发酵染菌及其防治

（罐）放罐后12h，确认为无杂菌后才能弃去。
2、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。
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杂菌污染的挽救及处理
种子培养期染菌
处理：应经灭菌后弃之，并对种子罐、管 道等进行仔细检查和彻底灭菌 处理：营养成分消耗不多，应迅速重新灭 菌；另处，补充必要的营养成分，重新接 种进行发酵。
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杂菌污染的判断及处理
• 染菌的检查和判断 • 杂菌污染的挽救及处理
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染菌的检查和判断
检查判断 目的意义
• 发酵过程是否染菌应以无菌试验的结果为依据进行判
断。在发酵生产过程中，如何及早发现杂菌的污染并及 时采取措施加以处理，是避免染菌造成严重经济损失的 重要手段。因此，生产上要求能准确、快速的检查出杂 菌的污染。目前常用于检查是否染菌的无菌试验方法主 要有以下四种：
发酵前期染菌
发酵中、后期染菌
处理：可以加入适当的杀菌剂或抗生素 以及正常的发酵液，以抑制杂菌的生长 速度；产品的含量若达一定值，只要明 确是染菌也可放罐 。 处理：空罐加热灭菌后至120℃以上、 30min后，才能使用。也可用甲醛熏 蒸或甲醛溶液浸泡12h以上等方法进行 处理。
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发酵后对设备的处理
原因 分析
引起发酵生产噬菌体污染的原因，大都 是由于生产过程中，人们不加注意地把大 量活菌体随意排放，这些活菌体栖息于周 围环境，同少量与其有关的其它溶原性菌 株按触， 经过变异和杂交， 最终发生使生 产菌株溶菌的烈性噬菌体，并在环境中逐 渐增殖，随空气流动，污染种子和发酵罐 被噬菌体污染的发酵罐又大量排气，便是 更太的发源点。
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。
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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 。
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。
染菌对ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
4
不同杂菌的种类对发酵的影响
在抗生素的发酵过程中，青霉素的发酵污染 细短产气杆菌比粗大杆菌的危害更大; 链霉素的发酵污染细短杆菌、假单孢杆菌和 产气杆菌比污染粗大杆菌更有危害； 谷氨酸的发酵最怕噬菌体的污染。
发酵染菌及其防治
发酵染菌及其防治
1 2 3 4 染菌对发酵的影响 发酵异常现象及染菌原因分析 杂菌污染的判断与处理 杂菌污染的途径和防治
1、什么叫发酵染菌?
在发酵过程中，生产菌以外的其他微生物侵入了发酵液， 从而使发酵过程失去了真正意义上的纯种培养。
2、造成发酵染菌的可能途径有哪些？
菌种培养过程操作不当 培养基灭菌不彻底 发酵设备（如发酵罐、管道）密封不严 空气除菌不净
图5-6 法兰连接不当造成的“死角”染菌
5、管件的渗漏形成染菌及防治
原因 分析
目前生产上使用的阀门不能完全满足发酵 工程的工艺要求，是造成发酵染菌的主要原因 之一 。 采用加工精度高、材料好的阀门可减 少此类染菌的发生。
防治 措施
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生产原料灭菌不彻底导致的染菌
原因 分析
• 淀粉质原料，在升温过快或混合不均匀时容易结 块，使团块中心部位“夹生”，蒸汽不易进入将 杂菌杀死 • 培养基中诸如麸皮、黄豆饼一类的固形物含量较 多，在投料时溅到罐壁或罐内的各种支架上，容 易形成堆积，这些堆积物在灭菌过程由于传热较 慢，一些杂菌也不易被杀灭。
机酸等发生腐蚀作用）、电化学腐蚀（如氧溶解于
水，使金属不断失去电子，加快腐蚀作用）、磨浊
摊口金属与原料中的泥沙之间磨损、加工制作不良
等原因形成微小漏孔后发生渗漏染菌。
