發(fā)酵工藝 課件 項(xiàng)目四 發(fā)酵工藝過程無菌操作

項(xiàng)目四

發(fā)酵工藝過程無菌操作發(fā)酵工藝一、滅菌的方法二、培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌三、空氣除菌四、發(fā)酵染菌及防治技術(shù)項(xiàng)目四發(fā)酵工藝過程無菌操作

一、滅菌的方法（一）消毒與滅菌

1.消毒：殺死部分病原物2.滅菌：殺死所有生命體（二）滅菌的方法

1.化學(xué)藥劑滅菌

原理是化學(xué)藥劑可使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)變性、酶失活或破壞細(xì)胞膜的通透性。常用的化學(xué)藥劑。

2.輻射滅菌

利用高能量的電磁輻射或微粒輻射殺死微生物。紫外線可誘導(dǎo)胸腺嘧啶二聚體形成和DNA鏈的交聯(lián)，從而抑制DNA的復(fù)制，最終引起微生物的死亡和突變。紫外線、X射線、γ射線。

3.干熱滅菌原理是高溫可使細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)凝固變性，從而達(dá)到滅菌的目的。160~170℃，1~2h。

4.濕熱滅菌蒸汽冷凝時(shí)，釋放大量潛熱，并且具有強(qiáng)大的穿透力，在高溫和水存在的情況下，細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆的變性，致使微生物死亡。121℃，20~30min。二、培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌（一）培養(yǎng)基與設(shè)備、管道滅菌條件表1培養(yǎng)基、設(shè)備及管道滅菌滅菌項(xiàng)目滅菌條件滅菌時(shí)間培養(yǎng)基滅菌0.098MPa15-60min空罐及管道滅菌0.147MPa45min空氣過濾器滅菌0.174MPa2h培養(yǎng)基實(shí)罐滅菌121℃30min發(fā)酵培養(yǎng)基連續(xù)滅菌130℃5min油罐滅菌0.15～0.18MPa60min補(bǔ)料實(shí)罐滅菌視物料種類和性質(zhì)而定視物料種類和性質(zhì)而定（二）分批滅菌與連續(xù)滅菌的比較

連續(xù)滅菌優(yōu)點(diǎn)：營(yíng)養(yǎng)成分破壞少；發(fā)酵罐利用率高；蒸汽負(fù)荷均勻；節(jié)約能量；勞動(dòng)強(qiáng)度小。（一）空氣中的微生物

多種氣體、灰塵和大量微生物，微生物多附著塵埃和霧沫上，且存在空間位置、季節(jié)差別。（二）空氣除菌的方法1.加熱滅菌：高溫使蛋白變性。2.靜電除菌：利用靜電引力吸附帶電帶菌灰塵。3.過濾除菌：無菌過濾介質(zhì)阻隔病菌物。三、空氣除菌（三）空氣過濾器類型1.纖維狀物或顆粒狀物為介質(zhì)構(gòu)成的過濾器（1）棉花活性炭過濾器（2）平板式超細(xì)纖維過濾器2.微孔濾紙或?yàn)V棒構(gòu)成的過濾器（1）套管式過濾器（2）微孔濾膜過濾器（四）空氣過濾工藝流程1.兩級(jí)冷卻、加熱除菌流程進(jìn)發(fā)酵罐初冷卻緩沖儲(chǔ)存加壓升溫粗過濾采氣再過濾加熱除油水再冷卻除油水1.粗過濾器；2.壓縮機(jī)；3.貯存罐；4、6.冷卻器；5.旋風(fēng)分離器；7.絲網(wǎng)分離器；8.加熱器；9.過濾器2.冷熱空氣直接混合式除菌流程

3.高效前置過濾空氣除菌流程

1.粗過濾器；2.壓縮機(jī)；3.貯存罐；4.冷卻器；5.絲網(wǎng)分離器；6.過濾器1.高效前置過濾器；2.壓縮機(jī)；3.貯存罐；4.冷卻器；5.絲網(wǎng)分離器；6.加熱器7.過濾器四、發(fā)酵染菌及防治技術(shù)（一）染菌的影響1.染菌對(duì)發(fā)酵的影響（1）對(duì)不同產(chǎn)品的影響

