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。
பைடு நூலகம்
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
总染菌率%= 总染菌率
发酵染菌及其防治 （二）染菌原因
造成染菌的因素很多，但总结几十年的经验， 造成染菌的因素很多，但总结几十年的经验， 对绝大部分罐批染菌的原因是比较清楚的， 对绝大部分罐批染菌的原因是比较清楚的，但在实 际生产中发酵染菌率仍比较高， 际生产中发酵染菌率仍比较高，可以说产生这种现 象大多数是由于工作中“明知故犯”“不负责任” ”“不负责任 象大多数是由于工作中“明知故犯”“不负责任” 侥幸心理”所造成的。例如， 和“侥幸心理”所造成的。例如，灭菌的蒸汽压不 足不能灭菌； 足不能灭菌；设备有渗漏不能进罐等等都是众所周 知的，但因为有侥幸心理还是照样灭菌，进罐， 知的，但因为有侥幸心理还是照样灭菌，进罐，结 果以污染杂菌而告终。 果以污染杂菌而告终。现将我们收集到的国内外几 家抗生素工厂发酵染菌原因列于下： 家抗生素工厂发酵染菌原因列于下：
发酵染菌及其防治
（二）发酵染菌对提炼和产品质量的影响 发酵染菌对提炼和产品质量的影响 1、发酵染菌对过滤的影响 染菌的发酵液一般发粘，菌体大多数自溶， 染菌的发酵液一般发粘，菌体大多数自溶，所以在 发酵液过滤时不能或很难形成滤饼，导致过滤困难 过滤困难。 发酵液过滤时不能或很难形成滤饼，导致过滤困难。 即使采取加热、冷却、添加助滤剂等措施， 即使采取加热、冷却、添加助滤剂等措施，使部分 蛋白质凝聚，但效果并不理想。 蛋白质凝聚，但效果并不理想。 污染杂菌的种类对过滤的影响程度有差异， 污染杂菌的种类对过滤的影响程度有差异，如污染霉 菌时，影响较小，而污染细菌时很难过滤。 菌时，影响较小，而污染细菌时很难过滤。由于过滤 困难，过滤时间拉长， 困难，过滤时间拉长，影响发酵液储罐和过滤设备的 周转使用，破坏了生产平衡。 周转使用，破坏了生产平衡。染菌发酵液还会因过滤 大幅度降低过滤收率， 困难而大幅度降低过滤收率 直接影响提炼总收率。 困难而大幅度降低过滤收率，直接影响提炼总收率。
发酵染菌及其防治
（一）染菌对发酵的影响
生产不同的品种，可污染不同种类和性质的微生物。 生产不同的品种，可污染不同种类和性质的微生物。 不同污染时间，不同污染途径，污染不同菌量， 不同污染时间，不同污染途径，污染不同菌量，不同 培养基和培养条件又可产生不同后果
发酵染菌及其防治
不 同 菌 1、发酵染菌对不同品种的影响
发酵染菌及其防治
3、不同时间染菌对发酵的影响 污染时间是指用无菌检测方法确准的污染时间， 污染时间是指用无菌检测方法确准的污染时间， 不是杂菌窜入培养液的时间。 不是杂菌窜入培养液的时间。 杂菌进入培养液后，需有足够的生长、繁殖的时 杂菌进入培养液后，需有足够的生长、 间才能显现出来，显现的时间又与污染菌量有关。 间才能显现出来，显现的时间又与污染菌量有关。 污染的菌量多，显现染菌所需的时间就短， 污染的菌量多，显现染菌所需的时间就短，污染 菌量少，显现染菌的时间就长。 菌量少，显现染菌的时间就长。
发酵染菌及其防治
2、污染不同种类和性质的微生物的影响
（1）污染噬菌体 ） 噬菌体的感染力很强，传播蔓延迅速，也较防 噬菌体的感染力很强，传播蔓延迅速， 故危害极大。污染噬菌体后， 治，故危害极大。污染噬菌体后，可使发酵产 量大幅度下降，严重的造成断种，被迫停产。 量大幅度下降，严重的造成断种，被迫停产
发酵染菌及其防治
