发酵工程发酵工业的无菌技术.pptx

发酵工程发酵工业的无菌技术4.1发酵工业无菌处理控制有害微生物主要有以下几个办法：4.2发酵工业污染防治策略1）因为杂菌污染，使发酵培养基因杂菌消耗而损失，造成产率下降；2）因为杂菌所产生一些代谢产物，或染菌后发酵液一些理化性质改变，使产物提取变得困难，造成得率降低或使产品质量下降；3）污染杂菌可能会分解产物而使生产失败；4）污染杂菌大量繁殖，会改变反应介质pH，从而使生物化学反应发生异常改变；5）发生噬菌体污染，微生物细胞被裂解而使生产失败等。染菌危害详细分析（1）染菌对不一样菌种发酵影响B.霉菌PenG：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。不论在发酵前期、中期或后期，染有能产生青霉素酶杂菌，都能使青霉素快速破坏。青霉素水解酶上升，PenG快速破坏，发酵一无所获。柠檬酸：pH2.0，不易染菌，主要预防前期染菌。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，但也会造成不一样程度危害。如杂菌大量消耗营养，干扰生产菌正常代谢；改变pH，降低产量。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。青霉素：怕染细短产气杆菌链霉素：怕染细短杆菌、假单孢杆菌和产气杆菌四环素：怕染双球菌、芽孢杆菌和荚膜杆菌柠檬酸：怕染青霉菌肌苷（酸）：怕染芽孢杆菌谷氨酸：怕染噬菌体，易造成连续污染C.酵母菌:易污染细菌以及野生酵母菌D.疫苗生产:危害很大,现在疫苗多采取深层培养，这是一类不加提纯而直接使用产品，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。所以，发酵罐容积越大，污染杂菌后损失也越大。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，影响发酵过程通气搅拌。有杂菌会使发酵液发臭、发酸，致使pH下降，使不耐酸产品破坏。尤其是染芽孢杆菌，因为芽孢耐热，不易杀死，往往一次染菌后会重复染菌。因为接种量较小，生产菌生长一开始不占优势，而且培养基营养丰富，轻易污染杂菌。种子染菌对发酵危害极大，应严格控制种子染菌，如在此阶段染菌，应将培养液全部废弃。2）发酵前期染菌发酵中期染菌，处理困难，危害很大。4）发酵后期染菌（3）杂菌污染对发酵产物提取和产品质量影响污染杂菌种类对过滤影响程度有差异，如污染霉菌时，影响较小，而污染细菌时极难过滤。因为过滤困难，过滤时间拉长，影响发酵液储罐和过滤设备周转使用，破坏了生产平衡。染菌发酵液还会因过滤困难而大幅度降低过滤收率，直接影响提取总收率。丝状菌发酵被产酸菌污染：pH不停下降，菌丝大量自溶，发酵液粘度增加，过滤困难预处理方法：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杂菌分泌较多蛋白质杂质时，对发酵后处理过程中采取溶媒萃取提取工艺非常不利，使水相和溶媒之间极易发生乳化染菌发酵液中含有比正常发酵液更多水溶性蛋白和其它杂质。采取有机溶剂萃取提炼工艺，则极易发生乳化，极难使水相和溶剂相分离，影响深入提纯。采取直接用离子交换树脂提取工艺，如链霉素、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，大大降低离子交换树脂交换容量，而且有杂菌极难用水冲洗洁净，洗脱时与产物一起进入洗脱液，影响深入提纯。4.2.2杂菌污染防治1.染菌检验与判断双层平板法溶解氧水平异常改变感染噬菌体，生产菌作用受到抑制，溶氧浓度很快上升。污染好氧性杂菌，溶解氧在短时间内下降，并靠近零值，长时间不能回升；污染非好氧性杂菌，生产菌受到抑制，耗氧量降低，溶解氧升高。1尾气中CO2含量异常污染杂菌，糖耗加紧，CO2含量增加；感染噬菌体，糖耗减慢，CO2含量降低。2.污染原因分析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24.941）从污染杂菌种类分析污染耐热芽孢杆菌：培养基或设备灭菌不彻底；污染不耐热杂菌：种子带菌、空气除菌不彻底、设备渗漏或操作问题；污染浅绿色菌落杂菌：冷却盘管渗漏引发；污染霉菌：无菌室灭菌不彻底，或操作问题；污染酵母菌：糖液灭菌不彻底。2）从污染时间分析发酵前期染菌：种子带菌、培养基或设备灭菌不彻底、操作不妥或空气带菌；发酵后期染菌：中间补料污染、设备渗漏或操作问题。3）从染菌程度分析多个罐染菌：种子带菌、空气系统问题；个别罐染菌：设备问题、操作不妥。3.预防培养基及器具彻底灭菌—灭菌锅使用防止菌种在移接过程中受污染—无菌室防止菌种在培养过程或保藏过程中受杂菌污染无菌室要求发酵工程发酵