华南理工微生物工程工艺原理第十一章+工业发酵染菌的防治1
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7发酵过程控制6发酵染菌及其防治
发酵染菌及其防治
2、发酵染菌对提炼的影响 、 染菌发酵液中含有比正常发酵液更多的水溶性蛋 白和其它杂质。 白和其它杂质。 采用有机溶剂萃取的提炼工艺， 极易发生乳化， 采用有机溶剂萃取的提炼工艺，则极易发生乳化， 很难使水相和溶剂相分离，影响进一步提纯。 很难使水相和溶剂相分离，影响进一步提纯。 采用直接用离子交换树脂的提取工艺，如链霉素、 采用直接用离子交换树脂的提取工艺，如链霉素、 庆大霉素， 庆大霉素，染菌后大量杂菌黏附在离子交换树脂 表面，或被离子交换树脂吸附，大大降低离子交 表面，或被离子交换树脂吸附，大大降低离子交 换树脂的交换容量， 换树脂的交换容量，而且有的杂菌很难用水冲洗 干净，洗脱时与产物一起进入洗脱液， 干净，洗脱时与产物一起进入洗脱液，影响进一 步提纯。 步提纯。
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发酵染菌及其防治
上海第三制药厂染菌原因分析 百分率% 项目 百分率 14.15 种子带菌 14.20 盘管穿孔 23.30 阀门渗漏 10.0 空气系统有菌 25.80 管理不善 7.49 其它 5.78 原因不明
发酵染菌及其防治
管理不善而染菌的有31个罐批， 管理不善而染菌的有 个罐批，占25.08％经 个罐批 ％ 分析有下表所列原因： 分析有下表所列原因： 项目 进罐前未做设备严密度检查 接种违反操作规程 检修质量缺乏验收制度 操作不熟练 配料违反工艺规程 调度不当 百分率% 百分率 25.8 25.8 19.35 19.35 6.45 3.25
发酵染菌及其防治
第四制药厂链霉素发酵染菌原因分析 百分率% 项目 百分率 外界带入杂菌（取样、补料） 8.20 外界带入杂菌（取样、补料） 7.60 设备穿孔 26.00 空气系统有菌 1.60 停电罐压跌零 11.00 接种 0.60 蒸汽压力不足或蒸汽量不足 7.80 管理问题 1.60 操作违反规程 0.60 种子带菌 35.00 原因不明
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。
发酵过程的染菌及控制
在这个时期要特别警惕以制止染菌的发生。
染菌措施 可以用降低培养温度，调整补料 量，用酸碱调pH 值，缩短培养周期等措施 予以补救。如果前期染菌，且培养基养料消 耗不多，可以重新灭菌，补加一些营养，重 新接种再用。
?染菌的防治
（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。
?染菌的防治 三、无菌状况的检测
1、环境无菌的检查 尘埃粒子检测 无菌平板检测
?染菌的防治 2、种子及发酵液无菌状况检测
酚红肉汤培养基检测 平板划线 显微镜观察
?染菌的防治
四、染菌情况分析
染菌的原因有多种，对于实际情况如何分 析呢？
1、单罐染菌 不是系统问题，而是该罐本身的问题。如 种子带菌、培养基灭菌不彻底、罐有渗漏、 分过滤器失效
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。
?染菌的防治
（4）发酵后期染菌
发酵后期发酵液内已积累大量的产物， 特别是抗生素，对杂菌有一定的抑制或 杀灭能力。因此如果染菌不多，对生产 影响不大。如果染菌严重，又破坏性较 大，可以提前放罐。
同 产
产生青霉素酶，而另一些杂菌则可被青霉 素诱导而产生青霉素酶。不论在发酵前期、 中期或后期，染有能产生青霉素酶的杂菌，
品 都能使青霉素迅速破坏。
?染菌的防治
