质，则生长良好。通常把那些对微生物生长不可缺少的微量有机物质，微生物不能通过普通的碳源、少的微量有机物质，微生物不能通过普通的碳源、氮源合成这些物质，需另外添加的营养物质称为生氮源合成这些物质，需另外添加的营养物质称为生长因子。长因子。l1维生素：是辅酶的组成成分；维生素：是辅酶的组成成分；l2氨基酸：有些生物不能合成某种氨基酸；氨基酸：有些生物不能合成某种氨基酸；l3嘌呤和嘧啶：构成核酸和辅酶。嘌呤和嘧啶：构成核酸和辅酶。六、前体 l在微生物合成抗

8、生素过程中，有些化合物能被微生在微生物合成抗生素过程中，有些化合物能被微生物直接利用来构成抗生素分子结构的一部分，而化物直接利用来构成抗生素分子结构的一部分，而化合物本身的结构没有大的变化，这些物质称为抗生合物本身的结构没有大的变化，这些物质称为抗生素的前体。素的前体。七、诱导物或刺激剂：l所谓诱导物是指一些具有调节抗生素生物合成所谓诱导物是指一些具有调节抗生素生物合成能力的小分子物质，它们是既不是营养物质又能力的小分子物质，它们是既不是营养物质又不是前体却能提高产物产量的添加剂。不是前体却能提高产物产量的添加剂。l如：如：吲哚乙酸是金霉素生物合成的刺激物；吲哚乙酸是金霉素生物合成的刺激物；甲

9、硫氨酸和亮氨酸是头孢菌素的刺激剂。甲硫氨酸和亮氨酸是头孢菌素的刺激剂。八、抑制剂：l抑制剂是指在发酵过程中会抑制某些代谢途径抑制剂是指在发酵过程中会抑制某些代谢途径的进行，同时会使另一代谢途径活跃，从而获的进行，同时会使另一代谢途径活跃，从而获得人们所需的某种产物或是正常代谢的某一代得人们所需的某种产物或是正常代谢的某一代谢中间产物积累起来。谢中间产物积累起来。l如加入二乙基巴比妥盐可抑制利福霉素如加入二乙基巴比妥盐可抑制利福霉素B以外以外其他利福霉素的生成，从而增加利福霉素其他利福霉素的生成，从而增加利福霉素B的的含量和产量。含量和产量。第二节第二节 培养基的种类培养基的种类 l一、一、按来

10、源分类：按来源分类：l1、合成培养基、合成培养基l（1）所用原料的化学成分明确、稳定；）所用原料的化学成分明确、稳定；l（2）实验重现性好、低泡；）实验重现性好、低泡；l（3）适用于研究菌种基本代谢和过程的物质）适用于研究菌种基本代谢和过程的物质变化；变化；l（4）营养单一，价格昂贵，不适用于大规模）营养单一，价格昂贵，不适用于大规模工业生产。工业生产。l2、天然培养基（天然的动植物产品、天然培养基（天然的动植物产品）l（1）营养丰富，适合于微生物的生长繁殖和）营养丰富，适合于微生物的生长繁殖和目的产物的合成。目的产物的合成。l（2）组成培养基的原料来源丰富，价格低廉，）组成培养基的原料来源丰

11、富，价格低廉，适用于工业生产。适用于工业生产。l（3）组分复杂，不易重复，若对原料质量等）组分复杂，不易重复，若对原料质量等方面不加控制会严重影响生产的稳定性。方面不加控制会严重影响生产的稳定性。LB培养基：培养基：1g酵母粉，酵母粉，0.5g蛋白胨，蛋白胨，1gNaCl，100mLH2O二、按状态分类：固体培养基固体培养基：适用于菌种的培养和保存；：适用于菌种的培养和保存；半固体培养基半固体培养基：（琼脂用量为：（琼脂用量为0.50.8）主要用于鉴定菌种、观察细菌运动特征及主要用于鉴定菌种、观察细菌运动特征及噬菌体的效价测定等噬菌体的效价测定等；液体培养基液体培养基：（水：（水8090），是

