发酵工程 第十章 发酵染菌及防治
合集下载
发酵生产染菌及其防治-PPT精选全文
积物,在关闭时不会使紧密面轧坏。 4)、检修方便。但须定期检查隔膜有否老化及脱
落。
(2)管路得连接
管子得连接有螺纹连接、法兰连接与焊接三种。
A、 螺纹连接。
需在管端铰出螺纹,安装时在螺纹上涂以白漆并加麻 丝(或聚四氟乙烯薄膜)作填料,密封要求高得可用石墨粉加 少许机油作填料,用氧化铅甘油胶合剂更好。
过滤器器壁腐蚀形成氧化铁层,就是多孔物质,空气 会短路,使空气中带菌并造成污染。
过滤介质变位:
活性炭棉花作为介质得过滤器,活性炭 受到气流得冲击而破碎、灰化、体积减小、 空间增大,上下两端得棉花受空气得顶撞力 而逐渐改变位置。
设备与管件得渗漏一般就是指设备与管件由于腐蚀、 内应力或其她原因形成微小漏孔所发生得渗漏现象。
这些漏孔很小,特别就是不锈钢材料形成得漏孔更小, 有时肉眼不能直接觉察,需要通过一定得试漏方法才能发 现。
1、发酵罐得渗漏
(1)冷却管得渗漏
由于发酵液腐蚀、固体物料摩擦引起管外壁磨损。管 内冷却水得浸泡、冲击、蒸汽冲击导致管内壁磨损。所以 冷却管就是发酵罐中最容易渗漏得部件之一。
截止阀在使用中经常发生以下两个问题:
a 阀心轧坏。物料中得硬质物或焊接施工后得焊渣以 及螺钉零件等被带到阀内,当关闭得,阀心与阀座被上述坚 硬物轧住,能将紧密面轧成凹凸不平得痕迹,就关不严密。
b 填料得渗漏。操作时用扳手过分关紧,会使阀杆弯 曲,弯曲后得阀杆不仅启动费力,并且使填料部分不紧密而 引起渗漏。阀门在使用一定时间后,阀杆磨损或填料损坏 也会引起渗漏,就需要将填料压盖适当拧紧或更换填料。
发酵工厂得有关管路要保持光滑、通畅、密封性 好,以避免与减少管道染菌得机会。
例如:
法兰与管子焊接时受热不匀使法兰翘曲密封面发生 凹凸不平现象就会造成死角。
落。
(2)管路得连接
管子得连接有螺纹连接、法兰连接与焊接三种。
A、 螺纹连接。
需在管端铰出螺纹,安装时在螺纹上涂以白漆并加麻 丝(或聚四氟乙烯薄膜)作填料,密封要求高得可用石墨粉加 少许机油作填料,用氧化铅甘油胶合剂更好。
过滤器器壁腐蚀形成氧化铁层,就是多孔物质,空气 会短路,使空气中带菌并造成污染。
过滤介质变位:
活性炭棉花作为介质得过滤器,活性炭 受到气流得冲击而破碎、灰化、体积减小、 空间增大,上下两端得棉花受空气得顶撞力 而逐渐改变位置。
设备与管件得渗漏一般就是指设备与管件由于腐蚀、 内应力或其她原因形成微小漏孔所发生得渗漏现象。
这些漏孔很小,特别就是不锈钢材料形成得漏孔更小, 有时肉眼不能直接觉察,需要通过一定得试漏方法才能发 现。
1、发酵罐得渗漏
(1)冷却管得渗漏
由于发酵液腐蚀、固体物料摩擦引起管外壁磨损。管 内冷却水得浸泡、冲击、蒸汽冲击导致管内壁磨损。所以 冷却管就是发酵罐中最容易渗漏得部件之一。
截止阀在使用中经常发生以下两个问题:
a 阀心轧坏。物料中得硬质物或焊接施工后得焊渣以 及螺钉零件等被带到阀内,当关闭得,阀心与阀座被上述坚 硬物轧住,能将紧密面轧成凹凸不平得痕迹,就关不严密。
b 填料得渗漏。操作时用扳手过分关紧,会使阀杆弯 曲,弯曲后得阀杆不仅启动费力,并且使填料部分不紧密而 引起渗漏。阀门在使用一定时间后,阀杆磨损或填料损坏 也会引起渗漏,就需要将填料压盖适当拧紧或更换填料。
发酵工厂得有关管路要保持光滑、通畅、密封性 好,以避免与减少管道染菌得机会。
例如:
法兰与管子焊接时受热不匀使法兰翘曲密封面发生 凹凸不平现象就会造成死角。
发酵染菌及防治课件
• 2、应用
• （1）空气过滤系统。 • （2）液体培养基。 • （3）噬菌体检查，此时使用生产菌作为指示菌。
（二）平板划线培养或斜面培养检
查法
• １、平板划线培养
• 固体平板置培养箱中37℃，保温24h，检查无菌 即可使用。将需要检查的样品在无菌的平板上划 线，分别置37℃、27℃培养，以适应嗜中温和低 温菌的生长，一般在8h后即可观察。
• （1）原因：产生菌孢子和种子质量不好、发酵条 件差、培养基质量差（灭菌不当）等。
