發酵染菌及其防治 發酵染菌及其防治 1 什么叫發酵染菌 在發酵過程中 生產菌以外的其他微生物侵入了發酵液 從而使發酵過程失去了真正意義上的純種培養 菌種培養過程操作不當培養基滅菌不徹底發酵設備 如發酵罐 管道 密封不嚴空氣除菌不凈 2 造成發酵染菌的可能途徑有哪些 染菌仍是發酵工業的致命傷 輕者影響產率 產物提取收得率和產品質量 嚴重者造成生產失敗 浪費大量原材料 造成嚴重經濟損失 而且擾亂生產秩序 破壞生產計劃 遇到連續染菌 特別是又找不到染菌原因 未有防治措施時 往往會影響人們的情緒和生產積極性 造成無法估量的危害 3 染菌會對發酵工業造成哪些不良影響 4 在現有科學條件下能否做到徹底不染菌 據報道 國外抗生素發酵平均染菌率為2 5 國內的抗生素發酵 青霉素發酵染菌率2 鏈霉素 紅霉素和四環素發酵染菌率約為5 谷氨酸發酵噬菌體感染率1 2 目前要做的是要提高生產技術水平 強化生產過程的管理 把握好各個易染菌的環節 盡可能防止發酵染菌的發生 而且一旦發生染菌 要能盡快找出其污染的原因 并采取相應的有效措施 把發酵染菌造成的損失降低到最小 5 既然染菌不可避免 哪我們應該怎樣做 染菌對發酵的影響 不同雜菌的種類對發酵的影響 在抗生素的發酵過程中 青霉素的發酵污染細短產氣桿菌比粗大桿菌的危害更大 鏈霉素的發酵污染細短桿菌 假單孢桿菌和產氣桿菌比污染粗大桿菌更有危害 谷氨酸的發酵最怕噬菌體的污染 細短產氣桿菌細短桿菌 假單孢桿菌雙球菌 芽孢桿菌 莢膜桿菌噬菌體青霉菌 不同雜菌的種類對發酵的影響 對整個發酵過程的危害極大 嚴重干擾生產菌的生長繁殖 干擾生產菌的代謝 影響產物的生成 影響相對較小 不同生產階段染菌對發酵的影響 種子培養期染菌 發酵后期染菌 發酵前期染菌 發酵中期染菌 將導致染菌范圍不斷擴大 使生產蒙受重大損失 使發酵大面積染菌 一般不具延續性 使單個 批 發酵罐發酵失敗 染菌幾率較大 不同染菌原因對發酵的影響 種子帶菌 設備滲漏 空氣帶菌 培養基或設備滅菌不徹底 染菌程度越嚴重 即在發酵罐內的雜菌數量就多 對發酵的危害也就越大 但當生產菌在發酵過程已有大量的繁殖 并已在發酵液中占優勢 如果污染極少量的雜菌 此時對發酵不會帶來太大的影響 不同染菌程度對發酵的影響 發酵異?，F象及染菌原因分析 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下降 直至接近于零 且在長時間內不能回升 當雜菌是非好氣性微生物 而生產菌由于受污染而抑制生長 使耗氧量減少 溶解氧升高 好氣性發酵排出的氣體中的CO2含量與糖代謝有關 對于特定的發酵過程 工藝確定后 排出的氣體中的CO2含量的變化是有規律的 染菌后 培養基中糖的消耗發生變化 引起排氣中CO2含量的異常變化 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CO2含量的異常變化判斷染菌 排氣的CO2異常變化 還可以根據其他的一些異常現象 如菌體生長不良 PH值的異常變化 發酵過程中泡沫的異常增多 發酵液的顏色異常變化 代謝產物含量的異常下跌 發酵周期的異常拖長 發酵液的粘度異常增加等判斷染菌 其它異常現象 總結發酵染菌的經驗教訓 積極采取必要的措施 防止生產過程中再次染菌 把發酵染菌控制在生產前 防患于未然是發酵生產過程中控制染菌污染的最重要措施 分析目的 染菌原因分析 從兩表中可以看出 由于不同廠家的生產工藝 技術管理水平好壞不同 而使各種染菌原因的百分率有所不同 