12、发酵工），是发酵工业大规模使用的培养基，它有利于氧和物业大规模使用的培养基，它有利于氧和物质的传递。质的传递。三、按用途分类：l1孢子培养基孢子培养基l供菌种繁殖孢子的固体培养基。供菌种繁殖孢子的固体培养基。l能使菌体迅速生长，产生较多优质孢子并不易引能使菌体迅速生长，产生较多优质孢子并不易引起菌种发生变异。起菌种发生变异。l例如：高氏培养基例如：高氏培养基l2种子培养基种子培养基l指一、二级种子罐的培养基和摇瓶培养基。指一、二级种子罐的培养基和摇瓶培养基。l主要含有容易被利用的碳源、氮源、无机盐等，使主要含有容易被利用的碳源、氮源、无机盐等，使孢子很快发芽、生长以及大量繁殖菌丝体，并使菌孢子

13、很快发芽、生长以及大量繁殖菌丝体，并使菌体长得粗壮和使各种有关的初级代谢酶的活力提高。体长得粗壮和使各种有关的初级代谢酶的活力提高。l赤霉素产生菌种子培养基：葡萄糖赤霉素产生菌种子培养基：葡萄糖1.5%,1.5%,糊精糊精1.0%,1.0%,花生粉花生粉1.5%,MgSO1.5%,MgSO4 47H7H2 2O 0.1%,KHO 0.1%,KH2 2POPO4 4 0.1%,0.1%,消泡剂消泡剂0.2%0.2%l3发酵培养基发酵培养基l发酵培养基可供菌种生长、繁殖和合成产物。发酵培养基可供菌种生长、繁殖和合成产物。l发酵培养基的组成除有菌体生长所必需的元素和化发酵培养基的组成除有菌体生长所必

14、需的元素和化合物外，还要有产物所需的特定元素、前体和促进合物外，还要有产物所需的特定元素、前体和促进剂等。剂等。l玉米淀粉玉米淀粉7.0，饴糖，饴糖2.5，豆饼粉，豆饼粉0.3，花生粉，花生粉1.0，MgSO47H2O0.07，KH2PO40.14，消沫剂消沫剂0.05，-淀粉酶淀粉酶0.05第三节第三节 影响培养基质量的因素影响培养基质量的因素 l一、原材料质量的影响：一、原材料质量的影响：l玉米浆、黄豆粉、花生饼粉、蛋白胨、淀粉、玉米浆、黄豆粉、花生饼粉、蛋白胨、淀粉、糊精糊精l品种、产地、加工方法、储藏条件品种、产地、加工方法、储藏条件l二、二、水质的影响水质的影响l地质（地区）（地貌）

15、、季节、处理方法（漂白地质（地区）（地貌）、季节、处理方法（漂白粉、沉淀剂、消毒剂）和环境粉、沉淀剂、消毒剂）和环境l水源质量的主要考虑参数包括水源质量的主要考虑参数包括pH、溶解氧、可溶、溶解氧、可溶性固体、污染程度以及矿物质组成和含量。性固体、污染程度以及矿物质组成和含量。三、三、灭菌操作灭菌操作l灭菌操作不当不仅会减少培养基中有效的营养成灭菌操作不当不仅会减少培养基中有效的营养成分，还会产生一些有毒物质，给发酵带来不利的分，还会产生一些有毒物质，给发酵带来不利的影响。影响。l蛋白质在高温下变性，维生素在高温下失活蛋白质在高温下变性，维生素在高温下失活l葡萄糖与含氨基的物质反应形成葡萄糖与

16、含氨基的物质反应形成5-羟甲基糖醛和羟甲基糖醛和棕色的类黑精（焦化），对微生物有一定的毒性棕色的类黑精（焦化），对微生物有一定的毒性四、四、培养基粘度的影响培养基粘度的影响l粘度是培养基物性的重要指标之一，它直接影响粘度是培养基物性的重要指标之一，它直接影响氧的传递、营养成分、无机盐、生长因子等的扩氧的传递、营养成分、无机盐、生长因子等的扩散，从而影响细胞的呼吸、营养成分的吸收，最散，从而影响细胞的呼吸、营养成分的吸收，最终导致影响目标产物的形成。终导致影响目标产物的形成。l“稀配方稀配方”：（：（1）中间补料）中间补料；（2）精料发酵、基础原料液体化；）精料发酵、基础原料液体化；（3）补加无

