发酵工业的无菌技术

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1、第四章发酵工业的无菌技术本章内容一、概念二、发酵工业污染的防治策略三、发酵工业的无菌技术四、培养基及设备灭菌五、空气除菌一、概念:灭菌、消毒、除菌、防腐灭菌(sterilization):用化学或物理方法杀死物料或设备中所有有生命物质的过程。消毒(disinfection):用物理或化学方法杀死空气、地表以及容器和器具表面的微生物。除菌(degermation):用过滤方法除去空气或液体中的微生物及其孢子。防腐(antisepsis):用物理或化学方法杀死或抑制微生物的生长和繁殖。消毒与灭菌的区别

2、消毒与灭菌在发酵工业中的应用二、发酵工业污染的防治策略（一）污染的危害（二）污染的防治1.染菌的不良后果消耗营养合成新产物；菌体自溶、发粘等造成分离困难改变pH分解产物噬菌体破坏极大2.染菌危害的具体分析（1）染菌对不同菌种发酵的影响A．细菌谷氨酸(棒状杆菌)：发酵周期短，培养基不太丰富，较少染杂菌，但噬菌体威胁大。肌苷（枯草杆菌）：缺陷型生产菌，培养基丰富，易染菌，营养成分迅速被消耗，严重抑制菌生长和合成代谢产物。B.霉菌PenG：青霉素水解酶上升，PenG迅速破坏，发酵一无所获。柠檬酸：pH

3、2.0，不易染菌，主要防止前期染菌。C.酵母菌:易污染细菌以及野生酵母菌D.疫苗：无论污染的是活菌、死菌或内外毒素，都应全部废弃。（1）染菌对不同菌种发酵的影响（2）染菌种类对发酵的影响青霉素：怕染细短产气杆菌链霉素：怕染细短杆菌、假单孢杆菌和产气杆菌四环素：怕染双球菌、芽孢杆菌和荚膜杆菌柠檬酸：怕染青霉菌肌苷（酸）：怕染芽孢杆菌谷氨酸：怕染噬菌体，易造成连续污染（3）不同发酵时期染菌对发酵的影响种子扩大时期染菌:发酵前期染菌：发酵中期染菌：挽救困难，应早发现，快处理，处理方法应根据各种发酵的特点

4、和具体情况来决定抗生素发酵柠檬酸发酵a.污染细菌：加大通风，加速产酸，调pH3.0，抑制细菌b.污染酵母：加入0.025~0.035g/LCuSO4抑制酵母；通风加大，加速产酸。灭菌后弃去应迅速重新灭菌，补充必要的营养成分，重新接种（3）不同发酵时期染菌对发酵的影响柠檬酸发酵c.染黄曲霉：加入另一罐将近发酵成熟的醪液，pH下降，黄曲霉自溶。d.青霉菌：在pH很低下能够生长。提前放罐。发酵后期污染染菌量不太多，可继续发酵污染严重，则提前放罐杀菌剂的添加：前期无必要，增加成本；发现后加入，效果要具体评

5、价（4）杂菌污染对发酵产物提取和产品质量的影响丝状菌发酵被产酸菌污染：pH不断下降，菌丝大量自溶，发酵液粘度增加，过滤困难处理方法：①将发酵液加热后再加助滤剂；②先加絮凝剂使蛋白质凝聚后沉淀杂菌分泌较多蛋白质杂质时，对发酵后处理过程中采用溶媒萃取的提取工艺非常不利，使水相和溶媒之间极易发生乳化1.染菌的检查与判断显微镜检查法镜检出杂菌需要一定时间平板划线培养或斜面培养检查法：菌落噬菌体检查可采用双层平板法：噬菌斑肉汤培养检查法发酵过程的异常现象判断DO2水平异常变化pH异常变化尾气CO2异常变化1

6、22.污染原因分析主要原因：①种子带菌②无菌空气带菌③设备渗漏④灭菌不彻底⑤操作失误⑥技术管理不善从污染时间看：早期污染可能与①②④⑤→接种操作不当有关；后期污染可能与③⑤及中间补料有关。从杂菌种类看：耐热芽孢杆菌：与④有关球菌、无芽孢杆菌：与①②③⑤有关浅绿色菌落的杂菌：与水有关，即冷却盘管渗漏霉菌：与④⑤有关，即无菌室灭菌不彻底或操作问题酵母菌：糖液灭菌不彻底或放置时间较长从染菌幅度看：各个发酵罐或多数发酵罐染菌，且所污染的是同一种杂菌，一般是空气系统问题，若个别罐连续染菌，一般是设备问题。2

7、.污染原因分析3.预防种子带菌的防治灭菌彻底接种可靠：无菌室及设备可靠，无菌操作可靠保藏可靠过滤空气带菌的防治设备的渗漏或“死角”造成的染菌及其防治“死角”发酵罐的“死角”法兰、内衬、接口、表头、罐内部件及其支撑件如搅拌轴拉杆、联轴器、冷却盘管、挡板、空气分布管及其支撑件口：人孔（或手孔）、排风管接口、灯孔、视镜口、进料管口发酵罐罐底脓疱状积垢造成“死角”消除方法：加强清洗并定期铲除污垢；安装放汽边阀管道安装不当或配置不合理形成的“死角”发酵罐罐底脓疱状积垢造成“死角”法兰连接不当造成的“死角”灭

8、菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方法培养基与设备灭菌不彻底的防治原料性状：大颗粒的原料过筛除去。实罐灭菌时要充分排除罐内冷空气。灭菌过程中产生的泡沫造成染菌：添加消泡剂防止泡沫升顶连消不彻底：最好采用自动控制装置灭菌后期罐压骤变死角操作不当造成染菌噬菌体染菌及其防治3.预防采取哪些措施能够保持无菌发酵？物料、培养基、中间补料要灭菌；发酵设备及辅助设备（空气过滤装置、各种发酵罐进出口连接装置）和管道要灭菌；好气发酵通入的空气要除菌；种子无污染；接种无菌操作过关；为了保持发酵的长期无