（3）发酵中期染菌 ） 发酵中期染菌会严重干扰产生菌的代谢。 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 下降； 氮消耗快， 量产酸，培养液 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， 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。 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。 发臭，产生大量泡沫。 降温培养，减少补料， 措施 降温培养，减少补料，密切注意代谢变 化情况。 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。 送一部分到染菌罐，抑制杂菌。
发酵染菌及其防治
（2）发酵前期染菌 ） 发酵前期最易染菌，且危害最大。 发酵前期最易染菌，且危害最大。 发酵前期菌量不很多， 原因 发酵前期菌量不很多，与杂菌没有竞争优 且还未合成产物或产生很少， 势；且还未合成产物或产生很少，抵御杂菌能力 弱。 在这个时期要特别警惕以制止染菌的发生。 在这个时期要特别警惕以制止染菌的发生。 可以用降低培养温度，调整补料量， 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。 用酸碱调 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， 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。 新灭菌，补加一些营养，重新接种再用。
发酵染菌及其防治
不 同 产 品
疫苗生产危害很大。现在疫苗多采用深层培养， 疫苗生产危害很大。现在疫苗多采用深层培养，这 危害很大 是一类不加提纯而直接使用的产品， 是一类不加提纯而直接使用的产品，在其深层培养 过程中，一旦污染杂菌，不论死菌、 过程中，一旦污染杂菌，不论死菌、活菌或内外毒 都应全部废弃。因此，发酵罐容积越大， 素，都应全部废弃。因此，发酵罐容积越大，污染 杂菌后的损失也越大。 杂菌后的损失也越大。
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（2）污染其它杂菌 ）
有些杂菌会使生产菌自溶产生大量泡沫， 有些杂菌会使生产菌自溶产生大量泡沫，即使添 自溶产生大量泡沫 加消泡剂也无法控制逃液， 加消泡剂也无法控制逃液，影响发酵过程的通气搅 拌。 有的杂菌会使发酵液发臭、发酸，致使pH下降 下降， 有的杂菌会使发酵液发臭、发酸，致使 下降，使 不耐酸的产品破坏。特别是染芽孢杆菌， 不耐酸的产品破坏。特别是染芽孢杆菌，由于芽孢 耐热，不易杀死，往往一次染菌后会反复染菌。 耐热，不易杀死，往往一次染菌后会反复染菌。
发酵染菌及其防治
造成染菌的主要原因总结 1、设备渗漏 设备渗漏包括夹套穿孔、盘管穿孔、接种管穿孔、 设备渗漏包括夹套穿孔、盘管穿孔、接种管穿孔、 阀门渗漏、搅拌轴渗漏、罐盖漏和其它设备漏等。 阀门渗漏、搅拌轴渗漏、罐盖漏和其它设备漏等。 从日本工业技术院发酵研究所对染菌原因分析发 这类染菌占33.85％，上海三厂的分析这类 ％，上海三厂的分析这类 现，这类染菌占 ％， 染菌为37.5％。所以说加强设备本身及附属零部 ％。所以说加强设备本身及附属零部 染菌为 ％。 件的严密度检查，对制服染菌是极其主要的， 件的严密度检查，对制服染菌是极其主要的，也 是重要的。 是重要的。
7发酵过程控制
发酵染菌及其防治
1 发酵工业的无菌处理 什么是染菌？ 什么是染菌？ 发酵过程中除了生产菌以外， 发酵过程中除了生产菌以外，还有其它菌生长繁殖 灭菌 消毒 除菌 防腐
