灭菌消毒技术

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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。本版关于灭菌的话题已有730贴， 关于灭菌的话题已有320 贴，这些帖子的绝大多数是讨论了一些关于消毒灭菌的具体操作技术。本贴的主旨是从应用微生物技术的角度来谈论这个老话题，希望战友们积极参与。

我先开个头，简单介绍一下几种非热灭菌技术。大家还可以进行补充和详细谈论。
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

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补充点！
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。

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我也来补充几点：
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，只让液体培养基从筛子中流下，而把各种微生物菌体留在筛子上面，从而达到除菌的目的。这种灭菌方法适用于一些对热不稳定的体积小的液体培养基的灭菌以及气体的灭菌。它的最大优点是不破坏培养基中各种物质的化学成分。但是比细菌还小的病毒仍然能留在液体培养基内，有时会给实验带来一定的麻烦。

化学方法
　　一般化学药剂无法杀死所有的微生物，而只能杀死其中的病原微生物，所以是起消毒剂的作用，而不是灭菌剂。
　　能迅速杀灭病原微生物的药物，称为消毒剂。能抑制或阻止微生物生长繁殖的药物，称为防腐剂。但是一种化学药物是杀菌还是抑菌，常不易严格区分。消毒剂在低浓度时也能杀菌（如1：1000硫柳汞）。由于消毒防腐剂没有选择性，因此对一切活细胞都有毒性，不仅能杀死或抑制病原微生物，而且对人体组织细胞也有损伤作用，所以只能用于体表、器械、排泄物和周围环境的消毒。常用的化学消毒剂有：新洁尔灭（苯扎氯铵、溴苄烷胺，0.1%~0.5%）、过氧乙酸（0.1%~0.5%）、石碳酸（3%~5%）、来苏水（甲醛溶液，1%~5%）、氯化汞（0.1%~1%）、碘酒（1%~5%）、碘伏（0.3%~0.5%）、酒精（70%~75%）、石碳酸（酚，2%）、次氯酸盐（0.1%）、生石灰、氢氧化钠（火碱，2%）等。

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我也来补充几点：
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，只让液体培养基从筛子中流下，而把各种微生物菌体留在筛子上面，从而达到除菌的目的。这种灭菌方法适用于一些对热不稳定的体积小的液体培养基的灭菌以及气体的灭菌。它的最大优点是不破坏培养基中各种物质的化学成分。但是比细菌还小的病毒仍然能留在液体培养基内，有时会给实验带来一定的麻烦。

化学方法
　　一般化学药剂无法杀死所有的微生物，而只能杀死其中的病原微生物，所以是起消毒剂的作用，而不是灭菌剂。
　　能迅速杀灭病原微生物的药物，称为消毒剂。能抑制或阻止微生物生长繁殖的药物，称为防腐剂。但是一种化学药物是杀菌还是抑菌，常不易严格区分。消毒剂在低浓度时也能杀菌（如1：1000硫柳汞）。由于消毒防腐剂没有选择性，因此对一切活细胞都有毒性，不仅能杀死或抑制病原微生物，而且对人体组织细胞也有损伤作用，所以只能用于体表、器械、排泄物和周围环境的消毒。常用的化学消毒剂有：新洁尔灭（苯扎氯铵、溴苄烷胺，0.1%~0.5%）、过氧乙酸（0.1%~0.5%）、石碳酸（3%~5%）、来苏水（甲醛溶液，1%~5%）、氯化汞（0.1%~1%）、碘酒（1%~5%）、碘伏（0.3%~0.5%）、酒精（70%~75%）、石碳酸（酚，2%）、次氯酸盐（0.1%）、生石灰、氢氧化钠（火碱，2%）等。

