最新发酵过程的染菌.ppt

灭菌与空气净化 1. 生物反应的基质因杂菌的消耗而损失，造成生产能力的下降。 2. 杂菌也会产生代谢产物，这就使产物的提取更加困难，造成得率降低，产品质量下降。 3. 有些杂菌会分解产物，使生产失败。 4. 杂菌大量繁殖后，会改变反应液的pH值，使反应异常。 5. 如果发生噬菌体污染，生产菌细胞将被裂解，使生产失败。 染菌对不同发酵过程的影响 1、青霉素等抗生素发酵过程：由于许多杂菌都能产生青霉素酶，因此不管染菌是发生在发酵前期、中期或后期，都会使青霉素迅速分解破坏，使目的产物得率降低，危害十分严重。 2、核苷或核苷酸发酵过程：由于所用的生产菌种是多种营养缺陷型微生物，其生长能力差，所需的培养基营养丰富，因此容易受到杂菌的污染，且染菌后，培养基中的营养成分迅速被消耗，严重抑制了生产菌的生长和代谢产物的生成。 第一节 灭 菌 5）化学药剂灭菌法：车间环境等 高锰酸钾、漂白粉、75％酒精等 6）过滤除菌法：液体、气体 （二） 培养基的灭菌 目的：杀灭培养基中的微生物，为后续发酵过程创 造无菌的条件。 要求：达到要求的无菌程度（10-3） 尽量减少营养成分的破坏 致死温度：杀死微生物的极限温度。 致死时间：在致死温度下杀死全部微生物所需要的时间。 热阻:微生物在某一特定条件下(主要是温度)的致死时间，用于表示微生物对热的抵抗力。 相对热阻：某一微生物在某一条件下的致死时间与另一微生物在相同条件下的致死时间之比。 微生物相对热阻 2.对数残留定律 对数残留定律：湿热灭菌时，微生物受热死亡的速率与残存的微生物数量成正比。 若开始灭菌(t=0)时,培养基中活的微生物为N0,则上式积分以后可得: In 注：1、k越大，微生物越容易死亡 2、要达到彻底灭菌，即N=0，所需时间为无穷大，这在实际工作中是不可能的，因此常采用N=0.001，即灭菌的失败概率为千分之一。 例题：有一个发酵罐内装有40m3培养基，在121 ℃进行实罐灭菌，原污染程度为每1ml有2*105个耐热细菌芽孢，121 ℃时灭菌速度常数为1.8 min-1。求灭菌失败几率为0.001时所需要的灭菌时间。 解：N0=40*106*2*105=8*1012（个） Nt=0.001 k=1.8（min-1） 灭菌时间：t=2.303/kLg = 20.34min 3.培养基灭菌温度的选择 杀死微生物 培养基营养破坏 如：高压加热情况下，仅20分钟，50%赖氨酸，精氨酸，其他碱性氨基酸被破坏；糖溶液焦化变色等。 实践证明：“高温瞬时灭菌法”较好 如：126 ℃~132 ℃，5~7min连续灭菌，所得培养基质量比采用120 ℃，30min 实罐灭菌好。 （三） 培养基湿热灭菌方法 1、分批灭菌 2、连续灭菌 3、固体培养基灭菌 1、分批灭 菌 又叫实罐灭菌，也叫实消（空消？），间歇灭菌，指将配置好的培养基放在发酵罐中，通入蒸气进行灭菌的过程。 优点——无需专门灭菌设备，投资少，设备简单，灭 菌效果可靠； 蒸气要求较低，3*105~4*105。 缺点——加热和冷却时间较长，营养成分有一定损失； 罐利用低；蒸气用量变化大，造成锅炉负荷波 动大。 适合中小型发酵罐及含有固体颗粒或培养基有较多泡沫时适用 分 批 灭 菌 使物料溶胀并均匀受热，至90℃以上，通入蒸汽，达到121℃开始计算维持时间，生产中习惯采用30分钟。快速冷却，以减少营养物质的破坏，灭菌结束时，立即通入无菌空气，以维持罐压，然后开启冷却系统进行冷却。 分 批 灭 菌 注： （1）为防止培养基因直接蒸汽加热而稀释，可先在蛇管或夹套通蒸汽加热至90~100℃，然后再直接蒸汽加热保压。 （2）实罐灭菌带入水分达8~20%，，因此培养基灭菌时应留有余地。 （3）实消前尽可能先空消。 （4）有些设备也可采用SO2熏蒸灭菌，如葡萄酒发酵池、罐等。 2、连 续 灭 菌 连续灭菌：又叫连消，将配置好的培养基在高温快速的情况下，向发酵罐输送的同时经过加温、保温、冷却的过程，进行灭菌的。 连续灭菌特点 优点——可采用高温快速灭菌工艺，营养成分 破坏的