发酵工业无菌技术

工业微生物与发酵技术研究与应用在现代工业中，微生物与发酵技术成为了一个重要的研究领域。

微生物是一类非常小的生物体，虽然他们的身体微小，但是在制药、食品、能源、生态系统、环境保护、化工等领域中都有着重要的应用价值。

本文将从工业微生物与发酵技术的基本概念入手，阐述其发展历程，探究其研究与应用情况，最后进行总结。

一、工业微生物与发酵技术的基本概念工业微生物与发酵技术是以微生物为代谢载体，利用合成与酶法等技术来提取或合成具有生物活性的化合物的一种应用技术。

微生物被广泛应用于药品、食品、化学、制酒、制酸、生态环境、能源等领域。

发酵工艺通常是指利用微生物在恰当的环境条件下生长和代谢，产生所需的产物的过程。

二、工业微生物与发酵技术的发展历程工业微生物在实践中应用的时间已有数百年。

在16世纪的上半叶，发酵技术已得到广泛应用。

例如，利用酵母菌制造面包、啤酒、葡萄酒等发酵食品，并利用无菌发酵制取乳酸和醋酸等化学品。

在20世纪初，工业微生物与发酵技术得到了飞速发展。

通过微生物对于植物和动物的代谢途径的深入研究，人们发现了许多细菌和真菌的对偶性生理。

人们发现了以毒素和酶为代表的微生物次级代谢物，从而得到了大量的维生素、抗生素、激素和氨基酸等物质。

同时，人们发现在微生物发酵过程中，会有新的代谢产物的出现，例如广泛使用的抗生素青霉素，就是在微生物发酵过程中发现的。

在21世纪，随着生物学、分子生物学、基因组学等技术的快速发展，工业微生物与发酵技术的研究进一步深入。

通过使用现代的基因工程手段，人们可以改造微生物中某些关键酶的结构和功能，以产生特定的化合物，例如环境污染物的生物降解剂和大量的水解酶、纤维素酶、蛋白酶和酸性果汁等。

同时，与传统方法相比，使用包括生物反应器、多级反应器、多级提取装置、膜生物反应器和固定化微生物技术等现代化的发酵工艺，提高了微生物产物的产量和纯度，从而大大提高了生产效能。

