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成都大肠杆菌发酵车间 噬菌体杂菌污染解决办法

  • 发布时间:2023-12-22 17:36:23
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    大型发酵车间灭菌技术:解决大肠杆菌发酵车间噬菌体杂菌污染问题

    发酵工业杂菌污染的控制技术

    近些年来,发酵产业发展迅速。然而在发酵过程中杂菌的污染问题是其中危害zui大的一种。所谓“杂菌”,是指在发酵培养中侵入了有碍生产的其他微生物。几乎所有的发酵工业,都有可能遭受杂菌的污染。染菌的结果非常严重,所以要对发酵过程中的杂菌进行有效的控制。

    发酵工业的无菌技术目前,绝大多数工业发酵都是采用纯种培养,要求发酵全过程只能有生产菌,不允许有“杂菌”污染。如果在培养过程中污染杂菌,它便会在较短的时间内大量繁殖,与生产菌争夺营养成分或分泌代谢产物抑制生产菌的生长和代谢,从而干扰生产菌正常发酵,甚至造成倒罐,严重影响生产。因此,为了保证纯种发酵,在生产菌种接种之前,要对发酵培养基、空气系统、流加料、发酵罐及管道系统等进行灭菌,还要对环境进行消毒,防止杂菌和噬菌体的大量繁殖。在生产实践中,为了防止杂菌污染,经常要采用消毒与灭菌技术,统称为发酵工业的无菌技术。

    一、染菌原因分析

    据国内外多年的发酵生产经验认为,染菌的原因或途径主要有以下几方面:

    种子染菌

    2.灭菌不彻底

    3.空气带菌

    4.设备渗漏

    5.操作不合理,管理不善。

    二、对杂菌污染问题进行技术控制

    2.1 种子带菌及其防治

    严格控制无菌室的污染根据生产工艺的要求和特点,建立相应的无菌室,交替使用各种灭菌手段对无菌室进行处理。除常用的紫外线灭菌外,如发现无菌室已污染较多的细菌,可采用石炭酸或土霉素等进行灭菌;如发现无菌室有较多的霉菌,则可采用制霉菌素等进行灭菌;如果污染噬菌体,通常就用甲醛、双氧水或高锰酸钾等灭菌剂进行处理。在制各种子时对沙土管、斜面、三角瓶及摇瓶均严格进行管理,防止杂菌进入而受到污染。为了防止染菌,种子保存管的棉花塞应有一定的紧密度,且有一定的长度,保存温度尽量保持相对稳定,不宜有太大变化。对每一级种子的培养物均应进行严格的无菌检查,确保任何一级种子均末受杂菌感染后才能使用。对菌种培养基或器具进行严格的灭菌处理,保证在利用灭菌锅进行灭菌前,先完全排除锅内的空气,以免造成假压,使灭菌的温度达不到预定值,造成灭菌不彻底而使种子染菌。

    2.2 空气带菌及其防治

    加强生产环境的卫生管理,减少生产环境中空气的含菌量,正确选择采气口,如提高采气口的位置或前置粗过滤器,加强空气压缩前的预处理,如提高空压机进口空气的洁净度。设计合理的空气预处理工艺,尽可能减少生产环境中空气带油、水量,提高进入过滤器的空气温度,降低空气的相对湿度,保持过滤介质的干燥状态,防止空气冷却器漏水,防止冷却水进入空气系统等。设计和安装合理的空气过滤器,防止过滤器失效。选用除菌效率高的过滤介质,在过滤器灭菌时要防止过滤介质被冲翻而造成短路,避免过滤介质烤焦或着火,防止过滤介质的装填不均而使空气走短路,保证一定的介质充填密度。当突然停止进空气时,要防止发酵液倒流入空气过滤器,在操作过程中要防止空气压力的剧变和流速的急增。

    2.3 操作失误导致染菌及其控制

    一般来,稀薄的培养基比较容易灭困彻底,而淀粉质原料,在升温过快或混合不均与时容易结块,使团块中心部位“夹生”,蒸汽不易进入将杂菌杀死,但在发酵过程中这些团块会散开,而造成染菌。同样,由于培养基中鼓皮、黄豆饼 一类的固形物含量较多,在投料时溅到罐壁或罐内的各种支架上,容易形成堆积,这些堆积物在灭菌过程由于传热较慢,一些杂菌也不易被杀灭,一旦灭菌操作完 成后,通过冷却、搅拌、接种等操作,含有杂菌的堆积物将重新返回培养液中,造成染菌。通常对于淀粉质培养基的灭菌采用实罐灭菌较好,一般在升温前先通过搅拌混合均匀,并加入一定量的淀粉酶进行液化;有大颗粒存在时应先过筛除去,再行灭菌。对于鼓皮、黄豆饼一类的固形物含量较多的培养基,采用罐外预 先配料,再转至发酵罐内进行实罐灭菌较为有效。灭菌时由于操作不合理,未将罐内的空气完全排除,造成压力表显示“假压”,使罐内温度与压力表指示的不对应,培养基的温度以及罐顶局部空间的温度达不到灭菌的要求,导致灭菌不彻底而染菌。

    因此,在灭菌升温时,要打开排气阀门,使蒸汽能通过并驱除罐内冷空气,一般可避免此类染菌。培养基在灭菌过程中很容易产生泡沫,发泡严重时泡沫可上升至罐顶甚至逃逸,以致泡沫顶罐,杂菌很容易藏在泡沫中。由于泡沫的薄膜及泡沫内的空气传热差,使泡沫内的温度低于灭菌温度,一旦灭菌操作结束并进行冷却时,这些泡沫就会破裂,杂茵就会释放到培养基中,造成染菌。因此,要严防泡沫升顶,尽可能添加消泡剂防止泡沫的大量产生。在连续灭菌过程中,培养基灭菌的温度及其停留时间必须符合灭菌的要求,尤其是在灭菌结束前的zui后一部分培养基也要善始善终,以确保彻底灭菌。避免蒸汽压力的波动过大,应严格控制灭菌的温度,过程zui好采用自动控温。发酵过程中越来越多地采用了自动控制,一些控制仪器逐渐被应用。如用于连续测定并控制发酵液pH的复合玻璃电极、测定溶氧浓度的探头等,这些探头或元件如用蒸汽进行灭菌,不但容易损坏,还会因反复经受高温而大大缩短其使 用寿命。因此,一般常采用化学试剂浸泡等方法来灭菌。

    三、提高除菌效率的主要措施

    1、减少进口空气的含菌数量。具体方法有:正确选择进风口,压缩空气站应设在上风向;提高进口空气的采气位置,减少菌数和尘埃数,对压缩前的空气采用粗过滤预处理。

    2、设计和安装合理的空气过滤器,选用除菌效率高的过滤介质。

    3、针对不同地区,设计合理的空气预处理工艺流程,以达到除油、水和杂质的目的。

    4、降低进入空气过滤器的空气相对湿度,保证过滤介质能在干燥状态下工作,方法有:使用无油润滑的空气压缩机;加强空气冷却和去油、水;适当提高进入过滤器的空气温度,降低其相对湿度。

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