盡管滅菌的方法很多，但發(fā)酵生產(chǎn)中對培養(yǎng)基和設(shè)備的滅菌，以濕熱滅菌法應(yīng)用最為普遍，滅菌效果最好。培養(yǎng)基滅菌最基本的要求是殺死培養(yǎng)基中混雜的微生物，再接入純菌以達到純種培養(yǎng)的目的。在利用蒸汽對培養(yǎng)基滅菌的過程中，由于蒸汽冷凝時會釋放出大量的潛熱，并具有強大的穿透能力，在高溫及存在水分的條件下，微生物細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)極易變性或凝固而引起微生物的死亡，故濕熱滅菌法在培養(yǎng)基滅菌中具有經(jīng)濟和快速的特點。但高溫雖然能殺死培養(yǎng)基中的雜菌，同時也會破壞培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分，甚至會產(chǎn)生不利于菌體生長的物質(zhì)。因此，在生產(chǎn)上除了盡可能殺死培養(yǎng)基中的雜菌外，還要求盡可能減少培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分的損失。合理選擇滅菌條件是關(guān)鍵，這就要求必須了解在滅菌過程中溫度、時間對微生物死亡和培養(yǎng)基營養(yǎng)成分破壞的關(guān)系。一般最常用的滅菌條件是121℃，20-30 min。1.微生物的熱阻
每種微生物都有一定的生長溫度范圍，當微生物處于最低溫度以下時，代謝作用幾乎停止而處于休眠狀態(tài)。當溫度超過最高限度時，微生物細胞中的原生質(zhì)體和酶的基本成分—蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆的凝固變性，便微生物在很短時間內(nèi)死亡。這就是濕熱滅菌的依據(jù)。殺死微生物的極限溫度稱為致死溫度。在致死溫度下，殺死全部微生物所需要的時間稱為致死時間。在致死溫度以上，溫度愈高，致死時間愈短。致死溫度和致死時間是衡量熱滅菌的指標。由于一般細菌、芽孢細菌、微生物細胞和微生物孢子，對熱的抵抗力不同，因此，它們的致死溫度和致死時間也不同。微生物對熱的抵抗力常用“熱阻”表示。熱阻是指微生物在某一特定條件(主要是溫度和加熱方式)下的致死時間的比值。2.微生物的熱死定律—對數(shù)殘留定律
微生物受熱死亡的原因，主要是因高溫使微生物體內(nèi)的一些重要蛋白質(zhì)，如酶等，發(fā)生凝固、變性，從而導(dǎo)致微生物無法生存而死亡。微生物受熱而喪失活力，但其物理性質(zhì)不變。在一定溫度下，微生物的受熱死亡遵循分子反應(yīng)速率理論。因此，微生物熱死速率可以用分子反應(yīng)速率表示，即微生物個數(shù)減少的速度與任一瞬間殘存的菌數(shù)成正比。在滅菌過程中需考慮兩個問題：一是培養(yǎng)基中各種各樣的微生物，逐一考慮是不可能的，如果將所有微生物均作為耐熱的細菌芽孢來計算依據(jù)較合理。二是滅菌程度，即殘留菌數(shù)，如果要求滅菌，則時間趨于無窮，事實也不可能。本文參考《發(fā)酵工程原理與技術(shù)》一書。