乳酸發(fā)酵大生產(chǎn)染菌分析及處理

趙藝田，李建偉

乳酸發(fā)酵有其特殊工藝要求，發(fā)酵全過(guò)程中盡可能保證純培養(yǎng)。故相關(guān)工作人員在進(jìn)行種子和發(fā)酵罐培養(yǎng)作業(yè)時(shí)，須嚴(yán)格控制染菌率，以此方能實(shí)現(xiàn)菌種的純培養(yǎng)。筆者圍繞乳酸發(fā)酵大生產(chǎn)染菌問(wèn)題進(jìn)行分析并提出相應(yīng)對(duì)策，以期為業(yè)內(nèi)同仁提供參考。

1 乳酸發(fā)酵過(guò)程中導(dǎo)致染菌的原因

在發(fā)酵與生產(chǎn)過(guò)程中常會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，其中以染菌較為常見(jiàn)。導(dǎo)致染菌出現(xiàn)原因較多，其中一部分問(wèn)題較易發(fā)現(xiàn)，如專業(yè)設(shè)備因素（管路穿孔、空氣過(guò)濾器失效等）、外界環(huán)境因素（環(huán)境惡化）、人為因素（工作人員操作過(guò)程不符合科學(xué)性等）甚至種子本身帶菌。還有部分染菌原因則較為復(fù)雜，需要相關(guān)人員仔細(xì)分析來(lái)判斷[1]。

1.1 染菌時(shí)間的判斷 染菌時(shí)間判斷可分為早期染菌和中后期染菌，時(shí)間不同，染菌原因不同。

1.1.1 早期染菌：早期染菌主要涉及設(shè)備因素、人為因素及種子本身帶菌等。設(shè)備因素如在具體接種過(guò)程中若罐壓＜0.01MPa，實(shí)消中溢料使料液粘在灌頂形成陳醪導(dǎo)致染菌[2]。人為因素則常因工作人員對(duì)培養(yǎng)基滅菌時(shí)處理不夠徹底，或在具體接種操作過(guò)程不符合科學(xué)性，操作不當(dāng)導(dǎo)致。若為種子本身帶菌則必然導(dǎo)致染菌。

1.1.2 中后期染菌：造成中后期染菌的原因亦較多，其中也包括設(shè)備因素與人為因素。如空氣過(guò)濾器效率降低，難以起到達(dá)標(biāo)的過(guò)濾作用；空氣中進(jìn)水或消泡劑量不夠，泡沫蓋頂；設(shè)備出現(xiàn)滲漏等。人為因素如安裝人員在安裝流量計(jì)時(shí)操作不當(dāng)，或?qū)嶋H工作中污染物落入罐內(nèi)，相關(guān)人員取樣操作不符合規(guī)定流程以及補(bǔ)料時(shí)出現(xiàn)料液滅菌不透等。

1.2 染菌程度的判斷

1.2.1 二級(jí)與三級(jí)種子罐大面積染菌：這種情況引發(fā)原因主要涉及種子帶菌或培養(yǎng)基滅菌不徹底兩方面。若染菌發(fā)生在發(fā)酵前期則考慮為連消不徹底所致；若染菌發(fā)生在發(fā)酵后期，則考慮為空氣系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題所引發(fā)的。

1.2.2 同一罐多次染菌：此類染菌多為設(shè)備因素所引發(fā)。常見(jiàn)的如閥門(mén)內(nèi)漏、盤(pán)管穿孔或者法蘭橡皮墊圈老化等，若為設(shè)備損壞所致的污染,會(huì)出現(xiàn)每批染菌時(shí)間比上批向前推移一 段時(shí)間。