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消毒与灭菌是微生物实验技术中最基本的操作，从事药品生产和检验的人员都应当了解消毒与灭菌的方法及其意义，严格遵守操作规程，否则会影响产品质量，危害患者安全。
1．概念
无菌——不存在活的生物（GMP指南）。
“无菌”从定义上来说是一个绝对的概念，但遗憾的是，在科学和技术高度发展的今天，药品的绝对无菌即做不到，也无法加以证实。然而，无菌制剂的安全性要求人们设定无菌的相对标准。
FDA、欧洲制药工业界曾将百万分之一微生物污染率作为灭菌产品“无菌”的相对标准，它和蒸汽灭菌后产品中微生物存活的概率为10-6（即产品的无菌保证值为6），系同一标准的不同表示法。这一标准于1980起收录于USP XX中，如今已为世界各国普遍接受和采用。
灭菌——使达到无菌状态的方法（GMP指南）。用物理或化学方法杀灭传播媒介上所有的微生物，使其达到无菌（GB）。通常是指杀灭或除去全部活的微生物（包括繁殖体和芽孢）。
消毒——用物理或化学方法杀灭或清除传播媒介上的病原微生物，使其达到无害化（GB）。通常是指杀死病原微生物的繁殖体，但不能破坏其芽孢。所以消毒是不彻底的，不能代替灭菌。
无菌制剂——不存在活的微生物的制剂（GMP指南）。
非无菌制剂——所含活的微生物量符合卫生学标准的制剂（GMP指南）。
2．常用消毒剂
消毒剂  常　用　量  用　　途
乙醇  ① 70%~75%水溶液
② 0.5%洗必泰溶于70%乙醇，再加入2%甘油  用于皮肤、器具等消毒
供洗手用消毒
异丙醇  75%水溶液  用于皮肤、器具等消毒
甲醛  37%~40%甲醛液8~9ml，再加入4~5g高锰酸钾  每m3熏蒸量，密闭12~24h。刺激性强
戊二醛  2%水溶液  用于空气、器具等消毒。广谱、高效、低毒，可杀芽孢和病毒。刺激性较轻。
新洁尔灭（苯扎溴铵）  0.1%水溶液  用于皮肤、粘膜、器具等消毒，有清洁和消毒双重功效。抗菌谱较窄。
杜灭芬（消毒宁）  0.05%~0.1%水溶液  用于皮肤、器具等消毒
过氧乙酸  ① 0.2%~0.5%水溶液
② 新配0.5%水溶液
③ 1g/m3  用于器具等消毒　　　抗菌谱广，可
用于皮肤消毒　　　　杀灭某些病毒
熏蒸　　　　　　　　但性质不稳定
乳酸  ① 0.33~1mol/L
② 1~1.5ml/m3熏蒸或与等量苯酚合用熏蒸  喷雾，用于空气消毒，有强杀菌作用
熏蒸，密闭12h以上
麝香草酚  5%麝香草酚溶于50%乙醇  喷洒墙面、地面，杀霉菌

