液体菌种技术和设备的应用进展

刘益清 董晓岗

　　国内使用液体菌种开展生产获得成功的企业越来越多，但生产厂家是否使用液体菌种的意见并不一致；已经购买了设备的厂家仍有部分存在生产不稳定的技术问题；准备添置设备的厂家观望群体庞大；发酵罐的发展有变夹层为单层的趋势，价格已大幅下降；液体菌种生产技术的重点已经由生产出菌种进展到注重生产的稳定性、菌种的可靠性，但多数技术推广和应用的企业技术更新缓慢。
　　一、设备
　　前面推广的发酵罐以夹层（在夹层中装电热管）和单层加盘管（直接在罐内装电热管）为主流，现在将单层罐推入灭菌柜中灭菌即所谓韩国式发酵罐也开始得到应用，还有一种方式是单层罐＋蒸汽罐方式的应用取得至今为止最满意效果。空气净化系统的作用是提供无菌空气，各个厂家的方法差异也较大。
　　1、夹层罐　靠自身热源产生蒸汽进行灭菌，罐体越大需要的电功率越大，如果一条生产线安装6个1吨的发酵罐，装机电功率可能达到200千瓦以上，虽可调节使用仍有不安全顾虑；而且单罐配用几十千瓦而仅配用细小的安全阀则显得不安全；如果需要随时对连接管道或接种枪进行灭菌还是需要配套蒸汽罐；夹层罐的造价较高也是推广中的不利因素；掌握操作要领后该罐具备正常生产菌种的能力。
　　2、单层罐体＋盘管＋电热管方式的发酵罐　由于电热管温度高易导致培养料被烧糊，而且罐体不加安全阀不安全，加安全阀又不密封，灭菌时的死角只能靠放高温培养液短时冲洗，效果难以肯定。
　　3、韩式液体菌种设备　由灭菌柜﹢发酵罐﹢空气净化系统﹢淋水冷却系统组成，整罐推入灭菌柜灭菌，设备总成本较高，操作方便性差；罐体上的6个过滤器一般使用7次需要更换，空气管道、接种管道使用时临时连接，接种方法仍采用酒精火焰封口方法，罐体温度靠房间温度调节；这种方法可以达到灭菌效果，但其它方面不具备任何优势。
　　4、单层罐体＋盘管＋蒸汽罐方式生产线　罐体安装在固定位置、空气系统及管道全部连接到位，灭菌时开相应阀门、灭菌结束关闭，无任何死角，罐体除支撑脚外整个系统都能达到121℃以上；生产线上各罐的温度按各自设定自动控制。生产线可以采用燃煤锅炉蒸汽。
　　以上四种方式的发酵罐第1种要精通该罐的工作原理，把握蒸汽流动线程，引导流动方向；第2种可以使用但不推荐使用；第3种方式看视简单可靠，实际操作细节仍有染菌可能性、还要多注意；第4方式没有任何漏洞，上百罐生产使用也证实了其可靠性。当然以上四种方式对试管、摇瓶都有同等严格的要求，绝对无菌是基本条件。
　　空气净化方面：过滤级数2～3级、气源压力0.04～0.6MPA，压力越高能耗越大，日产1000L菌液的生产线月电费可能相差几千元，各厂家控制的罐压也不一样，从不足0.1～1kg不等，高压者认为可以增加氧气的溶解度，低压者认为压力低时产气多还节约能源；只要在进气、无论压力高低外界空气都不会进入罐内。
　　二、技术
　　液体菌种技术发展了几十年，前面主要研究怎样生产出菌种和提高菌种的数量质量，近年随着工厂化规模化的发展对菌种生产的稳定性和可靠性要求极高，不稳定会造成停产、可靠性差会造成重大经济损失，这两点是现在大企业考虑最多的问题，没有企业不相信可以生产出液体菌种，但对可靠性没有把握的较多。有些设备提供商家自身技术的稳定性和可靠性并不高，有的还在使用抗生素来达到生产出菌种的目的，可以想象当前液体菌种技术推广普及的效果不会太好。
　　设备的好用可靠是生产技术稳定可靠发挥的前提，比如细菌污染时它的繁殖加倍速度一般为20～30分钟，一个细菌在培养液中生长到人感觉到他的存在需要3～5天，如果你在第三天将菌液接入培养料中，培养料中的细菌继续生长，结果导致失败，如果你在菌包接种后5～7天才发现，一个日产5万袋（瓶）的企业可能损失几十万袋（瓶），所以要有足够的观察时间，当然可以配合其它检查手段；为了确认没有细菌污染、适当延长一次操作后的菌种培养时间（但不是培养老化的菌种）是有益的，比如取消种子罐、或减少接种量等等（这些观点与传统做法相矛盾、但事实会让越来越多的人接受，我也是从传统方法做过来的）。
　　抗生素可以在一定高浓度时抑制细菌的生长，当菌液接入培养料后，浓度被大大稀释，细菌生长成为可能，但由于有延缓显现的作用，问题出现时企业的生产量可能已经很大，可能造成更大的损失，这样、我建议大家不要使用抗生素。事实是不使用抗生素的液体菌罐成功率非常高。