链霉素、四环素、红霉素、卡那霉素 等虽不
不 象青霉素发酵染菌那样一无所得，但也会造
同 成不同程度的危害。如杂菌大量消耗营养干
染菌措施 可以用降低培养温度，调整补料 量，用酸碱调pH 值，缩短培养周期等措施 予以补救。如果前期染菌，且培养基养料消 耗不多，可以重新灭菌，补加一些营养，重 新接种再用。
?染菌的防治
（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。
?染菌的防治 三、无菌状况的检测
1、环境无菌的检查 尘埃粒子检测 无菌平板检测
?染菌的防治 2、种子及发酵液无菌状况检测
酚红肉汤培养基检测 平板划线 显微镜观察
?染菌的防治
四、染菌情况分析
染菌的原因有多种，对于实际情况如何分 析呢？
1、单罐染菌 不是系统问题，而是该罐本身的问题。如 种子带菌、培养基灭菌不彻底、罐有渗漏、 分过滤器失效
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。
?染菌的防治
（4）发酵后期染菌
发酵后期发酵液内已积累大量的产物， 特别是抗生素，对杂菌有一定的抑制或 杀灭能力。因此如果染菌不多，对生产 影响不大。如果染菌严重，又破坏性较 大，可以提前放罐。
同 产
产生青霉素酶，而另一些杂菌则可被青霉 素诱导而产生青霉素酶。不论在发酵前期、 中期或后期，染有能产生青霉素酶的杂菌，
品 都能使青霉素迅速破坏。
?染菌的防治
链霉素、四环素、红霉素、卡那霉素 等虽不
不 象青霉素发酵染菌那样一无所得，但也会造
同 成不同程度的危害。如杂菌大量消耗营养干
发酵过程中染菌的有效控制及预防
发酵过程中染菌的有效控制及预防邢攀科摘要：针对微生物发酵过程中的染菌现象，分析了导致发酵染菌的几种主要原因，并提出了有效控制方法，以预防为主，及时观察分析，杜绝发酵染菌的隐患。
关键词：发酵染菌微生物发酵前言：杂菌感染，简称染菌，普遍存在于微生物发酵工业生产中。
特别是夏季，随着气温的不断升高．在丙酮、醇粮食发酵法工业生产中尤其突出[5]。
发酵过程是利用某种特定的微生物在一定的环境中进行新陈代谢，从而获得某种产品。
现代发酵工业要求纯种培养，不仅斜面、种子和培养基以及发酵罐、管道等须经严格灭菌除去各种杂菌，而且在需氧发酵中通入的空气也需经过除菌处理。
只有这样，才能确保生产不受杂菌污染，从而保证生产菌的旺盛生长。
染菌的结果，轻者影响产量或产品质量，重者导致倒罐，甚至停产。
工业发酵中污染杂菌造成的损失是十分惊人的，所以必须认真对待除菌。
1 发酵过程对设备的要求1.1发酵罐发酵罐在使用之前，需要进行认真检查，以消除染菌隐患，如搅拌系统转动有无异常;机械密封是否严密:罐内的螺丝是否松动;罐内的管道有无堵塞;夹层或罐内盘管是否泄漏;罐体连接阀门严密度等等。
机械密封目前在发酵罐上得到广泛应用，取代了以前搅拌轴采用的填料密封形式，但是由于安装精度不高或选用的机械密封不合适，仍然会由于轴封泄露造成染菌，因此在安装搅拌轴时要注意对中，为了便于观察罐内发酵情况，在人型发酵罐内一般设置有冲洗视镜的蒸汽管道，但是蒸汽一旦冷凝在管道中，冷凝水并不能完全保证无菌，因此冲洗视镜的蒸汽管道要去除，杜绝染菌隐患。
如果罐内雾气大看小清楚，可以采用更高亮度的视镜灯[6]。
1.2发酵罐附属设备发酵罐附属设备有空气净化系统，温度、压力流量等控制系统及相应的管道阀门。
哪一个环节出问题都会造成发酵失败[3]。
1.2.1空气净化系统传统的空气净化使用活性炭、棉花、超细玻璃纤维纸做过滤器Ul，过滤效果差，操作复杂。
目前国内的膜过滤技术比较成熟，用偏二氟乙烯((PVDF)制成的折叠微孔滤膜滤芯，过滤精度高，流量大。
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。
