发酵工艺 课件 项目四 发酵工艺过程无菌操作

项目四

发酵工艺过程无菌操作发酵工艺一、灭菌的方法二、培养基和发酵设备的灭菌三、空气除菌四、发酵染菌及防治技术项目四发酵工艺过程无菌操作

一、灭菌的方法（一）消毒与灭菌

1.消毒：杀死部分病原物2.灭菌：杀死所有生命体（二）灭菌的方法

1.化学药剂灭菌

原理是化学药剂可使细胞内蛋白质变性、酶失活或破坏细胞膜的通透性。常用的化学药剂。

2.辐射灭菌

利用高能量的电磁辐射或微粒辐射杀死微生物。紫外线可诱导胸腺嘧啶二聚体形成和DNA链的交联，从而抑制DNA的复制，最终引起微生物的死亡和突变。紫外线、X射线、γ射线。

3.干热灭菌原理是高温可使细胞内的蛋白质凝固变性，从而达到灭菌的目的。160~170℃，1~2h。

4.湿热灭菌蒸汽冷凝时，释放大量潜热，并且具有强大的穿透力，在高温和水存在的情况下，细胞内的蛋白质发生不可逆的变性，致使微生物死亡。121℃，20~30min。二、培养基和发酵设备的灭菌（一）培养基与设备、管道灭菌条件表1培养基、设备及管道灭菌灭菌项目灭菌条件灭菌时间培养基灭菌0.098MPa15-60min空罐及管道灭菌0.147MPa45min空气过滤器灭菌0.174MPa2h培养基实罐灭菌121℃30min发酵培养基连续灭菌130℃5min油罐灭菌0.15～0.18MPa60min补料实罐灭菌视物料种类和性质而定视物料种类和性质而定（二）分批灭菌与连续灭菌的比较

连续灭菌优点：营养成分破坏少；发酵罐利用率高；蒸汽负荷均匀；节约能量；劳动强度小。（一）空气中的微生物

多种气体、灰尘和大量微生物，微生物多附着尘埃和雾沫上，且存在空间位置、季节差别。（二）空气除菌的方法1.加热灭菌：高温使蛋白变性。2.静电除菌：利用静电引力吸附带电带菌灰尘。3.过滤除菌：无菌过滤介质阻隔病菌物。三、空气除菌（三）空气过滤器类型1.纤维状物或颗粒状物为介质构成的过滤器（1）棉花活性炭过滤器（2）平板式超细纤维过滤器2.微孔滤纸或滤棒构成的过滤器（1）套管式过滤器（2）微孔滤膜过滤器（四）空气过滤工艺流程1.两级冷却、加热除菌流程进发酵罐初冷却缓冲储存加压升温粗过滤采气再过滤加热除油水再冷却除油水1.粗过滤器；2.压缩机；3.贮存罐；4、6.冷却器；5.旋风分离器；7.丝网分离器；8.加热器；9.过滤器2.冷热空气直接混合式除菌流程

3.高效前置过滤空气除菌流程

1.粗过滤器；2.压缩机；3.贮存罐；4.冷却器；5.丝网分离器；6.过滤器1.高效前置过滤器；2.压缩机；3.贮存罐；4.冷却器；5.丝网分离器；6.加热器7.过滤器四、发酵染菌及防治技术（一）染菌的影响1.染菌对发酵的影响（1）对不同产品的影响

青霉素生产：酒生产：疫苗生产：（2）不同种类和性质微生物污染的影响

污染噬菌体：感染力很强，传播迅速，难防，产量大幅下降。

污染其他杂菌：因菌种而异。（3）染菌时间不同的影响种子培养期：危害极大，应弃之。发酵前期：重新灭菌。发酵中期：应早发现、早处理。发酵后期：可提前放罐。

（4）染菌途径不同的影响种子带菌：具有延续性。空气带菌：具有延续性培养基带菌：不具延续性设备带菌或渗漏：危害性较大，造成严重污染和发酵失败。2.染菌对发酵产品提纯和质量的影响（1）染菌对发酵液过滤的影响

过滤困难，时间长。（2）染菌对发酵产品提纯的影响

增加分离提取难度。（3）染菌对产品质量的影响

影响纯度和外观。1.染菌率的计算（1）总染菌率

指发酵企业一年发酵染菌的批次与总投料批次之比。（2）设备染菌率（3）不同工序染菌率（4）操作染菌率（二）染菌的检测与分析2.无菌检测（1）显微镜检查法（镜检法）

最简单、最直接、最常用的方法。（2）平板划线法或斜面培养检测法（3）肉汤培养法（4）异常现象观察法

1.设备渗漏

电化腐蚀、磨损，设备制造不良；定期检查和更新。2.空气带菌

空气过滤设备渗漏，过滤介质失能，净化流程不佳；选用符合生产要求的净化流程、设备和过滤介质。

（三）染菌的原因分析与预防3.种子带菌

菌种在存放、活化、扩大培养和接种时染菌；定期或每一环节进行无菌检测，严格规范操作。4.技术管理不善

检修不严，违规操作或操作不熟练；严格规范操作。1.种子染菌后的措施

停止接种，放排、对设备、物料、供气管道重新彻底灭菌。（四）染菌后的措施

5.培养基带菌

原料带菌，灭菌时压力，温度和时间不够，灭菌时和灭菌前后操作不规范；选好料，严格规范操作。2.发酵前期染菌后的措施

终止发酵，重新灭菌后再接种发酵。3.发酵中后期染菌后的措施

加入杀菌剂或抗生素，补料，控制发酵条件。4.染菌后对设备的处理

检查设备，分析原因，维修更新，彻底清洗灭菌。空气过滤器类型：发酵工艺过程无菌操作灭菌方法培养基和发酵设备的灭菌空气过滤除菌发酵染菌分析及防治技术染菌后的措施染菌的预防染菌原因分析：种子带菌、接种染菌、设备渗漏、空气带菌染菌的影响：消耗营养