• （2）措施：补充合适的氮源，或磷酸盐，提高发 酵温度。
• 2、pH异常
• 发酵过程中一般pH是有一定规律的。如不符合规 律则是发酵异常。
• （1）原因：培养基原料差、灭菌不彻底、加糖过 于集中等。
• （2）措施：可通过加酸或碱调节。最好加入一些 生理酸性或碱性盐或缓冲液来调节。
3、溶氧水平异常（p164）
• 正常发酵过程的溶氧水平是由一定规律的 。如果溶氧水平与一般规律不一致即发生 了异常变化。
• （1）原因：染菌。染菌的种类：好氧菌 、厌氧菌。菌体代谢异常、某些设备或工 艺发生故障或变化。
• （2）措施：检查无菌空气、管道是否渗 漏。搅拌设备是否正常运行等。
4、泡沫过多
（一）显微镜检查
• 1、细菌用革兰氏染色，必要时进行芽孢染色 和鞭毛染色，霉菌、酵母菌可直接观察。
（二）肉汤培养检查法
• 1、方法
• 液体培养基的检查:将需要检查的样品接入经灭菌， 并经过检查无菌的肉汤培养基中，放置37℃和27℃ 分别培养24h，进行观察，观察肉汤是否浑浊。并 取样镜检。
• 无菌空气的检查:将葡萄糖酚红肉汤培养基装在吸气 瓶中，灭菌后，37℃培养24h，若培养液未变浑浊 ，表明吸气瓶中的培养液是无菌的，把过滤后的空 气引入吸气瓶中，培养后，若培养液变混或变黄色 ，表明空气中仍有杂菌，说明过滤系统有问题。
食品发酵工程-8(发酵染菌及防治)
10
染菌隐患的检查
显微镜检查法
革兰氏染色法
11
染菌隐患的检查
肉汤培养法 检查培养基和无菌空气是否 带菌或菌种中是否有噬菌体。
一般使用葡萄糖酚红 肉汤作为培养基
12
染菌隐患的检查
平板划线培养或斜面培养检查法 倒平板 空培养 待测样品划线
以平板划线和肉汤培养结果为主要根据
培养观察
要定期取样，取样时防止外界杂菌混入
8
发酵异常
溶解氧水平异常：发酵过程中，如果溶解氧水平发生了
异常变化，一般都是发酵染菌的表现。
当受到好气性杂菌污染时，溶解氧的变化是短时间内下
降，直至为零，且在较长时间内不能回升；
当受到非好气性杂菌污染时，抑制生产菌的生长，降低 溶解氧的消耗，使溶氧升高。
9
发酵异常
菌体浓度过高
或过低
泡沫过多
23
严格培养原料及设备的灭菌
培养基的灭菌 在保证杀灭杂菌的前提下，尽可能多地保留营养物质。 一般选择高温蒸汽对培养基、发酵罐及管路系统进行灭 菌。
一般微生物的营养细胞在60℃维持10min就会死亡。噬 菌体一般在80℃下就会死亡
24
设备的灭菌
实罐灭菌时，要充分排尽发酵罐内的冷空气
对设备的死角要进行处理
36
阀门试漏的方法
阀门试漏主要是通过水样法来测试
37
严格培养物的转移
无菌室 接种、移种等无菌操 作必须在无菌室内进行
要求：把无菌培养皿平 板打开盖子在无菌室内 放置30min，然后倒置 培养，长出的菌落应该 在3个以下为好。
38
灭菌锅
培养种子及小型实验用具的灭菌
操作时候要注意排气管是否畅通
25
发酵过程控制染菌和防治(复制的).ppt
染菌和防治
日本工业技术院发酵研究所多年来抗生素发酵染菌原因分析
项目
百分率%
种子带菌或怀疑种子带菌
9.64
接种时罐压跌零
0.19
培养基灭菌不透
0.79总空气系统有菌19.96泡沫冒顶
0.48
夹套穿孔
12.36
盘管穿孔
5.89
接种管穿孔
0.39
阀门渗漏
1.45
搅拌轴密封渗漏
2.09
罐盖漏
1.54
其它设备渗漏
染菌和防治
防止方法： 缓慢开启蒸汽阀门，或加入少 量消泡剂。 灭菌时还会因设备安装或污垢堆积造成一些 “死角”。这些死角蒸汽不能有效达到，常 会窝藏耐热芽孢杆菌，所以设备安装要注意 不能造成死角，发酵设备要经常清洗，铲除 污垢。
染菌和防治
（3）发酵中期染菌
发酵中期染菌会严重干扰产生菌的代谢。杂菌大量产 酸，培养液pH下降；糖、氮消耗快，发酵液发粘，菌丝 自溶，产物分泌减少或停止，有时甚至会使已产生的产 物分解。有时也会使发酵液发臭，产生大量泡沫。
