第四章第一节染菌的防止优质课件.ppt
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1、第四章第一节染菌的防止优选第四章第一节染菌的防止什么是染菌?什么是染菌?发酵过程中除了生产菌以外,还有其它菌生长发酵过程中除了生产菌以外,还有其它菌生长繁殖。繁殖。一、发酵工业的无菌处理一、发酵工业的无菌处理 灭菌(灭菌(sterilizationsterilization)是指用物理或化学)是指用物理或化学方法杀灭或去除物料或设备中一切有生命物方法杀灭或去除物料或设备中一切有生命物质的过程。质的过程。灭菌实质上可分杀菌和溶菌两种,前者指灭菌实质上可分杀菌和溶菌两种,前者指菌体虽死,但形体尚存,后者则指菌体杀死菌体虽死,但形体尚存,后者则指菌体杀死后,其细胞发生溶化、消失的现象后,其细胞发生溶
2、化、消失的现象 。消毒(消毒(disinfectiondisinfection)是指用化学或物理)是指用化学或物理的方法杀灭或去除病原微生物的过程,它一的方法杀灭或去除病原微生物的过程,它一般只能杀死营养细胞而不能杀灭细菌芽孢。般只能杀死营养细胞而不能杀灭细菌芽孢。消毒是一种采用较温和的理化因素,仅杀消毒是一种采用较温和的理化因素,仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的病原死物体表面或内部一部分对人体有害的病原菌,而对被消毒的物体基本无害的措施。菌,而对被消毒的物体基本无害的措施。除菌(除菌(degermingdegerming)是用过滤方法除去空气)是用过滤方法除去空气或液体中的微生物及其孢
3、子或液体中的微生物及其孢子。防腐(防腐(antisepsisantisepsis)就是利用某种理化因)就是利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖,从而达素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖,从而达到防止食品等发生霉腐的措施。到防止食品等发生霉腐的措施。如低温、缺氧、干燥、高渗、添加防腐剂等。消毒与灭菌的区别消毒与灭菌的区别消毒与灭菌在发酵工业中的应用消毒与灭菌在发酵工业中的应用二、发酵工业污染的防治策略二、发酵工业污染的防治策略(一)污染的危害(一)污染的危害(二)污染的防治(二)污染的防治 无菌室内部的墙壁、天花板要涂白漆或采用磨光石子,要求无裂缝,墙角最好做成圆弧形。严格操作规程、保持环境
4、干净。(1)使发酵培养基因杂菌的消耗而损失,造成生产能力下降直至倒罐,造成巨大经济损失罐盖漏 1.阀门渗漏 23.污染杂菌的种类对过滤的影响程度有差异过滤介质受潮失效:过滤器灭菌完毕应立即缓慢通入压缩空气,将水分吹干。染菌原因 染菌百分率%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。种子带菌、培养基灭菌和设备灭菌不彻底、设备或管道有死角。搅拌轴密封渗漏 2.原因不明 24.原因:发酵前期菌量不很多,与杂菌没有竞争优势;且还未合成产物(抗生素)或产生很少,抵御杂菌能力弱。个别罐连续感染杂菌:设备问题;原因不明 24.接种管穿孔 0.阀门渗漏 23.1.1.染菌
5、的不良后果染菌的不良后果(1 1)使发酵培养基因杂菌的消耗而损失,造成生产能力)使发酵培养基因杂菌的消耗而损失,造成生产能力下降直至倒罐,造成巨大经济损失下降直至倒罐,造成巨大经济损失(2 2)由于杂菌的污染,对产物提取和产品质量造成严重)由于杂菌的污染,对产物提取和产品质量造成严重的影响,如产物收率降低或产品质量下降。的影响,如产物收率降低或产品质量下降。(3 3)杂菌的代谢改变原反应体系的)杂菌的代谢改变原反应体系的PHPH,使发酵发生异常,使发酵发生异常变化,变化,(4 4)杂菌分解产物,使生产失败。)杂菌分解产物,使生产失败。(5 5)细菌发生噬菌体感染,细菌细胞被裂解,导致整个)细菌
6、发生噬菌体感染,细菌细胞被裂解,导致整个发酵生产的失败。发酵生产的失败。2、染菌危害的具体分析染菌危害的具体分析(1 1)染菌对不同菌种发酵的影响)染菌对不同菌种发酵的影响A细菌细菌谷氨酸发酵周期短,培养基不太丰富,较少染谷氨酸发酵周期短,培养基不太丰富,较少染杂菌,但噬菌体威胁大。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养成分迅速被消耗,严重抑制菌生长和合成代谢产物。代谢产物。B.霉菌霉菌PenG青霉素水解酶上升,青霉素水解酶上升,PenG迅速破坏,发酵迅速破坏,发酵一无所获。一无所获。柠檬酸