发酵染菌及其防治
2 发酵工业污染的防治策略 一、染菌的影响
发酵过程污染杂菌，会严重的影响生产， 发酵过程污染杂菌，会严重的影响生产，是发酵工业 的致命伤。 的致命伤。 造成大量原材料的浪费，在经济上造成巨大损失 造成大量原材料的浪费， 扰乱生产秩序，破坏生产计划。 扰乱生产秩序，破坏生产计划。 遇到连续染菌， 遇到连续染菌，特别在找不到染菌原因往往会影响 人们的情绪和生产积极性。 人们的情绪和生产积极性。 影响产品外观及内在质量
发酵染菌及其防治
（4）发酵后期染菌 ）
发酵后期发酵液内已积累大量的产物， 发酵后期发酵液内已积累大量的产物， 特别是抗生素， 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， 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， 影响不大。如果染菌严重，又破坏性较 可以提前放罐。 大，可以提前放罐。
发酵染菌及其防治
二、染菌的原因
（一）发酵染菌率计算基准
总染菌率指一年发酵染菌的批（ 总染菌率指一年发酵染菌的批（次）数与总投料 数之比的百分率。 批（次）数之比的百分率。染菌批次数应包括染 菌后培养基经重新灭菌， 菌后培养基经重新灭菌，又再次染菌的批次数在 这是习惯的计算方法， 内。这是习惯的计算方法，也是我国的统一计算 方法。 方法。
放线菌由于生长的最适pH为 左右 因此染细菌为多， 左右， 放线菌由于生长的最适 为7左右，因此染细菌为多， 左右， 而霉菌生长pH为 左右 因此染酵母菌为多。 而霉菌生长 为5左右，因此染酵母菌为多。 青霉素发酵染菌，绝大多数杂菌都能直接产生青霉素酶， 青霉素发酵染菌，绝大多数杂菌都能直接产生青霉素酶， 而另一些杂菌则可被青霉素诱导而产生青霉素酶。 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， 在发酵前期、中期或后期，染有能产生青霉素酶的杂菌， 都能使青霉素迅速破坏。 都能使青霉素迅速破坏。
发酵染菌及其防治
（1）种子培养期染菌 ）
由于接种量较小，生产菌生长一开始不占优势， 由于接种量较小，生产菌生长一开始不占优势， 而且培养液营养丰富， 而且培养液营养丰富，培养液中几乎没有抗生 产物）或只有很少抗生素（产物）。 ）。因而 素（产物）或只有很少抗生素（产物）。因而 它防御杂菌能力低，容易污染杂菌。 它防御杂菌能力低，容易污染杂菌。如在此阶 段染菌，应将培养液全部废弃。 段染菌，应将培养液全部废弃。
发酵染菌及其防治
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 百分率% 项目 百分率 9.64 种子带菌或怀疑种子带菌 0.19 接种时罐压跌零 0.79 培养基灭菌不透 19.96 总空气系统有菌 0.48 泡沫冒顶 12.36 夹套穿孔 5.89 盘管穿孔 0.39 接种管穿孔 1.45 阀门渗漏 2.09 搅拌轴密封渗漏 1.54 罐盖漏 10.13 其它设备渗漏 10.15 操作原因 24.94 原因不明
不 同 产 品
链霉素、四环素、红霉素、卡那霉素等虽不象青霉素发 链霉素、四环素、红霉素、卡那霉素等虽不象青霉素发 酵染菌那样一无所得，但也会造成不同程度的危害。 酵染菌那样一无所得，但也会造成不同程度的危害。如 杂菌大量消耗营养干扰生产菌的正常代谢；改变pH， 杂菌大量消耗营养干扰生产菌的正常代谢；改变 ， 降低产量。 降低产量。 灰黄霉素、制霉菌素、克念菌素等抗生素抑制霉菌 等抗生素抑制霉菌， 灰黄霉素、制霉菌素、克念菌素等抗生素抑制霉菌，对 细菌几乎没有抑制和杀灭作用。 细菌几乎没有抑制和杀灭作用。