其中尤以設備滲漏和空氣帶菌而染菌較為普遍且嚴重 值得注意的是 不明原因的染菌分別達20 0 和35 13 這表明 目前分析染菌原因的水平還有待于進一步提高 填表 培養基或設備滅菌不徹底 種子帶菌 空氣除菌不徹底 設備或冷卻盤管的滲漏 無菌室滅菌不徹底或無菌操作不當 糖液滅菌不徹底或糖液放置時間過長 根據染上雜菌的種類可以初步判斷染菌原因 由于發酵罐需要經受溫度的升降變化 使用久了難免會出現夾層盤管的細微腐蝕而出現滲漏 導致染菌的發生 滲漏原因 當設備滲漏時 往往每批染菌發生的時間逐漸提前 染菌特點 設備滲漏方面原因 空氣過濾系統方面原因 進風口 生產環境 空氣過濾器 濾芯的滅菌要徹底 過濾介質要定期檢查更換 原因分析 空氣過濾系統帶菌會使發酵罐批批染菌 罐罐染菌 此時就要對空氣過濾系統進行無菌樣檢測 染菌特點 雜菌污染的判斷及處理 染菌的檢查和判斷雜菌污染的挽救及處理 染菌的檢查和判斷 發酵過程是否染菌應以無菌試驗的結果為依據進行判斷 在發酵生產過程中 如何及早發現雜菌的污染并及時采取措施加以處理 是避免染菌造成嚴重經濟損失的重要手段 因此 生產上要求能準確 快速的檢查出雜菌的污染 目前常用于檢查是否染菌的無菌試驗方法主要有以下四種 檢查判斷目的意義 無菌試驗方法 1 顯微鏡檢查法 鏡檢法 2 肉湯培養法3 平板劃線培養或斜面培養檢查法4 發酵過程的異?，F象觀察法 無菌試驗時 如果肉湯連續三次發生變色反應 由紅色變為黃色 或產生混濁 或平板培養連續三次發現有異常菌落的出現 即可判斷為染菌 注意事項 1 無菌試驗的肉湯或培養平板應保存并觀察至本批 罐 放罐后12h 確認為無雜菌后才能棄去 2 無菌試驗期間應每6h觀察一次無菌試驗樣品 以便能及早發現染菌 無菌試驗方法 處理 應經滅菌后棄之 并對種子罐 管道等進行仔細檢查和徹底滅菌 處理 營養成分消耗不多 應迅速重新滅菌 另處 補充必要的營養成分 重新接種進行發酵 雜菌污染的挽救及處理 種子培養期染菌 發酵前期染菌 處理 可以加入適當的殺菌劑或抗生素以及正常的發酵液 以抑制雜菌的生長速度 產品的含量若達一定值 只要明確是染菌也可放罐 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 發酵后對設備的處理 發酵中 后期染菌 雜菌污染的途徑和防治 種子帶菌及其防治空氣帶菌及其防治設備的滲漏或 死角 造成的染菌及其防治生產原料滅菌不徹底導致的染菌操作不當造成染菌及其防治噬菌體染菌及其防治 原因分析 種子帶菌及其防治 種子保存 種子培養基 種子換代及接種 種子培養設備 1 檢查發生污染所用的保藏菌種 2 檢查發生污染的種子罐接種所用的三角瓶等器皿 3 檢查對三角瓶 棉花塞 培養基等所進行的滅菌操作 4 檢查天菌鍋的工作情況 校核溫度表和壓力表 滅菌鍋工作時鍋內空氣務必排盡 5 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 6 檢查操作人員的操作技術 7 對雜菌或噬菌體進行微生物檢驗 防治措施 原因分析 空氣帶菌及其防治 要杜絕無菌空氣帶菌 就必須從空氣的凈化工藝和設備的設計 過濾介質的選用和裝填 過濾介質的滅菌和管理等方面完善空氣凈化系統 空氣凈化系統導致染菌 占總染菌的18 9 1 油滲入空氣 改用無油潤的壓縮機 2 列管式冷卻器穿孔 3 過濾介質松動 空氣走短路 4 過濾介質被水潤濕 5 過濾介質老化 防治措施 設備滲漏 設備的滲漏或 死角 造成的染菌及其防治 設備滲漏主要是指發酵罐 補糖罐 冷卻盤管 