分析发酵罐染菌的原因，总结防止发酵染菌的经验教训，把发酵染菌消灭在发生以前，防患于未然，是积极制服发酵工业生产过程中杂菌的zui重要的措施。
发酵工业中杂菌污染的原因
1、染菌的菌型分类和杂菌生存的条件
许多杂菌与我们的工业菌种有着相似的生长条件，因此能够在工业发酵中很好的生长。我们要控制杂菌的污染，必须对杂菌的生长条件、代谢途径十分了解。发酵过程中较易感染的杂菌主要有真菌的酵母菌、霉菌等，细菌中的长短杆菌、球菌等以及病毒噬菌体。zui适生长温度是指在此温度下，微生物的新陈代谢达到zui大的速率，一般微生物的生长zui适温度在25～35℃。了解各菌种的zui适成长温度，对分析染菌的原因有一定的参考价值。微生物在超过其zui高生长温度的环境中生长就会死亡，微生物在高温下死亡的机理是酶遇热后失去活性引发新陈代谢故障而引起的。我们采用致死温度和致死时间为标准。掌握各种微生物的致死温度和致死时间有利于灭菌操作。一般情况下，大肠杆菌、肺炎双球菌和酵母菌在60℃左右10min即可死亡，而枯草芽孢杆菌则要100℃时17min死亡，嗜热芽孢杆菌则需要120℃时12min才能杀死。微生物生长环境中的pH与微生物的活动有密切关系，pH的变化可能引起某种代谢产物的积累，而pH若发生突变有可能是因为感染了某种杂菌。一般情况下，细菌生长的pH范围为4～9，zui适为7或者微碱性。霉菌和酵母菌生长的pH范围为2～7，zui适为5或微酸性。了解各种不同微生物生长的pH范围有利于找出染菌的原因并对发酵条件加以控制。
2、染菌的原因
由于工业发酵的许多环节都是半开放式的，许多情况下染菌是不可避免的问题，但是染菌的原因很多，主要有管理不善引起的人为因素、种子带菌、设备结构不合理、工艺管线安装不合理、设备存在泄露或死角和空气染菌等。
（1）种子带菌。根据长期以来的经验，在发酵的前期，尤其是0～6h内很少染菌，而在10h或20h以后染菌数目会逐步增多甚至会突然增多。种子污染芽孢菌可能是灭菌不*造成的，若是污染了酵母菌或霉菌有可能是种子带菌所致。为了弄清杂菌是否是种子带菌所致，在接种后要将接种瓶中剩余的少量种子液继续进行培养，以观察判定是否为种子带菌。如遇污染菌数少，且所污染的杂菌又对培养过程中产生菌所分泌的抗生素敏感，在这种情况下通过无菌试验很难培养；但在种子罐或者发酵罐中则仍能继续生长、繁殖，甚至会危害发酵，这种情况应该为种子带菌。
（2）设备因素。发酵生产过程中设备上存在的漏洞也是染菌的一个重要因素，在设备结构中，构成发酵染菌的因素有以下几方面：设备结构不合理，设备安装不合理，设备本身的泄露、死角和设备管理上的漏洞。此外发酵方法设计不合理也容易染菌。设备的漏洞可能由化学腐蚀、电化学腐蚀、磨蚀以及操作不当引起设备穿孔。发酵的系统设备不合理也会染菌，例如蒸汽系统、无菌空气系统、物料消毒系统、冷水系统等。蒸汽的温度高低、压力大小、蒸汽中含冷凝水量会影响蒸汽的质量，由于湿饱和蒸汽中冷凝水含量大，蒸汽温度低、压力波动大，可能造成灭菌温度时间达不到杂菌的致死时间和致死温度而造成发酵染菌。蒸汽管路过长、支路过多、循环使用或者连接未消毒设备都会造成染菌。空气系统造成杂菌的因素主要有空气中带油带水、总空气系统的安装不当以及没有定期检查。物料消毒系统引起的杂菌主要是设备的死角积累杂菌或者是没有定期检查。
（3）人为因素。造成染菌的人为因素是指操作者的操作方法、操作质量和操作者的工作责任心等本来能够避免而没有避免的染菌因素。人为因素包括进罐前未做严密度检查、接种违反操作规程、检修质量缺乏验收制度、操作不熟练或者错误。人为因素造成的杂菌污染必须要引起足够的重视，因为很多时候人为造成的染菌往往是操作人员一些明知故犯、麻痹大意或者侥幸心理所致，而一旦染菌，巨大的经济损失就会给人们以深痛教训。
发酵工业中控制杂菌的技术
在了解了大部分的染菌原因后，我们应当针对染菌原因对各方面加以改进，把染菌的风险降到zui低。防止杂菌污染的*步是要做好进罐前的消毒灭菌工作。
1、发酵工业中的灭菌技术
（1）培养基的灭菌。培养基常用的灭菌方法有干热灭菌法、湿热灭菌法、射线灭菌法、化学药品灭菌法、过滤除菌法、火焰灭菌法、臭氧灭菌法等.