7、柠檬酸pH2.0,不易染菌,主要防止前期染菌。,不易染菌,主要防止前期染菌。C.酵母菌酵母菌:易污染细菌以及野生酵母菌易污染细菌以及野生酵母菌 D.疫苗无论污染的是活菌、死菌或内外毒素,都疫苗无论污染的是活菌、死菌或内外毒素,都应全部废弃。应全部废弃。(1)染菌对不同菌种发酵的影响染菌对不同菌种发酵的影响(2)染菌种类对发酵的影响染菌种类对发酵的影响v青霉素怕染细短产气杆菌青霉素怕染细短产气杆菌v链霉素怕染细短杆菌、假单孢杆菌和产气杆菌链霉素怕染细短杆菌、假单孢杆菌和产气杆菌v四环素怕染双球菌、芽孢杆菌和荚膜杆菌四环素怕染双球菌、芽孢杆菌和荚膜杆菌v柠檬酸怕染青霉菌柠檬酸怕染青霉菌v肌苷(酸)
8、怕染芽孢杆菌肌苷(酸)怕染芽孢杆菌v谷氨酸怕染噬菌体,易造成连续污染谷氨酸怕染噬菌体,易造成连续污染v污染噬菌体污染噬菌体 噬菌体的感染力强,传播蔓延迅速,噬菌体的感染力强,传播蔓延迅速,也较防治,故危害极大。也较防治,故危害极大。污染噬菌体后,可使发酵产量大幅度污染噬菌体后,可使发酵产量大幅度下降,严重的造成断种,被迫停产下降,严重的造成断种,被迫停产。污染其它杂菌污染其它杂菌 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,即使添加消泡剂也无法控制逃液,影响发酵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。过程的通气搅拌。有的杂菌会使发酵液发臭、发酸,致使有
9、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。下降,使不耐酸的产品破坏。芽孢杆菌耐热,不易杀死。芽孢杆菌耐热,不易杀死。由于接种量较小,生产菌生长一开始不占优势,而且容易污染杂菌。如如在此阶段染菌,应将培养液全部废弃。在此阶段染菌,应将培养液全部废弃。(3 3)、不同)、不同染菌对发酵的影响染菌对发酵的影响种子扩大培养期染菌种子扩大培养期染菌接种管穿孔 0.原因:发酵前期菌量不很多,与杂菌没有竞争优势;无菌室的每个套间一般都用紫外线灭菌。种子带菌的原因培养基灭菌不彻底原因:过虑介质的灭菌和管理;严格操作规程、保持环境干净。个别罐连续感染杂菌:设备问题;(5)加强操作和卫生管理(
10、1)使发酵培养基因杂菌的消耗而损失,造成生产能力下降直至倒罐,造成巨大经济损失(3)杂菌的代谢改变原反应体系的PH,使发酵发生异常变化,染菌原因 染菌百分率%污染杂菌的种类对过滤的影响程度有差异噬菌体检查可采用双层平板法噬菌斑发酵中期染菌,处理困难,危害很大。原因不明 24.灭菌不彻底(如假压);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。阀门渗漏 23.(一)污染(染菌)的危害发酵前期染菌发酵前期染菌发酵前期最易染菌。发酵前期最易染菌。原因原因:发酵前期菌量不很多,与杂菌没有竞争优发酵前期菌量不很多,与杂菌没有竞争优势;且还未合成产物(抗生素)或产生很少,抵御杂势;且
11、还未合成产物(抗生素)或产生很少,抵御杂菌能力弱。在这个时期要特别警惕以防止染菌的发生。菌能力弱。在这个时期要特别警惕以防止染菌的发生。措施:措施:可以用降低培养温度,调整补料量,用酸可以用降低培养温度,调整补料量,用酸碱调碱调pH值,缩短培养周期等措施予以补救。如果前值,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,可以重新灭菌,补期染菌,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。加一些营养,重新接种再用。处理方法应根据各种发酵的特点和具体情况来决定。发酵中期染菌发酵中期染菌 原因:发酵中期染菌会严重干扰产生菌的代谢。杂原因:发酵中期染菌会严重干扰产生
