1.培养基实罐灭菌及计算

一、教案基本信息教案名称：《发酵工程实验》教案：发酵培养基的制备和实罐灭菌课时安排：2课时（90分钟）教学目标：1. 了解发酵培养基的制备方法和步骤。

2. 掌握实罐灭菌的原理和操作技巧。

3. 能够独立完成发酵培养基的制备和实罐灭菌实验。

教学重点：1. 发酵培养基的制备方法。

2. 实罐灭菌的原理和操作技巧。

教学难点：1. 发酵培养基的配比和制备过程。

2. 实罐灭菌的注意事项。

二、教学内容和步骤第一课时：发酵培养基的制备1. 课堂导入（5分钟）介绍发酵培养基的概念和作用，引导学生了解发酵培养基的制备方法和步骤。

2. 讲解发酵培养基的制备方法（15分钟）讲解培养基的配比、称量、溶解和调节pH等步骤。

3. 学生实验操作（45分钟）学生分组，按照发酵培养基的配比和制备方法进行实验操作，教师巡回指导。

4. 实验结果讨论（20分钟）学生展示实验结果，讨论发酵培养基制备过程中的问题和解决方法。

第二课时：实罐灭菌1. 课堂导入（5分钟）介绍实罐灭菌的概念和作用，引导学生了解实罐灭菌的原理和操作技巧。

2. 讲解实罐灭菌原理和操作技巧（15分钟）讲解高压蒸汽灭菌的原理、实罐灭菌的操作步骤和注意事项。

3. 学生实验操作（45分钟）学生分组，按照实罐灭菌的操作步骤进行实验操作，教师巡回指导。

4. 实验结果讨论（20分钟）学生展示实验结果，讨论实罐灭菌过程中的问题和解决方法。

三、教学评价1. 学生实验操作的准确性和熟练度。

2. 学生对发酵培养基制备和实罐灭菌原理的理解程度。

3. 学生在实验过程中解决问题的能力。

四、教学资源1. 实验材料：发酵培养基原料、实验用具、实罐等。

2. 实验仪器：天平、量筒、PH计、高压蒸汽灭菌器等。

五、教学建议1. 提前为学生讲解实验原理和操作步骤，确保学生明白实验目的和意义。

2. 在实验过程中，教师要密切关注学生的操作，及时纠正错误，确保实验安全。

3. 实验结束后，引导学生积极讨论实验结果，提高学生的实验分析和解决问题的能力。

发酵培养基的制备和实罐灭菌一、实验目的要求学生掌握通风发酵的基本原理及过程，掌握上罐操作技术，掌握流加补料控制技术。

（1）发酵罐及管路、空气过滤器灭菌操作及发酵罐系统管路的熟悉（2）实罐灭菌—培养基灭菌实验二、实验原理2.1 培养基组分的种类和作用：人工按一定比例配制的供微生物生长繁殖和合成各种代谢产物的营养物质。

主要包括：碳源、氮源、无机盐、生长因子、前体2.2 实罐灭菌原理保温温度（℃）加热保温冷却温度（℃）时间（min）三、实验仪器、设备和材料10升发酵罐（PH仪，培养液及酸碱液流加装置，蠕动泵），1台；淀粉水解糖液、尿素等原料。

四、实验内容与方法：酵母菌经扩大培养后，接入10升机械搅拌通风发酵罐培养，根据实际情况选用分批培养或分批补料培养，测定酵母浓度。

主要内容有：试管斜面培养基的配制、面包酵母种子扩大培养基配制、流加用培养基的配制及灭菌。

总流程：斜面培养基配制与灭菌所需仪器物品：灭菌锅、试管、棉塞、培养基原料、培养箱300毫升种子液、500ml三角瓶三只、装液100ml、培养基、培养摇瓶、纱布。

发酵培养基制备，灭菌。

面包酵母菌的培养基组成：酵母斜面培养基：10º麦芽汁固体斜面，PH5.0酵母摇瓶培养基：10º麦芽汁，PH5.0或葡萄糖10%，玉米浆1%，尿素0.2%，PH5.0酵母分批发酵培养基：玉米淀粉经液化、糖化，折合葡萄糖浓度为10%、玉米浆1%，尿素0.2%，PH5.5。