3．常用灭菌法
1）干热灭菌法　常见的有火焰、烧灼、干烤和红外线灭菌等。
①火焰、烧灼：通常用于实验室无菌操作中金属或其它耐火材料制成的器具的灭菌。
②干烤和红外线：利用干热空气或热辐射进行灭菌。一般135~145℃需3~5h，160~170℃需2h以上，170~180℃需1h以上，180~200℃需0.5~1h。除热原则需250℃30min，或200℃45min，180℃2h。
空气传热慢，穿透力不强，故干热灭菌时间长。干热灭菌时烤箱内装入物品应留有空隙，以利空气流动，否则使箱内温度不均，部分物品灭菌不彻底。
2）湿热灭菌法　通过热蒸汽或沸水使蛋白质变性而杀灭微生物的方法。湿热穿透力强，灭菌效果较干热好。
①煮沸或流通蒸汽灭菌：常压下沸水和蒸汽的温度是100℃，一般处理30~60min可杀死细菌繁殖体，但不能完全杀灭芽孢。此法适用于不能高压蒸汽灭菌的物品。
②低温间隙灭菌（巴斯德灭菌法）：将物品先用60~80℃加热（或煮沸）1h，然后置20~25℃保存24h（或常温过夜），使其中残存的芽孢萌发成繁殖体，再用以上条件灭菌，如此反复三次。本法适用于不耐高温或高温下易变质的物品，但很费时。
③高压蒸汽灭菌（热压灭菌法）：超过一个大气压时，水的沸点高于100℃，反之亦然。高压蒸汽灭菌就是通过加压提高蒸汽温度，灭菌效果最好。它简便、经济、可靠、无毒，是最可靠、应用最广泛的灭菌法。此法适用于耐高温和潮湿的物品。常用条件为：
115.5℃ 30min
121.5℃ 20min
126.5℃ 15min
注意事项：
a. 必须完全排出灭菌器内的空气。否则会影响灭菌器内温度达到规定的要求。
b. 注意被灭菌物品的温度。灭菌器内温度与被灭菌物品的温度一般是一致的，但在蒸汽输入过快时，后者可能低于前者，所以升温时要有一定的预热时间。另外，降温过快易引起玻璃炸裂。因此，对于一种灭菌产品，应制定一固定的灭菌曲线（象冻干曲线一样）。
c. 定期检查灭菌器内温度的准确性。
3）化学灭菌法　利用化学试剂形成的气体来杀灭微生物的方法。常用的灭菌剂为环氧乙烷（又称氧化乙烯）。环氧乙烷是广谱杀菌剂，能杀灭细菌、芽孢和多种病毒，还能杀死昆虫及虫卵。但由于环氧乙烷易燃易爆且有毒（有致变异性），用于药品方面极有限，多用于医疗器械、塑料制品等灭菌。（不能用于橡胶和乳胶手套，能将其溶解。）
4）滤过除菌法　利用细菌不能通过致密具孔滤材的原理，除去对热不稳定的药品溶液或液体物质中的细菌的方法。过滤法一般只能除菌，不能除去支原体和病毒。
过滤除菌的效果与滤膜的性能、孔径的大小、密度、滤膜的厚度等因素有关。
滤过除菌法要求最终过滤的滤膜孔径为0.22μm。由于各厂家生产的相同规格的滤膜质量并不一致，为了保证除菌效果，在使用前后应检查滤器的完好性（如压力维持试验或起泡点试验）。
一个过滤器的使用时间应根据品种验证后确定，一般不应超过8小时。
5）辐射灭菌法　辐射有两种类型：一种是电磁波辐射，如紫外线、红外线、微波；一种是电离辐射，如可引起被照射物电离的X射线、γ射线。
①紫外线：紫外光波长在136~390nm之间，其中260nm左右能破坏核酸，杀菌作用最强。另外，空气中的氧受紫外线照射后，可微量转变为臭氧共同起杀菌作用。紫外线消毒的效果与光源的功率、光源与被照射物的距离、照射时间、温度和湿度等因素有关。我国规定紫外灯照射强度在距离1m处不低于70μW/cm2（以紫外线测强仪测定）。在操作面上要求强度达40μW/cm2以上。一般每10m2装30W灯管1支，工作前开30~60min。
紫外灯的输出功率随使用时间增加而降低。国产紫外灯的平均寿命（点到70%额定功率的时间）一般为2000h，超过平均寿命时，就达不到预期效果，必须更换。
紫外线的穿透力很弱，不能穿透一般包装材料，如玻璃、塑料薄膜、纸等。玻璃能强烈吸收小于350nm的紫外线，石英玻璃能吸收小于200nm的紫外线。因此，它主要用于空气和物体表面消毒，特制的紫外灯装置也可用于水的消毒。
紫外线对眼、皮肤有损坏，照射过程中产生的臭氧对眼、鼻腔有刺激，臭氧过多时使人头晕、胸闷、血压下降。
②红外线：通过加热碳化硅板产生的辐射热能，由空气传导加热灭菌。如红外线烤箱，温度可达180℃左右。热效应特点是由表及里。
③微波：微波灭菌主要是因其热效应。微波加热升温快，温度高且均匀，杀菌作用强。热效应特点是由里及表。不同性质的物品吸收微波的能力不同，其热效应和消毒效果也不同。
微波有一定穿透力，但不强。微波对人体有害，要注意防护。
④60Co灭菌：放射性同位素60Co（或137Cs）衰变时可放射出γ射线，γ射线的能量高、穿透力强，可使细胞内各种活性物质发生化学变化，从而使细菌损伤或死亡。
经60Co辐射灭菌的物品温度升高很少，一般仅约5℃，故又称“冷灭菌”。
60Co辐射存在两个方面的安全问题：一是辐射的直接作用。γ射线对人体细胞同样有害；二是经过辐射的食品、药品的安全性。1984年美国农业部食品安全实验室用辐射处理的鸡肉喂饲小鼠，发现患睾丸肿瘤增加，包括加重癌病损害。因此60Co辐射用于食品和药品都应经过安全试验，进行科学的、全面的评价，高剂量的辐射药品更应慎重。
美国药典（？版）规定25kGy为有效灭菌剂量。1997年我国卫生部颁发了60Co中药灭菌标准，该标准限国内流通中药可用60Co辐照灭菌，规定了允许辐照的药材和中成药的品种和剂量。
中药辐照最大吸收剂量标准：
散剂 3kGy
片剂 3kGy
丸剂 5kGy
中药原料粉 6kGy

