表4-4 常用化学灭菌剂

68 发系酵系核夏术

吸收小于30mm的繁外线、石英玻能吸收小干200nm的紫外线。因此，它主要用于空人和物休表面消毒，特制的紫外灯装置也可用于水的消毒,

蓄外线对眼，皮肤有相伤、照射过程中产生的臭氧对眼、鼻腔有刺激，臭氧过多时使人具晕、胸闷、南压下降、

(三)化学药品灭菌法

化学天菌法多采用湿氧化剂，如过氧化氢、过氧乙酸、环氧乙烷，卤素等进行灭菌。要是依靠强氧化剂的氧化能力与细胞酶蛋白中的一SH结合转化为-S-S-,破坏蛋自质的分子结构、干扰细菌酶系统的代谢，使其失去活性，使用化学灭菌会对容器和包材以及设备产生一定量的残留污染，必须采取严格的措施控制残留，以保障最终产品的安全性。常用的化学灭菌剂如表4-4所示。

表4-4 常用化学灭菌剂

类折 买菌剂 常用浓度 应用范围

乙醇 70% 皮肤消毒

乳酸 0.33-1mol/L 空气喷雾消毒

酷酸 3~5ml/m' 熏蒸空气消毒

石灰水 1%-3%(m/V) 厕所、厂房灭菌

石黄酸 5%(m/V) 空气喷雾消毒

来苏儿 3%~5%(m/V) 皮肤消毒

福尔马林 10% 接种箱、厂房灭菌

高锰酸钾 0.1%-3%(m/V) 器具灭菌

氧化剂 氧气 3% 自来水灭菌

漂白粉 1%~5%(m/V) 清洗培养室、水消毒

去期剂 新洁尔灭 1:50 皮肤消毒

(四)过滤除菌

过滤除菌法是利用过滤方法阻截微生物以达到除菌的目的。该方法适用于热敏性物质和空气的除菌，工业上常用过滤法大量制备无菌空气，供好氧微生物的液体深层发酵使用。

四、发酵培养基及设备管道灭菌

现代发酵生产以纯种培养为主，这就要求发酵过程中无杂菌污染，而未经灭菌的培养基及发酵设备常含有各种微生物，因而很容易受到杂菌的污染，进而使发酵生产能力下降，生物反应发生异常、产物的提取，分离，纯化困难，严重的会造成生产失败等不良后果。因此,培养基和设备的灭菌是否彻底直接关系到生产的成败。为了保证培养过程的正常进行，

物料等都采用蒸汽灭菌，

防止杂菌污染，对培养基及设备均需灭菌。工业上对培养基、发酵设、管道、阀门、流加

(一)湿热灭菌

灭菌方法有很多，但培养基和设备的灭菌常采用湿热灭菌。

湿热灭菌是指利用饱和蒸汽灭菌的方法。借助蒸汽释放的热能，尤其是饱和蒸汽冷凝时瞬间内释放的大量潜热，可使微生物菌体细胞温度迅速升高，促使蛋白质、酶和核酸分子内

项目四 发酵工业的无菌操作 69

部的化学键(尤其是氢键)受到破坏而引起不可逆变性，造成微生物死亡。

湿热灭菌具有蒸汽穿透力强，潜热大，灭菌效果可靠、彻底，蒸汽来源容易，本身无毒,操作方便、费低，易管理等优点。因此，湿热灭菌常用于大量培养基、设备、管路及阀门的灭菌。

湿热灭菌的同时，培养基因受热营养成分的破坏也很强，因此，在灭菌过程中应选择合适的工艺条件，既保证杂菌能彻底杀灭，又要使营养成分的破坏减少到最低程度，为此，就必须了解培养基在灭菌过程中的温度、时间对微生物死亡和营养成分破坏的关系的问题。

1.灭菌时间

每一种微生物都有其最适生长温度的范围，并存在一个最低值和最高值。在最低温度以下时，微生物处于休眠状态;当高于最高温度时，细胞的蛋白质易发生凝固而变性，导致微生物在短时间内死亡。

杀死微生物的极限温度称为致死温度。在致死温度下，杀死全部微生物所需要的时间称为致死时间。在致死温度以上，温度越高，致死时间越短。一般情况下，微生物营养细胞、芽孢和孢子对热的抵抗力不同，其致死温度和致死时间也有差别。

一般无芽孢的细菌，在60℃下,10min 即可全部杀死。而有芽孢细菌的芽孢能经受较高的温度，在100℃下要经过数分钟甚至数小时才能杀死。某些嗜热菌芽孢能在120℃下耐受20~30min，但这种菌在培养基中出现的概率较低。一般认为灭菌彻底与否是以能否杀死芽孢细菌为标准。

2.灭菌温度

培养基湿热灭菌时，杀灭微生物的同时营养成分也会遭到破坏，例如高压加热的条件下，会使糖液焦化变色、蛋白质变性、维生素活、糖与氨基化合物反应、不饱和醛聚合、一些化合物水解等。培养基湿热灭菌时，微生物死亡和培养基破坏的速率都随温度升高而升高，但微生物死亡速率随温度升高更为显著。所以，可选择合适的灭菌温度和时间，以达到既能灭菌又能减少营养成分破坏的目的。

实践证明，高温短时灭菌要比低温长时间灭菌好。例如，在140℃灭菌0.177min，维生素B1损失率为3.95%;温度升至150℃，灭菌时间缩短为0.025min，维生素B:的损失率可降低至1.0%。此外，灭菌温度的高低、时间的长短会直接影响到培养基的质量，进而影响到培养结果。表4-5列举了灭菌温度、时间与营养成分破坏量的关系。

表4-5 灭菌温度、时间与营养成分破坏量的关系

灭菌温度/℃ 灭菌时间/min 营养成分破坏量/%

1451301501151201101004

0.5

0.081003615

0.0199.367.050.027.0

8.0

2.0

1.0

注:此表引自王方林，胡斌杰，生化工艺，化学工业出版社,2007.

灭菌时选择较高的温度、较短的时间，这样既可达到需要的灭菌程度而又减少了营养物质的损失。发酵工业上，最常用的灭菌条件是121℃、30min。

3.影响灭菌的其他因素

影响灭菌的因素除了灭菌温度和时间、污染杂菌的种类及数量外，还有培养基成分、培