青霉素生產(chǎn)：酒生產(chǎn)：疫苗生產(chǎn)：（2）不同種類和性質(zhì)微生物污染的影響

污染噬菌體：感染力很強(qiáng)，傳播迅速，難防，產(chǎn)量大幅下降。

污染其他雜菌：因菌種而異。（3）染菌時(shí)間不同的影響種子培養(yǎng)期：危害極大，應(yīng)棄之。發(fā)酵前期：重新滅菌。發(fā)酵中期：應(yīng)早發(fā)現(xiàn)、早處理。發(fā)酵后期：可提前放罐。

（4）染菌途徑不同的影響種子帶菌：具有延續(xù)性?？諝鈳Ь壕哂醒永m(xù)性培養(yǎng)基帶菌：不具延續(xù)性設(shè)備帶菌或滲漏：危害性較大，造成嚴(yán)重污染和發(fā)酵失敗。2.染菌對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品提純和質(zhì)量的影響（1）染菌對(duì)發(fā)酵液過濾的影響

過濾困難，時(shí)間長(zhǎng)。（2）染菌對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品提純的影響

增加分離提取難度。（3）染菌對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

影響純度和外觀。1.染菌率的計(jì)算（1）總?cè)揪?/p>

指發(fā)酵企業(yè)一年發(fā)酵染菌的批次與總投料批次之比。（2）設(shè)備染菌率（3）不同工序染菌率（4）操作染菌率（二）染菌的檢測(cè)與分析2.無菌檢測(cè)（1）顯微鏡檢查法（鏡檢法）

最簡(jiǎn)單、最直接、最常用的方法。（2）平板劃線法或斜面培養(yǎng)檢測(cè)法（3）肉湯培養(yǎng)法（4）異?，F(xiàn)象觀察法

1.設(shè)備滲漏

電化腐蝕、磨損，設(shè)備制造不良；定期檢查和更新。2.空氣帶菌

空氣過濾設(shè)備滲漏，過濾介質(zhì)失能，凈化流程不佳；選用符合生產(chǎn)要求的凈化流程、設(shè)備和過濾介質(zhì)。

（三）染菌的原因分析與預(yù)防3.種子帶菌

菌種在存放、活化、擴(kuò)大培養(yǎng)和接種時(shí)染菌；定期或每一環(huán)節(jié)進(jìn)行無菌檢測(cè)，嚴(yán)格規(guī)范操作。4.技術(shù)管理不善

檢修不嚴(yán)，違規(guī)操作或操作不熟練；嚴(yán)格規(guī)范操作。1.種子染菌后的措施

停止接種，放排、對(duì)設(shè)備、物料、供氣管道重新徹底滅菌。（四）染菌后的措施

5.培養(yǎng)基帶菌

原料帶菌，滅菌時(shí)壓力，溫度和時(shí)間不夠，滅菌時(shí)和滅菌前后操作不規(guī)范；選好料，嚴(yán)格規(guī)范操作。2.發(fā)酵前期染菌后的措施

終止發(fā)酵，重新滅菌后再接種發(fā)酵。3.發(fā)酵中后期染菌后的措施

加入殺菌劑或抗生素，補(bǔ)料，控制發(fā)酵條件。4.染菌后對(duì)設(shè)備的處理

檢查設(shè)備，分析原因，維修更新，徹底清洗滅菌?？諝膺^濾器類型：發(fā)酵工藝過程無菌操作滅菌方法培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌空氣過濾除菌發(fā)酵染菌分析及防治技術(shù)染菌后的措施染菌的預(yù)防染菌原因分析：種子帶菌、接種染菌、設(shè)備滲漏、空氣帶菌染菌的影響：消耗營(yíng)養(yǎng)