四者的区别 在发酵工业中的应用
5
二、发酵工业污染的防治策略
（一）污染的危害 （二）污染的防治
染菌的不良后果 染菌危害的具体分析
染菌的检查与判断 污染原因分析 预防
6
染菌的不良后果
• 消耗营养 • 合成其他产物；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
7
染菌危害的具体分析
• 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
18
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”
➢ 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
➢ 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
11
具体情况
柠檬酸发酵
污染细菌
加大通风，加速产酸，调pH3.0，抑制细菌
污染酵母
23
四、培养基及设备灭菌
（一）湿热灭菌原理 （二）分批灭菌（实罐灭菌） （三）连续灭菌（连消） （四）分批灭菌与连续灭菌的比较 （五）灭菌技术参数
24
（一）湿热灭菌原理
灭菌温度和时间的选择 影响培养基灭菌的其它因素
25
灭菌温度和时间的选择
随着T上升，菌死亡速率增加倍数大于培养基成分分解速率 增加倍数，故一般选择高温快速灭菌 。
• 杂菌分泌较多蛋白质杂质 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
13
染菌的检查与判断
• 显微镜检查法
镜检出杂菌需要一定时间
• 平板法
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
– DO2水平异常变化 – pH异常变化 – 尾气CO2异常变化
染
Hale Waihona Puke 菌 ✓各个发酵罐或多数发酵罐染菌，且所污染的是同一种杂
幅 度
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。
16
预防12
• 种子带菌的防治
– 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
17
预防12
1
本章内容
五四三二一 、、、、、 空培发发概 气养酵酵念 除基工工 菌及业业
设的污 备无染 灭菌的 菌技防
术治 策 略
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
① 染菌对不同菌种发酵的影响 ② 杂菌污染对发酵产物提取和产品质量的影响 ③ 不同发酵时期染菌对发酵的影响
8
染菌对不同菌种发酵的影响12
细菌
✓ 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。
14
DO2水平异常变化
1 2
15
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
时 ✓早期污染可能与①②④⑤→接种操作不当有关 间 ✓后期污染可能与③⑤及中间补料有关。
杂 ✓ 耐热芽孢杆菌：与④有关 菌 ✓ 球菌、无芽孢杆菌：与① ② ③⑤有关
种 ✓ 霉菌：与④⑤有关，即无菌室灭菌不彻底或操作问题 类 ✓ 酵母菌：糖液灭菌不彻底或放置时间较长
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
一、概念
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。 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 。
• 培养基的物理状态 • 泡沫：泡沫中的空气形成隔热层，对灭菌极为
加入0.025~0.035g/L CuSO4抑制酵母；通风加大，加 速产酸。
污染黄曲霉
加入另一罐将近发酵成熟的醪液，pH下降，黄曲霉 自溶。
污染青霉菌
在pH很低下能够生长。提前放罐。
12
杂菌污染对发酵产物提取和产品质量的影响
• 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
26
影响培养基灭菌的其它因素
• 培养基成分
– 油脂、糖类及一定浓度的蛋白质、高浓度有机物等增加微生物的 耐热性
– 低浓度（1%-2%）NaCl对微生物有保护作用，随着浓度增加，保 护作用减弱，当浓度达8%-10%以上，则减弱微生物的耐热性。
27
• pH：pH6.0-8.0，微生物最耐热，pH<6.0，H+ 易渗入微生物细胞内，改变细胞的生理反应促 使其死亡。∴培养基pH愈低，灭菌所需时间愈 短。
霉菌
✓ PenG：青霉素水解酶上升，PenG迅速破坏，发酵一无所 获。
✓ 柠檬酸：pH2.0，不易染菌，主要防止前期染菌。
9
染菌对不同菌种发酵的影响12
酵母菌
✓ 易污染细菌以及野生酵母菌
疫苗
✓ 无论污染的是活菌、死菌或内外毒素，都应全部废弃。
10
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
——加强清洗并定期铲除污垢 ➢管路死角 ➢管道安装不当或配置不合理形成的“死角”
19
污水
脓疱
罐底
发酵罐罐底脓疱状积垢造成“死角”
20
法兰连接不当造成的“死角”
21
灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方法
22
三、发酵工业的无菌技术方法
• 干热灭菌法 • 湿热灭菌法 • 射线灭菌法 • 化学药剂灭菌法 • 过滤除菌法 • 火焰灭菌法