措施 降温培养，减少补料，密切注意代谢变化情况。 如果发酵单位到达一定水平可以提前放罐，或者抗生素 生产中可以将高单位的发酵液输送一部分到染菌罐，抑 制杂菌。
染菌和防治
4、灭菌不彻底
灭菌技术的好坏与灭菌质量很有关系
蒸汽通入培养基，升温快慢、保温时间——产生过多泡 沫
蒸汽总压是否达到要求标准
环境中的杂菌数量因季节而有很大差别。如上海第四制 药厂在卡那霉素生产中，于炎热的夏季将连续灭菌预热至 800C的培养基采样培养，可发现无法计数的大量的芽孢杆 菌；而在冬季取样的培养中，则仅发现2～3个芽孢杆菌。 故染菌率因季节不同而发生明显变化。
发酵染菌及其防治课件
发酵后期染菌 影响相对较小 。
发酵染菌及其防治课件
回
不同染菌原因对发酵的影响
种子带菌
将导致染菌范围不断扩大，使 生产蒙受重大损失。
空气带菌
使发酵大面积染菌。
培养基或设备 灭菌不彻底
一般不具延续性，使单个（批） 发酵罐发酵失败。
设备渗漏
染菌几率较大。
发酵染菌及其防治课件
回
不同染菌程度对发酵的影响
染菌程度越严重，即在发酵罐内的杂菌数量 就多，对发酵的危害也就越大。但当生产菌在发 酵过程已有大量的繁殖，并已在发酵液中占优势， 如果污染极少量的杂菌，此时对发酵不会带来太 大的影响。
设备渗漏方面原因
渗漏原因 由于发酵罐需要经受温度的升降变化，使用久了难免
会出现夹层盘管的细微腐蚀而出现渗漏，导致染菌的发生。
染菌特点 当设备渗漏时，往往每批染菌发生的时间逐渐提前。
发酵染菌及其防治课件
回
空气过滤系统方面原因
原因分析 进风口、生产环境、空气过滤器（滤芯的灭菌
要彻底，过滤介质要定期检查更换）。
发酵染菌及其防治课件
其它异常现象
还可以根据其他的一些异常现象，如菌体生长 不良、PH值的异常变化、发酵过程中泡沫的异常 增多、发酵液的颜色异常变化、代谢产物含量的 异常下跌、发酵周期的异常拖长、发酵液的粘度 异常增加等判断染菌。
发酵染菌及其防治课件
回
染菌原因分析
分析目的 总结发酵染菌的经验教训，积极采取必
要的措施，防止生产过程中再次染菌，把发 酵染菌控制在生产前。防患于未然是发酵生 产过程中控制染菌污染的最重要措施 。
发酵染菌及其防治课件
从两表中可以看出，由 于不同厂家的生产工艺、技 术管理水平好坏不同，而使 各种染菌原因的百分率有所 不同，其中尤以设备渗漏和 空气带菌而染菌较为普遍且 严重。值得注意的是，不明 原因的染菌分别达20.0%和 35.13%。这表明，目前分 析染菌原因的水平还有待于 进一步提高。
发酵生产染菌及防治
制作用，或受控于对它具有权威的Agent。在这类系统中
，被控Agent的行为受到约束，自主程度较低。
2）自主Agent构成的系统：Agent自主地决策，产生计
划，采取行动。Agent之间具有松散的社会性联系。
Agent通过与外界的交互，了解外部世界的变化，并从经
验中学习增强其求解问题的能力以及与相识者建立良好
9.1多Agent系统简述
第九章 多Agent系统
9.1.3特点及分类
（2.2分）类根据对动态性的适应方法分类 1）系统拓扑结构不变，即Agent数目、Agent之间的社
会关系等都不变。 ➢Agent内部结构固定，基本技能不变，通过重构求解问 题的方式来适应环境； ➢Agent通过自重组来适应环境，例如修改调整自己的知 识结构、目标、选择等。
的协作关系。在这类系统中，自主Agent之间的协作关系
是互惠互利的关系，当目标发生冲突时，通过协商来解
决。
3）灵活Agent（即半自主的Agent）构成的系统：
Agent进行决策时，某些问题在一定程度上需要受控于其
他Agent，大部分情况下要求Agent完全自主地工作。在
这类系统中，Agent之间通常是松散耦合，具有一定的组 织结构，通过承诺和组织约9 o束f 3相1 互联of 31
9.1多Agent系统简述
第九章 多Agent系统
计（方11法.特）和点由计于算A机ge语nt可言以开9.1是发.3不特而点同成及的，分个因类人而或可组能织是采完用全不异同质的和设分 布的MA；S用于解决实际问题，其特性因为应用的不同领
