消毒及灭菌的方法

消毒及灭菌的方法 消毒及灭菌的定义： 1.消毒定义：利用化学或物理方法，杀死大部份致病微生物的过程。区分为高程 度消毒（High-level Disinfection）、中程度消毒（Intermediate-level Disinfection）、低程度消毒（Low-level Disinfection）三种方式。 2.灭菌的定义：以化学剂或物理方法消灭所有微生物，包括所有细菌的繁殖体、 芽孢、霉菌及病毒，而达到完全无菌之过程。 灭菌消毒技术是微生物有关工作中最普通也是最重要的技术。 几种非热灭菌技术: 1.冷冻真空干燥(vacuo-lyophilization)灭菌 冷冻：－20℃以下，细胞原生质内水分结冰，破坏其胶体状态并机械挤压，刺 伤菌体而死亡。 真空：抽去空气呈低氧或绝氧状态，抑制正常呼吸 干燥：导致菌体脱水和盐类浓度增高，抑制代谢活动正常进行 2.微波(microwave)灭菌 微波：是频率范围为 300~300000MHz 的无线电波，与其他波段的无线电波 相比，其具有波长短，振荡周期短，似光波性和频率很高等特点。 微波灭菌机理：微波的热效率高；介质分子振荡旋转速度快；菌体脱水，蛋白质 凝固；染色体、细胞膜、酶系统发生变性。 3.γ射线(γ-ray radiation)灭菌 γ射线：是一种波长非常短能量非常大，有强烈穿透力使物质产生电离作用的电 磁波。 γ射线灭菌机理：低剂量的γ射线诱发生物变异。高剂量γ射线使水分子电离， 生成具有强氧化性的 H+和强还原性的 OH－，直接作用菌体细胞本身；电离产 生的电子和环境的分子氧结合， 氧化菌体内酶的化学基团使酶失活； 辐射能导致 DNA 降解或其他物质分解，造成死亡。 4.化学熏蒸（fumigating）灭菌法 化学熏蒸的概念：在一定温度和压力的密闭条件下，化学毒剂由固态或液态迅速 转成气态渗透到生物体内，使生物致死。 常用熏蒸灭菌剂 (1)甲醛（HCHO） R—NH2 + HCHO R—NH2 •CH2O 甲醛的灭菌机理在于它的还原作用与蛋白质的氨基结合使其变性， 从而破坏了酶 系统和细胞膜、细胞壁的结构 (2)环氧乙烷(CH2OCH2) R—SH + CH2OCH2 R—S—CH2CH2OH 环氧乙烷的灭菌机理在于它与蛋白质的氨基、羟基、酚基和巯基结合使其变性， 抑制氧化酶和脱氢酶的活性，破坏菌体正常代谢 熏蒸设备：简易消毒箱、真空熏蒸机、熏蒸消毒室 高压杀菌技术 所谓高压杀菌是指将食品放人液体介质中， 加 100MPa－1000MPa 的压力作用 一段时间后，如同加热一样，杀灭食品中的微生物的过程。高压灭菌通常认为蛋 白质在高压下立体结构（四级结构）崩溃而发生变性而使细菌失活，但也有人认 为凡是以较弱的结合构成的生物体高分子物质如核酸、 多糖类、 脂肪等物质或细 胞膜都会受到超高压的影响， 尤其通过剪切力而使生物体膜破裂， 从而使生物体 的生命活动受到影响甚至停止，这就可以达到灭菌、杀虫和效 高压脉冲电场杀菌技术 高压脉冲技术用于食品灭酶灭菌， 主要原理是基于细胞结构和液态食品体系间的 电学特性差异。 当把液态食品作为电介质置于电场中时， 食品中微生物的细胞膜 在强电场作用下被电击穿，产生不可修复的穿孔或破裂，使细胞组织受损，导致 微生物失活。证实在脉冲电场强度为 12－40 Kv／cm，脉冲时间为 20μs－ 18μs 的条件下，可有效地对食品进行灭菌，且以双矩形波最为有效。 