五、实验报告内容和数据处理实验设计原理；发酵系统的结构与操作方法；实罐灭菌工艺。

附：机械搅拌发酵系统介绍：1 技术指标1.1 概述具有温度、转速、氧气流量、空气流量、pH 、DO 、补料、消泡显示及控制功能，并配有机械消泡浆。

1.2指标1.2.1温度：自动控制范围：自来水温+5℃～ 50℃﹙±0.2 ℃﹚显示范围：0 ～150 ℃1.2.2搅拌转速：调速范围50 ～1000±5rpm1.2.3空气流量：显示控制范围0 ～ 10L/min1.2.4pH显示控制：2 ～12pH±0.05﹙酸碱双向﹚1.2.5溶解氧：0 ～150±2℅1.2.6补料、消泡蠕动泵各一台1.2.7 罐体总容积10L,设计压力2.0kg/c㎡、最高工作压力2.0kg/c ㎡,设计工作温度131 ℃1.2.8 灭菌方法:手动控制蒸汽消毒灭菌1.2.9 功率：主机：3kw, 单相220v1.2.10 气源：2 ～4kg/c㎡1.2.11 蒸汽： 2 ～4kg/c㎡2 管路说明该流程图中空气管路阀门的标号为“AXX”,蒸汽管路阀门的标号为“SXX”，冷却水管路阀门标号为“WXX”，冷凝水管路阀门标号为“VXX”，电磁阀标号为“CXX”，物料管路阀门标号为“PXX”,冷冻水管路标号为“CWX”，其它气体管路标号为“NXX”。

培养基实罐灭菌的操作
培养基实罐消毒灭菌时，实罐灭菌操作就是用表压～的饱和蒸汽将培养基灭菌的过程，操作时，注意液面以下与培养基接触的管道都要进蒸汽；液面以上不与培养基接触的管道都要排汽。

实罐灭菌时间与温度的关系
图中，Ⅰ～Ⅳ阶段温度与时间的关系如下：
Ⅰ—夹套预热阶段，培养基由室温加热至80-90℃，夹套预热是为了防止进入罐内的水蒸气冷凝成水后改变培养基浓度。

Ⅱ—直接蒸汽加热阶段，培养基由80-90℃加热至121℃
Ⅲ—保温阶段，121℃
Ⅳ—冷却阶段，121℃冷却至培养温度。

合理的操作方法是保证实罐灭菌成功的前提，培养基实罐灭菌的操作过程如下：
1首先确认蒸汽发生器的各开关都处于正常状态，向发酵罐内参加水，将蒸汽发生器翻开，然后检查发酵罐的各个开关是否都处于关闭状态。

2 确认排料口已经关闭，将配制好的培养基泵入发酵罐内，然后旋紧加料口盖，翻开搅拌，搅拌速度为2021，关闭排污阀和排气阀，此时可以校正溶氧电极，设置为空气，即溶氧设定为100。

一、实验目的1. 理解实罐灭菌的概念和原理。

2. 掌握实罐灭菌的操作步骤和注意事项。

3. 通过实验验证实罐灭菌的效果。

二、实验原理实罐灭菌是一种将培养基放入发酵罐或其他容器中，通入蒸汽将培养基和容器加热至灭菌温度后维持一定时间，再冷却到接种温度的灭菌方法。

该方法无需专门的灭菌设备，灭菌效果可靠，但温度低、时间长，对培养基成分破坏较大。

三、实验材料1. 培养基：牛肉膏蛋白胨培养基2. 发酵罐：5L通气机械搅拌发酵罐3. 蒸汽发生器4. 温度计5. 秒表6. 冷却水四、实验步骤1. 空消：将发酵罐用蒸汽进行灭菌，消除所有死角的杂菌，保证系统处于无菌状态。