（域2而）有在所M不AS同中，，主每要个有A以ge下nt是一自些治特的点，：各自按照自己的 方式异步地运行自己的进程，解决给定的子问题，自主地 推理和规划并选择适当的策略，并以特定的方式影响环境 ；
发酵染菌及其防治
不同杂菌的种类对发酵的影响
发酵过程 危害最大的杂菌种类
细短产气杆菌 细短杆菌、假单孢杆菌 双球菌、芽孢杆菌、荚膜杆菌
青霉素的发酵 链霉素的发酵 四环素的发酵 谷氨酸的发酵 柠檬酸的发酵
噬菌体
青霉菌
回
不同生产阶段染菌对发酵的影响
种子培养期染菌 对整个发酵过程的危害极大。
发酵前期染菌
严重干扰生产菌的生长繁殖。
整、安装未对中、法兰与管子的焊接不好、受
热不均匀使法兰翘曲以及密封面不平等现象， 从而形成“死角”而染菌 。
防治 措施
• 采用单独的排气、排水和排污管可有效防止 染菌的发生。
• 法兰的加工、焊接和安装要符合灭菌的要求
尽可能减少或取消连接法兰等措施 。
图5-5 灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方法
含量的变化是有规律的。染菌后，培养基中糖的消耗发生 变化 ，引起排气中CO2含量的异常变化，如杂菌污染时， 糖耗加快， CO2含量含量增加，噬菌体污染后，糖耗减慢， CO2含量减少。因此，可根据CO2含量的异常变化判断染 菌。
其它异常现象
还可以根据其他的一些异常现象，如菌体生长
不良、PH值的异常变化、发酵过程中泡沫的异常
染菌程度越严重，即在发酵罐内的杂菌数量 就多，对发酵的危害也就越大。但当生产菌在发 酵过程已有大量的繁殖，并已在发酵液中占优势， 如果污染极少量的杂菌，此时对发酵不会带来太 大的影响。
回
发酵异常现象及染菌原因分析
1 2 3 溶解氧的异常变化 排出的CO2异常变化
染菌 原因 分析
设备渗漏方面原因分析
染菌对发酵的影响
1 污染杂菌的不同种类
2 不同阶段染菌 不同染菌的原因 不同染菌程度
3
发酵染菌及防治
原因 培养物和培养基不相匹配、培养环境差、接种量少、杂菌 污染等
发酵异常
菌体生长差：由于种子质量问题或者是种子的保藏时间 较长，导致活菌少或孢子萌发率低，延迟期长，发酵液 内的菌体数量少。
种子质量差，发酵条件差，培养基质量差均可引起糖、 氧消耗慢甚至停滞。
发酵异常
pH异常 表现为pH突然升高或突然降 低，主要与培养基原料差、 灭菌不彻底，加糖和加油过 于集中。
终适当加入杀菌剂或抗生 素及正常的发酵液以抑制 杂菌的生长速度。
代谢产物已达一定水平
产品的含量达一定值，只 要明确是染菌也可放罐
无提取价值的发酵液
加热至１２0℃，保 持30分钟后排放
杂菌污染后的挽救和处理
染菌后对设备的处理
1. 发酵罐需要放罐后彻底清洗
2. 空罐加热灭菌至120℃以上、保持30min后才能使用
染菌隐患的检查
发酵过程的异常现象观察法
溶氧异常
排气中的CO2异常变化
发酵染菌的原因
发酵工艺流程中的各环节漏洞
发酵过程管理不善
染菌原因的分析
国外一发酵工厂的染菌原因分析
染菌原因的分析
国内一发酵企业染菌的原因分析
杂菌污染后的挽救和处理
种子培养期染菌的处理 物料管道 供气管道 有 备用种子 无 重新制 备种子
要保持较长时间的排气
预防噬菌体的危害
利用细菌或放线菌进行的发酵容易感染噬菌体 噬菌体直径约0.1微米，可以通过细菌过滤器，所以通 用的空气过滤器不易将其除去。 引起原因： 1. 设备的渗漏 2. 空气系统、培养基
灭菌不彻底
噬菌体的防治措施
定期检查噬菌体并采取有效措施 排气管要气封或引入药液（高锰酸钾、漂白粉或石灰水等 溶液）槽中
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
第二节 发酵染菌的分析
一、 染菌的检查与判断
如何做到不发生染菌？ 发现染菌后如何查明染菌类型及其原因？ 发现染菌后如何尽快控制污染？
思考题：如何筛选或选育抗某种杂菌的新菌株 来预防污染发生？
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菌状态，需维持正压。
