最新7第七章工业发酵染菌的防治lin
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第七章发酵生产染菌及其防治
不锈钢衬里 破裂造成 “死角”
发酵罐罐底脓疱状积垢
罐底的加强板
a
b
c
法兰的“死角”
a—垫圈内径过小；b—垫圈内径过大；c—法 兰不平造成的泄漏与“死角”
灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方 法
压力表安装不合理形成“死角”
1,6—发酵罐；2—缓冲管；3,4—压力表； 5—旋塞
五、噬菌体污染及其防治
⑴ 菌体生长缓慢
⑵ 菌丝结团
⑶ 代谢不正常
⒉ 发酵异常
⑴ 菌体生长差 ⑵ pH值过高或过低
谷氨酸发酵时正常 和异常的溶氧曲线
⑶ 溶氧水平异常
⑷ 泡沫过多
⑸ 菌体浓度过高或过低
二、染菌的检查和判断
发酵过程是否染菌应以 无菌试验的结果为依据 进行判断。
⒈ 显微镜检查法(镜检 法)
微生物与发酵工艺
第七章 发酵生产染菌及其防治
第七章 发酵生产染菌及其防治
第一节 第二节
第三节
染菌对发酵的影响 发酵异常现象及原因 分析 杂菌污染的途径和防 治
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％。
防治噬菌体染菌的方法具体归纳以下几点： ① 严禁活菌体排放，切断噬菌体的“根
源”；
② 做好环境卫生，消灭噬菌体与杂菌； ③ 严防噬菌体与杂菌进入种子罐或发酵罐
内；
④ 抑制罐内噬菌体的生长。
生产中一旦污染噬菌体，可采取下列措 施加以挽救：
发酵罐罐底脓疱状积垢
罐底的加强板
a
b
c
法兰的“死角”
a—垫圈内径过小；b—垫圈内径过大；c—法 兰不平造成的泄漏与“死角”
灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方 法
压力表安装不合理形成“死角”
1,6—发酵罐；2—缓冲管；3,4—压力表； 5—旋塞
五、噬菌体污染及其防治
⑴ 菌体生长缓慢
⑵ 菌丝结团
⑶ 代谢不正常
⒉ 发酵异常
⑴ 菌体生长差 ⑵ pH值过高或过低
谷氨酸发酵时正常 和异常的溶氧曲线
⑶ 溶氧水平异常
⑷ 泡沫过多
⑸ 菌体浓度过高或过低
二、染菌的检查和判断
发酵过程是否染菌应以 无菌试验的结果为依据 进行判断。
⒈ 显微镜检查法(镜检 法)
微生物与发酵工艺
第七章 发酵生产染菌及其防治
第七章 发酵生产染菌及其防治
第一节 第二节
第三节
染菌对发酵的影响 发酵异常现象及原因 分析 杂菌污染的途径和防 治
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％。
防治噬菌体染菌的方法具体归纳以下几点： ① 严禁活菌体排放，切断噬菌体的“根
源”；
② 做好环境卫生，消灭噬菌体与杂菌； ③ 严防噬菌体与杂菌进入种子罐或发酵罐
内；
④ 抑制罐内噬菌体的生长。
生产中一旦污染噬菌体，可采取下列措 施加以挽救：
第七章 发酵染菌及防治
无菌试验要严格取样操作，力求减少误差。
应同时用肉汤和双碟作对照，以便迅速作出判断。
当发现染菌时，要通过分辨菌型来探索菌源，并对杂菌
做耐热试验考察。
如果怀疑种子罐染菌，则种子不能轻率进发酵罐。
《发酵工程》
第七章 发酵染菌及防治
3、 无菌检查与染菌的处理
为了防止在种子培养或发酵过程中污染杂菌，在接种前 后、种子培养及发酵过程中分别进行无菌检查，以便及时 （1）无菌检查 发现染菌，并在染菌后及时进行必要处理是很重要的。 染菌通常通过3个途径发现：无菌试验、发酵液直接镜 检、发酵液的生化分析。其中无菌试验是判断染菌的主要 依据。
废弃的发酵液处理不当可以成为难以对付的污
染源。
《发酵工程》 2、 噬菌体污染与发酵异常
第七章 发酵染菌及防治
噬菌体污染后的情况因发酵工业的种类、 污染的噬菌体特性、污染时间、感染复度（即培
养物内的噬菌体与细菌的比率）、培养基成分、
发酵罐内的物理和化学条件不同而异。即使同样 的噬菌体并不一定引起同样的异常发酵情况。
