培養基滅菌溫度與時間的選擇

摘要： 用濕熱滅菌方法對培養基滅菌時， 加熱的溫度和時間對微生物死亡和營養成分的破壞均有作用。由於培養基營養成分的破壞和菌體死亡都屬於一級動力學反應，其反應速度常數與溫度的關係皆可用阿累尼烏斯方程式表示；由此公式導出， 當滅菌溫度上升時， 微生物殺死速率的提高要超過培養基成分的破壞速率的增加。所以采用高溫快速滅菌方法， 即可達到殺死培養基中的全部有生命的有機體，又可減少營養成分的破壞 。 

Abstract：When damp heat is used in medium sterilization。heating temperature and time are   both the roles of on the microbial death and the destruction of nutrients．As the nutrient medium  of destruction and the microbial death all pertains to Akinetics，the reaction rate constant with te mperature could be expressed by Arrhenius equation；derived from the formula，when the steriliz ation temperature rises，the increasing microbial kill rate is greater than the increasing destruction   rate of medium components．Therefore，high—temperature fast sterilization method，will not on ly meet the medium to kill all living organisms．but also reduce the destruction of nutrients 

關鍵詞：菌體死亡速率常數； 培養基成分的破壞速率常數；高溫快速滅菌 

Key words：bacterial death rate constant；rate constants of the destruction of culture medium co mposition；rapid high—temperature sterilization 

中圖分類號：Q93—3   文獻標識碼：A   文章編號：1006—431l ( 2010 ) 05—0205—02 

   0 引言

絕大多數工業發酵是需氧的純種發酵，因此，所使用的培養基各種設備和附件以及通入罐內的空氣均須徹底滅菌，這是防止發酵過程染菌、確保正常生產的關鍵。如果發酵中染了茵， 不隻是消耗了營養物質， 更重要的是雜菌能分泌一些或抑製產生菌生長， 或嚴重

改變培養液性質， 或抑製產物生物合成的有毒副作用的物質 ； 或產生某種能破壞所需代謝物的酶類。 輕者影響產量， 重者導致“ 全軍覆沒”。所以工業發酵中雜菌汙染是極大的威脅， 我們就培養基的滅菌原理及方法重點介紹如下。 

1 滅菌方法的選擇

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， 蒸汽滅菌屬於經典式的滅菌方法， 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253．7n m波長的紫外線，由於光源發出的強度所限，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一巰基結合轉化為一SS一 基，破壞蛋白質的分子結構，幹擾細菌酶係統的代謝，使其失去活性。按照分子生物學的觀點， 就是對細胞的DNA進行氧化性損傷，從而抑製細胞的增殖。使用化學滅菌會對

容器和包材以及設備產生一定量的殘留汙染，必須采取嚴格的措施控製殘留，以保障最終產品的安全性。

   利用飽和蒸汽進行滅菌的方法稱為濕熱滅菌法。由於蒸汽具有很強的穿透能力，而且在冷凝時會放出大量的冷凝熱，很容易使蛋白質凝固而殺死各種微生物。從滅菌的效果來看，幹熱滅菌不如濕熱滅菌有效，溫度升高10℃時，滅菌速度常數僅增加2—3倍，而濕熱滅菌對耐熱芽孢的滅菌速度常數增加的倍數可達到8一l0倍，對營養細胞則更高。

   2 濕熱滅菌原理

在發酵工業中，對培養基和發酵設備的滅菌，廣泛使用濕熱滅菌法。工廠裏，蒸汽比較容易獲得， 控製操作條件方便，是一種簡單 而又價廉、有效的滅菌方法。用濕熱滅菌的方法處理培養基，其加熱溫度和受熱時間與滅菌程度和營養成分的破壞都有關係。 營養成分

的破壞將影響菌種的培養和產物的生成， 所以滅菌程度和營養成分的破壞成為滅菌工作中的主要矛盾， 恰當掌握加熱溫度和受熱時間是滅菌工作的關鍵。

   微生物受熱死亡的原因，主要是因高溫使微生物體內的一些重要蛋白質，如酶等，發生凝固、變性，從而導致微生物無法生存而死

   3 滅菌溫度和時間的選擇

當培養基被加熱滅菌時，常會出現這樣的矛盾，在加熱殺死微生物的同時，培養基中的有用成分也會隨之遭到破壞。實驗結果證明，在高壓加熱的情況下，培養基中的氨基酸和維生素極易被破壞如在121℃，僅20 min，就有59％的賴氨酸和精氨酸及其他堿性氨基酸被破壞，蛋氨酸和色氨酸也有相當數量被破壞。因此，選擇一種既能滿足滅菌要求又能減少營養成分破壞的溫度和受熱時間，是研究培養基滅菌質量的重要內容。 

滅菌溫度、 時間與營養成分破壞量的關係

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