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濕熱滅菌器原理

2016-5-31  閱讀(4977)

濕熱滅菌法比干熱滅菌法更有效。濕熱滅菌是利用熱蒸汽滅菌。在相同溫度下,濕熱的效力比干熱滅菌好的原因是:①熱蒸汽對細(xì)胞成分的破壞作用更強(qiáng)。水分子的存在有助于破壞維持蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的氫鍵和其他相互作用弱鍵,更易使蛋白質(zhì)變性。蛋白質(zhì)含水量與其凝固溫度成反比(表2-1);②熱蒸汽比熱空氣穿透力強(qiáng),能更加有效地殺滅微生物:③蒸汽存在潛熱.當(dāng)氣體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w時(shí)可放出大量熱量,故可迅速提高滅菌物體的溫度。

多數(shù)細(xì)菌和真菌的營養(yǎng)細(xì)胞在60℃左右處理15min后即可殺死,酵母菌和真菌的胞子要耐熱些,要用80℃以上的溫度處理才能殺死,而細(xì)菌的芽胞更耐熱,一般要在120℃下處理15min才能殺死。濕熱滅菌常用的方法有常壓蒸汽滅菌和高壓蒸汽滅菌。

表2-1 蛋白質(zhì)含水量與其凝固溫度的關(guān)系

蛋白質(zhì)含水量/%

蛋白質(zhì)凝固點(diǎn)/℃

50

56

25

74-80

18

80-90

6

145

(一)常壓蒸汽滅菌

    (1)常壓蒸汽滅菌是濕熱滅菌的方法之一,在不能密閉的容器里產(chǎn)生蒸汽進(jìn)行滅菌。在不具備高壓蒸汽滅菌的情況下,常壓蒸汽滅菌是一種常用的滅菌方法。此外,不宜用高壓蒸煮的物質(zhì)如糖液、牛奶、明膠等,可采用常壓蒸汽滅菌。這種滅菌方法所用的滅菌器有阿諾氏(Aruokd)滅菌器或特制的蒸鍋,也可用普通的蒸籠。由于常壓蒸汽的溫度不超過100℃,壓力為常壓,大多數(shù)微生物的營養(yǎng)細(xì)胞能被殺死,但芽胞細(xì)菌卻不能在短時(shí)間內(nèi)死亡,因此必須采取間歇滅菌或持續(xù)滅菌的方法,以殺死芽胞細(xì)菌,達(dá)到*滅菌。

    1)巴氏消毒法  是用于牛奶、啤酒、果酒和醬油等不能進(jìn)行高溫滅菌的液體的一種消毒方法,其主要目的是殺死其中的無芽胞病原菌(如牛奶中的結(jié)核分枝桿菌或沙門氏菌),而又不影響其*風(fēng)味。巴氏消毒法是一種低溫消毒法,具體的處理溫度和時(shí)間各有不同,一般在60-85℃下處理15-30min。具體的方

法可分兩類,*類是較老式的,稱為低溫維持法,例如在63℃下保持30min可進(jìn)行牛奶消毒;另一類是較新式的,稱為高溫快速法,用于牛奶消毒時(shí)只要在85℃下保持5min即可。但是巴氏消毒法不能殺滅引起Q熱的病原體--伯氏考克斯氏體(一種立克次氏體)。

    2)間歇滅菌法  又稱分段滅菌法。適用于不耐熱培養(yǎng)基的滅菌。方法是:將待滅菌的培養(yǎng)基在100℃下蒸煮30-60min,以殺死其中所有微生物的營養(yǎng)細(xì)胞,然后置室溫或20-30℃下保溫過夜,誘導(dǎo)殘留的芽胞萌發(fā),第二天再以同法蒸煮和保溫過夜,如此連續(xù)重復(fù)3天,即可在較低溫度下達(dá)到*滅菌的效果。例如,培養(yǎng)硫細(xì)菌的含硫培養(yǎng)基就應(yīng)用間歇滅菌法滅菌,因?yàn)槠渲械脑亓蚪?jīng)常規(guī)的高壓滅菌(12l℃)后會(huì)發(fā)生熔化,而在100℃的溫度下則呈結(jié)晶狀。

    3)蒸汽持續(xù)滅菌法  微生物制品的土法生產(chǎn)或食用菌菌種制備時(shí)常用這種方法。在容量較大的蒸鍋中進(jìn)行。從蒸汽大量產(chǎn)生開始,繼續(xù)加大火力保持充足蒸汽,待鍋內(nèi)溫度達(dá)到100℃時(shí),持續(xù)加熱3-6h,殺死絕大部分芽胞和全部營養(yǎng)體,達(dá)到滅菌目的。

    以上三種方法通常是在無高壓蒸汽滅菌條件的地方(如農(nóng)村)使用。

    (2)滅菌過程中應(yīng)注意

    1)使用間歇法或持續(xù)法滅菌時(shí)必須在滅菌物里外都達(dá)到100℃后開始計(jì)算滅菌時(shí)間,此時(shí)鍋頂上應(yīng)有大量蒸汽冒出。