具体操作如下：- 将发酵罐内加入适量的水，开启蒸汽发生器，调节蒸汽压力至0.13MPa。

- 维持蒸汽温度在121℃左右，先开排污水阀和进气阀，排空夹套水。

- 对气路、料路、种子罐、发酵罐进行灭菌，空消时间大约为30到40分钟。

- 当设备初次使用或长期不用的情况下，最好采用间歇灭菌的方法，即第一次空消结束后，间隔3到5个小时再空消一次，以便杀死芽孢。

- 蒸汽减压阀必须调整在0.13MPa，不得超过0.15MPa。

- 空消时，应将罐上的接种口、排气阀及料路阀门微微打开，使蒸汽通过这些阀门排出，同时保持罐压为0.13～0.15MPa。

- 空消结束后，应将罐内冷凝水排掉，并将排空阀门打开，防止冷却后罐内产生负压、损坏设备。

- 空消时，溶氧、pH电极取出，可以延长其使用寿命。

2. 实消：当罐内加入培养基后，用蒸汽对培养基进行灭菌。

具体操作如下：- 将配好的培养基从加料口加入罐内，此时夹套内应无冷却水。

- 开启蒸汽发生器，调节蒸汽压力至0.13MPa。

- 维持蒸汽温度在121℃左右，维持一定时间，以确保培养基和容器内所有微生物被杀灭。

- 实验过程中，应密切观察罐内压力、温度变化，确保灭菌效果。

- 灭菌结束后，关闭蒸汽发生器，将发酵罐冷却至接种温度。

五、实验结果经过实罐灭菌处理后，培养基和发酵罐内均无杂菌生长，说明实罐灭菌效果良好。

培养基实罐灭菌时间的计算
实罐灭菌时间的计算
根据对数残留公式，实罐灭菌所需的理论时间可以用下式计算：
式中， 为灭菌时间，s ；K 为灭菌速度常数，
为开始灭菌时原有菌的个数，个；
为结束灭菌时残留菌的个数，个
灭菌结束后，Ns 应该为0，属于Ns=10-3个/罐来算。

在工业化发酵生产中通常不考虑培养基由室温至121℃和由121℃冷却到发酵培养温度这两个阶段的灭菌将就，只把保温维持阶段㹉做是培养基实罐灭菌的时间，这样可以利用上面公式来计算灭菌的时间。