17、菌水）补加无菌水第四节第四节 培养基配置的原则培养基配置的原则 l一、碳氮源种类的确定原则一、碳氮源种类的确定原则l快速利用碳氮源、慢速利用碳氮源的种类、配快速利用碳氮源、慢速利用碳氮源的种类、配比要满足不同微生物，不同生长阶段和生产阶比要满足不同微生物，不同生长阶段和生产阶段的需要。段的需要。l例：顶头孢霉（头孢菌素例：顶头孢霉（头孢菌素c），葡萄糖有利于），葡萄糖有利于菌体生长，而半乳糖对抗生素生产有利。菌体生长，而半乳糖对抗生素生产有利。二、二、碳氮源比例的确定原则碳氮源比例的确定原则l1、氮源过多，会使菌体生长过于旺盛，、氮源过多，会使菌体生长过于旺盛，pH偏高，偏高，不利于代谢产物的

18、积累；氮源不足，则菌体繁殖不利于代谢产物的积累；氮源不足，则菌体繁殖量少，从而影响产量。量少，从而影响产量。l2、碳源过多，则容易形成较低的、碳源过多，则容易形成较低的pH；若碳源不；若碳源不足，则易引起菌体衰老和自溶。足，则易引起菌体衰老和自溶。l3、碳氮比不当还会影响菌体按比例地吸收营养物、碳氮比不当还会影响菌体按比例地吸收营养物质，直接影响菌体的生长和产物的形成。质，直接影响菌体的生长和产物的形成。l4、C/N比等应与环境因素结合考虑。比等应与环境因素结合考虑。三、三、培养基配置与培养基配置与pH之关系原则之关系原则l酸性抗生素发酵环境一般呈酸性（酸性抗生素发酵环境一般呈酸性（pH=7）

19、。）。l配置培养基时，生理酸碱性原料应合理搭配。配置培养基时，生理酸碱性原料应合理搭配。四、四、保证源副材料质量的稳定性原则保证源副材料质量的稳定性原则l培养基中各组分质量的稳定性是获得连续、高培养基中各组分质量的稳定性是获得连续、高产的关键。产的关键。l定点采购、定点加工、稳定加工工艺、恒定的定点采购、定点加工、稳定加工工艺、恒定的贮存条件、预试验。贮存条件、预试验。第五章第五章 思考题思考题l1、培养基在抗生素发酵中的作用如何？、培养基在抗生素发酵中的作用如何？l2、培养基的种类及其特点是什么？、培养基的种类及其特点是什么？l3、培养基的成分及其在抗生素发酵中的功用是什么？、培养基的成分及

20、其在抗生素发酵中的功用是什么？l4、影响培养基质量的因素有哪些？、影响培养基质量的因素有哪些？l5、培养基配制的原则？、培养基配制的原则？第六章第六章灭菌及染菌防治灭菌及染菌防治 l染菌对抗生素生产过程的危害：染菌对抗生素生产过程的危害：l（1）消耗培养基的营养成分；）消耗培养基的营养成分；l（2）使培养条件如溶氧、粘度发生变化；）使培养条件如溶氧、粘度发生变化；l（3）有的杂菌会分泌一些对抗生素产生菌有毒或）有的杂菌会分泌一些对抗生素产生菌有毒或能使抗生素降解失活的物质，从而造成抗生素产量能使抗生素降解失活的物质，从而造成抗生素产量大幅度下降；大幅度下降；l（4）影响后道工序的正常生产、影响