《发酵工程》
项目 百分率%
进罐前未做设备严密度检查
接种违反操作规程
25.8
25.8
检修质量缺乏验收制度
操作不熟练
19.35
19.35
配料违反工艺规程
调度不当
6.45
3.25
《发酵工程》
（4）染菌的处理
第七章 发酵染菌及防治
发现染菌后，应立即根据染菌的种类及产生菌的菌龄等 具体情况分别进行处理。除据染菌时间及危害程度对污染 种子罐染菌后，种子不能再接入发酵罐中，这时可用备用 罐进行挽救或处理外，对有关设备也应进行处理。 种子接种。如无备用种子，则可选一适当培养龄的发酵罐培 养物作种子，即生产上所说的“倒种”。 发酵罐前期染菌后，如培养基中C、N含量尚高，则可重新 灭菌，接种后再运转；若染的杂菌危害性较大，则放掉部分 料液，补入新料液，重新灭菌、接种。 发酵中后期染菌或前期染菌轻微而发现较晚时，可加入适 当的杀菌剂或抗生素；或把高单位的后期发酵液压一部分到染 菌罐中，抑制杂菌生长速度；或者降低罐温，减缓杂菌繁殖速 度。
第七章发酵染菌与防治
染菌的初步识别与处理
观察发酵现象
定期检查发酵液的外观、气味等，一 旦发现异常，应立即进行染菌检测。
立即停止进料
疑似染菌的情况下，应立即停止向发 酵罐中加பைடு நூலகம்新的培养基，防止染菌扩 散。
采取样品
及时采取发酵液样品，进行染菌检测 和菌种鉴定，以便采取针对性的防治 措施。
设备清洗与消毒
对于确认染菌的发酵罐和相关设备， 应立即进行清洗和消毒，确保彻底清 除染菌源。
影响等。
原因分析
对染菌事件进行原因分析，包括发 酵工艺、设备状况、操作管理等方 面的问题，确定染菌的主要途径和 原因。
防治措施
提出相应的防治措施，包括改进发 酵工艺、加强设备维护、完善操作 管理等，以防止类似染菌事件的再 次发生。
案例二：大型发酵罐群染菌原因分析与解决
染菌情况介绍
介绍大型发酵罐群染菌的具体情况，包括染菌罐的数量、分布、 染菌程度等。
接种控制
使用健康且活性良好的菌种进行接种，确保菌种的纯度和活力，降低染菌风险。对接种过 程进行严格监控，避免外源微生物的侵入。
染菌后的应对措施
立即停产检查
一旦发现染菌迹象，应立即停止发酵生产，对设备和环境进行全面 的检查，找出染菌的原因和源头。
染菌源头的消除
对染菌源头进行彻底的清洗和消毒，确保消除微生物污染源。同时 ，对周围环境也进行消毒处理，防止再次污染。
智能监控系统在防治染菌中的应用
实时监测
引入物联网、大数据等技术，构建智能 监控系统，实时监测发酵过程中的各项 参数，及时发现潜在的染菌风险。
VS
预警与决策支持
通过数据挖掘和模式识别，建立染菌预警 模型，为生产人员提供决策支持，实现提 前干预和精准防控。
2019年7第七章工业发酵染菌的防治lin.ppt
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、阀门渗漏、搅拌轴 渗漏、罐盖漏和其它设备漏等。日本工业技术院发酵研究所对染菌原 因分析，这类染菌占33.85％，上海三厂的分析这类染菌为37.5％。
2、空气带菌
从日本工业技术院和上海第四制药厂分析空气带菌而造成的染菌分别 为19.96％和 26%。国内外空气除菌技术虽已有较大改善，但仍然没 有使染菌率降低到理想的程度。因为空气除菌系统较为复杂，环节多， 偶遇不慎便会导致空气除菌失败。
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，也较难防治，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。 （2）污染其它杂菌 有些杂菌会使生产菌自溶产生大量泡沫，即使添加消泡剂也 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，使不耐酸 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。
2 染菌的表现 种子：生长缓慢、菌丝结团、代谢异常
发酵：菌体生长差、pH异常、溶氧异常、 泡沫过多、菌体浓度异常
