利用高溫殺滅微生物(超過最大生長溫度)的方法。加熱滅菌原理:高溫作用於微生物時,首先引起細胞內的生理生化反應速率加快,體內對溫度敏感的物質如蛋白質、核酸等隨著溫度的升高受到不可逆的損傷,最終導致原生質體的改變和細胞內酶結構的破壞,從而使細胞失去生命功能的協調,停止生長發育。在高溫的持續作用下,細胞內原生質凝固,酶結構完全破壞,活性消失,生化反應停止,滲透交換等代謝活動消失,細胞死亡。加熱滅菌可分為幹熱滅菌和濕熱滅菌。
1)幹熱滅菌利用燃燒或幹熱空氣而沒有飽和蒸汽的滅菌方法稱為幹熱滅菌。幹熱滅菌因其使用方便、方法簡單,在生產中被廣泛應用。比如火焰滅菌法:微生物被火焰直接燒死,所以也叫焚燒滅菌法。這種方法徹底、快速,但只適用於金屬接種工具、試管口和汙染物品的處理。熱風滅菌法:即在電熱恒溫幹燥箱中用幹熱風滅菌。
2)濕熱滅菌是壹種通過蒸汽滅菌的方法。濕熱滅菌可分為四種:高壓、常壓、間歇滅菌和巴氏滅菌。
①高壓蒸汽滅菌由於高壓蒸汽穿透力強,溫度比常壓高,可以大大縮短滅菌時間,提高工作效率。另外,蛋白質在濕熱條件下容易變性。在熱蒸汽條件下,20 ~ 30分鐘後,120℃可將細菌孢子全部殺死。如果滅菌物料過大,不易穿透,可將壓力提高至0.152 MPa,延長至1 ~ 2小時。在高壓蒸汽滅菌中,滅菌溫度隨著蒸汽壓力的增加而增加(圖2-6)。
圖2-6高壓蒸汽滅菌器
使用高壓滅菌器時,應將高壓滅菌器內的空氣完全排出,並用飽和蒸汽代替。如果空氣不幹凈,鍋內溫度會低於同壓力下純飽和蒸汽產生的溫度,影響殺菌效果。
該方法適用於各種耐熱物品的滅菌,如壹般培養基、生理鹽水等溶液、玻璃器皿、工作服等。使用的蒸汽壓力和時間應根據待滅菌物品的性質、體積和容器類型來確定。
(2)常壓蒸汽滅菌這是壹種利用自然壓力和蒸汽在100℃下滅菌的方法。它設備簡單,成本低,是目前應用最廣泛的。只要妳造爐子,買1 ~ 2大鍋,用磚和水泥做的,也可以用大鐵桶,木桶等。大小可以自己決定,但不能太大。最好包裝800 ~ 1500瓶。設計常壓鍋時應註意的問題:大小依生產規模而定,最好將鍋的頂部做成拱形,使冷凝水順著鍋內壁流下,不會弄濕棉塞;廚房的箱櫃要有擱板結構,這樣可以分層裝載殺菌;爐子上要安裝溫度計,隨時觀察爐內的溫度變化;因為殺菌時間長,鍋裏的水不夠蒸發,所以要在大容量的爐子裏安裝加水裝置;竈倉的密封度要盡量高,既提高了殺菌效果,又節省了燃料。蘑菇種植者經常在生產中使用小型蒸汽發生器。蒸汽抽出後直接流入底部有木條並用多層塑料布密封的菌袋堆中進行常壓滅菌。這種方法不需要建爐子,簡單省力(圖2-7)。常壓滅菌壹般在水燒開後持續8 ~ 10小時,可悶壹夜。
圖2-7簡單的常壓滅菌方法
(3)常壓間歇蒸汽滅菌法這是壹種用常壓蒸汽反復滅菌的方法。具體方法是將待滅菌的物品放入鍋中,在100℃下處理約1小時,以殺死微生物的營養細胞,並讓其冷卻至30℃左右,此時孢子會萌發,再用同樣的方法加熱三次,以達到滅菌的目的。該方法可用於不耐高溫的藥物、營養物質和特殊培養基的滅菌。
(4)低溫巴氏殺菌,即在60 ~ 70℃下,經過壹定時間殺滅有害微生物的方法。適用於不耐高溫物品的消毒。壹些培養基在高溫下會被破壞。這種方法既能殺死病原微生物的營養體,又能防止培養基的成分受到嚴重破壞。食用菌生產中,培養料的堆積發酵過程就是利用這壹原理殺滅病、蟲、雜菌。
(2)過濾滅菌法
分為液體過濾和空氣過濾兩種,即通過機械方法設計出過濾孔小於細菌的篩子,制成各種過濾器。通過機械過濾,只有液體培養基或空氣流出篩孔,各種微生物細胞留在篩網上,從而達到滅菌的目的。此方法適用於液體培養基(如動物血清、蛋白質、酶、維生素等)的滅菌。)和熱不穩定的氣體。Clean bench的工作原理是將帶有細菌的空氣過濾、殺菌,形成無菌空氣,從風洞中吹出,在工作臺範圍內營造無菌狀態。過濾滅菌最大的優點是不破壞培養基中各種物質的化學成分。常用的過濾器有矽藻土、石棉、陶瓷土,還有火棉膠、硝酸纖維素濾膜。
(3)輻射滅菌法
利用輻射產生的能量進行滅菌的方法稱為輻射滅菌。輻射可分為電離輻射和非電離輻射。α射線、β射線、γ射線、X射線、中子、質子和微波都是電離輻射,而紫外線、臭氧和陽光都是非電離輻射。
1)紫外線殺菌紫外線殺菌的原理是利用紫外線的輻射。用燈管直接照射細菌引起光化學反應,誘導細菌細胞質中胸腺嘧啶二聚體的形成,從而抑制DNA的復制,引起變性死亡。另壹方面,空氣在紫外線照射下產生的臭氧(O3)也有壹定的殺菌作用。紫外線的有效範圍是1.2 ~ 2.0米。壹般在接種室或培養室上方懸掛紫外線燈,數量視房間大小而定。1 ~ 2人接種室可安裝30瓦紫外線燈。每次接種前,應將所有必要的儀器壹起放入接種室(箱),然後打開紫外線燈進行照射。如果接種室較大,開燈2小時才能達到滅菌效果;如果很小,只需要開燈半個小時左右就能達到殺菌效果。由於紫外線的穿透力較弱,即使是普通玻璃也無法過濾,所以只適用於空氣或物體表面的殺菌。紫外線會殺死人體皮膚,尤其是眼睛,所以要避免直視,工作時關掉紫外線燈。紫外線消毒時,如果工作場所處於略暗的情況下,可以提高殺菌效果。細菌在接受致命的紫外線照射後,會立即受到可見光的照射,有些細菌可能會復活。幹細胞比濕細胞更耐紫外線,孢子比其營養細胞更耐紫外線。
2)微波殺菌由於微生物的細胞中含有70% ~ 90%的水分,水分子在微波電場中被極化,並隨著電場方向的變化而旋轉。在旋轉過程中,分子間的高速摩擦產生熱能,與外界加熱不同,能使細胞在短時間內爆炸,而物體本身的溫度只是略有升高,從而達到殺菌的效果。使用YM7601微波爐可在60秒內殺滅食物中的1.92萬大腸桿菌。
3)臭氧發生器消毒臭氧(O3)具有很強的氧化作用,可以破壞微生物的細胞膜和核酸。O3也是壹種瞬態物質,在室溫下可以自然分解,還原成氧氣。它的殺菌原理其實和紫外線消毒很像。