12、菌的代谢。杂菌大量产酸,培养液菌大量产酸,培养液pHpH下降;糖、氮消耗快,发酵液下降;糖、氮消耗快,发酵液发粘,菌丝自溶,产物分泌减少或停止,有时甚至会发粘,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。有时也会使发酵液发臭,产生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。大量泡沫。措施:措施:降温培养,减少补料,密切注意代谢变化情降温培养,减少补料,密切注意代谢变化情况。如果发酵单位到达一定水平可以提前放罐,或者况。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。
13、菌罐,抑制杂菌。发酵后期染菌发酵后期染菌发酵后期发酵液内已积累大量的产物,特发酵后期发酵液内已积累大量的产物,特别是抗生素,对杂菌有一定的抑制或杀灭能别是抗生素,对杂菌有一定的抑制或杀灭能力。因此如果染菌不多,对生产影响不大。力。因此如果染菌不多,对生产影响不大。如果染菌严重,又破坏性较大,可以提前放如果染菌严重,又破坏性较大,可以提前放罐。罐。1 1)发酵染菌对过滤的影响)发酵染菌对过滤的影响染菌的发酵液一般染菌的发酵液一般发粘发粘,菌体大多数自溶,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,导所以在发酵液过滤时不能或很难形成滤饼,导致致过滤困难过滤困难。污染杂菌的种类对过滤的影响
14、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,而污染细菌时很难如污染霉菌时,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,影响发过滤。由于过滤困难,过滤时间拉长,影响发酵液储罐和过滤设备的周转使用,破坏了生产酵液储罐和过滤设备的周转使用,破坏了生产平衡。平衡。染菌发酵液还会因过滤困难而大幅度降低过滤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。收率,直接影响提取总收率。2)发酵染菌对提取的影响)发酵染菌对提取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。和其它杂质。如果采用有机
15、溶剂萃取的提炼工艺,则极易发生乳如果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。化,很难使水相和溶剂相分离,影响进一步提纯。如果采用直接用离子交换树脂的提取工艺,如链霉如果采用直接用离子交换树脂的提取工艺,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,而且有的杂菌很难用水冲洗干净,洗脂的交换容量,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,影响进一步提纯。脱时与产物一起进入洗脱液,影响
16、进一步提纯。v如果丝状菌发酵被产酸菌污染则如果丝状菌发酵被产酸菌污染则pH不断下降不断下降,菌丝大量自溶,发酵液粘度增加,过滤困难,菌丝大量自溶,发酵液粘度增加,过滤困难。v 处理方法将发酵液加热后再加助滤剂;处理方法将发酵液加热后再加助滤剂;先加絮凝剂使蛋白质凝聚后沉淀。先加絮凝剂使蛋白质凝聚后沉淀。v杂菌分泌较多蛋白质杂质时,对发酵后处理过杂菌分泌较多蛋白质杂质时,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相和溶媒之间极易发生乳化 (二)杂菌污染的防治(二)杂菌污染的防治1.染菌的检查与判断染菌的检查与判断染菌的检
17、查方法染菌的检查方法显微镜检查法显微镜检查法 镜检出杂菌需要一定时间镜检出杂菌需要一定时间平板划线培养或斜面培养检查法菌落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噬菌体检查可采用双层平板法噬菌斑肉汤培养检查法肉汤培养检查法 v发酵过程的异常现象判断发酵过程的异常现象判断v溶解氧、溶解氧、pH、尾气中的、尾气中的CO2含量、发酵液黏含量、发酵液黏度、颜色等的异常变化,都可能是发生染菌度、颜色等的异常变化,都可能是发生染菌的重要信息。的重要信息。v溶解氧水平的异常变化溶解氧水平的异常变化vpH异常变化异常变化12v尾气中尾气中CO2含量异常含量异常2、污染原因分析、污染原
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