二、染菌的原因
（一）发酵染菌的检查判断
表观法：溶氧水平、排气 中CO2 实验法：镜检法、平皿划 线或斜面检查法、肉汤培 养法
（二）染菌原因
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 10.13 操作原因 10.15 原因不明 24.94
发酵7项目七工业发酵染菌的防治
三、 染菌的实际情况分析 从染菌的规模来分析染菌原因 1、大批发酵罐染菌。整个工厂中各个产品的发酵罐都出现染 菌现象而且染的是同一种菌，一般来说，这种情况是由使用的 统一空气系统中空气过滤器失效或效率下降使带菌的空气进入 发酵罐而造成的。大批发酵罐染菌的现象较少但危害极大。所 以对于空气系统必须定期经常检查。
项目七 工业发酵染菌原因及防治
单元知识一
发酵染菌的危害及原因
所谓“杂菌”，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、染菌对发酵的影响及危害 不同种类的杂菌对发酵的影响 青霉素发酵，污染细短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；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。
四、种子带菌 种子带菌又分为种子本身带菌和种子培养过程中染菌。 种子带杂菌是发酵前期染菌的原因之一。 其原因大多是由于无菌室的无菌条件不符合要求、培养基 及器皿灭菌不彻底及操作不当等原因引起。种子培养的设 备和装置有无菌室、灭菌锅和摇瓶机等。
冷却管的渗漏
由于发酵液具有一定的酸度和含有某些腐蚀性强的物质(如亚硫酸 盐、硫酸铵等)，冷却钢管很易受到腐蚀 冷却管是发酵罐中最容易渗漏的部件之一。而最易穿孔的部分是 冷却列管的弯曲处，原因是弯曲处外壁减薄和加热煨弯时使材料 的性质有所改变所致。冷却水的压力通常大于罐压，如果有微孔， 冷却水就会进入发酵液而引起染菌。
从染菌的时间和类型来分析 发酵早期染菌，一般认为除了种子带菌外，还有培养液灭 菌或设备灭菌不彻底所致，而中、后期染菌则与这些原因的关 系较少，而与中间补料、设备渗漏以及操作不合理等有关。
第七章发酵染菌及防治
（3）发酵后期染菌 空气，补料，设备渗漏，泡沫
五、染菌隐患的处理
染菌可造成严重后果，在正式发酵前，必须做到以下几点：
①严格按照生产工艺要求的各项指标、参数、条件进行操作； ②投产前济宁整个发酵系统的无菌测试； ③严格工人的管理，实行操作记录制度；
④加强在线监测技术手段，各种生物传感器、探头要定期校正； ⑤定期对设备进行检修。
噬菌体 ；杂菌 。
理化指标异常 如：氨基酸发酵或某些抗生素发酵中感染杂菌，
培养液pH下降很快，生物热产生多。
代谢 异常
糖、氨基氮等变化不正常，如感染噬菌体。
2.发酵异常
（1）菌体浓度异常 偏离固有规律，种子质量的影响；导致代谢
缓慢；感染噬菌体或杂菌。
（2）pH异常
培养基质量、灭菌效果、补糖等影响；是所有代 谢反应的综合反映。
常见的设备、管道“死角”
渣滓在罐底与用环式空气分布管所形成的死角
定期除垢
管道安装不当形成的死角
发酵工厂的管路要保持光滑、通畅、密封性好。以减少和 避免管道染菌的机会。
不锈钢衬里的死角
大型发酵罐，一般都采用 不锈钢衬里的方法，即在碳钢 制造的壳体内加衬一层薄的不 锈钢板(厚约1~3毫米)。 不锈钢衬里设备加工时应该 尽可能增加衬里的刚度，减少鼓 起的可能性。操作时要注意避免 罐内发生真空现象。
发酵工艺流程各环节漏洞
发 酵 染 菌 原 因
发酵染菌率
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。
设备染菌率：统计发酵罐或其他设备的染菌率，有利于 查找因设备缺陷而造成的染菌原因。 不同品种发酵的染菌率：统计不同品种发酵的染菌率， 有助于查找不同品种发酵染菌的原因。
第七章发酵染菌与防治案例