本章小结
掌握有关无菌技术的基本概念 发酵工业污染的原因及其防治策略
二、染菌对不同发酵过程的影响
A．细菌
Байду номын сангаас
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。
二、染菌对不同发酵过程的影响
B. 霉菌
PenG：青霉素水解酶上升，PenG迅速破坏，发酵 一无所获。
一、污染原因分析
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① ② ③⑤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。
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
消毒与灭菌在发酵工业中的应用
第一节 染菌对发酵的影响
一、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
第一节 染菌对发酵的影响
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。
三、染菌种类对不同发酵过程的影响
青霉素：怕染细短产气杆菌 柠檬酸：怕染青霉菌 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 肌苷（酸）：怕染芽孢杆菌 谷氨酸：怕染噬菌体，易造成连续污染
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 pH异常变化 尾气CO 异常变化 2 DO 水平异常变化 2
1
2
第三节 杂菌污染途径和防治
一、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
四、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，效果要具体评价
五、杂菌污染对发酵产物提取和产品质量的影响
四、不同发酵时期染菌对发酵的影响
种子扩大时期染菌: 灭菌后弃去 发酵前期染菌： 应迅速重新灭菌，补充必要的营养成分，重新接种
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/L CuSO4抑制酵母； 通风加大，加速产酸。
二、预防
种子带菌的防治 灭菌彻底 种子培养基灭菌彻底 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”
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。
污水
脓疱
发酵罐罐底脓疱状积垢造成“死角”
罐底
法兰连接不当造成的“死角”
灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方法
二、预防
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
发酵过程会出现的一些现象
发酵液pH急剧升高或下降
发酵液的粘度明显变稀
发酵液尾气出现明显的异味
发酵液中的溶解氧出现非正常的急剧下降
以上现象说明什么问题？
本章内容
第一节 第二节 第三节 染菌对发酵的影响 发酵染菌的分析 杂菌污染途径和防治
概念:发酵染菌
所谓发酵染菌是指在发酵过程中，生产菌以外的其他微生 物侵入了发酵系统，从而使发酵过程失去真正意义上的纯 种培养这一现象。 据报道，国外抗生素发酵染菌率为2％～5％，国内的青霉 素发酵染菌率2％，链霉素、红霉素和四环素发酵染菌率5 ％，谷氨酸发酵噬菌体感染率1％～2％。
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
第二节 发酵染菌的分析
一、 染菌的检查与判断