发酵工艺控制--染菌的防治共60页PPT
Thank you
பைடு நூலகம்
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
发酵工艺控制--染菌的防治
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
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6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
发酵工艺控制--染菌的防治
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
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
《染菌的防治》幻灯片PPT
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 一局部到染菌罐，抑制杂菌
〔4〕发酵后期染菌
发酵后期发酵液内已积累大量的产物， 特别是抗生素，对杂菌有一定的抑制或杀 灭能力。因此如果染菌不多，对生产影响 不大
如果染菌严重，又破坏性较大，可以提 前放罐
棉花-活性炭过滤器长期使用后，棉花和活性 炭的体积被压缩而松动，如果上下端棉花铺得厚 薄不均，厚的一边阻力大空气不畅通，薄的一边 空气容易通过，久而久之，薄的一边长期受空气 顶吹而使棉花活性炭改变位置，造成过滤器失效。
7.49 5.78
管理不善而染菌的有31个罐批，占25.80％经 分析有下表所列原因：
工程
百分率%
进罐前未做设备严密度检查 接种违反操作规程 检修质量缺乏验收制度 操作不熟练 配料违反工艺规程 调度不当
25.8 25.8 19.35 19.35 6.45 3.25
第四制药厂链霉素发酵染菌原因分析
染菌防治措施
可以用降低培养温度，调整补料量，用酸碱调 pH值，缩短培养周期等措施予以补救
如果前期染菌，且培养基养料消耗不多，可以 重新灭菌，补加一些营养，重新接种再用
〔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 产物分泌减少或停顿，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
无菌室要求
在无菌室中装有紫外灯，翻开紫外灯，照 半小时，关灯后15分钟再接种
用消毒药水如新洁而灭配成1/1000浓度擦 桌子、拖地，开启超净台的通风，
接种时必须在超净台上操作，超净台装有 一台鼓风机，进风口有一粗过滤器，出风口有 高效过滤器，保证无菌风从超净台吹出，外界 有菌空气不可能进入接种区域，保证无菌条件。 接种人员必须穿好无菌服，戴好口罩，手用酒 精棉球擦干净
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2，监测发酵过程中是否有杂菌从外界侵入
3，了解整个生产过程中是否存在染菌的隐患 和死角
二，各种检查方法的比较
• 显微镜检查方法简便、快速，能及时发现 杂菌，但由于镜检取样少，视野的观察面 也小，因此不易检出早期杂菌。
• 平板划线法和肉汤培养方法的缺点是需经 较长时间培养(一般要过夜)才能判断结果， 且操作较繁琐，但它要比显微镜能检出更 少的杂菌，而且结果也更为准确
华南理工微生物工程工艺原理第十一章+工业发酵染菌的
防
治
1
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第五节 菌体浓度与基质对发酵的影响
• 一、菌体浓度对发酵的影响
➢ 比生长速率比生产速率等动力学参数 ➢ 菌体浓度与菌体生长速 初级代谢产物 • 次级代谢产物 ➢ 控制培养基中营养物质的含量来控制菌体浓度
