重點：工業(yè)發(fā)酵染菌的危害；染菌對不同品種發(fā)酵的影響；感染不同種類和性質(zhì)的雜菌對發(fā)酵的影響；不同染菌時間對發(fā)酵的影響；染菌程度對發(fā)酵的影響；染菌對產(chǎn)物提取和產(chǎn)品質(zhì)量的影響；染菌的檢查與判斷；發(fā)酵染菌率和染菌原因分析；雜菌污染途徑及預(yù)防；

難點：染菌的檢查與判斷；發(fā)酵染菌率和染菌原因分析；

第一節(jié)  工業(yè)發(fā)酵染菌的危害

一、染菌對不同品種發(fā)酵的影響

二、感染不同種類和性質(zhì)的雜菌對發(fā)酵的影響

三、不同污染時間對發(fā)酵的影響

四、染菌程度對發(fā)酵的影響

五、染菌對產(chǎn)物和產(chǎn)品質(zhì)量的影響

第二節(jié)  染菌的檢查、原因分析和防止措施

一、染菌的檢查與判斷

1.鏡檢：染色（革氏、芽孢、鞭毛等）

2.培養(yǎng)：平板、斜面

3.肉湯培養(yǎng)方法：

用這些方法沒有發(fā)現(xiàn)染菌并不能肯定未被污染，還應(yīng)結(jié)合其他異?，F(xiàn)象來判斷，如溶氧水平、ph值等。

二、發(fā)酵染菌率和染菌原因分析

1.發(fā)酵染菌率：一年內(nèi)染菌批數(shù)占總的投料批數(shù)的百分率；

2.染菌分析：

三、雜菌污染途徑及預(yù)防

1.種子帶菌及防止；

2.無菌空氣帶菌及防止；

3.培養(yǎng)基和設(shè)備滅菌不徹底導(dǎo)致的染菌及防止；

4.設(shè)備滲漏引起的染菌及防止；

5.操作不規(guī)范引起的染菌

第十四章  培養(yǎng)基與設(shè)備滅菌

重點：消毒與滅菌的區(qū)別；滅菌方法；加熱滅菌的原理；影響培養(yǎng)基滅菌的其他因素；培養(yǎng)基滅菌時間計算；分批滅菌和連續(xù)滅菌比較；

難點：培養(yǎng)基滅菌時間計算；

第一節(jié)  消毒與滅菌的意義和方法

一、消毒與滅菌的區(qū)別

二、消毒與滅菌在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用

三、滅菌方法：干熱滅菌、濕熱滅菌、物理滅菌（射線、微波等）、化學(xué)滅菌（各種化學(xué)藥品）；

第二節(jié)  培養(yǎng)基和設(shè)備滅菌

一、加熱滅菌的原理

1.微生物的熱阻：微生物對熱的抵抗力；

2.微生物的熱致死動力學(xué)：對數(shù)殘留方程。

菌體是一個復(fù)雜的高分子體系，其受熱被殺死，主要的原因是高溫能使蛋白質(zhì)變性，這種反應(yīng)屬于單分子反應(yīng)（一級反應(yīng)），因此，雜菌在一定溫度下受熱死亡的過程可用單分子反應(yīng)歷程加以描述。用n表示活菌個數(shù)，則活菌的減少率（死亡率）： 與n呈線性關(guān)系，即：

式中，k是反應(yīng)速度常數(shù)，對滅菌來講，是活菌的比熱致死速率常數(shù)，單位是min-1 ，其值與菌的種類和加熱溫度有關(guān)，需通過實驗才能測定。

在恒定溫度下，將上式積分，邊界條件 θ0 = 0 ，n = n0 ；

（θo =0 → θ = θ ；n = n0 → n = n）

式中，θ 滅菌時間（s）；nθ 滅菌開始時，培養(yǎng)基中雜菌個數(shù)（個/ml）；n 經(jīng)過滅菌時間θ后，殘存的活菌數(shù)（個）。

在滅菌操作中，為達到一定的滅菌要求，即  為某值，如10-16 。則所需滅菌時間即可求出，由  。該式叫做對數(shù)殘留公式。

若要求滅菌后無菌，即n = 0 ，則從公式可以看出滅菌時間將等于無窮大。在生產(chǎn)上，通常取n = 10-3 個/罐 為計算標準，即微生物污染降低到處理1000罐中只殘留1個活微生物的程度，此數(shù)已能滿足生產(chǎn)的要求，這樣對于不同n0的培養(yǎng)基，其滅菌時間不同，即θ = θ（n0）。根據(jù)  ，在給定的溫度條件下，θ與 呈直線關(guān)系，其斜率為  ；當(dāng)n0給定后，θ決定于k ；

3.熱致死反應(yīng)的速度常數(shù)k

k是表達微生物耐熱性的特征常數(shù)，k除了決定于菌體的種類及存在形式外，還是溫度的函數(shù)（與普通化學(xué)反應(yīng)一樣），因此滅菌溫度的選擇是滅菌操作的核心。

4.滅菌溫度的選擇

溫度對化學(xué)反應(yīng)的影響特別顯著，主要是影響速度常數(shù)。1889年arrhenius總結(jié)了大量實驗事實，總結(jié)出反應(yīng)速度常數(shù)與溫度之間的定量關(guān)系式如下：

式中 δe為菌體死滅反應(yīng)的活化能（j/mol），它是菌體死滅反應(yīng)的特征常數(shù)，所以，不同菌其熱死滅反應(yīng)的δe不同。δe可通過實驗求得：由 兩邊取對數(shù)  ，表明 與 之間呈直線關(guān)系，其斜率為  。在不同t時做滅菌實驗，求得相應(yīng)的k值，即可求出δe 。