管道閥門等 由于化學腐蝕 發酵代謝所產生的有機酸等發生腐蝕作用 電化學腐蝕 如氧溶解于水 使金屬不斷失去電子 加快腐蝕作用 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生滲漏染菌 生產上常把不能徹底滅菌的部位稱為 死角 實際過程中 死角 包括了發酵設備或連接管道的某一部位和培養基或其他物料的某一部分等 死角 由于存在溫差 內冷卻水溫 外滅菌溫 溫度急劇變化 或發酵液的pH低 化學腐蝕嚴重等原因 原因分析 生產上可采取仔細清洗 檢查滲漏 或降低冷卻水中CL 1的含量等措施加以防治 防治措施 1 盤管的滲漏染菌及防治 受攪拌與通風的影響 易磨蝕穿孔 管中的空氣流速不一致 靠近空氣進口處流速最大 離進口處距離越遠流速越小 原因分析 采取頻繁更換空氣分布管或認真洗滌等措施 防治措施 2 空氣分布管的 死角 染菌及防治 原因分析 3 發酵罐的滲漏染菌及防治 發生局部化學腐蝕或磨蝕 產生穿孔滲漏 罐焊接處等的周圍容易積集污垢 發酵罐的制作不良 發酵罐封頭上的各個接口 發酵罐的修補焊接位置不當 圖5 3不銹鍋襯里破裂形成 死角 圖5 4發酵罐底部培養基的沉積污垢形成 圖5發酵罐支撐件加強板形成 死角 染菌 1 采取罐內壁涂刷防腐涂料 加強清洗并定期鏟除污垢等是有效消除染菌的措施 2 采用不銹鋼或復合鋼可有效克服此弊端并注意清洗是可以避免染菌的 防治措施 原因分析 4 管路的安裝或管路的配置不合理形成 死角 1 經常將一些管路匯集到一條總的管路上 2 管路大多采用法蘭連接 但常會發生諸如墊圈大小不配套 法蘭不平整 安裝未對中 法蘭與管子的焊接不好 受熱不均勻使法蘭翹曲以及密封面不平等現象 從而形成 死角 而染菌 采用單獨的排氣 排水和排污管可有效防止染菌的發生 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 防治措施 圖5 5滅菌時蒸汽不易通達的 死角 及其消除方法 圖5 6法蘭連接不當造成的 死角 染菌 原因分析 采用加工精度高 材料好的閥門可減少此類染菌的發生 防治措施 5 管件的滲漏形成染菌及防治 目前生產上使用的閥門不能完全滿足發酵工程的工藝要求 是造成發酵染菌的主要原因之一 回 原因分析 生產原料滅菌不徹底導致的染菌 淀粉質原料 在升溫過快或混合不均勻時容易結塊 使團塊中心部位 夾生 蒸汽不易進入將雜菌殺死培養基中諸如麩皮 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 1 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 有大顆粒存在時應先經過篩除去 再行滅菌 2 對于麩皮 黃豆餅一類的固形物含量較多的培養基 采用罐外預先配料 再轉至發酵罐內進行實罐滅菌較為有效 防治措施 1 購進原料應干燥 倉貯原料應保持干燥 2 制各培養基時 粉碎原料先用冷水浸潤 調漿罐攪拌要充分防止結塊 3 粉碎原料顆粒應足夠小 大顆粒會影響殺菌效果 4 假如生產原料被孢子嚴重污染 制成培養基后 可在30 保溫數小時 待孢子發芽后再行殺菌 具體措施 原因分析 操作不當造成染菌及其防治 1 滅菌時由于操作不合理 未將罐內的空氣完全排除 造成壓力表顯示 假壓 2 產生泡沫發泡嚴重時泡沫可上升至罐頂甚至逃逸 以致泡沫頂罐 3 連續滅菌過程中 培養基滅菌的溫度及其停留時間沒有符合滅菌的要求 4 探頭或元件滅菌方法不當 原因分析 噬菌體污染及其防