如何做到不发生染菌？ 发现染菌后如何查明染菌类型及其原因？ 发现染菌后如何尽快控制污染？
思考题：如何筛选或选育抗某种杂菌的新菌株 来预防污染发生？
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菌状态，需维持正压。
本章小结
掌握有关无菌技术的基本概念 发酵工业污染的原因及其防治策略
二、染菌对不同发酵过程的影响
A．细菌
Байду номын сангаас
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。
二、染菌对不同发酵过程的影响
B. 霉菌
PenG：青霉素水解酶上升，PenG迅速破坏，发酵 一无所获。
一、污染原因分析
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① ② ③⑤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。
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
消毒与灭菌在发酵工业中的应用
第一节 染菌对发酵的影响
一、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
第一节 染菌对发酵的影响
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。
三、染菌种类对不同发酵过程的影响
青霉素：怕染细短产气杆菌 柠檬酸：怕染青霉菌 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 肌苷（酸）：怕染芽孢杆菌 谷氨酸：怕染噬菌体，易造成连续污染
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 pH异常变化 尾气CO 异常变化 2 DO 水平异常变化 2
1
2
第三节 杂菌污染途径和防治
一、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
四、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，效果要具体评价
五、杂菌污染对发酵产物提取和产品质量的影响
四、不同发酵时期染菌对发酵的影响
种子扩大时期染菌: 灭菌后弃去 发酵前期染菌： 应迅速重新灭菌，补充必要的营养成分，重新接种
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/L CuSO4抑制酵母； 通风加大，加速产酸。
二、预防
种子带菌的防治 灭菌彻底 种子培养基灭菌彻底 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”
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。
污水
脓疱
发酵罐罐底脓疱状积垢造成“死角”
罐底
法兰连接不当造成的“死角”
灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方法
二、预防
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
发酵过程会出现的一些现象
发酵液pH急剧升高或下降
发酵液的粘度明显变稀
发酵液尾气出现明显的异味
发酵液中的溶解氧出现非正常的急剧下降
以上现象说明什么问题？
本章内容
第一节 第二节 第三节 染菌对发酵的影响 发酵染菌的分析 杂菌污染途径和防治
概念:发酵染菌
所谓发酵染菌是指在发酵过程中，生产菌以外的其他微生 物侵入了发酵系统，从而使发酵过程失去真正意义上的纯 种培养这一现象。 据报道，国外抗生素发酵染菌率为2％～5％，国内的青霉 素发酵染菌率2％，链霉素、红霉素和四环素发酵染菌率5 ％，谷氨酸发酵噬菌体感染率1％～2％。