    2)為利于蒸汽穿透滅菌物,鍋內(nèi)或蒸籠上堆放物品不宜過滿過擠,應(yīng)留有空隙。固體曲料大量滅菌時(shí),每袋以1.5-2.0kg為宜,料袋在鍋內(nèi)用蓖子分層隔開,不能堆壓在一起。

    3)火大水足才能保證蒸汽足,蒸鍋里應(yīng)先把水加足。一次持續(xù)滅菌時(shí),如鍋內(nèi)盛水量不能維持到底.應(yīng)在蒸鍋側(cè)面安裝加水口,以便在蒸煮過程中添水。添水應(yīng)用開水,以防驟然降溫。

    4)間歇法滅菌時(shí)應(yīng)在每次加熱后,迅速降溫,然后在室溫放置24h,再第二次加熱。如果降溫慢,往往使未殺死的雜菌大量滋長,反面導(dǎo)致滅菌物變質(zhì),特別是固體曲料包裝過大時(shí),靠近中心部分更易發(fā)生這種情況。

    5)從使用效果看,分裝試管、三角瓶或其他容器的培養(yǎng)基,因其體積小,透熱快以用間歇法為佳。固體曲料,因其包裝較大,透熱慢,用間歇法容易滋生雜菌變質(zhì)或者水分蒸發(fā)過多,曲料變得不新鮮,影響培養(yǎng)效果,因此使用一次持續(xù)滅菌法較好。

  (二)高壓蒸汽滅菌

    高壓蒸汽滅菌法是微生物學(xué)研究和教學(xué)中應(yīng)用zui廣、效果的濕熱滅菌方法。

    (1)滅菌原理

    高壓蒸汽滅菌是在密閉的高壓蒸汽滅菌器(鍋)中進(jìn)行的。其原理是:將待滅菌的物體放置在盛有適量水的高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)。把鍋內(nèi)的水加熱煮沸,并把其中原有的冷空氣*驅(qū)盡后將鍋密閉。再繼續(xù)加熱就會(huì)使鍋內(nèi)的蒸汽壓逐漸上升,從而溫度也隨之上升到100℃以上。為達(dá)到良好的滅菌效果,一般要求溫度應(yīng)達(dá)到121℃(壓力為0.1MPa),時(shí)間維持15-30min。也可采用在較低的溫度(115℃,即0.075MPa)下維持35min的方法。此法適合于一切微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)或發(fā)酵工廠中對培養(yǎng)基及多種器材、物品的滅菌。蒸汽壓力與溫度的關(guān)系如表2-2所示。

在使用高壓蒸汽滅菌器進(jìn)行滅菌時(shí),蒸汽滅菌器內(nèi)冷空氣的排除是否*極為重要,因?yàn)榭諝獾呐蛎泬捍笥谒羝呐蛎泬?;所以?dāng)水蒸汽中含有空氣時(shí),壓力表所表示的壓力是水蒸氣壓力和部分空氣壓力的總和,不是水蒸氣的實(shí)際壓力.它所相當(dāng)?shù)臏囟扰c高壓滅菌周內(nèi)的溫度是不一致的。這是因?yàn)樵谕粔毫ο碌膶?shí)際溫度,含空氣的蒸汽低于飽和蒸汽。見表2-3所示。

表2-2 蒸汽壓力與溫度的關(guān)系

蒸汽壓力(表壓)

蒸汽溫度

Kg/cm2

MPa

0.00

0.00

100

212

0.25

0.025

107.0

224

0.50

0.050

112.0

234

0.75

0.075

115.5

240

1.00

0.100

121.0

250

1.50

0.150

128.0

262

2.00

0.200

134.5

274

 

由上表看出:如不將滅菌鍋中的空氣排除干凈,即達(dá)不到滅菌所需的實(shí)際溫度。因此,必須將滅菌器內(nèi)的冷空氣*排除,才能達(dá)到*滅菌的目的。

    在空氣*排除的情況下,一般培養(yǎng)基只需在0.1MPa下滅菌30min即可。但對某些物體較大或蒸汽不易穿透的滅菌物品,如固體曲料、土壤和草炭等,則應(yīng)適當(dāng)延長滅菌時(shí)間,或?qū)⒄羝麎毫ι?.15MPa保持1-2h。

    (2)滅菌設(shè)備

    高壓蒸汽滅菌的主要設(shè)備是高壓蒸汽滅菌鍋,有立式、臥式(圖2-5)及手提式(圖2-6)等不同類型。實(shí)驗(yàn)室中以手提式zui為常用。臥式滅菌鍋常用于大批量物品的滅菌。不同類型的滅菌鍋,雖大小外形各異。但其主要結(jié)構(gòu)基本相同。

表2-3 空氣排除程度與溫度的關(guān)系

壓力表讀數(shù)/Pa

滅菌器內(nèi)溫度/℃

未排除空氣

排除1/3空氣

排除1/2空氣

排除2/3空氣

*排除空氣

35

72

90

94

100

109

70

90

100

105

109

115

105

100

109

112

115

121

140

109

115

118

121

126

175

115

121

124

126

130

210

121

126

128

130

135

 



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