是生物反應(yīng)過程的一個重要預(yù)處理過程。培養(yǎng)基或底物必須事先經(jīng)過滅菌，即將其中存在的各種微生物營養(yǎng)體（除孢子或芽孢外的菌體）和芽孢全部殺死（或除去），才能進入生物反應(yīng)器，在生物催化劑的作用下，進行發(fā)酵或酶反應(yīng)。此外，在好氣性微生物的發(fā)酵中，連續(xù)通入發(fā)酵罐的空氣，也必須是無菌的。因為發(fā)酵過程是在特定微生物參與下的串聯(lián)反應(yīng)過程，必須排除其他微生物的存在，也即在純種發(fā)酵情況下進行；酶反應(yīng)過程也必須排除雜菌的干擾。
僅要求殺死物體內(nèi)部或表面的病源微生物營養(yǎng)體的過程則稱為消毒。
滅菌方法 可分物理和化學(xué)兩大類，物理方法又有加熱、輻照和過濾等。加熱法有：①干熱，采用火焰或熱空氣（一般為160℃，2h），適用于器皿的滅菌。②濕熱，采用飽和蒸汽（一般為120℃，30min），適用于培養(yǎng)基及發(fā)酵設(shè)備的滅菌。輻照是采用紫外線、γ射線等，適用于室內(nèi)空氣、器械及成品的滅菌。過濾是采用纖維狀或微孔過濾介質(zhì)，適用于流動空氣、不耐熱液體、飲用水的滅菌?；瘜W(xué)方法采用甲醛、環(huán)氧乙烷、過(氧)乙酸等對局部空間及器皿進行滅菌；采用高錳酸鉀、石炭酸、漂白粉、新潔而滅等對器械、皮膚、污染物等進行消毒。
以上各種滅菌方法中，除了過濾是機械作用外，其他都屬菌體蛋白質(zhì)變性的結(jié)果。
工業(yè)培養(yǎng)基的滅菌 工業(yè)上一般都采用濕熱法進行培養(yǎng)基的滅菌。蒸汽滅菌具有效果好（穿透性強；冷凝時放出大量潛熱；在有水分情況下蛋白質(zhì)易于變性）、價格低廉、操作方便等優(yōu)點，特別適用工業(yè)上大規(guī)模制備無菌培養(yǎng)基。工業(yè)滅菌有分批及連續(xù)兩種操作方式：
?、俜峙鷾缇⒋郎缇呐囵B(yǎng)基置于發(fā)酵罐內(nèi)，用蒸汽通過罐的夾套或蛇管間接加熱至90℃，然后將蒸汽直接導(dǎo)入發(fā)酵罐，使其升至一定溫度和保壓一定時間(一般為120℃，30min)，然后將其冷卻至一定溫度，以便接入菌種開始發(fā)酵。分批滅菌的優(yōu)點是不需要另加設(shè)備，在培養(yǎng)基滅菌的同時，也對發(fā)酵罐及附屬管道進行了滅菌。缺點是培養(yǎng)基中有效成分破壞較多，發(fā)酵罐的非發(fā)酵時間占用較長。
?、谶B續(xù)滅菌 是將待滅菌的培養(yǎng)基預(yù)熱后，用泵連續(xù)打入蒸汽加熱器（圖1），
加熱至規(guī)定溫度后，再進入維持罐（或維持管）、冷卻管，最后進入事先滅過菌的發(fā)酵罐。連續(xù)滅菌的溫度較高而保溫時間較短(一般140℃時為5min，160℃時為1min左右)。連續(xù)滅菌的最大優(yōu)點是可以減少培養(yǎng)基中的有效成分因長時間加熱而遭受的破壞。這是因為菌體的死亡速率和有效成分的破壞速率雖都隨溫度增高而增加，但后者的增加率不如前者大。因此，增加滅菌的溫度，減少滅菌的時間，有利于有效成分的保留。如在120℃，將很難殺滅的嗜熱脂肪芽孢桿菌減至 ppm級（一般滅菌均以此為指標(biāo)）時所需理論計算時間為7.6min，培養(yǎng)基中的維生素B1的破壞率為27％；而當(dāng)滅菌溫度增至140℃時，殺滅同樣數(shù)量的上述微生物，所需時間僅為6.4min，維生素B1的破壞率也下降為3％。連續(xù)滅菌適用于這種高溫快速的滅菌操作，大型發(fā)酵工廠常采用此種方法。（見彩圖）
大量空氣滅菌 工業(yè)上幾乎都采用介質(zhì)過濾法制備無菌空氣。介質(zhì)過濾分兩類:①深層過濾法，將空氣通過纖維狀或顆粒狀填料的過濾床（常用的填料為棉花、玻璃纖維、經(jīng)改性的合成纖維，活性炭等）。過濾床的空隙一般大于細(xì)菌，它是靠攔截、慣性撞擊、靜電吸附等作用來除菌的。②絕對過濾法，采用的是一些孔隙小于細(xì)菌的薄膜(如微孔氟樹脂濾膜)，其孔徑為0.22μm、空隙率為80％?？諝膺^濾器的設(shè)計要求除菌效率高、流量大、壓降小、裝卸方便、價格適當(dāng)。新型的空氣過濾器，用圓筒狀微孔濾膜為介質(zhì)主體，在其兩側(cè)各有一層粗過濾介質(zhì)和多孔金屬護筒，制成易于裝卸的濾筒。一個過濾器中可根據(jù)需要裝上多個濾筒（圖2）。
在空氣過濾中，應(yīng)避免濕潤的空氣進入過濾器。否則析出的水分會使過濾器失效或降低其過濾效率。為此，需將空氣進行預(yù)處理（圖3），即將從壓氣機排出的空氣先經(jīng)過冷卻和析水，再加以適當(dāng)升溫使空氣的相對濕度下降至60％左右再進入過濾器。
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