工业发酵污染的防治.ppt

第六章 工业发酵染菌的防治 第一节 工业发酵染菌的危害 纯种培养要求必须防止杂菌污染 杂菌：在发酵培养中侵入了有碍生产的其他微生物 为防止染菌，采取了一系列措施： 密闭式发酵罐、无菌空气、无菌室、培养基和设备灭菌、无菌操作； 染菌无法彻底避免；据报道：国外抗生素发酵染菌率为2％~5%，国内抗生素发酵、青霉素发酵的染菌率为2％，链霉素、红霉素和四环素发酵染菌率为5%，谷氨酸噬菌体感染率为1％～2％ 染菌影响产率、质量、三废治理都有很大的影响。 二、 不同染菌时间对发酵的影响 （1）种子培养期染菌：易染菌、应灭菌后除去，并对种子罐、管道进行检查和彻底灭菌。 （2）发酵前期染菌：易染菌、应特别防止，可重新灭菌，补充营养，重新接种发酵。 （3）发酵中期染菌： 发酵中期染菌，挽救处理困难，危害性大； 抗生素发酵： 将另一罐发酵正常、单位高的发酵液的一部分输入染菌罐中，以抑制杂菌繁殖，同时采取低通风，低流加糖量等措施 柠檬酸发酵： 污染细菌：加大通风量，加速产酸，降低pH，抑制细菌生长； 污染酵母 ：加0.025-0.035g/L硫酸铜； 污染黄曲霉；加入另一罐将近成熟的醪液，使pH下降，黄曲霉自溶 污染青霉：青霉能在低pH环境下生长，可考虑提前放罐。 （4）发酵后期染菌 可考虑提前放罐。 三、不同染菌途径对发酵的影响 1、种子带菌（延续性） 2、空气带菌（延续性） 3、培养基或设备灭菌不彻底（孤立事件） 4、设备渗漏（危害较大） 四、染菌对产物提取和产品质量的影响 1、对过滤的影响： 菌体自溶提前，发酵液发粘、过滤困难、大幅降低过滤效率 2、对提取的影响 有机溶剂萃取工艺 离子交换工艺 3、对产品质量的影响 对内在质量的影响（纯度） 对产品外观（易浑浊） 4、对“三废”处理的影响 BOD增高，增加“三废”处理时间 第二节 染菌的检查、分析和防治措施 发酵异常 （1）菌体生长差：种子质量的影响；导致代谢缓慢。 （2）pH不正常：培养基质量、灭菌效果、补糖等影响；是所有代谢反应的综合反映。 （3）溶解氧异常 染菌：染好氧菌，染厌氧菌 （4）泡沫过多 泡沫的消长不符合规律；培养基灭菌时温度过高或时间过长，葡萄糖变成氨基糖会引起泡沫。 （5）菌体浓度过高或过低 罐温长时间偏高；溶氧不足；营养条件差；种子质量差；菌体自溶。 一、染菌检查 1、染菌的种类 酵母菌：不耐热 霉菌：孢子 长杆菌短杆菌： 球菌 2、杂菌的检查与判断 （1）显微镜检查法（最简单、最直接、最经常） （2）平板划线培养或斜面培养检查法； 平板制好后，应先保温24小时，确定无菌 （3）肉汤培养基检查法（酚红变色pH6.8-8.4） 以上3种检查法各有不足 以上3种检查法未发现染菌，还不能肯定未被染菌； 原因是以上检查法只能检查杂菌浓度较大的染菌情况（1个/ml） 发酵过程的异常现象来判断染菌 （1）溶解氧水平异常显示染菌（谷氨酸） 排气中CO2异常显示染菌 CO2的含量变化是有规律的； 染菌引起糖的消耗变化，染好氧性杂菌，糖耗加快， CO2含量增加；染噬菌体，糖耗减慢， CO2含量减少。 3、检查的工序和时间 科学合理的选择检查工序和时间，对于除去已污染杂菌的物料，避免下道工序再遭染菌，有重要意义。 二、染菌原因分析 1、发酵的染菌率 总染菌率 设备染菌率 不同品种发酵染菌率 不同发酵阶段染菌率 季节染菌率 操作染菌率 2、染菌原因分析 染菌原因分析就是总结染菌的教训，防范于未然。 主要染菌原因：种子带菌，无菌空气带菌，设备渗漏，灭菌不彻底，操作管理不当。 染菌的杂菌种类分析： 杂菌是耐热的芽孢杆菌（灭菌、死角） 杂菌是不耐热菌（种子带菌、空气带菌，设备渗漏，管理操作等） 染菌的规模分析 大批量发酵罐染菌：种子、空气； 前期：种子带菌，灭菌问题； 中后期：空气带菌； 部分发酵罐染菌： 个别发酵罐连续染菌：设备渗漏 染菌的时间分析 种子培养阶段：种子，灭菌，操作； 发酵前期：种子，灭菌，操作； 发酵后期：空气，补料，设备渗漏，泡沫 1）、种子带菌：保藏的斜面试管菌种染菌、培养基和器具灭菌不彻底、种子转移和接种过程染菌以及种子培养所涉及的设备和装置染菌。 2）、发酵设备及罐件渗漏，管道网络配置不合理。 发酵罐渗漏，管件渗漏，管道网络配置不合理 3）、存在设备死角 死角：由于操作、设备结构、安装或人为造成的屏障等原因，引起蒸汽不能有效到达或不能充分到达预定应该到达的局部灭菌部位，从而不能达到彻底灭菌的要求。 法兰连接死角 罐底沉渣积累形成