三、工业微生物与发酵技术的研究与应用情况在药物领域，工业微生物已成为制造抗生素、激素等药品的重要代谢工具，大大降低了生产成本。

发酵工业无菌操作规程1. 引言无菌操作在发酵工业中具有重要的意义，可以有效地避免微生物污染对发酵过程产生的不利影响。

本文档旨在为发酵工业从业人员提供一套标准的无菌操作规程，以确保生产过程的卫生和产品的质量。

2. 无菌操作的基本原则无菌操作的基本原则是防止微生物污染进入发酵系统，并保持操作环境的无菌状态。

以下是无菌操作的基本原则：•清洁：保持操作区域的清洁和整洁，包括操作台面、工具和设备等。

•消毒：对操作区域和操作工具进行定期消毒，以杀灭潜在的微生物污染源。

•空气过滤：通过高效过滤器对进入操作区域的空气进行过滤，以去除悬浮的微生物和微粒。

•无菌装备：使用经过高温高压灭菌或化学灭菌的无菌装备，避免装备本身成为微生物污染源。

•无菌技术：采用无菌技术，如消毒喷雾、火焰灼烧等，对操作区域和操作工具进行无菌处理。

3. 无菌操作步骤无菌操作主要包括以下步骤：3.1 准备工作•按照标准操作程序穿戴好个人防护装备，包括洗手消毒、佩戴帽子、口罩、手套和无菌工作服等。

•将所需的培养基、试剂和管道连接件等准备好，并进行必要的消毒处理。

•检查并确认工作区域的清洁度和无菌状态。

3.2 操作前准备•使用经过高温高压灭菌或化学灭菌的手术器械，将所需操作工具准备好。

•检查操作区域的灯光和通风设施是否正常，确保操作环境满足无菌操作的要求。

•使用消毒剂对操作台面进行消毒处理。

3.3 执行无菌操作•将培养基倒入无菌操作台面上的培养基瓶中，注意不要接触到瓶口。

•使用消毒剂擦拭培养基瓶的外表面，并将瓶口用火焰进行灼烧处理。

•采取适当的无菌技术，如消毒喷雾或火焰灼烧，对需要操作的区域进行无菌处理。

•进行无菌操作时，注意避免与空气直接接触，以防止微生物的进入。

•操作过程中如有需要，及时更换操作工具和设备，并对新的工具和设备进行无菌处理。

•操作结束后，及时清理和消毒操作区域，确保无菌操作台面的整洁。

3.4 结束工作•将已使用的无菌操作工具和废弃物进行正确的处理，避免造成二次污染。

第四章发酵工业的无菌技术内容提要•常用技术概念•发酵工业污染的防治策略•发酵工业的无菌技术•发酵培养基及设备管道的灭菌•空气除菌目前，绝大多数的工业发酵都采用纯种培养，即发酵全过程只有生产菌，不允许有“杂菌”污染。

为了保障纯种发酵的顺利进行，在进行生产菌接种之前，必须对整个发酵系统进行灭菌，对发酵环境进行消毒，防治杂菌和噬菌体的感染。

在实际生产中，为了防止杂菌污染，而采用的消毒和灭菌技术，统称为发酵工业的无菌技术。

一般采用“污染概率”作为评价标准。

发酵工业中允许的染菌概率为10-3，即灭菌1000批次的发酵中只允许有1次染菌。

一、常用技术概念几个容易混淆的概念说明：1、灭菌：指用物理或化学的方法杀死物料或设备中所有生命物质的过程。

2、消毒：指用物理或化学的方法杀死空气、地表以及容器和器具表面的微生物。

3、除菌：指用过滤的方法去除空气或液体中的微生物及其孢子。

4、防腐：指指用物理或化学的方法杀死或抑制微生物的生长和繁殖。

灭菌和消毒的区别和主要用途。

二、发酵工业污染的防治策略（一）、污染的危害1、污染杂菌，造成培养基的异常消耗，生产菌的生产能力下降；2、杂菌合成的代谢产物改变发酵环境，造成产物收率降低或质量下降；3、杂菌代谢产物使发酵系统的PH变化，造成生产菌自溶；4、杂菌分解产物，使发酵失败；5、噬菌体污染，造成生产菌细胞破裂，发酵失败。

目前，国内抗生素发酵，如青霉素发酵染菌率为2%；链霉素、红霉素和四环霉素发酵染菌率为5%；谷氨酸发酵噬菌体感染率为1%-2%。

（二）、发酵生产的产品不同，染菌的种类和性质不同、染菌发生的时间、染菌的途径和程度各不同。

1、不同种类的杂菌对发酵的影响（1）、细菌发酵：发酵周期短。

主要防止噬菌体感染。

例如：谷氨酸发酵菌种：棒状杆菌营养缺陷型细菌发酵（2）、霉菌发酵：发酵周期较细菌发酵长，产物类型各不相同。

主要防止细菌感染。

例如：青霉素发酵——水解产物。

（3）、酵母菌发酵：发酵周期最长。

工业发酵灭菌教学案例
1、典型的空气除菌流程
1〕将空气冷却至露点以上的流程
适用范围：气候枯燥地区
❖露点温度是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。

形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。

❖露点温度本是个温度值，可为什么用它来表示湿度呢？
❖这是因为，当空气中水汽已到达饱和时，气温与露点温度相同；
当水汽未到达饱和时，气温一定高于露点温度。

所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。

在100%的相对
湿度时，周围环境的温度就是露点温度。

❖露点温度越小于周围环境的温度，结露的可能性就越小，也就意味着空气越枯燥。

特点：两次冷却、两次分油水、适当加热。

空气第一次冷却到30～35℃，第二级冷却至20215℃，经分水后加热到30～35℃，因为温度升高，相对湿度下降。

第一冷却器：旋风别离器
第二冷却器：丝网别离器
3冷热空气直接混合式空气除菌流程
发酵车间的空气过滤器
空气净化的流程
❖吸气口吸入的空气先经过压缩前的过滤
❖进入空气压缩机〔120~150°C〕
❖冷却〔20~25°C〕，除去油、水，再加热至30 ~35°C。

❖最后通过总过滤器和分过滤器，获得洁净度、压力、温度和流量都符合要求的无菌空气。