死角
生产上常把不能彻底灭菌的部位称为
“死角”。
实际过程中，“死角”包括了发酵设 备或连接管道的某一部位和培养基或其他 物料的某一部分等。
防治 措施 1、采取罐内壁涂刷防腐涂料、加强清洗并定期 铲除污垢等是有效消除染菌的措施 。
2、采用不锈钢或复合钢可有效克服此弊端并注
意清洗是可以避免染菌的 。
4、管路的安装或管路的配置不合理形成“死 角”
原因 1、经常将一些管路汇集到一条总的管路上。 分析
2、管路大多采用法兰连接。
但常会发生诸如垫圈大小不配套、法兰不平
杂菌污染的途径和防治
• 种子带菌及其防治
• 空气带菌及其防治
• 设备的渗漏或“死角”造成的染菌及其防治
• 生产原料灭菌不彻底导致的染菌
• 操作不当造成染菌及其防治
• 噬菌体染菌及其防治
种子带菌及其防治
原因分析 种子保存
种子换代 及接种
种子培养 设备
种子培养基
防治措施
• • • •
1．检查发生污染所用的保藏菌种。 2．检查发生污染的种子罐接种所用的三角瓶等器皿。 3．检查对三角瓶、棉花塞、培养基等所进行的灭菌操作。 4．检查天菌锅的工作情况， 校核温度表和压力表。灭菌 锅工作时锅内空气务必排尽。 • 5．检查无菌室的无菌状况， 特别是接种箱。检查接种箱 所用的杀菌熏剂。 • 6．检查操作人员的操作技术。 • 7．对杂菌或噬菌体进行微生物检验。
防治 措施
1、升温前先通过搅拌混合均匀，并加人一定量的 淀粉酶进行液化；有大颗粒存在时应先经过筛除 去，再行灭菌；
2、对于麸皮、黄豆饼一类的固形物含量较多的培 养基，采用罐外预先配料，再转至发酵罐内进行 实罐灭菌较为有效。
具体 措施
• 1．购进原料应干燥，仓贮原料应保持干燥。 • 2．制各培养基时，粉碎原料先用冷水浸润， 调 浆罐搅拌要充分防止结块。 • 3．粉碎原料颗粒应足够小，大颗粒会影响杀菌效 果。 • 4．假如生产原料被孢子严重污染， 制成培养基 后， 可在30℃保温数小时， 待孢子发芽后再行杀 菌。
3、染菌会对发酵工业造成哪些不良影响？ 染菌仍是发酵工业的致命伤。轻者影响产率、产 物提取收得率和产品质量；严重者造成生产失败，
浪费大量原材料，造成严重经济损失，而且扰乱生
产秩序，破坏生产计划。遇到连续染菌，特别是又
找不到染菌原因，未有防治措施时，往往会影响人
们的情绪和生产积极性，造成无法估量的危害。
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空气带菌及其防治
原因 分析
要杜绝无菌空气带菌，就必须从空气的净化工 艺和设备的设计、过滤介质的选用和装填、过滤 介质的灭菌和管理等方面完善空气净化系统。空 气净化系统导致染菌，占总染菌的18．9％ 。
粗过滤器
压缩机
贮罐
冷却器 旋风分离器 冷却器 丝网分离器
加热器
过滤器
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• 1．油渗入空气：改用无油润的压缩机。 防治 措施
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
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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。
发酵中期染菌
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 。
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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。
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不同染菌程度对发酵的影响
3、发酵罐的渗漏染菌及防治
原因 分析
• • • • •
发生局部化学腐蚀或磨蚀，产生穿孔渗漏。 罐焊接处等的周围容易积集污垢。 发酵罐的制作不良。 发酵罐封头上的各个接口。 发酵罐的修补焊接位臵不当 。
图5-3 不锈锅衬里破裂形成“死角” 成
图5-4 发酵罐底部培养基的沉积污垢形
图5 发酵罐支撑件加强板形成“死角”染菌
根据染上杂菌的种类可以初步判断染菌原因 填表
杂菌的种类
耐热的芽孢杆菌
