發(fā)酵工藝：染菌綜合分析及防止措施

　　1.造成發(fā)酵染菌的可能途徑有哪些?

　　菌種培養(yǎng)過程操作不當

　　培養(yǎng)基滅菌不徹底

　　發(fā)酵設(shè)備(如發(fā)酵罐、管道)密封不嚴

　　空氣除菌不凈

　　2.既然染菌不可避免，哪我們應(yīng)該怎樣做?

　　要提高生產(chǎn)技術(shù)水平，強化生產(chǎn)過程的管理，把握好各個易染菌的環(huán)節(jié)，盡可能防止發(fā)酵染菌的發(fā)生;而且一旦發(fā)生染菌，要能盡快找出其污染的原因，并采取相應(yīng)的有效措施，把發(fā)酵染菌造成的損失降低到最小。

　　3.不同發(fā)酵過程相對危害最大的雜菌種類?

　　青霉素的發(fā)酵 細短產(chǎn)氣桿菌

　　鏈霉素的發(fā)酵 細短桿菌、假單孢桿菌

　　四環(huán)素的發(fā)酵 雙球菌、芽孢桿菌、莢膜桿菌

　　谷氨酸的發(fā)酵 噬菌體

　　檸檬酸的發(fā)酵 青霉菌

　　4.不同生產(chǎn)階段染菌對發(fā)酵的影響：

　　種子培養(yǎng)期染菌:對整個發(fā)酵過程的危害極大

　　發(fā)酵前期染菌：嚴重干擾生產(chǎn)菌的生長繁殖

　　發(fā)酵中期染菌：干擾生產(chǎn)菌的代謝，影響產(chǎn)物的生成

　　發(fā)酵后期染菌：影響相對較小

　　5.不同染菌原因?qū)Πl(fā)酵的影響：

　　種子帶菌：將導(dǎo)致染菌范圍不斷擴大，使生產(chǎn)蒙受重大損失。

　　空氣帶菌：使發(fā)酵大面積染菌

　　培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底：一般不具延續(xù)性，使單個(批)發(fā)酵罐發(fā)酵失敗

　　設(shè)備滲漏：染菌幾率較大

　　6.發(fā)酵異常現(xiàn)象及染菌原因分析：

　　(1)溶解氧的異常變化

　　當雜菌是好氣性微生物時，溶解氧的變化是在較短時間內(nèi)下降，直至接近于零，且在

　　長時間內(nèi)不能回升;

　　當雜菌是非好氣性微生物，而生產(chǎn)菌由于受污染而抑制生長，使耗氧量減少，溶解氧

　　升高。

　　(2)排氣的CO2異常變化

　　如雜菌污染時，糖耗加快， CO2含量含量增加，噬菌體污染后，糖耗減慢，CO2含量減少。因此，可根據(jù)CO2含量的異常變化判斷染菌。

　　(3)其它異?，F(xiàn)象：

　　如菌體生長不良、pH值的異常變化、發(fā)酵過程中泡沫的異常增多、發(fā)酵液的顏色異常變化、代謝產(chǎn)物含量的異常下跌、發(fā)酵周期的異常拖長、發(fā)酵液的粘度異常增加等判斷染菌。

　　7.染菌原因分析：

　　(1)從染菌的規(guī)模來分析染菌原因

　　大批發(fā)酵罐染菌：空氣系統(tǒng)

　　部分發(fā)酵罐(或罐組)染菌：前期可能是種子帶雜菌，或滅菌不徹底，中后期則可能是中間補料系統(tǒng)或油管路系統(tǒng)發(fā)生問題所造成的

　　個別發(fā)酵罐連續(xù)染菌：設(shè)備問題(如閥門的滲漏或罐體腐蝕磨損)，設(shè)備的腐蝕磨損所引起的染菌會出現(xiàn)每批發(fā)酵的染菌時間向前推移的現(xiàn)象