21、产品外观及）影响后道工序的正常生产、影响产品外观及内在质量；内在质量；l（5）如果污染了噬菌体，不仅引起产生菌自溶，）如果污染了噬菌体，不仅引起产生菌自溶，而且还会迅速大面积蔓延，严重威胁抗生素的生产。而且还会迅速大面积蔓延，严重威胁抗生素的生产。第一节第一节 灭菌的理论和技术灭菌的理论和技术l灭菌是指用化学或物理的方法杀灭或去除物料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有机体的过程。及设备中所有生命有机体的过程。l一、物理灭菌一、物理灭菌l射线灭菌射线灭菌l热灭菌（湿热和干热）热灭菌（湿热和干热）l过滤除菌过滤除菌l（一）射线灭菌（一）射线灭菌l1、方法：、方法：通常用紫外

22、线、高能量的电磁波或粒子通常用紫外线、高能量的电磁波或粒子辐射灭菌。其中以紫外线最常用。辐射灭菌。其中以紫外线最常用。l2、原理：紫外线的作用光谱与细菌体内核酸的吸、原理：紫外线的作用光谱与细菌体内核酸的吸收光谱相一致，收光谱相一致，DNA链上核苷酸的碱基因此具有链上核苷酸的碱基因此具有强烈的吸收紫外线的能力，引起强烈的吸收紫外线的能力，引起DNA结构形式的结构形式的变化而导致死亡。变化而导致死亡。l3、特点：紫外线对芽孢和营养细胞都能起作用，、特点：紫外线对芽孢和营养细胞都能起作用，但其穿透力极低，只能用于表面灭菌。对真菌孢子但其穿透力极低，只能用于表面灭菌。对真菌孢子的杀灭能力不大。主要用

23、来进行一定空间内空气的的杀灭能力不大。主要用来进行一定空间内空气的灭菌（如无菌室等）。灭菌（如无菌室等）。l（二）干热灭菌（二）干热灭菌l1、方法：包括火焰灭菌和热空气灭菌，常用的、方法：包括火焰灭菌和热空气灭菌，常用的干热空气灭菌是利用电热或者红外线在一定设备干热空气灭菌是利用电热或者红外线在一定设备内对各种用具物品进行杀菌。生产上常用的干热内对各种用具物品进行杀菌。生产上常用的干热灭菌的条件是灭菌的条件是160，时间，时间12h。l2、原理：高温时微生物各种与温度有关的氧化、原理：高温时微生物各种与温度有关的氧化过程速率增快。过程速率增快。l3、特点：时间长、耗热量大，应用不广。一般、特点

24、：时间长、耗热量大，应用不广。一般用于灭菌后要求保持干燥状态的物料。用于灭菌后要求保持干燥状态的物料。l（三）湿热灭菌（三）湿热灭菌l1、方法：、方法：直接用加压湿蒸汽进行物料或设备容器直接用加压湿蒸汽进行物料或设备容器的灭菌。用蒸汽将物料升温到的灭菌。用蒸汽将物料升温到115140保持一定保持一定时间，可杀死各种微生物。常用的灭菌条件是时间，可杀死各种微生物。常用的灭菌条件是120，2030min。l2、原理：在高温及有水分存在的条件下，微生物、原理：在高温及有水分存在的条件下，微生物细胞中的蛋白质极易凝固而引起微生物的死亡。细胞中的蛋白质极易凝固而引起微生物的死亡。l3、特点：经济，快速，

25、适用于大量培养基及发酵、特点：经济，快速，适用于大量培养基及发酵设备的灭菌。设备的灭菌。l（四）介质过滤除菌（四）介质过滤除菌l对培养液中某此不耐热的成分可采用过滤除菌法。对培养液中某此不耐热的成分可采用过滤除菌法。l发酵过程中所用的大量无菌空气也是用过滤除菌发酵过程中所用的大量无菌空气也是用过滤除菌法。法。二、化学灭菌二、化学灭菌l1、定义：化学药剂灭菌是通过药剂与微生物细胞接触、定义：化学药剂灭菌是通过药剂与微生物细胞接触而发生诸如蛋白质变性等作用而达到杀灭微生物的目而发生诸如蛋白质变性等作用而达到杀灭微生物的目的。的。l2、灭菌用化学药剂必须具备以下四个条件：、灭菌用化学药剂必须具备以下