球菌、无芽孢杆菌 等不耐热菌 浅绿色菌落的杂菌 霉菌 酵母菌
染菌原因分析 培养基或设备灭菌不彻底
种子带菌/空气除菌不彻底
设备或冷却盘管的渗漏 无菌室灭菌不彻底或无菌操作不当 糖液灭菌不彻底或糖液放臵时间过长
回
设备渗漏方面原因
渗漏原因
1、盘管的渗漏染菌及防治
原因 分析 由于存在温差（内冷却水温、外灭菌温），温度急剧 变化，或发酵液的pH低、化学腐蚀严重等原因 。
防治 措施
生产上可采取仔细清洗，检查渗漏，或降低冷却水 中CL-1的含量等措施加以防治
2、空气分布管的“死角”染菌及防治
原因 分析 受搅拌与通风的影响，易磨蚀穿孔。
管中的空气流速不一致，靠近空气进口处流速最大， 离进口处距离越远流速越小。 防治 措施 采取频繁更换空气分布管或认真洗涤等措施 。
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操作不当造成染菌及其防治
原因 分析 1、灭菌时由于操作不合理，未将罐内的空气完全排除，
造成压力表显示“假压”。
2、产生泡沫发泡严重时泡沫可上升至罐顶甚至逃逸， 以致泡沫顶罐。 3、连续灭菌过程中，培养基灭菌的温度及其停留时 间没有符合灭菌的要求。
4、探头或元件灭菌方法不当。
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噬菌体污染及其防治
4 空气除菌不净方面原因分析
溶解氧的异常变化
当杂菌是好气性微生物时，溶解氧的变化是 在较短时间内下降，直至接近于零，且在长时间 内不能回升；
当杂菌是非好气性微生物，而生产菌由于受 污染而抑制生长，使耗氧量减少，溶解氧升高。
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排气的CO2异常变化
好气性发酵排出的气体中的CO2含量与糖代谢有关。
对于特定的发酵过程，工艺确定后，排出的气体中的CO2
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。
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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
4、在现有科学条件下能否做到彻底不染菌？
据报道，国外抗生素发酵平均染菌率为2%-5%，国内的 抗生素发酵、青霉素发酵染菌率2%，链霉素、红霉素和四 环素发酵染菌率约为5%，谷氨酸发酵噬菌体感染率1-2%。
5、既然染菌不可避免，哪我们应该怎样做？
目前要做的是要提高生产技术水平，强化生产过程的管理， 把握好各个易染菌的环节，尽可能防止发酵染菌的发生；而 且一旦发生染菌，要能尽快找出其污染的原因，并采取相应 的有效措施，把发酵染菌造成的损失降低到最小。
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
无菌试验方法
• • • • 1、显微镜检查法（镜检法） 2、肉汤培养法 3、平板划线培养或斜面培养检查法 4、发酵过程的异常现象观察法
无菌试验时，如果肉汤连续三次发生变色反应（由红
色变为黄色）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。
无菌试验方法
注意 事项
1、无菌试验的肉汤或培养平板应保存并观察至本批
• 2．列管式冷却器穿孔。
• 3．过滤介质松动，空气走短路。 • 4．过滤介质被水润湿。 • 5．过滤介质老化.
粗过滤器
压缩机
贮罐
冷却器 旋风分离器 冷却器 丝网分离器
加热器
过滤器
设备的渗漏或“死角”造成的染菌及其防 治
设备渗漏
设备渗漏主要是指发酵罐、补糖罐、冷却盘管、 管道阀门等，由于化学腐蚀（发酵代谢所产生的有
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。
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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）。 染菌特点 空气过滤系统带菌会使发酵罐批批染菌、罐罐 染菌，此时就要对空气过滤系统进行无菌样检测。
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