三、染菌污染后的挽救和处理 （一）种子培养期染菌的处理：若发现种子罐被 杂菌污染，应立即停止向发酵罐内在输送种子， 进行灭菌后排放，然后对种子罐连接的物料管道 、供气管道进行彻底的灭菌，与此同时，采用未 受污染的正常种子接入发酵罐中，以保证生产的 连续性，如无备用的种子，则可以选择一个适当 菌领的发酵罐中的发酵液作为种子，接入新鲜的 培养基中进行发酵，从而保证生产的正常进行。
四、污染的防治策略 （一）强化空气处理过程：1、空气净化 流程2、过滤介质选择3、过滤介质的填 装4、空气净化系统的管理
（二）严格培养原料及设备的灭菌 1、原料预处理 原料除杂目的：为了清除谷物或水果原料中的土块 、石块、掉落的铁质零件，以免使机械收到磨损， 发生故障。影响后面的发酵工序 粉碎的目的：为了增大原料的比表面积，减少固体 的团块 浸泡的目的：为了使原料与水充分接触，进而使营 养物质便于菌体的利用
个别发酵染菌：大都是由于设备渗漏造成， 应仔细检查阀门、罐体、管路是否清洁。 3、不同污染阶段分析：1、染菌发生在种子 培养阶段，或称种子培养期染菌2、在发酵 过程中的初始阶段发生染菌，或称发酵前期 染菌3、发酵后期染菌大部分由空气过滤不 彻底，中间补料染菌，设备渗漏、泡沫顶盖 以及操作问题引起。
1、症状：发酵液光密度不上升或回降；PH逐 渐上升，氨利用停止、糖耗、温升缓慢或停止 ，产生大量的泡沫，使发酵液呈黏胶状 2、原因是环境污染为主。环境污染噬菌体是 造成噬菌体感染的只要根源 3、防治：1、定期检查噬菌体并采取有效措施 消灭噬菌体2、检查生产系统，消除各种不安 全因素3、选育抗噬菌体菌株和轮换使用生产 菌株
1. 染菌的检查与判断
七章工业发酵染菌的防治
为何蒸汽灭菌时会产生大量泡沫呢？ 培养基和水旳传热系数比空气旳传热系数大，
假如灭菌时升温太快，培养基急剧膨胀，发酵罐 内旳空气排出较慢，就会产生大量泡沫，泡沫上 升到发酵罐顶，泡沫中旳耐热菌就不能与蒸汽直 接接触，未被杀死。
预防措施：缓慢开启蒸汽阀门，或加入消泡剂
培养基灭菌不彻底原因
❖ 蒸气压力或蒸气量不足、灭菌时间不够；
空气过滤除菌设备流程
粗过滤 空压机 储罐
二级冷却
加热器 空气过滤
空气冷却器旳列管穿孔泄露，冷却水会渗透到空气 中，造成染菌。
棉花-活性炭过滤器长久使用后变薄旳一边失效。
过滤介质受潮失效：过滤器灭菌完毕应立即缓慢通 入压缩空气，将水分吹干。超细纤维纸作过滤介质， 灭菌时必须将管道中冷凝水放洁净，以免介质受潮 失效。
染菌 危害
染菌对不同产品旳影响不同 感染不同种类和性质杂菌对发酵旳影响不同 不同染菌时间对发酵旳影响不同
一、染菌对不同产品旳影响 ❖ 青霉素：产量降低； ❖ 疫苗：全部废弃。 ❖ 柠檬酸：前期染菌严重； ❖ 氨基酸：噬菌体污染常发生； ❖ 核苷酸：易染菌（生产菌常为缺陷型，生长慢）； ❖ 链霉素、四环素、红霉素、卡那霉素：程度不同地降低
中后期染菌 补料旳料液灭菌不彻底或补料管道、阀门渗 漏，一般不会是种子问题
检验与判断 ❖ 表观法： ❖ 溶氧水平 ❖ 排气中CO2 ❖ 试验法： ❖ 镜检法 ❖ 平皿划线或斜面检验法 ❖ 肉汤培养法
4 染菌旳预防
1）预防种子带菌
种子带菌旳原因 ①灭菌不彻底(如假压)； ②移种污染； ③养或保藏过程中污染； ④无菌室管理不善；
产量。 ❖ 灰黄霉素、制霉菌素、克念菌素：克制霉菌，对细菌几
乎没有克制和杀灭作用。
最新发酵工程精品课件(7)第七章 发酵染菌及其防治
先置于37℃培养6h，使杂菌迅速增殖后再划线培养。
4、双层平板培养法
• 用于噬菌体的检查。
注意点
无菌试验时，如果肉汤连续三次发生变色反应（红色→ 黄色）或产生混浊，或平板培养连续三次发现有异常菌 落的出现，即可判断为染菌。 有时肉汤培养的阳性反应不够明显，而发酵样品的各项 参数确有可疑染菌，并经镜检等其它方法确认连续三次 样品有相同类型的异常菌存在，也应该判断为染菌。 一般来讲，无菌试验的肉汤或培养平板应保存并观察至 本批（罐）放罐后12h，确认为无杂菌后才能弃去。 无菌试验期间应每6h观察一次无菌试验样品，以便能及 早发现染菌。
青霉素发酵过程：由于许多杂菌都能产生青霉素酶，因
