连消1．连续灭菌（连消）(Continuous sterilization): 是采用专一灭菌设备—-连消塔，在高温下对液体培养基进行短时间加热灭菌。
优点：（1）培养基受热时间短（135~ 140℃，可在20～30s达到预定灭菌温度），营养成分破坏少；从而提高了原料的利用率，比“实罐灭菌”（120℃，30分钟）提高产量5～10％；（2）质量均匀；（3）生产中蒸汽负荷均衡；（4）适用于自动控制。
（5）提高了发酵罐利用率。
适用条件：大规模生产，培养基中不含有固体颗粒或泡沫较少。
实消分批灭菌，又叫实消(Batch sterilization)指培养基在发酵罐中分批灭菌。
优点：无需专一灭菌设备，但易发生局部过热而破坏营养成分的现象。
适用条件：当培养基中含有固体颗粒或培养基有较多泡沫时，以采用分批灭菌为好。
对于容积小的发酵罐，连续灭菌的优点不明显，而采用分批灭菌比较方便。
影响培养基灭菌的因素1.微生物的热阻2.微生物的热死规律——对数残留定律3.反应速度常数k在相同温度下，k值愈小，则此微生物愈耐热。
同一种微生物在不同温度下，k值也不相同，灭菌温度愈低，k值愈小，温度愈高，k值愈大。
4.培养基灭菌温度的选择灭菌过程中微生物的死亡属于化学反应中一级反应动力学类型，培养基成分破坏也属于一级动力学反应，当其他条件不变时，反应速度常数与温度的关系也可用阿累尼乌斯方程式k=Ae-E/RT表示。
温度升高，菌死亡速率大于培养基成分破坏的速率。
5.培养基pH ：培养基中氢离子浓度直接影响灭菌的效果。
培养基的酸碱度越大，所需杀灭微生物的温度越低。
pH6.0-8.0时最难灭菌。
6.培养基成分：油脂，糖类及一定浓度的蛋白质可增加微生物的耐热性，另一些物质，如高浓度的盐类，色素等可削弱其耐热性。
7.培养基中的颗粒8.泡沫9.抗菌药物的影响：抗菌药物加湿热灭菌，是较好的方法。
因为药物能改变细菌细胞的生理反应，从而改变其耐热性。
10.原材料含菌量。
天然材料比化学试剂多。
空气除菌的方法、流程及提高效率的措施（小测）方法：加热灭菌、静电除尘、过滤除菌空气除菌总流程如下：高空采风→粗滤器→空压机→贮罐→冷却器→油水分离器→丝网分离器→加热器→总过滤器→分过滤器→发酵罐提高除菌效率的主要措施有以下几方面：A．减少进口空气的含菌数B．设计和安装合理的空气过滤器，选用除菌效率高的过滤介质。
C．设计合理的空气预处理设备，以达到除油、水和杂质的目的。
D．降低进入空气过滤器的空气相对湿度，保证过滤介质在干燥状态下工作。
营养缺陷型的筛选（青霉素法）营养缺陷型的检出（影印法）染菌与防治纯种培养要求必须防止杂菌污染。
为防止染菌，采取了一系列措施：密闭式发酵罐、无菌空气、无菌室、培养基和设备灭菌、无菌操作。
但是染菌无法彻底避免，据报道国外抗生素发酵染菌率为2％~5%。
染菌影响产率、质量、三废治理都有很大的影响。
1．染菌的影响1）分解产物2）污染产品3）抑制生产菌的生长4）阻止目的产物的产生5）影响产物的提取及质量6）造成经济损失2、染菌的检查、分析和防治一、种子培养和发酵的异常现象1、种子培养异常（1）菌体生长缓慢：原料质量、菌体老化、供氧不足、温度、酸碱度，种子冷藏时间长或接种量过低。
（2）菌丝结团：菌丝团中央结实，内部菌丝的营养吸收和呼吸受到影响，不能正常生长。
原因多而且复杂。
（3）代谢不正常：接种物质量和培养基质量、培养环境查，接种量小、杂菌污染等有关2、发酵异常（1）菌体生长差：种子质量的影响；导致代谢缓慢。
（2）pH不正常：培养基质量、灭菌效果、补糖等影响；是所有代谢反应的综合反映。
（3）溶解氧异常染菌：染好氧菌，染厌氧菌（4）泡沫过多。