实际上培养基在升温阶段就有局部菌被杀灭，特别是当培养基加热至100℃以上，这个作用较为显著。

因此保温灭菌时间实际比上述计算的要短，虽然在降温阶段也有杀菌作用，但降温时间较短，在计算时一般不考虑。

02.303lg S N N τ=K。

一、教案基本信息教案名称：《发酵工程实验》教案：发酵培养基的制备和实罐灭菌课时安排：2课时教学目标：1. 了解发酵培养基的制备方法和步骤。

2. 学会进行实罐灭菌的技巧和注意事项。

3. 掌握发酵培养基制备和实罐灭菌的操作技能。

教学重点：1. 发酵培养基的制备方法和步骤。

2. 实罐灭菌的技巧和注意事项。

教学难点：1. 发酵培养基的制备方法和步骤。

2. 实罐灭菌的技巧和注意事项。

二、教学准备1. 实验室设备：发酵罐、灭菌器、天平、量筒、玻璃棒等。

2. 实验材料：玉米粉、酵母、硫酸、氢氧化钠等。

3. 实验试剂：无菌水、酒精、甘油等。

三、教学过程Step 1：引入新课通过介绍发酵工程的概念和应用，引导学生了解发酵培养基的制备和实罐灭菌的重要性。

Step 2：讲解发酵培养基的制备方法和步骤1. 讲解玉米粉的配制方法和注意事项。

2. 讲解酵母的活化方法和步骤。

3. 讲解硫酸和氢氧化钠的添加方法和注意事项。

4. 讲解发酵培养基的灭菌方法和步骤。

Step 3：讲解实罐灭菌的技巧和注意事项1. 讲解实罐的清洗和消毒方法。

2. 讲解灭菌器的使用方法和注意事项。

3. 讲解实罐灭菌过程中的安全操作注意事项。

Step 4：学生实验操作1. 学生分组，每组准备一份发酵培养基。

2. 学生在老师的指导下，按照讲解的方法和步骤进行发酵培养基的制备。

3. 学生在老师的指导下，进行实罐灭菌操作。

Step 5：实验结果分析1. 学生观察实验结果，分析发酵培养基的制备和实罐灭菌的效果。

2. 学生汇报实验结果，进行交流和讨论。

四、课后作业1. 复习发酵培养基的制备方法和步骤。

2. 复习实罐灭菌的技巧和注意事项。

3. 思考发酵培养基制备和实罐灭菌在发酵工程中的应用。

五、教学反思通过本节课的教学，学生应掌握发酵培养基的制备方法和步骤，以及实罐灭菌的技巧和注意事项。

在实验操作过程中，教师应注重学生的安全操作，及时引导学生纠正错误操作。

在实验结果分析环节，教师应引导学生积极思考和交流，提高学生的实验操作技能和理论知识水平。

一、教案基本信息教案名称：《发酵工程实验》教案：发酵培养基的制备和实罐灭菌学科领域：生物工程、生物技术适用年级：大学本科生物技术专业课时安排：2学时教学目标：1. 了解发酵培养基的作用和组成；2. 学会制备发酵培养基的方法；3. 掌握实罐灭菌的操作步骤和注意事项。

教学重点：1. 发酵培养基的组成及制备方法；2. 实罐灭菌的操作步骤和注意事项。

教学难点：1. 发酵培养基的配比计算；2. 实罐灭菌的细节操作。

二、教学方法实验教学法、演示教学法、小组讨论法。

三、教学准备1. 实验室设备：发酵罐、灭菌锅、天平、量筒、玻璃棒等；2. 实验材料：牛肉膏、酵母提取物、葡萄糖、琼脂等；3. 实验试剂：无菌水、高压蒸汽；4. 教学课件。

四、教学内容1. 发酵培养基的作用和组成讲解发酵培养基的概念、作用以及常见的组成成分。

2. 发酵培养基的制备（1）讲解制备方法：牛肉膏蛋白胨培养基的制备过程；（2）分组讨论制备过程中的注意事项；（3）学生动手操作，教师巡回指导。

3. 实罐灭菌（1）讲解实罐灭菌的方法：高压蒸汽灭菌；（2）演示实罐灭菌的操作步骤；（3）学生分组实践，教师巡回指导。

4. 实验结果分析（1）观察并分析灭菌后的培养基是否符合要求；（2）分析实验过程中可能出现的问题及解决方法。

五、教学评价1. 学生操作技能：观察学生在制备发酵培养基和实罐灭菌过程中的操作是否规范；2. 学生理解能力：提问学生关于发酵培养基制备和实罐灭菌的相关问题，评估学生的理解程度；3. 实验报告：评估学生在实验报告中对发酵培养基制备和实罐灭菌过程的描述及结果分析。

六、教学过程1. 引入新课：通过回顾上节课的内容，引出本节课的主题——发酵培养基的制备和实罐灭菌。

2. 讲解与演示：教师讲解发酵培养基的作用和组成，演示发酵培养基的制备过程和实罐灭菌的操作步骤。

3. 学生实践：学生分组进行发酵培养基的制备和实罐灭菌的实验操作，教师巡回指导。

4. 实验结果分析：学生观察并分析灭菌后的培养基是否符合要求，讨论实验过程中可能出现的问题及解决方法。