❖对产品外观的影响：一些染菌的发酵液经 处理过滤后得到澄清的发酵液，放置后会 出现混浊，影响产品的外观。
六，染菌对三废处理的影响
• 使过滤后的废菌体无法利用 • 发酵染菌的废液，生物需氧量
（BOD）增高，增加三废治理费 用和时间
七，发酵染菌的危害
• 直接经济损失 • 间接经济损失
发酵过程中染菌的检查判断
坏生产平衡 ❖大幅度降低过滤收率
• 对提取的影响
❖有机溶剂萃取工艺：染菌的发酵液含有更 多的水溶性蛋白质，易发生乳化，使水相 和溶剂相难以分开
❖离子交换工艺：杂菌易粘附在离子交换树 脂表面或被离子交换树脂吸附，大大降低 离子交换树脂的交换量
• 对产品质量的影响
❖对内在质量的影响：染菌的发酵液含有较 多的蛋白质和其它杂质。对产品的纯度有 较大影响。
• 青霉素发酵：污染细短产气杆菌比粗 大杆菌的危害大
• 链霉素发酵：污染细短杆菌、假单孢 杆菌和产气杆菌比粗大杆菌的危害大
• 四环素发酵：污染双球菌、芽孢杆菌 和夹膜杆菌的危害较大
• 柠檬酸发酵：最怕污染青霉菌
• 肌苷、肌苷酸发酵：污染芽孢杆菌的 危害最大
• 谷氨酸发酵：最怕污染噬菌体
• 高温淀粉酶发酵：污染芽孢杆菌和噬 菌体的危害较大
三，杂菌检查中的问题
• 检查结果应以平板划线和肉汤培养结果为 主要根据
• 平板划线和肉汤培养应做三个平行样 • 要定期取样
• 酚红肉汤和平板划线培养样品应保存至放 罐后12小时，确定为无菌时方可弃去
• 取样时防止外界杂菌混入的措施
四，检查的工序和时间
• 选择那些生产工序和时间的样品检查也是十分重 要的问题。科学合理的选择检查工序和时间，对 于除去已污染杂菌的物料，避免下道工序再遭染 菌，有着直接的指导意义。有时即使由于检查时 间较长，未能及时据导本批生产，但对于找出造 成染菌事故的环节，分析染菌原因，杜绝染菌漏 洞也是不可缺少的。
氮源对发酵的影响及控制
• 氮源的利用速度 混合氮源 • 氮源的种类 • 氮源的浓度
• 生长的最适氮源 与 产物形成的最适氮源
• 补加氮源： 有机：土霉素-酵母粉，青霉素-尿素
•
无机：氨水、硫酸铵，同时调pH
磷酸盐对发酵的影响及控制
• 生长繁殖和合成代谢 必需的 • 生长0.32-300mmol/L，次级代谢1mmol/L • 调整培养基pH的功能
• 种子带菌：种子带菌可使发酵染菌具有延 续性
• 空气带菌：空气带菌也使发酵染菌具有延 续性，导致染菌范围扩大至所有发酵罐
• 培养基或设备灭菌不彻底：一般为孤立事 件，不具有延续性
• 设备渗漏：这种途径造成染菌的危害性较 大
五，染菌对产物提取和产品质量 的影响
• 对过滤的影响： ❖发酵液的粘度加大 ❖菌体大多自溶 ❖由于发酵不彻底，基质的残留浓度增加 • 造成的后果： ❖过滤时间拉长，影响设备的周转使用，破
• 所谓“杂菌”，是指在发酵培养中侵入了 有碍生产的其他微生物。
• 几乎所有的发酵工业，都有可能遭受杂菌 的污染。染菌的结果，轻者影响产量或产 品质量，重者可能导致倒罐，甚至停产。
一，染菌对不同品种发酵的影响
• 青霉素 • 疫苗 • 柠檬酸 • 谷氨酸 • 肌苷、肌苷酸 • 酶制剂
二，不同种类的杂菌对发酵的影响
第十一章 工业发酵染菌的防治
本章讲述的内容
• 发酵染菌的危害 • 发酵过程中的染菌的判断 • 发酵染菌率和染菌原因的分析 • 发酵染菌的防止 • 噬菌体感染和处理方法
第一节 发酵染菌的危害
• 发酵染菌能给生产带来严重危害，防止杂 菌污染是任何发酵工厂的一项重要工作内 容。尤其是无菌程度要求高的液体深层发 酵，污染防止工作的重要性更为突出。
2
• 二、基质对发酵的影响
➢代谢的物质基础：菌体生长繁殖，代谢产物形 成
➢碳源对发酵的影响及控制 ➢氮源对发酵的影响及控制 ➢磷酸盐对发酵的影响及控制