的消长不符合规律；培养基灭菌时温度过高或时间过长，葡萄糖变成氨基糖会引起泡沫。
（5）菌体浓度过高或过低罐温长时间偏高；溶氧不足；营养条件差；种子质量差；菌体自溶。
染菌的检查与判断从三方面进行：1）无菌试验。
断发酵是否染菌应以无菌试验结果为根据。
无菌试验的目的：1，监测培养基、发酵罐及附属设备灭菌是否彻底2，监测发酵过程中是否有杂菌从外界侵入3，了解整个生产过程中是否存在染菌的隐患和死角2）显微镜检查。
目前生产上常用的杂菌检查方法有：①微镜检查：染色镜检（最简单、最直接、最经常）多在染菌程度较深时，用于判断杂菌的种类，靠显微镜无法发现染菌初期的杂菌。
②平板划线检查或斜面培养检查：平板制好后，应先保温24小时，确定无菌倒平板空培养待测样品划线培养观察③酚红肉汤培养检查：（酚红变色pH6.8-8.4）无菌肉汤培养基空培养接入样品培养观察3）生理生化指标的变化除了以上的方法外，在实际生产中还可以根据以下参数的异常变化来判断是否染菌。
结合计算机，建模后，可以及早发现与预测染菌。
降糖速度、生长速度、pH值、溶解氧、光密度、排气中CO2含量、产物含量、O2的消耗。
如CO2的含量变化是有规律的；染菌引起糖的消耗变化，染好氧性杂菌，糖耗加快，CO2含量增加；染噬菌体，糖耗减慢，CO2含量减少检测方法比较：显微镜检查简便、快速，能及时发现杂菌，但由于镜捡取样少，视野的观察面也小，因此不易检出早期杂菌。
平板划线法和肉汤培养方法的缺点是需经较长时间培养(一般要过夜)才能判断结果，且操作较繁琐，但它要比显微镜能检出更少的杂菌，而且结果也更为准确。
染菌原因分析主要染菌原因：种子带菌，无菌空气带菌，设备渗漏，灭菌不彻底，操作管理不当。
染菌途径及预防1、种子带菌的防止（1）培养基及用具灭菌要彻底，应防止假压；（2）菌种在转接过程中受污染：操作不当，管理不严；（缓冲间）（3）菌种在培养或保存过程中受污染（试管塞，查看的时候要注意）2、无菌空气带菌及其防止：流程设计，介质灭菌在生产实践中，空气管道大多与其它物料管道相接，要装上止逆阀防止其它物料窜入空气管道污染过滤器，导致过滤介质失效。
3、培养基和设备灭菌不彻底导致染菌及防治（1）原料性状：淀粉质原料，升温过快或混合不均匀，易结块，团块中包埋的活菌不易杀灭；可升温前搅拌和加淀粉酶。
（2）实罐灭菌时未充分排除罐内空气：造成假压，升温时，应打开排气等阀门放气。
（3）连续灭菌时，蒸汽压力波动大，培养基未达到灭菌温度，导致灭菌不彻底。
（4）设备和管道存在“死角”死角：由于操作、设备结构、安装或人为造成的屏障等原因，引起蒸汽不能有效到达或不能充分到达预定应该到达的局部灭菌部位，从而不能达到彻底灭菌的要求。
常见的设备、管道“死角”：发酵罐的“死角”：不锈钢衬里破裂造成死角，发酵罐罐底脓疱状积垢。
管道安装不当形成的死角染菌后的培养基必须灭菌后才可放下水道。
灭菌方法：可通蒸汽灭菌，也可加入过氧乙酸等化学灭菌剂搅拌半小时，才放下水道。
否则由于各罐的管道相通，会造成其它罐的染菌，而且直接放下水道也会造成空气的污染而导致其它罐批染菌。
凡染菌的罐要找染菌的原因，对症下药，该罐也要彻底清洗，进行空罐消毒，才可进罐。
染菌厉害时，车间环境要用石灰消毒，空气用甲醛熏蒸。
特别，若染噬菌体，空气必须用甲醛蒸汽消毒。
4、设备渗漏引起的染菌及其防止（1）发酵设备、管道、阀门长期使用，由于腐蚀、摩擦和振动等原因，造成渗漏。
（2）微小渗漏的检查：加入碱性水，用浸湿酚酞指示剂的白布擦，有渗漏则白布显红色。
5、操作失误导致染菌及其防治（1）灭菌过程中严防泡沫升顶，尽可能添加消泡剂防止泡沫大量产生；（2）传感器探头用化学试剂浸泡法灭菌可能导致灭菌不彻底。
