大型发酵工厂实验室耐热芽孢污染、噬菌体污染的车间整体消毒方案

西安克微生物

在发酵领域摸爬滚打的朋友们，肯定对染菌这个 “小恶魔” 深恶痛绝。今天咱就来好好唠唠发酵过程中芽孢类染菌的那些事儿，从原理到防治，一次性给大家讲明白。
芽孢类染菌是啥情况
发酵过程中，一旦芽孢类细菌 “入侵”，那可就麻烦了。原本正常发酵的体系，可能会出现发酵液黏度变化、泡沫增多、代谢产物产量下降甚至质量变差等问题。比如在抗生素发酵中，芽孢类染菌可能导致抗生素的效价降低，严重影响生产效益。
芽孢类细菌为啥这么 “难缠”
芽孢的特殊结构
芽孢是芽孢类细菌在不良环境下形成的一种特殊休眠体。它有着多层致密的结构，从内到外依次是核心、内膜、芽孢壁、皮质层、外膜、芽孢壳和芽孢外衣。这层层包裹就像给芽孢穿上了 “金钟罩铁布衫”，让它对高温、干燥、化学物质等不良环境有极强的抵抗力。普通的消毒方法很难将其杀灭，一旦环境适宜，芽孢就会 “苏醒”，重新变回具有繁殖能力的菌体，进而在发酵体系中大量繁殖，引发染菌问题。
芽孢的抗逆机制
从生理生化角度来看，芽孢的含水量低，核心部位的细胞质高度失水浓缩，使得其中的酶和核酸等生物大分子处于相对稳定的状态。同时，芽孢中含有大量的吡啶二羧酸（DPA），它与钙离子结合后，能增强芽孢中生物大分子的稳定性，进一步提高芽孢的抗逆性。而且芽孢的代谢处于极低水平，几乎不消耗能量，这使得它能在恶劣环境中长时间存活，等待时机 “东山再起”。
发酵环境的 “助力”
发酵过程通常是在富含营养物质、温度和 pH 等条件适宜微生物生长的环境中进行的。这种环境对于芽孢类细菌来说，简直就是 “天堂”。一旦芽孢进入发酵体系，适宜的温度和丰富的营养物质会促使芽孢迅速萌发，然后快速繁殖。而且在大规模发酵生产中，发酵设备和管道复杂，存在很多卫生死角，芽孢容易在这些地方 “安营扎寨”，躲过常规的清洗和消毒，成为后续发酵染菌的 “隐患”。
防治芽孢类染菌有啥招
源头把控
原材料处理：对发酵所用的原材料，如培养基成分、水等，要严格检测芽孢的含量。对于容易被芽孢污染的原料，像一些植物源性的原料，可以采用高温灭菌或者过滤除菌等方法进行预处理。比如在制作培养基时，对于含有淀粉的原料，可以先进行高温蒸煮，将可能存在的芽孢杀灭。
种子质量控制：确保发酵所用的种子纯净无污染。在种子制备过程中，要严格按照无菌操作规范进行，定期对种子进行镜检和无菌检测，一旦发现有芽孢类细菌污染，立即丢弃，重新制备种子。
设备和环境管理
发酵设备清洗与消毒：发酵设备在使用前后都要进行彻底的清洗。对于发酵罐内部，要用高压水枪冲洗各个角落，确保无残留的发酵液和污垢。消毒时，可采用高温蒸汽灭菌，一般在 121℃ 下保持 15 - 20 分钟，能有效杀灭芽孢。同时，对于管道、阀门等部位，也要定期拆卸清洗和消毒，防止芽孢在这些地方积累。
车间环境维护：保持发酵车间的清洁卫生，定期进行空气消毒，可以采用紫外线照射、化学消毒剂喷雾等方式。控制车间的人员流动，进入车间的人员要穿戴好工作服、口罩和帽子，避免将外界的芽孢带入车间。
发酵过程监控与应急处理
实时监测：在发酵过程中，要密切关注发酵参数，如温度、pH、溶氧、生物量等。一旦发现参数出现异常波动，可能是染菌的信号，要及时进行检测。可以通过定期取样，进行显微镜观察和微生物培养，判断是否有芽孢类细菌染菌。
应急措施：如果确定发生了芽孢类染菌，要立即采取措施。对于一些价值不高的发酵批次，可以直接废弃，重新进行发酵。对于一些较为珍贵的发酵产品，可以尝试通过添加适量的杀菌剂（在不影响产品质量的前提下）或者调整发酵条件（如升高温度、改变 pH 等）来抑制芽孢类细菌的生长，但这些方法需要谨慎操作，并且要提前进行小试验证。

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张明磊

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