文章作者-奧克泰士趙工

一．什么是發(fā)酵罐

發(fā)酵罐是指用來(lái)進(jìn)行微生物培養(yǎng)和發(fā)酵的裝置，其主體一般是采用不銹鋼材料制成的圓筒結(jié)構(gòu)，其容積在一立方米至數(shù)百立方米。發(fā)酵罐廣泛應(yīng)用于制藥、乳制品、飲料、保健食品、生物工程、精細(xì)化工等行業(yè)，被用來(lái)培養(yǎng)微生物，令微生物高效生長(zhǎng)和分泌目標(biāo)產(chǎn)物等，是一個(gè)非常重要和關(guān)鍵的工業(yè)設(shè)備。

二．微生物的排他性

自然環(huán)境中微生物種類眾多，且基本上都具有某種性質(zhì)的生物排他性，即在某種菌大量繁殖的地方，其他微生物的數(shù)量和種類都會(huì)受到一定程度的抑制。發(fā)酵罐是用來(lái)培養(yǎng)類型的微生物（目標(biāo)微生物），為了目標(biāo)微生物的生長(zhǎng)不受其他微生物影響，所以發(fā)酵罐在接種前需要進(jìn)行滅菌。

三．發(fā)酵罐蒸汽滅菌

蒸汽滅菌是一種常見(jiàn)的發(fā)酵罐滅菌方法，它利用高溫高壓的蒸汽對(duì)發(fā)酵罐內(nèi)壁和內(nèi)部物料進(jìn)行滅菌處理，這個(gè)過(guò)程可以有效殺滅各種細(xì)菌、真菌、病毒等微生物。

（1）蒸汽滅菌優(yōu)點(diǎn)：

滅菌效果好、速度快、操作簡(jiǎn)單。理論上，它可以有效殺滅各種細(xì)菌、病毒和真菌，包括難以滅活的芽孢菌。同時(shí)，由于蒸汽可以充分地滲透或熱傳導(dǎo)到物品內(nèi)部，因此可以對(duì)各種形狀和大小的物品進(jìn)行滅菌處理，包括液體、固體和氣體等。

（2）蒸汽滅菌缺點(diǎn)：

蒸汽滅菌要求發(fā)酵罐材質(zhì)和內(nèi)部物料能耐受蒸汽，有一定操作彈性、內(nèi)部附件盡量減少（避免死角）、物料與能量傳遞性能強(qiáng)，并可進(jìn)行一定調(diào)節(jié)以便于清洗、減少污染，所以一旦上述方面出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)在一定程度上影響最終的滅菌效果。另外，即使是發(fā)酵罐是采用蒸汽高溫殺菌，但在實(shí)際生產(chǎn)中也偶爾出現(xiàn)滅菌失敗的情況——尤其是常出現(xiàn)耐熱芽孢導(dǎo)致的滅菌失敗。

四．發(fā)酵罐蒸汽滅菌失敗的常見(jiàn)原因

不合理的裝載、滅菌物的預(yù)處理不當(dāng)、未充分排除冷空氣等因素會(huì)影響蒸汽滅菌的完成程度，會(huì)在一定程度上削弱蒸汽飽和程度、蒸汽的穿透能力、蒸汽的熱傳導(dǎo)效力等參數(shù)，使其達(dá)不到理想的效力，尤其當(dāng)這些因素與極度耐熱微生物同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，就會(huì)在極大幾率上會(huì)出現(xiàn)滅菌失敗的情況。

芽孢桿菌，尤其是超級(jí)耐熱芽孢對(duì)溫度有著較高的抗性。芽孢在形成時(shí)會(huì)合成一些特殊的酶，這些酶比繁殖體中的酶具有更強(qiáng)的耐熱性。芽孢核心和皮質(zhì)層中含有大量吡啶二羧酸（簡(jiǎn)稱DPA）,占芽孢干重的5%-15%，是芽孢的成分，在細(xì)菌繁殖體和其他生物細(xì)胞中都沒(méi)有。DPA能以一種目前尚不明確的方式，使芽孢的酶類具有高的穩(wěn)定性。芽孢形成過(guò)程中會(huì)很快合成DPA，同時(shí)也獲得耐熱性。

所以，即使在理想情況下，蒸汽對(duì)芽孢的殺滅也有一定局限，更何況實(shí)際蒸汽滅菌操很難達(dá)到理想的理論程度，所以在現(xiàn)實(shí)中發(fā)酵罐經(jīng)蒸汽滅菌后仍然會(huì)出現(xiàn)微生物污染的情況，其中最頻繁的情況是耐熱芽孢污染。

五．解決發(fā)酵罐的芽孢污染的方法

殺滅芽孢有效的方式之一采用殺孢子劑（Sporicide）處理。殺孢子劑是個(gè)舶來(lái)詞，是英文Sporicide的翻譯，意思是能夠殺滅“spore"的藥劑，由于spore同時(shí)代表芽孢和孢子，孢子也是一種常見(jiàn)的高抗性微生物種類，所以Sporicide被譯為殺孢子劑，但其合理的解釋?xiě)?yīng)該是殺芽孢劑。

從名稱上就可以看出，殺孢子劑能夠有效殺滅芽孢。所以在發(fā)酵罐進(jìn)行蒸汽滅菌前，可以使用殺孢子劑對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行預(yù)處理消毒，消除可能存在的芽孢污染，這將有效保障蒸汽滅菌的成功率。另外，使用殺孢子劑可有效解決無(wú)法耐受高溫蒸汽的環(huán)節(jié)中的芽孢污染。

奧克泰士Oxytech來(lái)自德國(guó)，作為一款殺孢子劑和滅菌劑，能夠有效殺滅包括耐熱芽孢在內(nèi)的所有類型微生物。奧克泰士Oxytech采用特殊的復(fù)合工藝制造，具備多重機(jī)理殺菌作用，所以其優(yōu)勢(shì)之一就是可以在較低的藥劑濃度下實(shí)現(xiàn)對(duì)芽孢的殺滅，這樣就同時(shí)具備了良好的材料相容性，將腐蝕性控制在了極低的水平之內(nèi)。其作用完畢后分解為水和氧氣，生態(tài)安全，不會(huì)對(duì)后續(xù)的發(fā)酵工作產(chǎn)生影響，保護(hù)操作人員的職業(yè)健康。

六．多種方式綜合保障滅菌效果

對(duì)于發(fā)酵罐滅菌，一方面要優(yōu)化設(shè)計(jì)和科學(xué)合理操作，盡量減少死角，保障蒸汽能力傳導(dǎo)覆蓋全部的表面和物料，使實(shí)際操作效果接近理論滅菌。另外，要選擇合適的方式來(lái)解決耐熱芽孢等高抗性污染，彌補(bǔ)蒸汽滅菌在現(xiàn)實(shí)操作中可能存在的不足和盲區(qū)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵罐的成功滅菌。

撰稿人：奧克泰士技術(shù)工程師-趙工

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