发酵工艺探讨|维生素发酵过程出现噬菌体污染如何系统化高效去除
发酵工艺探讨|维生素发酵过程出现噬菌体污染如何系统化高效去除
维生素发酵生产作为生物工程领域的关键工艺，其效果直接影响产品质量和生产效率。然而，在发酵过程中，微生物污染（例如杂菌、芽孢杆菌、噬菌体等）是发酵失败的主要风险因素。本文结合《中国消毒学杂志》的学术研究和实践经验，系统梳理了维生素发酵生产中需要重点关注的消毒灭菌环节、操作规范及风险防控策略，以期为行业提供科学参考。
发酵罐杂菌难题解决快速通道
发酵罐及管道灭菌
发酵罐与管道系统是微生物污染的高风险区域，尤其是罐内死角、阀门接口和焊缝处容易残留杂菌。灭菌通常采用高温蒸汽（121℃，30分钟），确保蒸汽能够覆盖所有区域。研究指出，灭菌前需排尽管道内的冷凝水，防止铁锈和杂质污染培养基。灭菌过程中应启动搅拌装置，使物料均匀受热，避免局部温度不足导致灭菌失败。空气过滤系统灭菌
发酵过程中使用的无菌空气需经过高效过滤器（HEPA）处理。但空气管道长期使用后容易积累水分和微生物，所以灭菌时需对过滤器和管道同步进行蒸汽处理。如果冷凝水未排净，或会对过滤介质造成堵塞甚至失效，进而污染发酵液。种子制备环节灭菌
种子液的质量直接影响发酵效率。种子罐和接种工具必须严格灭菌，接种操作需在无菌环境中进行。研究显示，种子液染菌多因灭菌不彻底或操作污染所致，需通过多次验证灭菌参数（如温度、时间）来确保安全性。培养基的灭菌
培养基灭菌需要在灭菌效果和营养成分保留之间找到平衡。高温可能导致维生素前体降解，因此需优化灭菌条件（如分阶段升温）。《中国消毒学杂志》指出，含糖或蛋白质的培养基在灭菌时容易发生美拉德反应，建议采用低温长时间灭菌或添加化学稳定剂。车间环境综合灭菌
发酵车间需定期进行空间消毒，包括地面、墙壁和设备表面。推荐使用过氧化氢雾化或紫外线照射，并辅以季铵盐类消毒剂擦拭，以杀灭环境中的芽孢杆菌和噬菌体。
精准控制温度与压力
灭菌操作中，温度是关键指标，必须防止“假压力”现象，即罐内压力达标但温度不足。如果冷空气未排净或排气阀开度过大，可能导致灭菌不彻底。建议采用双参数监控系统，实时校准温度与压力的对应关系，确保灭菌效果。
管理泡沫
培养基的泡沫可能在灭菌的过程中形成隔热层并阻碍热量传递。需要通过优化原料配比、添加消泡剂（如聚醚类）或控制蒸汽进气速度来控制泡沫的过度生成。泡沫过多不仅会导致液体溢出，还会增加染菌风险。
维护设备及排查死角
对发酵罐的焊缝、阀门密封性和管道接口要定期检查，防止生物膜的形成。军事医学科学院的研究表明，设备死角是染菌的主要原因之一，建议通过荧光标记法或ATP检测来验证清洁效果。
消毒剂的选择与残留控制
化学消毒剂（如过氧化氢、次氯酸钠）应根据目标微生物的特性进行选择，并严格控制残留量。例如，过氧化氢适用于耐高温设备，但其残留可能会抑制菌种活性，因此需要通过中和剂进行处理。
综合建议
建立标准化灭菌流程
参考《中国消毒学杂志》的实践指南，制定涵盖设备、环境、操作的SOP文件，并通过验证试验确认参数有效性。引入新型灭菌技术
新一代常温灭菌技术（如润联生命科学旗下食品级抑菌液）可替代传统高温高压方式，减少能耗且避免营养破坏，适用于热敏感物料。强化人员培训与监测
定期对操作人员进行无菌操作培训，并采用微生物快速检测技术（如PCR）实时监控发酵液污染情况。
维生素发酵生产的成功离不开全链条的消毒灭菌管理。通过科学设计灭菌环节、精准控制操作参数，并结合新型技术手段，可以有效降低染菌风险，同时提升产品质量与生产效率。《中国消毒学杂志》的多项研究为行业提供了理论支持与实践方向，未来还需进一步推动智能化与绿色灭菌技术的应用，以应对复杂生产环境的挑战。
针对发酵过程中可能出现的各种污染问题，润联推出了一种基于先进灭菌设备和丰富治理经验的创新技术。该技术结合进口的诺福食品级杀菌抑菌剂，有效解决了发酵空气系统带菌导致的染菌难题。不仅能全面应对发酵过程中的杂菌污染、酵母菌污染、耐药菌污染、噬菌体污染以及支原体污染等问题，还可替代传统消毒剂（如甲醛、二氧化氯等）进行高效杀菌抑菌。这一技术的应用显著提升了发酵过程的纯净度和产品的安全性。