项目四 发酵工业的无菌操作.ppt

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1、项目四发酵工业的无菌操作发酵工业污染的防治策略发酵工业无菌操作的基本概念发酵工业的无菌操作技术发酵培养基及设备管道灭菌空气除菌一、发酵工业污染的防治策略什么是染菌？即“杂菌污染”，是指在发酵培养中侵入了除菌种外，有碍生产的其他微生物。（一）污染的危害杂菌大量消耗培养基中的营养物质，使生产菌的生产能力下降杂菌产生的代谢产物，增加了发酵液中杂质类型或改变了发酵液理化性质，从而导致增加了下游产物分离纯化的难度，造成产物收率降低或产品质量下降。（降低发酵产率、提取得率、产品质量）杂菌代谢会改变培养体系的pH，使发酵过程异常。杂菌的代谢可能会降解产物，使产物

2、得率降低。若细菌的培养过程中被噬菌体污染，细菌细胞会破裂，造成发酵失败。1.染菌对不同发酵过程的影响A．细菌谷氨酸：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：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。（1）染菌对不同菌种发酵的影响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：pH2.0，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。2021/9/14（2）染菌种类对发酵的影响2021

3、/9/14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2.染菌发生的不同时期对发酵的影响种子培养期发酵前期发酵中期发酵后期（1）种子培养期染菌菌体浓度低、培养基营养丰富，较易染菌，应严格控制。若将污染的种子带入发酵罐，则损失更大，因此一经发现，应立即灭菌丢弃，并对种子罐、管道等进行仔细检查和彻底灭菌。采用备用菌种或以无污染的适当菌龄的发酵罐内的发酵液作为种子，接入新鲜培养基中进行发酵。2.染菌发生的不同时期对发酵的影

4、响（2）发酵前期染菌发酵前期易染菌，且危害很大，需特别注意防止一旦发现染菌，如原料营养还比较丰富，则进行重新灭菌、接种发酵；如已消耗较多营养物质，则放掉部分料液、补充新鲜培养基，重新灭菌、接种发酵。2.染菌发生的不同时期对发酵的影响（3）发酵中期染菌中期染菌会造成发酵异常，产物产量下降，应尽力做到早发现、快处理。可通过加入一部分发酵旺盛的培养料，调节通风、温度、pH等措施挽救，如发酵单位到达一定水平则可提前放罐。2.染菌发生的不同时期对发酵的影响（4）发酵后期染菌后期染菌对抗生素、柠檬酸发酵影响不大，但对氨基酸、核苷酸等破坏较大。发酵后期如染菌量不多

5、，可继续发酵。如染菌严重，破坏性较大，可提前放罐。2.染菌发生的不同时期对发酵的影响3.染菌程度对发酵的影响发酵罐中的杂菌数量越多，即染菌程度越大，则对发酵的危害越大。如生产菌大量繁殖后，发酵物中含少量杂菌，如每升发酵液中有1-2个杂菌，一般对发酵没有什么影响。4.染菌对产物提取和产品质量的影响对过滤的影响染菌后特别是污染细菌后，发酵液一般发粘，导致过滤困难。可采取加热、添加助滤剂等措施，或加絮凝剂使蛋白质沉淀，有利于过滤。4.染菌对产物提取和产品质量的影响对提炼与产品质量的影响染菌发酵液中含有较多水溶性蛋白和其它杂质。增加提炼难度，增加产物提取成本

6、，降低产物纯度。4.染菌对产物提取和产品质量的影响二、杂菌污染的防治某药厂链霉素发酵染菌原因分析1.污染杂菌的检测检查杂菌的方法，要求准确可靠和快速，这样才能在短时间内获得效果，主要方法有：显微镜检查平板划线检查肉汤培养检查发酵过程异常观察前3种检查法未发现染菌，还不能肯定未被染菌；原因是以上检查法只能检查杂菌浓度较大的染菌情况（>1个/ml）发酵过程的异常现象菌体生长差；pH值过高或过低；溶解氧水平异常；泡沫过多；菌体浓度过高或过低；CO2排放异常溶解氧水平异常变化显示染菌发酵时间溶氧浓度正常发酵污染噬菌体发酵时间溶氧浓度正常发酵污染好气性杂菌污染

7、嫌气性杂菌CO2异常显示染菌工艺一定，尾气中CO2量变化有一定规律污染杂菌，糖耗加快，尾气中CO2量增加污染噬菌体，糖耗减慢，尾气中CO2量减少2.污染噬菌体的检测噬菌体是什么？噬菌体是病毒的一种，是一种极微小的生物，体积是细菌的1/1000左右，它可以通过细菌过滤器，只有在电子显微镜下才能看到。26消除潜在的污染隐患-1涉及菌体相关的操作要尽可能在生物安全柜中进行；在菌体培养过程中，尽量不要打开瓶口。如果实在需要打开瓶口的话，必需在无菌的环境下操作。生物安全柜和超净台应注意清洁和消毒；每年更换HEPA过滤膜。27使用胶头、移液器、电动移液器吸取溶液

8、后，不能水平放置，以防液体进入。一旦液体进入要及时更换滤膜，并做好消毒措施。消除潜在的污染隐患-228消除潜