脉冲强光杀菌技术 脉冲强光杀菌是利用强烈白光闪照的杀菌技术， 其系统主要包括动力单元和灯单 元，动力单元为惰性气体灯提供能量，灯便放出只持续数百微秒，其波长由紫外 光区域至近红外光区域的强光脉冲， 其光谱阳光相似， 但比阳光强几千倍至数万 倍。由于只处理食品表面，从而对食品营养成分影响很小， JosephDunn 等人 研究表明，脉冲强光对多数微生物有致死作用。 物理方法 1、温度 利用温度进行灭菌、消毒或防腐，是最常用而又方便有效的方法。 高温可使微生物细胞内的蛋白质和酶类发生变性而失活，从而起灭菌作用，低温 通常起抑菌作用。 １）干热灭菌法: a.灼烧灭菌法：利用火焰直接把微生物烧死。此法彻底可靠，灭菌迅速，但 易焚毁物品，所以使用范围有限，只适合于接种针、环、试管口及不能用的污染 物品或实验动物的尸体等的灭菌。 b.干热空气灭菌法：这是实验室中常用的一种方法， 即把待灭菌的物品均匀 地放入烘箱中，升温至 160°C，恒温 1 小时即可。此法适用于玻璃皿、金属用 具等的灭菌。 ２）湿热灭菌法: 在同样的温度下，湿热灭菌的效果比干热灭菌好，这是因为一方面细胞内蛋 白质含水量高，容易变性。另一方面高温水蒸汽对蛋白质有高度的穿透力，从而 加速蛋白质变性而迅速死亡。 a.巴氏消毒法： 有些食物会因高温破坏营养成分或影响质量， 如牛奶、 酱油、 啤酒等， 所以只能用较低的温度来杀死其中的病原微生物， 这样既保持食物的营 养和风味，又进行了消毒，保证了食品卫生。该法一般在 62°C，30 分钟既可 达到消毒目的。此法为法国微生物学家巴斯德首创，故名为巴氏消毒法。 b.煮沸消毒法：直接将要消毒的物品放入清水中，煮沸 15 分钟，即可杀死 细菌的全部营养和部分芽孢。若在清水中加入 1%碳酸钠或 2%的石炭酸，则效 果更好。此法适用于注射器、毛巾及解剖用具的消毒。 c.间歇灭菌法：上述两种方法在常压下，只能起到消毒作用，而很难做到完 全无菌。若采用间歇灭菌的方法，就能杀灭物品中所有的微生物。具体做法是： 将待灭菌的物品加热至 100°C，15~30 分钟，杀死其中的营养体。然后冷却， 放入 37°C 恒温箱中过夜，让残留的芽孢萌发成营养体。第2 天再重复上述步 骤，三次左右，就可达到灭菌的目的。此法不需加压灭菌锅，适于推广，但操作 麻烦，所需时间长。 d. 加压蒸汽灭菌法：这是发酵工业、医疗保健、食品检测和微生物学实验 室中最常用的一种灭菌方法。它适用于各种耐热、体积大的培养基的灭菌，也适 用于玻璃器皿、工作服等物品的灭菌。 加压蒸汽灭菌是把待灭菌的物品放在一个可密闭的加压蒸汽灭菌锅中进行 的，以大量蒸汽使其中压力升高。由于蒸汽压的上升，水的沸点也随之提高。在 蒸汽压达到 1.055 公斤/厘米 2 时，加压蒸汽灭菌锅内的温度可达到 121°C。 在这种情况下，微生物（包括芽孢）在 15~20 分钟便会被杀死，而达到灭菌目 的。如灭菌的对象是砂土、石蜡油等面积大、含菌多、传热差的物品，则应适当 延长灭菌时间。 在加压蒸汽灭菌中，要引起注意的一个问题是，在恒压之前，一定要排尽灭 菌锅中的冷空气，否则表上的蒸汽压与蒸汽温度之间不具对应关系，这样会大大 降低灭菌效果。 ２、辐射 利用辐射进行灭菌消毒，可以避免高温灭菌或化学药剂消毒的缺点，所以应 用越来越广，目前主要应用在以下几个方面： １）接种室、手术室、食品、药物包装室常应用紫外线杀菌。 ２）应用β射线作食品表面杀菌，γ射线用于食品内部杀菌。经辐射后的食 品，因大量微生物被杀灭，再用冷冻保藏，可使保存期延长。 ３、过滤 采用机械方法，设计一种滤孔比细菌还小的筛子，做成各种过滤器。通过过 滤，只让液体培养基