此不管染菌是发生在发酵前期、中期或后期，都会使青 霉素迅速分解破坏，使目的产物得率降低，危害十分严 重。 核苷或核苷酸发酵过程：由于所用的生产菌种是多种营 养缺陷型微生物，其生长能力差，所需的培养基营养丰 富，因此容易受到杂菌的污染，且染菌后，培养基中的
干扰生产菌的代谢，影响产物的生成 。
发酵后期染菌
•
影响相对较小 。
8
三、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。 使发酵大面积染菌。
空气带菌 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。
9
四、不同染菌程度对发酵的影响
大。
发酵过程
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
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 噬菌体 青霉菌
•
7
第七章发酵染菌及防治
不彻底、操作失误和技术管理不善等。 • 但还要具体问题具体分析。可从污染的杂菌
种类、污染的时间、污染的程度等方面进行 综合分析，才能作出正确的判断，从而采取 相应的对策和措施。（p186-188）
2020/4/23
1、染菌的杂菌种类分析
• 杂菌不同染菌的原因不同：（p187）
• 杂菌
原因
• 耐热的芽孢杆菌 养基或设备灭菌不彻底、设备存在死角
响不同 • 不同发酵时期染菌对发酵的影响不同 • 染菌程度对发酵的影响不同 • 染菌对产物提取和产品质量的影响 • 发酵染菌也造成三废处理困难和对环境
的污染
2020/4/23
不同发酵时期染菌对发酵的影响不同：
• 种子培养期染菌：危害大，如发现染菌后应灭菌后 弃去。
• 发酵前期染菌：易使杂菌迅速繁殖，与生产菌争夺 营养和氧分。因此，应迅速重新灭菌。
2020/4/23
第四节 染菌的途径及预防措施（p190-198）
• （一）种子带菌的原因及防治 • （二）无菌空气带菌及防治 • （三）设备渗漏或设备、管道存在“死角
”造成的染菌及防治 • （四）培养基灭菌不彻底导致染菌及防治 • （五）操作问题
2020/4/23
（一）种子带菌的原因及防治
• 1、培养基及用具灭菌不彻底 • 2、菌种在移接过程中受污染 • 3、菌种在培养过程或保藏过程中受污染
•
发酵染菌批数
• 总染菌率=——————100％
•
总投料批数
• 发酵染菌率是指在发酵罐中发生的染菌率，包括染
菌后被挽救不了导致倒罐的批数，但种子罐培养的 染菌不接入发酵罐，不导致发酵染菌的另行计算。
2020/4/23
（二）染菌原因及分析
• 归纳发酵中染菌的主要原因有以下几方面： • 无菌空气带菌、设备渗漏、种子带菌、灭菌
种类、污染的时间、污染的程度等方面进行 综合分析，才能作出正确的判断，从而采取 相应的对策和措施。（p186-188）
2020/4/23
1、染菌的杂菌种类分析
• 杂菌不同染菌的原因不同：（p187）
• 杂菌
原因
• 耐热的芽孢杆菌 养基或设备灭菌不彻底、设备存在死角
响不同 • 不同发酵时期染菌对发酵的影响不同 • 染菌程度对发酵的影响不同 • 染菌对产物提取和产品质量的影响 • 发酵染菌也造成三废处理困难和对环境
的污染
2020/4/23
不同发酵时期染菌对发酵的影响不同：
• 种子培养期染菌：危害大，如发现染菌后应灭菌后 弃去。
• 发酵前期染菌：易使杂菌迅速繁殖，与生产菌争夺 营养和氧分。因此，应迅速重新灭菌。
2020/4/23
第四节 染菌的途径及预防措施（p190-198）
• （一）种子带菌的原因及防治 • （二）无菌空气带菌及防治 • （三）设备渗漏或设备、管道存在“死角
”造成的染菌及防治 • （四）培养基灭菌不彻底导致染菌及防治 • （五）操作问题
2020/4/23
（一）种子带菌的原因及防治
• 1、培养基及用具灭菌不彻底 • 2、菌种在移接过程中受污染 • 3、菌种在培养过程或保藏过程中受污染
•
发酵染菌批数
• 总染菌率=——————100％
•
总投料批数