2 防范染菌的具體措施

2.1 加強(qiáng)設(shè)備管理，嚴(yán)格設(shè)備檢修 企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身情況，認(rèn)真落實(shí)設(shè)備的三級(jí)保護(hù)維修制度。設(shè)備中與培養(yǎng)基接觸或者是連通的部件非常多，包括閥門(mén)、法蘭、焊縫或襯里與軸封等，這些部件在投入使用前必須要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢測(cè)，萬(wàn)不可出現(xiàn)滲漏等問(wèn)題。而轉(zhuǎn)子流量計(jì)須安裝在排氣管位置上，這樣一方面利于工作人員操作，另一方面也可避免流量?jī)?nèi)污水漏入罐內(nèi)。對(duì)常見(jiàn)的管子、管件與閥門(mén)的安裝，工作人員要盡可能簡(jiǎn)化，防止因過(guò)于復(fù)雜而不利于人員操作，進(jìn)而影響工作效率。對(duì)于操作過(guò)程不合理的裝置或配件，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)去掉，對(duì)孔眼等亦應(yīng)留心，做到工作仔細(xì)、認(rèn)真，不能因?yàn)榧?xì)節(jié)而影響到結(jié)果[3]。

2.2 保證無(wú)菌空氣質(zhì)量 過(guò)濾器消毒是日常工作必備的操作環(huán)節(jié)，工作人員須注意將消毒溫度控制在120℃～130℃，且消毒時(shí)間須依規(guī)定保持30 min，每個(gè)排風(fēng)口均要保持開(kāi)啟狀態(tài)，不能有任何的死角。待消毒結(jié)束后工作人員通入冷氣時(shí)，切記冷空氣輸入時(shí)不可過(guò)快，要控制住速度，這樣可避免過(guò)濾器受損，通氣時(shí)間控制為1h，將過(guò)濾器吹干。此項(xiàng)工作處理不好，很可能導(dǎo)致前期污染。關(guān)于過(guò)濾器，建議堅(jiān)持以月為單位進(jìn)行消毒，不用時(shí)需將壓力控制為0.2MPa。如遭遇突然停電等狀況而未來(lái)得及保壓，要在壓力降到常壓時(shí)進(jìn)行重新消毒，萬(wàn)不可不管不顧。夏季時(shí)工作人員要經(jīng)常開(kāi)啟過(guò)濾器排污閥，及時(shí)排除罐內(nèi)的存水，防止污染。

2.3 酵母菌污染醪的處理 野生酵母菌適宜生長(zhǎng)的pH范圍較廣，即使pH＜2.0亦可生長(zhǎng)。工作人員早期若發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基出現(xiàn)異味，但總糖消耗不多時(shí)，可嘗試調(diào)節(jié)pH至4.0～4.5，通過(guò)間接加熱的方式對(duì)其加熱至90℃以重新滅菌，一級(jí)接種繼續(xù)發(fā)酵。若已產(chǎn)生了酸，但酸值未達(dá)到我們的要求時(shí)，需加CaCO3調(diào)節(jié)pH至4.0～4.5進(jìn)行滅菌，重新發(fā)酵。如果是在工序后期污染酵母，且產(chǎn)酸已達(dá)到可以提取的程度，工作人員就需要選擇提前加熱滅菌進(jìn)行提取。如果在產(chǎn)酸非常低，含糖量卻可以繼續(xù)發(fā)酵的情況下，就可以提高培養(yǎng)溫度至39℃，加大風(fēng)量并添加0.0025g/L的CuSO4·H2O,這樣可以有效促進(jìn)酵母的生長(zhǎng)，并不斷加快產(chǎn)酸的速度。

綜上所述，所有染菌罐除早期發(fā)現(xiàn)細(xì)菌污染外，其他均可對(duì)發(fā)酵造成危害，發(fā)現(xiàn)越晚，損失越大，待到鏡檢發(fā)現(xiàn)染菌就已經(jīng)形成了非常嚴(yán)重的后果。故一定嚴(yán)格落實(shí)無(wú)菌操作，確保整個(gè)發(fā)酵過(guò)程為純培養(yǎng)，工作人員要勤做檢查，將染菌危害降到最低乃至避免。

[1]任石茍,陳崗慶,許志芳.乳酸發(fā)酵大生產(chǎn)染菌分析及處理[J].農(nóng)產(chǎn)品加工·學(xué)刊,2006(1):58-59.

[2]郭勝利,張燕青.抗生素生產(chǎn)中發(fā)酵罐染菌的原因分析和解決途徑[J].中國(guó)獸藥雜志,2009,43(7):54-56.

[3]董曉宇.啤酒生產(chǎn)過(guò)程中有害微生物的污染及預(yù)防和控制[J].釀酒,2011,38(1):79-80.