Метастерилізації полягає у знищенні усієї мікрофлори, яка вноситься в середовище з його компонентами, водою, повітрям, із зовнішніх та внутрішніх поверхонь обладнання та трубопроводів.
Необхідність стерилізації зумовлена тим, що продуценти ферментів надзвичайно чутливі до присутності сторонніх мікроорганізмів.
Основна проблема ефективного здійснення стерилізації полягає в тому, що для мікроорганізмів характерна висока стійкість до впливу підвищених температур. Значна кількість мікроорганізмів присутня в сировині у вигляді спорових форм, які здатні витримувати обробку парою при температурі 120-121оС протягом десятків хвилин.
Відомі такі способи стерилізації:
o теплова обробка гострою або глухою парою;
o теплова обробка гарячим повітрям;
o використання струму високої частоти (частота 10-40 МГц, тривалість стерилізації – 1-10 хв, досягається повна стерильність; середовище нагрівається до 130-170оС);
o використання іонізуючого випромінювання (5 МеВ, тривалість стерилізації 1-10 с);
o використання ІЧ-випромінювання;
o використання γ-випромінювання (достатня стерилізуюча доза становить 2,5 млн. рад, тривалість стерилізації – 2-5 с, температура – не вище 20оС).
o використання УЗ-коливань;
o холодна стерилізація з допомогою оксиду етилену (витрата оксиду етилену становить 0,4 г/кг).
На сьогодні найпоширенішою є теплова стерилізація, хоча використання пари для стерилізації має ряд недоліків:
o низький коефіцієнт теплопередачі через закриті поверхні;
o обмежена швидкість нагрівання;
o громіздкість теплообмінних пристроїв;
o неможливість рівномірного нагрівання живильного середовища;
o потреба в теплоенергетичному обладнанні для генерування.
Ефективність процесу стерилізації залежить від таких чинників:
o тривалості;
o інтенсивності згубного фактора;
o стадії розвитку мікроорганізмів та їх здатності виживати у несприятливих умовах;
o концентрації мікроорганізмів у даному об’єкті.
Найбільшу життєздатність виявляють спороносні мікроорганізми, за стійкістю яких контролюють процес стерилізації живильного середовища. При всіх інших однакових умовах підвищеннятемператури стерилізації на 3-5оС понад 100оС різко зменшує тривалість стерилізації живильного середовища. Проте, слід враховувати, що використання високих температур разом із зменшенням тривалість стерилізації, може призвести до незворотних змін складу живильного середовища, зокрема білків, вуглеводів, стимуляторів росту та інших компонентів, а середовище зробити несприятливим для розвитку продуцента і нагромадження ним ферментів.
Деякі компоненти живильного середовища (крохмаль, і особливо жири) виявляють захисні функції, тому їх високий вміст у середовищі збільшує тривалість стерилізації. Тривалість стерилізації також залежить від його об’єму, який одночасно стерилізується, його фізико-хімічних властивостей і від виду мікроорганізмів, від яких намагаються звільнитися.
Досягнути абсолютної стерильності у промислових умовах майже неможливо, тому вважають, щостерилізація відбувається задовільно, якщо лише в одному випадку зі 100 стерилізацій у всьому об’ємі живильного середовища залишиться живою лише одна спора.
Апаратурне оформлення процесу стерилізації для поверхневого і глибинного культивування має суттєві відмінності.