δe不是決定k值的唯一因素，而是同t一起決定k值，即k = k（δe，t ）。為了尋求k的變化與δe及t之間的關(guān)系，將 兩邊對t求導(dǎo)

； 表示 對t的變化率，即。其值與δe成正相關(guān)，即δe愈高，變化率愈大，亦即t的變化對k的影響愈大。這是一個非常重要的結(jié)論。在生產(chǎn)上，可利用菌體死滅與營養(yǎng)成分被破壞的δe之差，來作為工藝選取的依據(jù)。通常，菌體死滅的δe約在200～400kj/mol；而維生素被破壞的δe約在8～100 kj/mol，滅菌中，溫度升高，菌體死滅速率的增加遠大于營養(yǎng)成分被破壞的增加，這就是高溫短時間滅菌的依據(jù)。

二、影響培養(yǎng)基滅菌的其他因素

培養(yǎng)基成分、ph值、培養(yǎng)基中的顆粒、泡沫；

三、培養(yǎng)基滅菌時間的計算

p226、例14-1

四、分批滅菌與連續(xù)滅菌比較

連續(xù)滅菌的優(yōu)勢：

①可以采用高溫短時滅菌；

②發(fā)酵罐利用率高；

③蒸汽負荷均衡；

④熱效率高；

⑤可采用自動控制，降低勞動強度；

五、培養(yǎng)基與設(shè)備、管道滅菌條件

第十五章  空氣除菌

重點：空氣除菌方法；空氣預(yù)處理流程；

第一節(jié)  空氣中的微生物與除菌方法

一、空氣中的微生物

含量、種類隨空氣狀況而異；

就種類而言，通常細菌芽孢、霉菌孢子居多；空氣中的微生物一般附著在塵埃、霧滴上；

二、空氣除菌方法

1.加熱滅菌：采用加熱手段（電、蒸汽、空壓機）將空氣加熱到滅菌溫度進行滅菌。

2.靜電電除塵：被電離的空氣離子在向電極快速移動過程中撞擊上空氣中的塵埃、菌體后，使菌體、塵埃移向電極，Zui終沉降吸附在電極上，以達到除塵除菌的目的。

3.介質(zhì)過濾除塵、除菌

實際使用時根據(jù)具體發(fā)酵選用除菌方式，一般常用過濾除菌的方法。

三、典型除塵、除菌流程

空氣與水蒸氣的混合物稱為濕空氣，完全不含水蒸氣的空氣稱為干空氣。自然界中的空氣或多或少地含有若干水蒸氣，因此都是濕空氣。

經(jīng)壓縮冷卻后的濕空氣一般要析出過飽和的水分，另外還有從壓縮機中帶出的油霧雜質(zhì)，如將之直接通入過濾器，空氣中含有的油及水滴將污染過濾器中的介質(zhì)。使過濾器很快失效或影響過濾效率。所以壓縮空氣在進入過濾器之前，必須進行減濕除油處理。即要有一系列冷卻、分離、加熱的設(shè)備來保證空氣的相對濕度在50～60％的條件下過濾。

一般流程如下：高空采風(fēng)→無油潤滑空氣壓縮→貯罐→冷卻→一次過濾→二次過濾→進入發(fā)酵罐

第二節(jié)  介質(zhì)過濾除菌

過濾（φ：0.1～0.5μm）

介質(zhì)過濾：以纖維、顆粒狀介質(zhì)為過濾層（介質(zhì)層厚）；以超細玻璃纖維等作為過濾介質(zhì)（介質(zhì)層?。?/p>

一、過濾

1.過濾機理：

菌體、塵埃隨氣流穿過介質(zhì)層時，與介質(zhì)纖維發(fā)生撞擊、靜電吸附等作用而被捕集截留，從而達到除塵、除菌的目的；其機理中包括以下幾種作用：慣性撞擊、阻截、布朗擴散、重力沉降、靜電吸附；微粒重量很小，可以忽略，對于靜電吸附，目前的數(shù)據(jù)還不足以說明其規(guī)律性，因此在考慮捕集效率時，通常將重量、靜電因素排除，不予考慮。

2.過濾效率

此處就過濾效率進行定性分析（對數(shù)穿透定律）

過濾效率就是濾層所濾去的微粒數(shù)與原來微粒數(shù)的比值，它是衡量過濾設(shè)備過濾能力的指標。

穿透率（p）為：

過濾效率：

：過濾前空氣中的微粒數(shù)； ：過濾后空氣中的微粒數(shù)； ：穿透率；

研究空氣過濾規(guī)律時，先排除一些復(fù)雜的因素。假設(shè)：①過濾器中的過濾介質(zhì)每一纖維所處的空氣流態(tài)并不因其他纖維的存在而受影響；②過濾器的過濾效率與空氣中的微粒濃度無關(guān)；③空氣中的微粒在濾層中的遞減均勻，即每一層纖維薄層除去同樣百分率的菌體。在這樣的條件下，空氣通過單位濾層后，微粒濃度下降與進入濾層的微粒濃度成正比。

：過濾前空氣中的微粒數(shù)；

將上式變形后積分：

或

這就是對數(shù)穿透定律，表示進入濾層的微粒數(shù)與穿透濾層的微粒數(shù)之比的對數(shù)是濾層厚度的函數(shù)，常數(shù)k的值與空氣流速、纖維充填密度和直徑、空氣中微粒大小等因素有關(guān)。

3.影響介質(zhì)過濾效率的因素

介質(zhì)厚度；介質(zhì)密度；空氣流速；