• 发酵染菌率是指在发酵罐中发生的染菌率，包括染
菌后被挽救不了导致倒罐的批数，但种子罐培养的 染菌不接入发酵罐，不导致发酵染菌的另行计算。
2020/4/23
（二）染菌原因及分析
• 归纳发酵中染菌的主要原因有以下几方面： • 无菌空气带菌、设备渗漏、种子带菌、灭菌
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原材料储存和保管，如液胨、玉米浆、母液糖等有机原料—— 杂菌的数量
发酵罐、培养基配制罐等设备的清洗质量——有无灭菌的死角 对减少或避免染菌仍然是十分必要的。
三、染菌情况分析
1，从染菌的规模来分析染菌原因 ❖ 大批发酵罐染菌 ：空气系统 ❖ 部分发酵罐(或罐组)染菌：前期可能是种子带杂菌，或灭
菌不彻底，中后期则可能是中间补料系统或油管路系统发 生问题所造成的 ❖ 个别发酵罐连续染菌：设备问题(如阀门的渗漏或罐体腐 蚀磨损)，设备的腐蚀磨损所引起的染菌会出现每批发酵 的染菌时间向前推移的现象 ❖ 个别发酵罐偶然染菌：原因比较复杂，因为各种染菌途径 都可能引起。
5、发酵染菌后的措施
染菌后的培养基必须灭菌后才可放下水道。可通蒸汽灭菌， 也可加入过氧乙酸等化学灭菌剂搅拌半小时，才放下水道。否 则由于各罐的管道相通，会造成其它罐的染菌，而且直接放下 水道也会造成空气的污染而导致其它罐批染菌。
凡染菌的罐要找染菌的原因，对症下药，该罐也要彻底清洗in
（一）染菌对发酵的影响
1、染菌对不同产品发酵的影响
放线菌由于生长的最适pH为7左右，染细菌较多；霉菌生长pH 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，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，都能使青霉素迅速 破坏。 链霉素、四环素、红霉素、卡那霉素等发酵染菌也会造成不同 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，降低产量。 疫苗生产危害很大。现在疫苗多采用深层培养，有些疫苗是不 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、活菌或内外毒素，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。
3、防止培养基灭菌不彻底
培养基灭菌前含有大量杂菌，灭菌时如果蒸汽压力不足，就达不到要 求的温度；灭菌时产生大量泡沫或发酵罐中有污垢堆积，就会窝藏大 量杂菌，造成灭菌不彻底。
4、防止空气引起的染菌
空气冷却器的列管穿孔泄露，冷却水会渗入到空气中，造成染菌。 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。 过滤器用蒸汽灭菌时，若被蒸汽冷凝水润湿就会降低或丧失过滤效能， 灭菌完毕应立即缓慢通入压缩空气，将水分吹干。 超细纤维纸作过滤介质，灭菌时必须将管道中冷凝水放干净，以免介 质受潮失效。
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
10.13
操作原因
10.15
原因不明
24.94
上海第三制药厂染菌原因分析
项目 种子带菌 盘管穿孔 阀门渗漏 空气系统有菌 管理不善 其它 原因不明
百分率% 14.15 14.20 23.30 10.0 25.80 7.49 5.78
2，从染菌的时间来分析 ❖ 发酵早期染菌：种子带菌、培养基和设备灭菌不彻底
、设备或管道有死角 ❖ 中、后期染菌：中间补料、设备渗漏、操作不合理
3，从染菌的类型来分析 ❖ 耐热性芽抱杆菌：死角或灭菌不彻底 ❖ 球菌、酵母：可能是从蒸汽的冷凝水或空气中带来的 ❖ 霉菌：灭菌不彻底或无菌操作不严格
四、染菌的防止
3、种子带菌
种子带菌又分为种子本身带菌和种子培养过程中染菌。加强种子管理， 严格无菌操作，种子本身带菌是可以克服的。种子培养过程染菌与发 酵一样有许多因素造成。
4、灭菌不彻底