下一章
碳源对发酵的影响及控制
• 碳源的利用速度 混合碳源 • 碳源的种类 • 碳源的浓度
• 生长的最适碳源 与 产物形成的最适碳源
• 比生长速率、比生产速率、糖耗速率等----补料控制
• 由于生产菌种相产品的不同，检查的时间也不完 全一样：但总的原则是一致的，即每个工序或经 一定时间都应进行取样检查。
发酵过程的杂菌检查
除了以上的方法外，在实际生产中还 可以根据以下参数的异常变化来判断 是否染菌。
• 溶解氧 • pH值 • 尾气中CO2含量
发酵染菌率和染菌原因的分析
一、发酵染菌率
一，杂菌的检查方法 • 目前生产上常用的杂菌检查方法有： ①显微镜检查：染色 镜检 ②平板划线检查： 到平板 空培养 待测样品划线 培养观察 ③酚红肉汤培养检查： 无菌肉汤培养基空培养 接入样品 培养观
察
• 判断发酵是否染菌应以无菌试验结果为根 据
• 无菌试验的目的：
1，监测培养基、发酵罐及附属设备灭菌是否 彻底
• 总染菌率：指一年内发酵染菌的批次与总 投料批次数之比乘以100得到的百分率
三，不同染菌时间对发酵的影响
• 种子培养期染菌：菌体浓度低、培养基营 养丰富
• 发酵前期染菌：杂菌与生产菌争夺营养成 分，干扰生产菌的繁殖和产物的形成
• 发酵中期染菌：严重干扰生产菌的繁殖和 产物的生成
• 发酵后期染菌：如杂菌量不大，可继续发 酵。如污染严重，可采取措施提前放罐
四，不同染菌途径对发酵的影响
3，了解整个生产过程中是否存在染菌的隐患 和死角
二，各种检查方法的比较
• 显微镜检查方法简便、快速，能及时发现 杂菌，但由于镜检取样少，视野的观察面 也小，因此不易检出早期杂菌。
• 平板划线法和肉汤培养方法的缺点是需经 较长时间培养(一般要过夜)才能判断结果， 且操作较繁琐，但它要比显微镜能检出更 少的杂菌，而且结果也更为准确
华南理工微生物工程工艺原理第十一章+工业发酵染菌的
防
治
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第五节 菌体浓度与基质对发酵的影响
• 一、菌体浓度对发酵的影响
➢ 比生长速率比生产速率等动力学参数 ➢ 菌体浓度与菌体生长速 初级代谢产物 • 次级代谢产物 ➢ 控制培养基中营养物质的含量来控制菌体浓度
❖对产品外观的影响：一些染菌的发酵液经 处理过滤后得到澄清的发酵液，放置后会 出现混浊，影响产品的外观。
六，染菌对三废处理的影响
• 使过滤后的废菌体无法利用 • 发酵染菌的废液，生物需氧量
（BOD）增高，增加三废治理费 用和时间
七，发酵染菌的危害
• 直接经济损失 • 间接经济损失
发酵过程中染菌的检查判断
坏生产平衡 ❖大幅度降低过滤收率
• 对提取的影响
❖有机溶剂萃取工艺：染菌的发酵液含有更 多的水溶性蛋白质，易发生乳化，使水相 和溶剂相难以分开
❖离子交换工艺：杂菌易粘附在离子交换树 脂表面或被离子交换树脂吸附，大大降低 离子交换树脂的交换量
• 对产品质量的影响
❖对内在质量的影响：染菌的发酵液含有较 多的蛋白质和其它杂质。对产品的纯度有 较大影响。
• 青霉素发酵：污染细短产气杆菌比粗 大杆菌的危害大
• 链霉素发酵：污染细短杆菌、假单孢 杆菌和产气杆菌比粗大杆菌的危害大
• 四环素发酵：污染双球菌、芽孢杆菌 和夹膜杆菌的危害较大
• 柠檬酸发酵：最怕污染青霉菌
• 肌苷、肌苷酸发酵：污染芽孢杆菌的 危害最大
• 谷氨酸发酵：最怕污染噬菌体
• 高温淀粉酶发酵：污染芽孢杆菌和噬 菌体的危害较大
三，杂菌检查中的问题
• 检查结果应以平板划线和肉汤培养结果为 主要根据
• 平板划线和肉汤培养应做三个平行样 • 要定期取样
• 酚红肉汤和平板划线培养样品应保存至放 罐后12小时，确定为无菌时方可弃去
• 取样时防止外界杂菌混入的措施
四，检查的工序和时间