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推荐一本关于非热杀菌技术的书。
书名： 非热杀菌技术与应用
作者： 李汴生 阮征
开本： 16
装帧： 平
出版日期： 2004年9月
简介
非热杀菌技术是指采用非加热的方法杀灭杀菌对象（物料、制品或环境）中的有害的和致病的微生物，使杀菌对象达到特定无菌程度要求的杀菌技术。非热杀菌技术克服了一般热杀菌的传热相对较慢和对杀菌对象产生热损伤等弱点，适合于特定热敏性的物料、制品和环境的杀菌。本书为《实用生物技术丛书》中的一本，全书共分十章，较系统地介绍了化学与生物杀菌剂杀菌技术、辐照杀菌技术、超高静压杀菌技术、脉冲电场杀菌技术、振荡磁场杀菌技术、超声波杀菌技术、紫外线杀菌技术、脉冲光杀菌技术、脉冲X射线杀菌技术和高压电弧放电杀菌技术等非热杀菌技术的基本原理、工艺控制影响因素、研究和应用、发展情况。除了化学与生物杀菌剂技术、辐照杀菌技术和紫外线杀菌技术为人们较为熟悉外，其他的一些非热杀菌技术都是近年来研究和开发的新型非热杀菌技术。本书适合于食品工程、生物工程和制药工程以及其他相关行业的从业人员阅读，也可作为大专院校相关专业师生的教学参考书。
目录
第一章 化学与生物杀菌剂杀菌技术
第一节 概述
第二节 化学与生物杀菌剂的杀菌原理及影响因素
第三节 常用的杀菌剂及其应用

