乳酸發酵大生產染菌分析及處理

趙藝田，李建偉

乳酸發酵有其特殊工藝要求，發酵全過程中盡可能保證純培養。故相關工作人員在進行種子和發酵罐培養作業時，須嚴格控制染菌率，以此方能實現菌種的純培養。筆者圍繞乳酸發酵大生產染菌問題進行分析并提出相應對策，以期為業內同仁提供參考。

1 乳酸發酵過程中導致染菌的原因

在發酵與生產過程中常會出現一些問題，其中以染菌較為常見。導致染菌出現原因較多，其中一部分問題較易發現，如專業設備因素（管路穿孔、空氣過濾器失效等）、外界環境因素（環境惡化）、人為因素（工作人員操作過程不符合科學性等）甚至種子本身帶菌。還有部分染菌原因則較為復雜，需要相關人員仔細分析來判斷[1]。

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

1.1.1 早期染菌：早期染菌主要涉及設備因素、人為因素及種子本身帶菌等。設備因素如在具體接種過程中若罐壓＜0.01MPa，實消中溢料使料液粘在灌頂形成陳醪導致染菌[2]。人為因素則常因工作人員對培養基滅菌時處理不夠徹底，或在具體接種操作過程不符合科學性，操作不當導致。若為種子本身帶菌則必然導致染菌。

1.1.2 中后期染菌：造成中后期染菌的原因亦較多，其中也包括設備因素與人為因素。如空氣過濾器效率降低，難以起到達標的過濾作用；空氣中進水或消泡劑量不夠，泡沫蓋頂；設備出現滲漏等。人為因素如安裝人員在安裝流量計時操作不當，或實際工作中污染物落入罐內，相關人員取樣操作不符合規定流程以及補料時出現料液滅菌不透等。

1.2 染菌程度的判斷

1.2.1 二級與三級種子罐大面積染菌：這種情況引發原因主要涉及種子帶菌或培養基滅菌不徹底兩方面。若染菌發生在發酵前期則考慮為連消不徹底所致；若染菌發生在發酵后期，則考慮為空氣系統出現問題所引發的。

1.2.2 同一罐多次染菌：此類染菌多為設備因素所引發。常見的如閥門內漏、盤管穿孔或者法蘭橡皮墊圈老化等，若為設備損壞所致的污染,會出現每批染菌時間比上批向前推移一 段時間。

2 防范染菌的具體措施

2.1 加強設備管理，嚴格設備檢修 企業應結合自身情況，認真落實設備的三級保護維修制度。設備中與培養基接觸或者是連通的部件非常多，包括閥門、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過嚴格的檢測，萬不可出現滲漏等問題。而轉子流量計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內污水漏入罐內。對常見的管子、管件與閥門的安裝，工作人員要盡可能簡化，防止因過于復雜而不利于人員操作，進而影響工作效率。對于操作過程不合理的裝置或配件，一經發現應及時去掉，對孔眼等亦應留心，做到工作仔細、認真，不能因為細節而影響到結果[3]。

2.2 保證無菌空氣質量 過濾器消毒是日常工作必備的操作環節，工作人員須注意將消毒溫度控制在120℃～130℃，且消毒時間須依規定保持30 min，每個排風口均要保持開啟狀態，不能有任何的死角。待消毒結束后工作人員通入冷氣時，切記冷空氣輸入時不可過快，要控制住速度，這樣可避免過濾器受損，通氣時間控制為1h，將過濾器吹干。此項工作處理不好，很可能導致前期污染。關于過濾器，建議堅持以月為單位進行消毒，不用時需將壓力控制為0.2MPa。如遭遇突然停電等狀況而未來得及保壓，要在壓力降到常壓時進行重新消毒，萬不可不管不顧。夏季時工作人員要經常開啟過濾器排污閥，及時排除罐內的存水，防止污染。

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

綜上所述，所有染菌罐除早期發現細菌污染外，其他均可對發酵造成危害，發現越晚，損失越大，待到鏡檢發現染菌就已經形成了非常嚴重的后果。故一定嚴格落實無菌操作，確保整個發酵過程為純培養，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.乳酸發酵大生產染菌分析及處理[J].農產品加工·學刊,2006(1):58-59.

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

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