Méthodes de stérilisation couramment utilisées en fermentation industrielle
Dans l'industrie de la fermentation, système de fermentation Permet uniquement la production de bactéries, leur permettant d'exister, de croître et de se reproduire ; ne permet pas la coexistence d'autres micro-organismes. Par conséquent, tous les processus de fermentation Il doit s'agir d'une culture pure ; si d'autres bactéries diverses envahissent le système de production, les bactéries de production et les bactéries photochimiques se disputeront les nutriments à court terme ; dans les cas graves, la fermentation sera interrompue et le système sera évacué par reflux.
1. Stérilisation à chaleur sèche
La stérilisation à chaleur sèche est une technologie qui tue les bactéries et les spores bactériennes à haute température dans un environnement sec, principalement utilisée pour les articles qui ne peuvent pas supporter les vapeurs chaudes et humides, tels que les produits chimiques qui doivent être conservés au sec, les instruments à lame tranchante comme les couteaux, les ciseaux, les huiles anhydres, les onguents, la glycérine, etc.
La stérilisation à chaleur sèche nécessite une température plus élevée et une durée plus longue, la température courante étant de 160 °C pendant 2 heures.
Remarque : Ne pas dépasser 180 degrés, les articles stérilisés ne doivent pas être placés trop serrés, refroidir lentement, ouvrir la porte du four lorsque la température descend en dessous de 80 degrés.
Inconvénients : la perméabilité à la chaleur sèche est faible, la force des micro-organismes sur la chaleur sèche est beaucoup plus forte que sur la chaleur humide, la température de stérilisation est relativement élevée et la durée est plus longue.
Stérilisation à la flamme : L’utilisation d’une flamme permet de tuer directement les micro-organismes. Cette méthode, utilisée notamment pour la stérilisation des aiguilles et des anneaux d’inoculation, a toutefois des applications limitées.
2. Stérilisation à la chaleur humide
La stérilisation par chaleur humide est une méthode de stérilisation utilisant des conditions de température et d'humidité élevées, principalement grâce à la vapeur sous haute pression, à l'eau bouillante ou à la vapeur en circuit fermé. Le principe de cette méthode repose sur l'utilisation de la chaleur latente de la vapeur d'eau à haute température pour dénaturer les protéines et les acides nucléiques, entraînant ainsi la destruction des micro-organismes. La stérilisation par chaleur humide est généralement réalisée en présence de vapeur saturée, d'eau bouillante ou de vapeur en circuit fermé. La température et l'humidité étant plus élevées, la pénétration est plus efficace et permet une stérilisation optimale au cœur des objets.
Domaine d'application : Largement utilisée pour la stérilisation des équipements et milieux de production. Comparée à la stérilisation à chaleur sèche, la stérilisation à chaleur humide dénature ou solidifie plus facilement les protéines, ce qui lui confère une efficacité de stérilisation supérieure.
Raisons :
(1) En conditions chaudes et humides, les bactéries absorbent l'eau, ce qui facilite la solidification des protéines. L'augmentation de la teneur en eau entraîne une diminution de la température de solidification requise. (2) La pénétration de la vapeur chaude et humide est importante. (3) La vapeur chaude et humide possède une chaleur latente.
Catégorie de stérilisation par chaleur humide : stérilisation par ébullition, pasteurisation, stérilisation à la vapeur haute pression, etc.
- Méthode d'ébullition
Faire bouillir les articles à stériliser dans de l'eau (100 degrés).
Temps d'ébullition : 15 à 20 minutes, pour détruire les cellules microbiennes nutritives. 1 à 2 h, pour détruire les spores, puis ajouter du carbonate de sodium ou de l'acide carbonique (0,5 %).
Objectif : Convient à la désinfection des aliments ou du matériel.
- Pasteurisation
Les bactéries à détruire sont chauffées à 60-62 °C pendant 30 minutes ou à 70 °C pendant 15 minutes pour tuer les bactéries pathogènes et certains micro-organismes.
Objets : lait, bière, vin de riz, sauce soja et autres aliments.
Caractéristiques : N'altère pas la valeur nutritionnelle de certains aliments ni leur couleur et leur saveur.
Par exemple : la stérilisation de la bière.
- Stérilisation en autoclave
Utilisation principale du pot de stérilisation à la vapeur haute pression fermé. Largement utilisé.
Méthodes : La pression était de 1 MPa et la température de 121 ℃ pendant 15 à 30 min.
Remarque : Après stérilisation, décompresser lentement.
Avantages et inconvénients de la stérilisation à la chaleur humide
Avantages : La source de vapeur est facile d'accès, la pénétration de la vapeur est forte, la stérilisation est complète, la vapeur possède une chaleur latente importante et la pression est réglable.
Inconvénients : Coût élevé de l’équipement, ne peut être utilisé pour la stérilisation de matériaux sensibles à l’humidité.
3. Stérilisation par irradiation
Concept : La stérilisation par rayonnement utilise des rayonnements électromagnétiques de haute énergie et des rayonnements particulaires pour détruire les micro-organismes, les ultraviolets étant les plus fréquemment employés. Les rayons ultraviolets peuvent affecter les spores et les cellules végétatives, mais les spores bactériennes et fongiques y sont particulièrement résistantes. La pénétration des ultraviolets est faible, et la distance d'irradiation ne dépasse pas 1,2 m. La stérilisation des matériaux solides est partielle, et ce procédé est inadapté à la stérilisation des liquides. Il permet de contrôler la croissance microbienne ou d'éliminer les micro-organismes de manière ciblée.
Utilisations : salle d'inoculation, paillasse ultra-propre, salle de culture stérile, surface de matériau.
Remarque : La pénétration des UV est utilisée uniquement pour la stérilisation de surface. Une irradiation de 30 minutes avec une lampe ultraviolette de 30 W permet d’obtenir une stérilisation. Ce procédé est généralement utilisé en combinaison avec des réactifs chimiques.
Principe : Rompre le brin d'ADN du micro-organisme, rompre la liaison entre le ribose et l'acide phosphorique, rompre la liaison hydrogène à l'intérieur ou entre les molécules d'ADN et tuer le micro-organisme.
4. Désinfection chimique
Concept : Méthode par laquelle un produit chimique agit directement sur les micro-organismes pour les tuer.
Champ d'application : désinfection des ateliers de production, des salles aseptiques, des laboratoires, des petits instruments et des mains avant inoculation.
Méthodes : trempage, ajout, essuyage, pulvérisation, etc.
Mode d'action : Les substances chimiques réagissent avec certains composants des cellules microbiennes, notamment par dénaturation des protéines, inactivation de certaines parties du génome, destruction de la perméabilité membranaire et destruction des micro-organismes.
Remarque : Ne convient pas à la stérilisation des milieux de culture, convient à la stérilisation locale ou des instruments.
En résumé, la méthode décrite ci-dessus est la méthode de stérilisation courante. Cependant, il convient de choisir la méthode appropriée en fonction des conditions spécifiques de chaque procédé, car l'objet à stériliser, les régions, les saisons et l'altitude varient. L'application de la méthode n'est donc pas la même ; le choix de la méthode de stérilisation appropriée est donc crucial pour l'amélioration de la production et de la productivité de la fermentation.
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