　　個別發(fā)酵罐偶然染菌：原因比較復(fù)雜，因為各種染菌途徑都可能引起。

　　(2)從染菌的時間來分析

　　發(fā)酵早期染菌：種子帶菌、培養(yǎng)基和設(shè)備滅菌不徹底、設(shè)備或管道有死角

　　中、后期染菌：中間補料、設(shè)備滲漏、操作不合理

　　(3)從染菌的類型來分析：

　　耐熱性芽孢桿菌：死角或滅菌不徹底

　　球菌、酵母：可能是從蒸汽的冷凝水或空氣中帶來的

　　淺綠色菌落(革蘭氏陰性桿菌) ：發(fā)酵罐的冷卻管或夾套滲漏

　　霉菌：滅菌不徹底或無菌操作不嚴格

　　?設(shè)備滲漏的原因：當設(shè)備滲漏時，往往每批染菌發(fā)生的時間逐漸提前

　　a發(fā)酵液中腐蝕性物質(zhì)對設(shè)備的腐蝕

　　b磨蝕

　　c設(shè)備加工不良

　　?盤管滲漏的防止：

　　放罐后要認真清洗發(fā)酵罐

　　控制冷卻水質(zhì)量，降低其中氯離子含量

　　對盤管定期檢查、試漏，及時發(fā)現(xiàn)漏隙

　　試漏方法：氣壓試驗 水壓試驗

　　?空氣分布管滲漏的防止

　?、芄摅w滲漏的防止

　?、莨芗臐B漏

　　(4)管路的連接：

　　螺紋連接 法蘭連接 焊接

　　(5)空氣過濾系統(tǒng)方面原因：

　　原因分析：進風(fēng)口、生產(chǎn)環(huán)境、空氣過濾器

　　染菌特點：空氣過濾系統(tǒng)帶菌會使發(fā)酵罐批批染菌、罐罐染菌，此時就要對空氣過濾系統(tǒng)進行無菌樣檢測

　　8.染菌的檢查和判斷

　　無菌試驗方法

　　?顯微鏡檢查法(鏡檢法)

　　?肉湯培養(yǎng)法

　　?平板劃線培養(yǎng)或斜面培養(yǎng)檢查法

　?、馨l(fā)酵過程的異常現(xiàn)象觀察法

　　如果肉湯連續(xù)三次發(fā)生變色反應(yīng)(由紅色變?yōu)辄S色)或產(chǎn)生混濁，或平板培養(yǎng)連續(xù)三次 發(fā)現(xiàn)有異常菌落的出現(xiàn)，即可判斷為染菌。

　　9.雜菌污染的挽救及處理：

　　(1)種子培養(yǎng)期染菌：應(yīng)經(jīng)滅菌后棄之，并對種子罐、管道等進行仔細檢查和徹底滅菌

　　(2)發(fā)酵前期染菌：營養(yǎng)成分消耗不多，應(yīng)迅速重新滅菌;另處，補充必要的營養(yǎng)成分， 重新接種進行發(fā)酵。

　　(3)發(fā)酵中、后期染菌：可以加人適當?shù)臍⒕鷦┗蚩股匾约罢５陌l(fā)酵液，以抑制雜菌的生長速度;產(chǎn)品的含量若達一定值，只要明確是染菌也可放罐。

　　(4)發(fā)酵后對設(shè)備的處理：空罐加熱滅菌后至120℃以上、30min后，才能使用。也可用甲醛熏蒸或甲醛溶液浸泡12h以上等方法進行處理

　　10.雜菌污染的途徑和防治：

　　(1)種子帶菌及其防治：

　　原因分析：種子保存 種子培養(yǎng)設(shè)備 種子換代及接種 種子培養(yǎng)基

　　防治措施：

　　檢查發(fā)生污染所用的保藏菌種。

　　檢查發(fā)生污染的種子罐接種所用的三角瓶等器皿。

　　檢查對三角瓶、棉花塞、培養(yǎng)基等所進行的滅菌操作。

　　檢查天菌鍋的工作情況，校核溫度表和壓力表。滅菌鍋工作時鍋內(nèi)空氣務(wù)必排盡。

　　檢查無菌室的無菌狀況，特別是接種箱。檢查接種箱所用的殺菌熏劑。

　　檢查操作人員的操作技術(shù)。

　　對雜菌或噬菌體進行微生物檢驗。

　　(2)空氣帶菌及其防治：

　　防治措施：

　　油滲入空氣：改用無油潤的壓縮機。

　　列管式冷卻器穿孔。

　　過濾介質(zhì)松動，空氣走短路。

　　過濾介質(zhì)被水潤濕。

　　過濾介質(zhì)老化.

　　(3)設(shè)備的滲漏或“死角”造成的染菌及其防治：

　　設(shè)備滲漏主要是指發(fā)酵罐、補糖罐、冷卻盤管、管道閥門等，由于化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕磨濁攤口金屬與原料中的泥沙之間磨損、加工制作不良等原因形成微小漏孔后發(fā)生滲漏染菌。