目前发酵工业中使用zui多的是湿热灭菌法。湿热灭菌利用高温饱和蒸汽具有很强的穿透能力，同时在冷凝时会放出大量冷凝热的性质，而将物料温度升高，使微生物体内的蛋白质凝固变性，而达到杀死各种微生物进行灭菌的方法。灭菌条件通常是121℃30min。湿热灭菌具有蒸汽来源容易、潜热大、穿透能力强的特点，与其他灭菌方法相比具有灭菌效果好、操作费用低的优点。干热灭菌法是利用干燥高温的热空气将微生物体内的蛋白质氧化进行灭菌。常用的干热灭菌的条件为160℃下保温1～2h。干热灭菌的优点是可保持在干燥状态，但是灭菌效果不如湿热灭菌。
（2）空气的过滤除菌。好氧菌在发酵过程中需不断通入空气，以提供微生物呼吸和代谢所需要的氧气。空气中的微生物大多是细菌和各种孢子，也存在酵母菌和病毒粒子，它们大多附着在空气的灰尘上，空气除菌主要是除去空气中的微粒。空气除菌的方法主要有辐射灭菌、化学杀菌、静电除尘和加热灭菌等，但对于大流量空气的除菌目前仍然普遍采用纤维介质过滤除菌方法。目前作为空气除菌介质的有棉花纤维、超细纤维纸、维尼龙纤维等。空气介质过滤时，介质间的空隙要远大于粒子的直径。纤维介质阻留粒子机制有几方面：阻拦截留、惯性碰撞截留和布朗扩散运动。
（3）设备和管道灭菌设备和管道在使用前也必须保证无菌状态。
<1>种子罐、发酵罐、计量罐、补料罐等空罐的灭菌 要从各罐底部的有关通道通入蒸汽，使罐内压力达到0.147MPa（表压），维持45min。灭菌过程应从各罐顶部的俄有关阀门排出空气，并使蒸汽通过，达到死角灭菌。灭菌完毕，关闭蒸汽阀后，待罐内压力低于空气过滤器压力时，通入灭菌空气保压至0.098MPa（表压）。
<2>空气总过滤器和分过滤器的灭菌 从空气过滤器上部通入蒸汽，并从上、下排气口排气，压力维持在0.147MPa(表压)，灭菌2h。灭菌完毕后通入压缩空气将空气过滤器吹干，然后保压。
<3>补料罐路、消沫剂管路和接种管路灭菌 一般要求压力为0.3～0.45MPa，保温时间1h。
2、杂菌的控制技术和预防染菌的措施
（1）杂菌控制。针对不同的染菌原因，我们应该采取不同的措施加以控制。若发生了染菌现象，首先要找到染菌的原因，再采取补救的措施，即使当批次的产品无法挽回，也应详细查找其原因，加以改正为以后的生产积累经验教训。
对于种子带菌的情况，为了防止种子带菌，zui重要的是在制备种子时对沙土管、冷冻管、斜面及摇瓶必须严格控制。特别是由液体菌丝体接种时的母瓶是易于招致染菌的环节，因此，保持摇瓶的清洁可以减少被杂菌污染的机会。对于设备泄漏的情况，由于微小的泄漏用肉眼很难发现因此必须要对设备进行定期检查，以免造成大面积染菌。对于仪器设备的材料应该选用耐腐蚀材料、添加缓蚀剂、控制及改善腐蚀环境等措施，可以降低或防止化学腐蚀。用阴极保护法可以防止电化学腐蚀设备。
在工业发酵中，由于管理不善造成染菌问题也很严重。良好的发酵设备和严格的灭菌操作是防止染菌的先决条件。但是，单纯重视技术操作而忽视技术管理，就不能取得令人满意的防菌效果。防止发酵染菌的技术管理是企业技术管理的一个重要组成部分，它对一个发酵工厂的工作人员、厂房、卫生、调度以及设备、原材料和生产操作都有一定的要求。特别市对发酵染菌报告要据实认真填写，以便进行讨论、分析和找出原因，吸取教训。防止再次发生。
在发酵工业中普遍存在着噬菌体危害，尤其在谷氨酸、酶制剂、抗生素、有机溶剂核干酪、酸乳等生产中。目前对于噬菌体污染所采取的措施还不能使危害降到零，但是确实能使染菌率大为降低。这些措施主要有：定期检查噬菌体，了解其数量的变化和分布；改善环境，保持生产区清洁；用药物防治和挽救技术；抗噬菌体菌株的选育及其合理使用。
（2）预防染菌措施。在不同的工业生产中，预防杂菌的措施也不尽相同。要在具体环境中做具体分析，运用切实可行的办法减少杂菌的感染。上海市科学研究所承担，上海酿造四厂协作对酱油酿造制曲中杂菌污染控制进行了研究。研究发现，在种曲通风制曲生产中添加适量的冰醋酸对常见的微球菌、链球菌、双球菌和枯草芽孢杆菌有明显的抑制作用，有效的防止酸曲、坏曲的发生，保障了制曲质量，改善了产品卫生，提高了酱油澄清度。这样的预防染菌的思路是值得借鉴的。
（3）发展。发酵的杂菌控制技术是从实践中产生的科学，是总结提高到理论，再回到实践中去解决问题的一门学科。为了消灭染菌问题，必须从工业生产初期的基本设计抓起，要争取做到“发酵设备、工业管线的零染菌率设计”，把染菌的风险控制到zui低，要以预防为主，防患于未然
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