灭菌是指利用物理或化学法杀或除去物料及设备中一切有生命物质的过程。灭菌方法大致可分为物理方法和化学方法两种。物理方法主要有蒸汽(高温)、电磁波和辐照等方式，蒸汽灭菌属于经典式的灭菌方法，而电磁波灭菌多采用 2450nm和915nm微波灭菌和超声波灭菌。辐照灭菌可分为离子性辐照和非离子性辐照。非离子性辐照采用最广泛的是253.7nm波长的紫外线，由于光源发出的强度所限，虽不存在残留问题，但以上物理灭菌方法都有一定的局限性。化学方法多采用强氧化剂，如过氧化氢、过氧乙酸、环氧乙烷、卤素等，化学灭菌主要是依靠强氧化剂的氧化能力与细胞酶蛋白中的一SH一巯基结合转化为一SS一基，破坏蛋白质的分子结构，干扰细菌酶系统的代谢，使其失去活性。

培养基为什么要灭菌

　　在发酵过程中，培养基灭菌主要有以下几个原因：如不灭菌，会使生物反应的基质或产物，因杂菌的消耗而损失，造成生产能力的下降;杂菌也会产生代谢产物，这就使产物的提取更加困难，造成得率降低，产品质量下降;杂菌大量繁殖后，会改变反应液的pH值，使反应异常;有些杂菌会分解产物，使生产失败;如果发生噬菌体污染，生产菌细胞将被裂解，使生产失败。

灭菌方法分类

(一)化学物质灭菌

　　原理：药物与微生物细胞中的成分反应，使蛋白质变性酶失活。使用范围：器皿、双手和实验室、无菌室的环境灭菌，不能用于培养基灭菌。

　　常用的灭菌剂：甲醛 37%　　戊二醛 2%　　高锰酸钾 0.1%-0.25% 　　苯酚 0.1%-0.15%

　　漂白粉 5% 　　过氧乙酸 0.02%-0.2%　　酒精 75% 　　焦碳酸二乙酯 0.01%-0.1%　　煤酚皂(来苏尔) 1%—5%

(二)辐射灭菌

　　辐射灭菌的原理是利用高能量的电磁辐射与菌体核酸的光化学反应造成菌体死亡。常用的有紫外线、X射线和γ射线。用于室内空气及器皿表面灭菌。

(三)干热灭菌

　　灭菌原理是利用高温对微生物有氧化、蛋白质变性和电解质浓缩作用而杀灭微生物。常用灼烧和电热箱加热，140-180℃ 1-2小时。适于对玻璃及金属用具及沙土管灭菌。

(四)湿热灭菌

　　灭菌原理是直接用蒸汽灭菌，蒸汽在冷凝时能释放出大量潜热，蒸汽具有强大的穿透力，破坏菌体蛋白和核酸的化学键，使酶失活，微生物因代谢障碍而死亡。水煮常压灭菌：100℃。或饱和蒸汽灭菌：一般121℃，30分钟。适合培养基和发酵设备灭菌。

(五)过滤除菌

　　除菌原理是利用微生物不能透过滤膜除菌。方法是使用0.01~0.45 mm孔径滤膜，用于压缩空气、酶溶液及其他不耐热化合物溶液除菌。

　　在工业生产中，对于培养基、管道、设备的灭菌，通常采用蒸汽加热到一定的温度，并保温一段时间的灭菌方法，称之为湿热灭菌。湿热灭菌的显著优点是：使用方便，无污染，而且其冷凝水可以直接冷凝在培养基中，也可以通过管道排出。

培养基的湿热灭菌方法

　　培养基灭菌大多数用湿热灭菌。衡量热灭菌的指标很多，最常用的是“热死时间”，即在限定的温度下杀死原有微生物中一定比例所需的持续时间。影响热灭菌的温度和时间的因素很多，包括：微生物种类、性质、浓度和培养基的性质、浓度等。

(1)连续灭菌

　　连续灭菌也叫连消，其温度一般以126～132 ℃为宜，总蒸汽压力要求达到0.044～0.049 MPa以上。培养基采用连续灭菌时，需在培养基进入发酵罐前，直接用蒸汽进行空罐灭菌(空消)，用无菌空气保压，待培养基流入罐后，开始冷却。灭菌时对培养基的加热可采用各种加热器。培养基的冷却方式有喷淋冷却式、真空冷却式、薄板换热器式几种方式，其过程均包括加热、维持和冷却。

(2)间歇灭菌

　　间歇灭菌即实消，是在每批培养基全部流入发酵罐后，就在罐内通入蒸汽加热至灭菌温度，维持一定时间，再冷却到接种温度。实罐灭菌时，发酵罐与培养基一起灭菌。

　　其他灭菌设备一般采用蒸汽灭菌，如设备十分耐压，则可采用较高的温度，但必须注意设备内部的凹处及露出的小配管等蒸汽不能到达的部位。

(3)固体培养基灭菌