噬菌体污染和防治（1）、噬菌体污染的预防①严格活菌体排放，切断噬菌体的粮源②做好环境卫生，消灭噬菌体与杂菌③严防噬菌体与杂菌进入种子罐或发酵罐内④抑制罐内噬菌体的生长（2）、污染噬菌体后的处理方法①并罐法②转换使用菌种或使用抗性菌株③放罐重消法④罐内灭噬菌体的方法⑤添加噬菌体抑制剂的方法染菌的挽救与处理①发酵前期染菌：应迅速再次灭菌，补充必要营养成分，重新接种；②发酵中期染菌：主要通过调节工艺条件来挽救，如柠檬酸发酵；③发酵后期染菌：应提前放罐，废液应加热至120℃，保持30min才能放罐，或者加入一些杀菌剂（如抗生素）来抑菌。
④染菌后对设备的处理：重新使用前，应彻底清洗，空罐灭菌⑤寻找染菌的原因⑥染菌厉害时，车间环境要用石灰消毒理想种子的标准1.菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期短；2.生理形状稳定；生长一致；3.菌体总量及浓度能满足大容量发酵罐的要求；4.无杂菌污染；5.保持稳定的生产能力。
退化菌种的退化与复壮菌种退化: 指在较长时期传代保藏后，菌株的一个或多个生理性状和形态特征逐渐减退或消失的现象。
菌种退化的原因：保藏方法不妥、保藏操作不当、传代不当、培养基不适、回复突变。
复突变：凡是变异菌因遗传组成的自身修复，原有的遗传障碍解除，导致代谢途径再变化，恢复原有特性，表现出已获得的优良性状退化。
防止菌种退化的措施：(1) 进行合理的传代 A. 减少传代次数; B. 采用合适的传代条件(2) 采用优越的保藏方法(3) 定期纯化菌种, 减少共存的自发突变菌(4) 防止自身突变用遗传稳定的突变体作菌种,用合适的接种物传代。
复壮: 指对已经退化的菌种，设法淘汰衰退的个体，使其恢复原来的优良特性。
(1)通过单菌落或单细胞分离，进行菌落或菌体特征分析和性能测定，纯化菌种。
(2)对芽孢杆菌，先将菌液用沸水处理几分钟，再用平板分离，从所剩孢子中挑选出最优菌体。
(3)提供特殊培养条件，使环境有利于优良性状菌生长而不利于退化菌生长。
种子扩大培养种子扩大培养：是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。
这些纯种培养物称为种子。
菌种扩大培养的目的:为发酵罐提供相当数量的代谢旺盛的种子。
种子扩大培养方法嫌气培养法: 不通空气进行培养。
通气培养法: 液体培养、表面培养和固体培养。
发酵热发酵热：发酵过程中所产生的热量。
包括生物热、搅拌热、蒸发热和辐射热等。
1. 生物热是生物氧化过程放出的热。
2. 搅拌热由于搅拌器高速运转，造成液体之间及液体与设备之间磨擦产生的热。
3. 蒸发热因通气使发酵液水分蒸发，由蒸发带走的热。
4. 辐射热因发酵罐液体温度与外界周围环境温度不同，发酵液的部分热通过罐体向外辐射。
温度对发酵的影响不同微生物的生长对温度的要求不同，根据它们对温度的要求大致可分为四类：嗜冷菌适应于0～26℃生长，嗜温菌适应于15～43℃生长，嗜热菌适应于37～65℃生长，嗜高温菌适应于65℃以上生长。
温度对生长的影响1.每种微生物对温度的要求可用最适温度、最高温度、最低温度来表征。
2.在最适温度下，微生物生长迅速；3.超过最高温度微生物即受到抑制或死亡；4.在最低温度范围内微生物尚能生长，但生长速度非常缓慢，世代时间无限延长。
![一种用于泰乐菌素发酵生产的连消系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/3717b4e86e1aff00bed5b9f3f90f76c661374c69.png)
