发酵过程的染菌.

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1、 第六节 染菌的防治 什么是染菌？ 发酵过程中除了生产菌以外，还有其 它菌生长繁殖 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 一、染菌的影响 发酵过程污染杂菌，会严重的影响生产，是发 酵工业的致命伤。 l造成大量原材料的浪费，在经济上造成巨大 损失 l扰乱生产秩序，破坏生产计划。 l遇到连续染菌，特别在找不到染菌原因往往 会影响人们的情绪和生产积极性。 l影响产品外观及内在质量 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 （一）染菌对发酵的影响 生产不同的品种，可污染不同种类和性质 的微生物。 不同污染时间，不同污染途径，污染不同 菌量，不同培养基和培养条件又可产生不 同后果 发酵过程控制发酵过程控制

2、染菌的防治 1、发酵染菌对不同品种的影响 放线菌由于生长的最适pH为7左右，因此 染细菌为多，而霉菌生长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，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的杂 菌，都能使青霉素迅速破坏。 不同菌不同产品 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 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。 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

3、制和杀灭作用。 不同产品 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 疫苗生产危害很大。现在疫苗多采用深层 培养，这是一类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。 不同产品 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 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。 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 （2）污染其它杂菌 有些杂菌会使生产菌自溶产生大量泡沫，

4、 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。 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 3、不同时间染菌对发酵的影响 污染时间是指用无菌检测方法确准的污染时间， 不是杂菌窜入培养液的时间。 杂菌进入培养液后，需有一定的生长、繁殖的时 间才能显现出来，显现的时间又与污染菌量有关 。污染的菌量多，显现染菌所需的时间就短，污 染菌量少，显现染菌的时间就长。 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 （1）种子培养期染菌 由于接种量较小，生产菌生长一开始不占

5、优势 ，而且培养液中几乎没有抗生素（产物）或只 有很少抗生素（产物）。因而它防御杂菌能力 低，容易污染杂菌。如在此阶段染菌，应将培 养液全部废弃。 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 （2）发酵前期染菌 发酵前期最易染菌，且危害最大。 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。 在这个时期要特别警惕以制止染菌的发生。 染菌措施 可以用降低培养温度，调整补料 量，用酸碱调pH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，补加一些营养，重新 接种再用。 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 （3）

6、发酵中期染菌 发酵中期染菌会严重干扰产生菌的代谢。杂菌大量产酸 ，培养液pH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。 措施 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。 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 （4）发酵后期染菌 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，可以提前放罐。 发酵过程

7、控制发酵过程控制 染菌的防治 （二）发酵染菌对提炼和产品质量的影响 1、发酵染菌对过滤的影响 染菌的发酵液一般发粘，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，导致 过滤困难。即使采取加热、冷却、添加助滤剂 等措施，使部分蛋白质凝聚，但效果并不理想 。 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 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，直接影响提炼总收率 。 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 2、发酵染菌对

8、提炼的影响 染菌发酵液中含有比正常发酵液更多的水溶性蛋白和 其它杂质。 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。 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，洗脱时与 产物一起进入洗脱液，影响进一步提纯。 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 二、染菌的原因 （一）发酵染菌率计算基准 总染菌率指一年发酵染菌的批（次）数与总投料批（ 次）数之比的百分率。染菌批次数应包括染菌后培养 基经重新灭菌，又再次染菌的批次数在

9、内。这是习惯 的计算方法，也是我国的统一计算方法。 总染菌率%= 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 （二）染菌原因 造成染菌的因素很多，但总结几十年的经验，对 绝大部分罐批染菌的原因是比较清楚的，但在实际 生产中发酵染菌率仍比较高，可以说产生这种现象 大多数是由于工作中“明知故犯”“不负责任”和“侥幸 心理”所造成的。例如，灭菌的蒸汽压不足不能灭菌 ；设备有渗漏不能进罐等等都是众所周知的，但因 为有侥幸心理还是照样灭菌，进罐，结果以污染杂 菌而告终。现将我们收集到的国内外几家抗生素工 厂发酵染菌原因列于下： 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 日本工业技术院发酵研究所多年来抗生素发酵染菌

10、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 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 上海第三制药厂染菌原因分析 项目 百分率% 种子带菌 14.15 盘管穿孔 14.20 阀门渗漏 23.30 空气系统有菌 10.0 管理不善 25.80 其它 7.49 原因不明 5.78 发酵过程控制

11、发酵过程控制 染菌的防治 管理不善而染菌的有31个罐批，占25.08经分析有下 表所列原因： 项目 百分率% 进罐前未做设备严密度检查 25.8 接种违反操作规程 25.8 检修质量缺乏验收制度 19.35 操作不熟练 19.35 配料违反工艺规程 6.45 调度不当 3.25 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 第四制药厂链霉素发酵染菌原因分析 项目 百分率% 外界带入杂菌（取样、补料） 8.20 设备穿孔 7.60 空气系统有菌 26.00 停电罐压跌零 1.60 接种 11.00 蒸汽压力不足或蒸汽量不足 0.60 管理问题 7.80 操作违反规程 1.60 种子带菌 0.60 原因不

12、明 35.00 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 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。 从日本工业技术院发酵研究所对染菌原因分析发现 ，这类染菌占33.85，上海三厂的分析这类染菌 为37.5。所以说加强设备本身及附属零部件的严 密度检查，对制服染菌是极其主要的，也是重要的 。 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 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

13、 系统较为复杂，环节多，偶遇不慎便会导致空 气除菌失败。 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 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。 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 4、灭菌不彻底 灭菌技术的好坏与灭菌质量很有关系 l蒸汽通入培养基，升温快慢、保温时间产生 过多泡沫 l蒸汽总压是否达到要求标准 l环境中的杂菌数量因季节而有很大差别。如上海 第四制药厂在卡那霉素生产中，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；而在冬季取样的培养中 ，则仅发现23个芽孢杆菌。故染菌率因季节不 同而发生明显变化。 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 l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 l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。 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 5、技术管理不善 技术管理就是要对发酵每个环节严格控制 ，发酵中稍有不慎就可能染菌，所以不能 有侥幸心理而放松管理 发酵过程控制发酵过程控制 染菌的防治 三、无菌状况的检测 1、环境无菌的检查 尘埃粒子检测