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
5、技术管理不善（要对发酵每个环节严格控制）
环境中的杂菌数量因季节而有很大差别。如在卡那霉素生产中， 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。
链霉素制药厂发酵染菌原因分析
项目 外界带入杂菌（取样、补料） 设备穿孔 空气系统有菌 停电罐压跌零 接种 蒸汽压力不足或蒸汽量不足 管理问题 操作违反规程 种子带菌 原因不明
百分率% 8.20 7.60
26.00 1.60 11.00 0.60 7.80 1.60 0.60
35.00
造成染菌的主要原因总结
1、防止种子带菌
制备种子时对沙土管及摇瓶严格加以控制。
沙土制备时要多次间歇灭菌
注意接种、移种时的无菌操作
无菌室和摇床间都要保持清洁。无菌室内要供给恒温恒湿的无菌 空气，还要装紫外灯用以灭菌，或用化学药品灭菌。
2、防止设备渗漏
发酵设备及附件由于化学腐蚀、电化学腐蚀，物料与设备摩擦造成 机械磨损以及加工制作不良等原因会导致设备及附件渗漏。 试漏方法可采用水压试漏法。即被测设备的出口处装上压力表，将 水压入设备，待设备中压力上升到要求压力，关闭进出水，看压力 有否下降。压力下降则有渗漏。但有些渗漏很小，看不出何处漏水， 可以用稀碱溶液压入设备，然后用蘸有酚酞的纱布揩，只要酚酞能 变红处即为渗漏处。
1、设备渗漏
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。日本工业技术院发酵研究所对染菌原 因分析，这类染菌占33.85％，上海三厂的分析这类染菌为37.5％。
2、空气带菌
从日本工业技术院和上海第四制药厂分析空气带菌而造成的染菌分别 为19.96％和 26%。国内外空气除菌技术虽已有较大改善，但仍然没 有使染菌率降低到理想的程度。因为空气除菌系统较为复杂，环节多， 偶遇不慎便会导致空气除菌失败。
二、染菌的原因
（一）发酵染菌的检查判断
表观法：溶氧水平、排气 中CO2
实验法：镜检法、平皿划 线或斜面检查法、肉汤培 养法
（二）染菌原因
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
发酵罐、培养基配制罐等设备的清洗质量——有无灭菌的死角 对减少或避免染菌仍然是十分必要的。
三、染菌情况分析
1，从染菌的规模来分析染菌原因 ❖ 大批发酵罐染菌 ：空气系统 ❖ 部分发酵罐(或罐组)染菌：前期可能是种子带杂菌，或灭
菌不彻底，中后期则可能是中间补料系统或油管路系统发 生问题所造成的 ❖ 个别发酵罐连续染菌：设备问题(如阀门的渗漏或罐体腐 蚀磨损)，设备的腐蚀磨损所引起的染菌会出现每批发酵 的染菌时间向前推移的现象 ❖ 个别发酵罐偶然染菌：原因比较复杂，因为各种染菌途径 都可能引起。
5、发酵染菌后的措施
染菌后的培养基必须灭菌后才可放下水道。可通蒸汽灭菌， 也可加入过氧乙酸等化学灭菌剂搅拌半小时，才放下水道。否 则由于各罐的管道相通，会造成其它罐的染菌，而且直接放下 水道也会造成空气的污染而导致其它罐批染菌。
凡染菌的罐要找染菌的原因，对症下药，该罐也要彻底清洗in
（一）染菌对发酵的影响
1、染菌对不同产品发酵的影响
放线菌由于生长的最适pH为7左右，染细菌较多；霉菌生长pH 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，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，都能使青霉素迅速 破坏。 链霉素、四环素、红霉素、卡那霉素等发酵染菌也会造成不同 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，降低产量。 疫苗生产危害很大。现在疫苗多采用深层培养，有些疫苗是不 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、活菌或内外毒素，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。
