一、幾個基本概念

(一)滅菌

采用強烈的理化因素使任何物體內外部的一切微生物永遠喪失其生長繁殖能力的措施，稱為滅菌，例如高溫滅菌、輻射滅菌等。

滅菌實質上還可分殺菌和溶菌兩種，前者指菌體雖死，但形體尚存；后者則指菌體被殺死后，其細胞因發(fā)生自溶、裂解等而消失的現象。

(二)消毒

從字義上來看，消毒就是消除毒害，這里的“毒害”專指傳染源或致病菌。

消毒是一種采用較溫和的理化因素，僅殺死物體表面或內部一部分對人體或動、植物有害的病原菌，而對被消毒的對象基本無害的措施。

(三)防腐

防腐就是利用某種理化因素完全抑制霉腐微生物的生長繁殖，即通過制菌作用防止食品、生物制品等發(fā)生霉腐的措施。防腐的方法很多，原理各異。

1.低溫：利用4℃以下的各種低溫(0，-20℃，-80℃，-196℃等)保藏食物、生化試劑、生物制品或菌種等。

2.缺氧：可采用抽真空、充氮或二氧化碳、加入除氧劑等方法來有效防止食品和糧食等的霉腐、變質而達到保鮮的目的。

3.干燥：采用曬干、烘干或紅外線干燥等方法對糧食、食品等進行干燥保藏，是最常見的防止它們霉腐的方法。

此外，在密封條件下，用生石灰、無水氯化鈣、五氧化二磷、氫氧化鉀（或鈉）或硅膠等作吸濕劑，也可很好地達到食品、藥品和器材等長期防霉腐的目的。

4.高滲：通過鹽腌和糖漬等高滲措施來保存食物，是在民間早就流傳的有效防霉腐的方法。

5.高酸度：在我國具有悠久歷史的泡菜，就是利用乳酸菌的厭氧發(fā)酵使新鮮蔬菜產生大量乳酸，借這種高酸度而達到抑制雜菌和防霉腐的目的。

6.高醇度：用白酒或黃酒保存食品。

如用丙酸(0.32%)或乙二酸(0.32%)作面包等的防霉劑，用苯甲酸(0.1%)使醬油防腐，用尼泊金(Nipagin，即對羥基苯甲酸甲酯)作墨汁防腐劑，用山梨酸(0.2%)、脫氫醋酸(65x10^-6)作化妝品防腐劑，以及用二甲基延胡索酸(DMF)作食品、飼料的防腐劑等。

(四)化療

利用具有高度選擇毒力即對病原菌具高度毒力而對其宿主基本無毒的化學物質來抑制宿主體內病原微生物的生長繁殖，借以達到治療該宿主傳染病的一種措施。

二、物理滅菌因素的代表-高溫

介紹一些在實踐中最常用的高溫滅菌方法。

具有殺菌效應的溫度范圍較廣。高溫的致死作用，主要是它可引起蛋白質、核酸和脂質等重要生物高分子發(fā)生降解或改變其空間結構等，從而變性或破壞。

(一)干熱滅菌法

把金屬器械或洗凈的玻璃器皿放入電熱烘箱內，在150-180℃下維持1-2h后，可達到徹底滅菌（包括細菌的芽孢）的目的。干熱可使細胞膜破壞、蛋白質變性和原生質干燥，并可使各種細胞成分發(fā)生氧化變質。

灼燒是一種最徹底的干熱滅菌法，但因其破壞力很強，故應用范圍僅限于接種環(huán)、接種針的滅菌或帶病原體的材料、動物尸體的燒毀等。

(二)濕熱滅菌法

一類利用高溫的水或水蒸汽進行滅菌的方法，通常多指用100℃以上的加壓蒸汽進行滅菌。

在同樣的溫度和相同的作用時間下，濕熱滅菌法比干熱滅菌法更有效，原因是濕熱蒸汽不但透射力強，而且還能破壞維持蛋白質空間結構和穩(wěn)定性的氫鍵，從而加速這一重要生命大分子物質的變性。

在濕熱溫度下，多數細菌和真菌的營養(yǎng)細胞在60℃左右處理5-10min后即被殺死；酵母菌細胞和真菌的孢子稍耐熱些，要在80℃下才被殺死；細菌的芽孢最耐熱，一般要在120℃下處理12min才被殺死。

常壓法

1.巴氏消毒法

這是一種專用于不宜進行高溫滅菌的液態(tài)風味食品或調料的低溫消毒方法。此法可殺滅物料中的無芽孢病原菌又不影響其原有風味。

巴氏消毒法是一種低溫濕熱消毒法，處理溫度變化很大，一般在60-85℃下處理15s至30min。具體方法可分兩類：

第一類是經典的低溫維持法，例如用于牛奶消毒只要在63℃下維持30min即可；

第二類是較現代的高溫瞬時法，用此法作牛奶消毒時只要在72-85℃下保持15s或120-140℃下保持2-4s即可。

2.煮沸消毒法

采用在100℃下煮沸數分鐘的方法，一般用于日常的飲用水消毒。

3.間歇滅菌法

又稱分段滅菌法或丁達爾滅菌法。適用于不耐熱培養(yǎng)基的滅菌。

方法是：將待滅菌的培養(yǎng)基放在80-100℃下蒸煮15-60min，以殺滅其中所有的微生物營養(yǎng)體，然后放至室溫或37℃下保溫過夜，誘使其中殘存的芽孢發(fā)芽，第二天再以同法蒸煮和保溫過夜，如此連續(xù)重復3d即可在較低的滅菌溫度下同樣達到徹底滅菌的良好效果。

加壓法

4.高壓蒸汽滅菌法

一種利用高溫（而非壓力）進行濕熱滅菌的方法，優(yōu)點是操作簡便、效果可靠，故被廣泛使用。

其原理是：將待滅菌的物件放置在盛有適量水的專用加壓滅菌鍋（或家用壓力鍋）內，蓋上鍋蓋，并打開排氣閥，通過加熱煮沸，讓蒸汽驅盡鍋內原有的空氣，然后關閉鍋蓋上的閥門，再繼續(xù)加熱，使鍋內蒸汽壓逐漸上升，隨之溫度也相應上升至100℃以上。為達到良好的滅菌效果，一般要求溫度應達到121℃，時間維持15-20min。

有時為防止培養(yǎng)基內葡萄糖等成分的破壞，也可采用在較低溫度115℃下維持30min的方法。

加壓蒸汽滅菌法適合于一切微生物學實驗室、醫(yī)療保健機構或發(fā)酵工廠中對培養(yǎng)基及多種器材或物料的滅菌。

5.連續(xù)加壓蒸汽滅菌法

在發(fā)酵行業(yè)里俗稱“連消法”。此法僅用于大型發(fā)酵廠的大批培養(yǎng)基滅菌。

主要操作原理是讓培養(yǎng)基在管道的流動過程中快速升溫、維持和冷卻，然后流進發(fā)酵罐。培養(yǎng)基一般加熱至135-140℃下維持5-15s。

④適宜于自動化操作，降低了操作人員的勞動強度。