26、四个条件：l（1）杀菌谱广。有效浓度低且杀灭微生物的速度快。）杀菌谱广。有效浓度低且杀灭微生物的速度快。l（2）性质稳定，易溶于水且可在常温下使用。）性质稳定，易溶于水且可在常温下使用。l（3）基本上不受有机物、酸、碱和其他物理化学因素）基本上不受有机物、酸、碱和其他物理化学因素的影响。的影响。l（4）无腐蚀性，无毒或低毒，使用安全。）无腐蚀性，无毒或低毒，使用安全。l3、常用的化学药剂：乙醇、甲醛、苯扎溴铵、常用的化学药剂：乙醇、甲醛、苯扎溴铵（新洁尔灭）、戊二醛、环氧乙烷、漂白粉和（新洁尔灭）、戊二醛、环氧乙烷、漂白粉和苯酚（石炭酸）等。苯酚（石炭酸）等。l4、用途：化学灭菌主要用来进行皮

27、肤表面、用途：化学灭菌主要用来进行皮肤表面、器具及无菌区域的灭菌，很少用于培养基的灭器具及无菌区域的灭菌，很少用于培养基的灭菌。菌。第二节第二节 培养基及有关设备的灭菌培养基及有关设备的灭菌 l一、实罐灭菌一、实罐灭菌l分批灭菌是将配制好的培养基投入发酵罐中，分批灭菌是将配制好的培养基投入发酵罐中，经过间接蒸汽预热后，直接通入饱和蒸汽使培养经过间接蒸汽预热后，直接通入饱和蒸汽使培养基和设备一起灭菌。基和设备一起灭菌。l流程：流程：l培养基预热培养基预热培养基灭菌培养基灭菌冷却冷却l注意事项：注意事项：l1培养基预热：培养基预热：8090。避免产生冷凝水造。避免产生冷凝水造成培养基稀释。成培养基

28、稀释。l2培养基灭菌：培养基灭菌：120130，保温，保温30min。各。各路蒸汽进口要畅通，防止逆流，罐内液体翻动要路蒸汽进口要畅通，防止逆流，罐内液体翻动要剧烈，以使罐内物料达到均一的灭菌温度。排汽剧烈，以使罐内物料达到均一的灭菌温度。排汽量不宜过大，以节约蒸汽用量。量不宜过大，以节约蒸汽用量。l3冷却：灭菌将要结束时，应立即引入无菌空气冷却：灭菌将要结束时，应立即引入无菌空气以保持罐压，然后开夹套或蛇管冷却水冷却，避以保持罐压，然后开夹套或蛇管冷却水冷却，避免罐压迅速下降，产生负压而抽吸外界空气。免罐压迅速下降，产生负压而抽吸外界空气。（一）实罐灭菌优点：不需要专门的灭菌设备，投资优点：

29、不需要专门的灭菌设备，投资少，操作简单，灭菌效果可靠。少，操作简单，灭菌效果可靠。缺点：设备利用率较低；灭菌过程需缺点：设备利用率较低；灭菌过程需要时间较长，培养基营养成分破坏较多。要时间较长，培养基营养成分破坏较多。该法多用于中小型发酵罐和种子罐的该法多用于中小型发酵罐和种子罐的灭菌。灭菌。二、二、空罐灭菌空罐灭菌l空罐灭菌是指将饱和蒸汽通入未加培养基的发酵空罐灭菌是指将饱和蒸汽通入未加培养基的发酵罐或种子罐内，进行罐体湿热灭菌的过程。罐或种子罐内，进行罐体湿热灭菌的过程。l空罐灭菌一般维持罐压空罐灭菌一般维持罐压1.51052.0105Pa，罐，罐温温125130，3045min，直接蒸汽