第二章 辐照杀菌技术
第一节 概述
第二节 辐照杀菌的基本原理
第三节 辐照杀菌技术的应用

第三章 超高静压杀菌技术
第一节 概述
第二节 超高静压杀菌的基本原理和杀菌动力学
第三节 超高静压处理设备和装置
第四节 超高静压处理技术的应用

第四章 脉冲电场杀菌技术
第一节 概述
第二节 脉冲电场杀菌的机理和杀菌动力学
第三节 脉冲电场杀菌的设备和装置
第四节 脉冲电场处理技术和应用

第五章 振荡磁场杀菌技术
第一节 概述
第二节 振荡磁场杀菌的基本原理
第三节 振荡磁场杀菌技术的应用

第六章 超声波杀菌技术
第一节 概述
第二节 超声波杀菌的基本原理
第三节 超声波杀菌技术的应用

第七章 紫外线杀菌技术
第一节 概述
第二节 紫外线的杀菌机理
第三节 紫外线杀菌技术的应用

第八章 脉冲光杀菌技术
第一节 概述
第二节 脉冲光杀菌的基本原理
第三节 脉冲光杀菌技术的应用

第九章 脉冲X射线杀菌技术
第一节 概述
第二节 脉冲X射线杀菌的基本原理
第三节 脉冲X射线杀菌技术的应用

第十章 高压电弧放电杀菌技术
第一节 概述
第二节 高压电弧放电杀菌的基本原理
第三节 高压电弧放电技术的应用

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发酵是利用特定的一种或几种微生物的代谢活动，大量生产菌体或特定的特写产物。在此过程中，需要保证没有其它杂菌的侵染，否则可能产生一些不利的后果。1.杂菌消耗培养基成分，造成生产水平下降；2.杂菌菌体大量繁殖及其代谢生产某些化合物会造成目标产物提取的难度增大，如果污染杂菌有可能影响发酵液的过滤，也会使溶媒提取时易发生乳化现象；3.杂菌产生某些对生产菌有毒害或者能分解预期产物的物质，这在抗生素发酵中很常见；4.若是噬菌体污染，则会造成发酵菌体细胞的溶解；5.若杂菌的生长速度超过生产菌，就会取而代之。
一、  常见的灭菌和消毒的物理方法
最常用的物理方法是高温灭菌（消毒）法。因为微生物的生物功能完全依赖于蛋白质、核算等生物大分子，二高温可引起这些活性大分子氧化或变性失活，从而导致微生物死亡。
1.  干热灭菌法（dry heat sterilization）
干热灭菌时，微生物优于氧化作用而死亡。包括灼烧法（incineration）和烘箱热空气法（hot-air oven）。
2.  湿热灭菌法（moist heat sterilization）
湿热灭菌时，微生物死亡与细胞蛋白质等大分子变性有关。常用的湿热法有：巴斯德消毒法（pasteurization）、煮沸消毒法、间歇灭菌法、常规加压灭菌法和连续灭菌法（continous sterilization）。
3.  过滤除菌法（filter sterilization）
过滤器主要有两种：绝对过滤器（absolute filter）和深层过滤器（depth filter）。
4.  紫外线灭菌（ultraciolet sterilization）
紫外线是一种较常用的杀菌剂，波长在 210～313nm范围都有效，最常用的波长是 253.7nm左右。紫外线对芽孢和营养细胞都能起作用，但其穿透能力很弱，容易被固体物质吸收，他不能透过普通普通玻璃。一般只用于物体表面和空间的消毒。紫外线灭菌的原理制药是他作用于物体的 DNA，促其形成胸腺咪啶，造成菌体死亡，另外，他可使空气中氧形成臭氧，重演也会与生物体的活性成分发生氧化反应，造成他们失活。
5.射线杀菌（gamma-ray sterilization）
Co60等放射性元素可放出射线，是较陷阱的杀菌剂。将待灭菌物品通过传送带经过Co60照射区就可达到灭菌的目的，其优点是：每次可对较多的物品进行灭菌，尤其适用于密封的物品和不耐热物品的灭菌。它不会在物品上留下污染物。医用的一次性塑料用品就是用Co60照射灭菌的，但是，该法对设备要求高，适用范围有限，如培养基等就不宜通过该法灭菌。6.微波灭菌（microwave sterilization）
微波（microwave）是指频率在300Mhz到30000Mhz的电磁波。介于普通的无线电波和红外辐射之间，微波的杀菌作用主要是微波的热效应造成的。微生物的微波电磁场的作用下，吸收微波的能量，产生热效应，同时，微波造成的分子加速运动使细胞内部受到损害，从而导致微生物死亡。
二、  常用控菌的化学方法
1.  化学表面消毒剂（chemosterilant）
化学消毒剂的种类较多，包括乙醇、甲醛、来苏儿、过氧化氢、过氧乙酸、红汞、硝酸银、氯（次氯）酸、二氧化氮、碘酒、新洁尔灭、龙胆紫、硫磺粉等（种类可分为醇类、醛类、酚类、氧化剂、气体、重金属盐类、卤素及其化合物、表面活性剂和染料）。
2.  防腐剂（antiseptics）
防腐是利用物理和化学的手段，完全抑制霉腐微生物的生长繁殖，防止食品等发生霉变的措施，此时，微生物并没有被杀灭，二只是受到抑制。防腐的手段很多，如造成低温、隔氧（或充氮）、干燥、高渗、高酸等保藏环境，而添加防腐剂也是一种常用的防腐措施，如酱油中的苯甲酸钠和化妆品中的山梨酸钠等都是良好的防腐剂。
3.  化学治疗剂（chemotherapeutant）
化学治疗剂就是利用具有高度选择性毒性的化学物质来抑制宿主体内病源微生物的生长繁殖，真是杀灭，达到治疗疾病的目的，化学治疗剂主要有抗代谢类药物、抗生素和中草药等。（1）抗代谢类药物
有些化学物在结构上与生物体所必需的代谢物很相似，以至于可以和特性的酶结合，从而阻碍酶的功能，干扰代谢的正常进行，这些物质称为抗代谢物（antimetabolite）
（2）抗生素类（antibiotics）抗生素类是许多生物的生命活动过程中产生的一类次级代谢产物或其人工衍生物，他们在很低浓度时就能抑制或影响其它种类生物的生命活动。抗生素通过抑制细胞壁的合成，改变细胞膜的通透性，抑制蛋白质或核算的合成等反应机理抑制或杀死微生物。抗生素是目前治疗微生物感染和肿瘤等疾病的常用药物。在工业发酵中，抗生素也可以用于控制杂菌污染；在微生物育种中，抗生素常常作为高效的筛选标记。