• 选择那些生产工序和时间的样品检查也是十分重 要的问题。科学合理的选择检查工序和时间，对 于除去已污染杂菌的物料，避免下道工序再遭染 菌，有着直接的指导意义。有时即使由于检查时 间较长，未能及时据导本批生产，但对于找出造 成染菌事故的环节，分析染菌原因，杜绝染菌漏 洞也是不可缺少的。
氮源对发酵的影响及控制
• 氮源的利用速度 混合氮源 • 氮源的种类 • 氮源的浓度
• 生长的最适氮源 与 产物形成的最适氮源
• 补加氮源： 有机：土霉素-酵母粉，青霉素-尿素
•
无机：氨水、硫酸铵，同时调pH
磷酸盐对发酵的影响及控制
• 生长繁殖和合成代谢 必需的 • 生长0.32-300mmol/L，次级代谢1mmol/L • 调整培养基pH的功能
• 种子带菌：种子带菌可使发酵染菌具有延 续性
• 空气带菌：空气带菌也使发酵染菌具有延 续性，导致染菌范围扩大至所有发酵罐
• 培养基或设备灭菌不彻底：一般为孤立事 件，不具有延续性
• 设备渗漏：这种途径造成染菌的危害性较 大
五，染菌对产物提取和产品质量 的影响
• 对过滤的影响： ❖发酵液的粘度加大 ❖菌体大多自溶 ❖由于发酵不彻底，基质的残留浓度增加 • 造成的后果： ❖过滤时间拉长，影响设备的周转使用，破
• 所谓“杂菌”，是指在发酵培养中侵入了 有碍生产的其他微生物。
• 几乎所有的发酵工业，都有可能遭受杂菌 的污染。染菌的结果，轻者影响产量或产 品质量，重者可能导致倒罐，甚至停产。
一，染菌对不同品种发酵的影响
• 青霉素 • 疫苗 • 柠檬酸 • 谷氨酸 • 肌苷、肌苷酸 • 酶制剂
二，不同种类的杂菌对发酵的影响
第十一章 工业发酵染菌的防治
本章讲述的内容
• 发酵染菌的危害 • 发酵过程中的染菌的判断 • 发酵染菌率和染菌原因的分析 • 发酵染菌的防止 • 噬菌体感染和处理方法
第一节 发酵染菌的危害
• 发酵染菌能给生产带来严重危害，防止杂 菌污染是任何发酵工厂的一项重要工作内 容。尤其是无菌程度要求高的液体深层发 酵，污染防止工作的重要性更为突出。
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• 二、基质对发酵的影响
➢代谢的物质基础：菌体生长繁殖，代谢产物形 成
➢碳源对发酵的影响及控制 ➢氮源对发酵的影响及控制 ➢磷酸盐对发酵的影响及控制
下一章
碳源对发酵的影响及控制
• 碳源的利用速度 混合碳源 • 碳源的种类 • 碳源的浓度
• 生长的最适碳源 与 产物形成的最适碳源
• 比生长速率、比生产速率、糖耗速率等----补料控制
• 由于生产菌种相产品的不同，检查的时间也不完 全一样：但总的原则是一致的，即每个工序或经 一定时间都应进行取样检查。
发酵过程的杂菌检查
除了以上的方法外，在实际生产中还 可以根据以下参数的异常变化来判断 是否染菌。
• 溶解氧 • pH值 • 尾气中CO2含量
发酵染菌率和染菌原因的分析
一、发酵染菌率
一，杂菌的检查方法 • 目前生产上常用的杂菌检查方法有： ①显微镜检查：染色 镜检 ②平板划线检查： 到平板 空培养 待测样品划线 培养观察 ③酚红肉汤培养检查： 无菌肉汤培养基空培养 接入样品 培养观
察
• 判断发酵是否染菌应以无菌试验结果为根 据
• 无菌试验的目的：
1，监测培养基、发酵罐及附属设备灭菌是否 彻底
• 总染菌率：指一年内发酵染菌的批次与总 投料批次数之比乘以100得到的百分率
三，不同染菌时间对发酵的影响
• 种子培养期染菌：菌体浓度低、培养基营 养丰富
• 发酵前期染菌：杂菌与生产菌争夺营养成 分，干扰生产菌的繁殖和产物的形成
• 发酵中期染菌：严重干扰生产菌的繁殖和 产物的生成
• 发酵后期染菌：如杂菌量不大，可继续发 酵。如污染严重，可采取措施提前放罐
四，不同染菌途径对发酵的影响