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滅菌是指利用物理或化學(xué)法殺或除去物料及設(shè)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(xué)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?；瘜W(xué)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(xué)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(gòu)，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(yīng)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(yīng)液的pH值，使反應(yīng)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(xué)物質(zhì)滅菌
原理：藥物與微生物細胞中的成分反應(yīng)，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(xué)反應(yīng)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(xué)鍵，使酶失活，微生物因代謝障礙而死亡。水煮常壓滅菌：100℃?；蝻柡驼羝麥缇阂话?21℃，30分鐘。適合培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)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(shè)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(biāo)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(shè)備一般采用蒸汽滅菌，如設(shè)備十分耐壓，則可采用較高的溫度，但必須注意設(shè)備內(nèi)部的凹處及露出的小配管等蒸汽不能到達的部位。