30、法。，直接蒸汽法。l灭菌后为避免罐压急速下降造成负压，要等到经灭菌后为避免罐压急速下降造成负压，要等到经过灭菌的无菌培养基输入罐内后，才可以开冷却过灭菌的无菌培养基输入罐内后，才可以开冷却水冷却。水冷却。（二）空罐灭菌（二）空罐灭菌优点：罐内死角少，蒸汽传热效率高，优点：罐内死角少，蒸汽传热效率高，灭菌效果好。灭菌效果好。适用范围：没有使用的发酵罐、染菌适用范围：没有使用的发酵罐、染菌罐、发酵罐更换菌种、培养基连续灭菌工艺、罐、发酵罐更换菌种、培养基连续灭菌工艺、发酵罐及附属设备。发酵罐及附属设备。三、三、连续灭菌连续灭菌l培养基在发酵罐外，通过专用灭菌装置，连续不断培养基在发酵罐外，通过专用

31、灭菌装置，连续不断加热，维持保温和冷却后，送入已灭菌的发酵罐内加热，维持保温和冷却后，送入已灭菌的发酵罐内的工艺过程，又称连消。的工艺过程，又称连消。l流程：流程：培养基预热培养基预热连续灭菌连续灭菌维持灭菌温度维持灭菌温度冷却冷却发酵罐发酵罐l注意事项：注意事项：l1培养基预热：培养基预热：60一一75，避免连续灭菌时由于，避免连续灭菌时由于料液与蒸汽温度相差过大而产生水汽撞击声。料液与蒸汽温度相差过大而产生水汽撞击声。l2连续灭菌：连续灭菌的温度一般以连续灭菌：连续灭菌的温度一般以126一一132为宜。为宜。l3维持灭菌温度：利用维持罐使料液在灭菌温度维持灭菌温度：利用维持罐使料液在灭菌温

32、度下保持下保持57min，以达到灭菌的目的。，以达到灭菌的目的。l4冷却：采用冷水喷淋时，喷淋前冷却管内应充冷却：采用冷水喷淋时，喷淋前冷却管内应充满填料。满填料。l特点：特点：l（1）连续灭菌的时间短、温度较高。培养基受）连续灭菌的时间短、温度较高。培养基受到的破坏较少，故质量较好。连续灭菌时蒸汽到的破坏较少，故质量较好。连续灭菌时蒸汽负荷均衡一致。负荷均衡一致。l（2）不足之处是所需设备较多，操作较麻烦，）不足之处是所需设备较多，操作较麻烦，染菌的机会也相应增多。染菌的机会也相应增多。四、发酵附属设备及管路的灭菌四、发酵附属设备及管路的灭菌发酵附属设备有总空气过滤器、管道、计量罐、发酵附属

33、设备有总空气过滤器、管道、计量罐、补料罐等。补料罐等。空罐灭菌使罐内蒸汽压力达到空罐灭菌使罐内蒸汽压力达到1.5105Pa，保温，保温45min。补料罐的实罐灭菌条件应视物料性质而定。补料罐的实罐灭菌条件应视物料性质而定。第三节第三节 空气过滤除菌空气过滤除菌抗生素产生菌一般都是好氧菌抗生素产生菌一般都是好氧菌,所以发酵过程所以发酵过程中必须通入无菌空气来满足产生菌生理上的中必须通入无菌空气来满足产生菌生理上的需要。如果空气除菌不当或除菌设备失效需要。如果空气除菌不当或除菌设备失效,就就会引起大面积染菌会引起大面积染菌,造成极大的损失。因此造成极大的损失。因此,空空气除菌是抗生素发酵生产极其重

34、要的一环。气除菌是抗生素发酵生产极其重要的一环。第三节第三节 空气过滤除菌空气过滤除菌l一、介质除菌的机制一、介质除菌的机制l1沉降作用沉降作用l2截留作用截留作用l3惯性碰撞惯性碰撞l4扩散现象扩散现象l5静电吸附静电吸附二、空气过滤介质二、空气过滤介质l1、要求：能耐高温、高压，不易被油水污染。、要求：能耐高温、高压，不易被油水污染。且成本低、易更换。且成本低、易更换。l2、常用的空气过滤介质：棉花、活性炭、玻、常用的空气过滤介质：棉花、活性炭、玻璃棉、超细玻璃纤维纸、石棉滤板等。璃棉、超细玻璃纤维纸、石棉滤板等。l3、新型过滤介质：膜过滤器。、新型过滤介质：膜过滤器。l折叠式膜过滤器：设