3、防止培养基灭菌不彻底
培养基灭菌前含有大量杂菌，灭菌时如果蒸汽压力不足，就达不到要 求的温度；灭菌时产生大量泡沫或发酵罐中有污垢堆积，就会窝藏大 量杂菌，造成灭菌不彻底。
4、防止空气引起的染菌
空气冷却器的列管穿孔泄露，冷却水会渗入到空气中，造成染菌。 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。 过滤器用蒸汽灭菌时，若被蒸汽冷凝水润湿就会降低或丧失过滤效能， 灭菌完毕应立即缓慢通入压缩空气，将水分吹干。 超细纤维纸作过滤介质，灭菌时必须将管道中冷凝水放干净，以免介 质受潮失效。
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
10.13
操作原因
10.15
原因不明
24.94
上海第三制药厂染菌原因分析
项目 种子带菌 盘管穿孔 阀门渗漏 空气系统有菌 管理不善 其它 原因不明
百分率% 14.15 14.20 23.30 10.0 25.80 7.49 5.78
2，从染菌的时间来分析 ❖ 发酵早期染菌：种子带菌、培养基和设备灭菌不彻底
、设备或管道有死角 ❖ 中、后期染菌：中间补料、设备渗漏、操作不合理
3，从染菌的类型来分析 ❖ 耐热性芽抱杆菌：死角或灭菌不彻底 ❖ 球菌、酵母：可能是从蒸汽的冷凝水或空气中带来的 ❖ 霉菌：灭菌不彻底或无菌操作不严格
四、染菌的防止
3、种子带菌
种子带菌又分为种子本身带菌和种子培养过程中染菌。加强种子管理， 严格无菌操作，种子本身带菌是可以克服的。种子培养过程染菌与发 酵一样有许多因素造成。
4、灭菌不彻底
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
5、技术管理不善（要对发酵每个环节严格控制）
环境中的杂菌数量因季节而有很大差别。如在卡那霉素生产中， 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。
链霉素制药厂发酵染菌原因分析
项目 外界带入杂菌（取样、补料） 设备穿孔 空气系统有菌 停电罐压跌零 接种 蒸汽压力不足或蒸汽量不足 管理问题 操作违反规程 种子带菌 原因不明
百分率% 8.20 7.60
26.00 1.60 11.00 0.60 7.80 1.60 0.60
35.00
造成染菌的主要原因总结
1、防止种子带菌
制备种子时对沙土管及摇瓶严格加以控制。
沙土制备时要多次间歇灭菌
注意接种、移种时的无菌操作
无菌室和摇床间都要保持清洁。无菌室内要供给恒温恒湿的无菌 空气，还要装紫外灯用以灭菌，或用化学药品灭菌。
2、防止设备渗漏
发酵设备及附件由于化学腐蚀、电化学腐蚀，物料与设备摩擦造成 机械磨损以及加工制作不良等原因会导致设备及附件渗漏。 试漏方法可采用水压试漏法。即被测设备的出口处装上压力表，将 水压入设备，待设备中压力上升到要求压力，关闭进出水，看压力 有否下降。压力下降则有渗漏。但有些渗漏很小，看不出何处漏水， 可以用稀碱溶液压入设备，然后用蘸有酚酞的纱布揩，只要酚酞能 变红处即为渗漏处。
1、设备渗漏
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。日本工业技术院发酵研究所对染菌原 因分析，这类染菌占33.85％，上海三厂的分析这类染菌为37.5％。
2、空气带菌
从日本工业技术院和上海第四制药厂分析空气带菌而造成的染菌分别 为19.96％和 26%。国内外空气除菌技术虽已有较大改善，但仍然没 有使染菌率降低到理想的程度。因为空气除菌系统较为复杂，环节多， 偶遇不慎便会导致空气除菌失败。
二、染菌的原因
（一）发酵染菌的检查判断
表观法：溶氧水平、排气 中CO2
实验法：镜检法、平皿划 线或斜面检查法、肉汤培 养法
（二）染菌原因
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