　　“死角”包括了發(fā)酵設(shè)備或連接管道的某一部位和培養(yǎng)基或其他物料的某一部分等。

　　?盤管的滲漏染菌及防治：

　　原因分析：由于存在溫差(內(nèi)冷卻水溫、外滅菌溫)，溫度急劇變化，或發(fā)酵液的pH低、化學(xué)腐蝕嚴重等原因。

　　防治措施：生產(chǎn)上可采取仔細清洗，檢查滲漏，或降低冷卻水中Cl-1的含量等措施加以防治。

　　?空氣分布管的“死角”染菌及防治：

　　原因分析：受攪拌與通所的影響，易磨蝕穿孔

　　防治措施：采取頻繁更換空氣分布管或認真洗滌等措施

　　?發(fā)酵罐的滲漏染菌及防治：

　　原因分析：

　　發(fā)生局部化學(xué)腐蝕或磨蝕，產(chǎn)生穿孔滲漏。

　　罐焊接處等的周圍容易積集污垢。

　　發(fā)酵罐的制作不良。

　　發(fā)酵罐封頭上的各個接口。

　　發(fā)酵罐的修補焊接位置不當。

　　防治措施：

　　采取罐內(nèi)壁涂刷防腐涂料、加強清洗并定期鏟除污垢等是有效消除染菌的措施。

　　采用不銹鋼或復(fù)合鋼可有效克服此弊端并注意清洗是可以避免染菌的。

　?、芄苈返陌惭b或管路的配置不合理形成“死角”：

　　原因分析：

　　經(jīng)常將一些管路匯集到一條總的管路上。管路大多采用法蘭連接。

　　防治措施：

　　采用單獨的排氣、排水和排污管可有效防止染菌的發(fā)生。

　　法蘭的加工、焊接和安裝要符合滅菌的要求盡可能減少或取消連接法蘭等措施

　　⑤管件的滲漏形成染菌及防治：

　　(4)生產(chǎn)原料滅菌不徹底導(dǎo)致的染菌：

　　*原因分析：

　　?淀粉質(zhì)原料，在升溫過快或混合不均勻時容易結(jié)塊，使團塊中心部位“夾生”，蒸汽不易進入將雜菌殺死

　　?培養(yǎng)基中諸如麩皮、黃豆餅一類的固形物含量較多，在投料時濺到罐壁或罐內(nèi)的各種支架上，容易形成堆積，這些堆積物在滅菌過程由于傳熱較慢，一些雜菌也不易被殺滅。

　　*防治措施：

　　?升溫前先通過攪拌混合均勻，并加人一定量的淀粉酶進行液化;有大顆粒存在時應(yīng)先經(jīng)過篩除去，再行滅菌;

　　?對于麩皮、黃豆餅一類的固形物含量較多的培養(yǎng)基，采用罐外預(yù)先配料，再轉(zhuǎn)至發(fā)酵罐內(nèi)進行實罐滅菌較為有效。

　　*具體措施：

　　?購進原料應(yīng)干燥，倉貯原料應(yīng)保持干燥。

　　?制各培養(yǎng)基時，粉碎原料先用冷水浸潤，調(diào)漿罐攪拌要充分防止結(jié)塊。

　　?粉碎原料顆粒應(yīng)足夠小，大顆粒會影響殺菌效果。

　?、芗偃缟a(chǎn)原料被孢子嚴重污染，制成培養(yǎng)基后，可在30℃保溫數(shù)小時，待孢子

　　發(fā)芽后再行殺菌。

　　(5)操作不當造成染菌及其防治：

　　*原因分析：

　　?滅菌時由于操作不合理，未將罐內(nèi)的空氣完全排除，造成壓力表顯示“假壓”。

　　?產(chǎn)生泡沫發(fā)泡嚴重時泡沫可上升至罐頂甚至逃逸，以致泡沫頂罐。

　　?連續(xù)滅菌過程中，培養(yǎng)基滅菌的溫度及其停留時間沒有符合滅菌的要求。

　?、芴筋^或元件滅菌方法不當。

　　*防治措施：

　　滅菌升溫前打開排氣閥，排盡冷空氣。

　　加入消泡劑進行消泡處理。

　　連續(xù)滅菌過程中，避免蒸汽壓力的波動過大，嚴格控制滅菌溫度。

　　探頭或元件保證滅菌徹底。

　　(6)噬菌體污染及其防治：

　　防治措施：

　　認真保藏好生產(chǎn)菌株，確保其不受污染。

　　嚴禁活菌體排放。

　　強化設(shè)備管理。

　　加強環(huán)境衛(wèi)生工作。

　　加強對無菌空氣，空間雜菌及噬菌體監(jiān)測工作。

　　*感染噬菌體后采用的理方法:

　　?選育抗性菌株。

　　?輪換使用專一性不同的菌株。

　　?加化學(xué)藥物(如谷氨酸發(fā)酵可加2~4ppm氯霉素，0.1%三聚磷酸鈉，0.6%檸檬

　　酸鈉或銨等)。

　?、軐⑴囵B(yǎng)液重新滅菌再接種(噬菌體不耐熱，70~80?C經(jīng)5分鐘即可殺死)

　?、萜渌椒?/p>