35、备体积小，过滤效率高，折叠式膜过滤器：设备体积小，过滤效率高，操作、维修、更换方便，效果较好。其滤膜采操作、维修、更换方便，效果较好。其滤膜采用进口聚四氟乙烯膜用进口聚四氟乙烯膜,滤膜孔径小，截留能力强；滤膜孔径小，截留能力强；孔隙率高，流速快，流量大孔隙率高，流速快，流量大;滤膜吸附性小；气滤膜吸附性小；气体过滤精度能体过滤精度能100%滤除滤除0.02以上微粒以上微粒(包包括括0.020.45的细菌和的细菌和0.04的噬的噬菌体菌体)。三、空气过滤除菌的工艺过程三、空气过滤除菌的工艺过程l主要目的：主要目的：l1、提高压缩前空气的质量、提高压缩前空气的质量l2、去除压缩空气中所带的油和水、

36、去除压缩空气中所带的油和水l3、获得无菌空气、获得无菌空气第四节第四节 发酵染菌的原因及防治发酵染菌的原因及防治l一、种子带菌一、种子带菌l接种瓶中剩余的少量种子液继续进行培养，以接种瓶中剩余的少量种子液继续进行培养，以观察判定是否为种子带菌。观察判定是否为种子带菌。l制备种子时对沙土管、冷冻管、斜面及摇瓶进制备种子时对沙土管、冷冻管、斜面及摇瓶进行严格控制。行严格控制。二、设备及附件渗漏二、设备及附件渗漏l1、化学腐蚀、化学腐蚀l使用耐腐蚀材料、防腐涂料等降低或防止化学使用耐腐蚀材料、防腐涂料等降低或防止化学腐蚀。腐蚀。l2、电化学腐蚀、电化学腐蚀l还没有可以防止的方法。还没有可以防止的方法

37、。l3、磨损、磨损l研磨培养基中的固体成分，定期检查设备。研磨培养基中的固体成分，定期检查设备。三、培养基灭菌不彻底l1、蒸汽压力不足或蒸汽量不足以及灭菌时间、蒸汽压力不足或蒸汽量不足以及灭菌时间不够；不够；l2、灭菌时培养基产生大量泡沫或发酵罐内有、灭菌时培养基产生大量泡沫或发酵罐内有污垢堆积以及培养基中有不溶解的固体颗粒；污垢堆积以及培养基中有不溶解的固体颗粒；l3、设备制作或安装不合理，存在着蒸汽不易、设备制作或安装不合理，存在着蒸汽不易到达的部位，造成到达的部位，造成“死角死角”。四、空气系统四、空气系统l1、油掺入空气和列管式冷却器穿孔。、油掺入空气和列管式冷却器穿孔。l可采用无润滑

38、油活塞式空气压缩机和定期检查列管可采用无润滑油活塞式空气压缩机和定期检查列管式冷却器来解决。式冷却器来解决。l2、空气过滤器过滤介质松动、过滤介质老化、操、空气过滤器过滤介质松动、过滤介质老化、操作不当使过滤介质受潮、灭菌时被冷凝水润湿等。作不当使过滤介质受潮、灭菌时被冷凝水润湿等。l可通过严格按操作规程操作，定期更换过滤介质和可通过严格按操作规程操作，定期更换过滤介质和检修过滤器加以解决。检修过滤器加以解决。五、噬菌体污染l噬菌体污染会出现的现象：噬菌体污染会出现的现象：l发酵液突然转稀，泡沫增多，在较短时间内菌体大量发酵液突然转稀，泡沫增多，在较短时间内菌体大量自溶，平皿培养出现典型的噬菌斑，溶氧浓度回升提自溶，平皿培养出现典型的噬菌斑，溶氧浓度回升提前，营养成分很少消耗，产物合成停止等。前，营养成分很少消耗，产物合成停止等。