郭雷 侯新龙 俞天南
山东鲁抗舍里乐药业有限公司(山东邹城272000)
【摘要】泰乐菌素是弗氏链霉菌发酵产生的一类次级代谢产物,属于畜禽类专用的抗生素,可作为替米考生产用的中间体。霉菌属于微生物中的真菌,其新陈代谢中会形成大量的毒素有着抗菌、抗原虫以及抗真菌的能力,对于泰乐菌素发酵有着极大的危害。本文在对泰乐菌素发酵以及霉菌进行了简单介绍的基础上,综合阐述了霉菌在泰乐菌素发酵全生命周期过程中带来的危害,以及对于霉菌如何进行有效的预防。
【关键词】霉菌;泰乐菌素;发酵
泰乐菌素(Tylosin)又被称之为泰农、泰乐霉素,20世纪50年代由美国首次从弗氏链霉菌中培养出。泰乐菌素是一种禽畜专用的抗菌促生剂,对猪的流行性肺炎、鸡的败血症、牛的腐蹄病等具有独特的疗效,对敏感菌并发的支原体感染治疗效果尤为显著,实际添加量小,可长期在禽畜饲料中添加,切实提高禽畜生长速率。
1.泰乐菌素发酵概述
泰乐菌素发酵为三级发酵,分别对应一级种子罐、二级种子罐和发酵罐,发酵过程中需要维持一定的罐温、空气流量、pH及罐压等。其工序过程是配料→消毒→(接)移种→发酵,目前其发酵的生产水平主要取决于众多参数控制。在实际生产中泰乐菌素发酵多采用流加发酵工艺,通过补料操作进行发酵过程的调整,发酵周期多为170小时左右,并且要求采用纯种培养,需要对空气、发酵罐及配套的管路等进行严格的灭菌。
2.霉菌
霉菌,其为丝状真菌的俗称,其意思也就是“发霉的真菌”,菌丝可以无限伸长并产生分枝,霉菌的菌丝宽度一般为3—10μm。霉菌主要依靠各种孢子进行繁殖,形成孢子的方式分为有性和无性两种。25℃是霉菌的最适生长温度,其比较喜欢充足的氧气和含糖较高的培养物质,在 pH 呈中性和偏酸的环境中,霉菌生长比较旺盛。霉菌在其代谢过程中能产生约有200多种毒素,且能够产生毒素的霉菌则超过了 150种。大部分的霉菌毒素均有着抗菌、抗原虫以及抗真菌的功能。
3.霉菌在泰乐菌素发酵过程中的危害
在发酵过程中对泰乐菌素生产影响比较大且普遍遇到的杂菌一般是细菌,主要包括球菌、杆菌及芽孢杆菌等。在泰乐菌素发酵生产中染霉菌的现象相对比较少见,但是一旦染霉菌其危害是相当严重的。霉菌在泰乐菌素发酵中同样具有潜伏性、好氧性、适应性和快速繁殖性等特性。
(1)种子染霉菌的危害。泰乐菌素一二级种子培养温度一般为30℃,一级种子目前生长周期相对较长,代谢偏慢,而二级种子代谢相对比较活跃。在泰乐菌素二级种子罐培养过程中,例行巡检发现培养周期27h之后的斜面培养基上面有白色斑状的霉菌杂菌,随后对该罐取发酵液进行涂片镜检查看,镜检未发现异常。但是等到下一个镜检周期再进行发酵液涂片镜检时,在31h的发酵液中镜检发现有少量的粗壮的霉菌菌丝。同时发酵液pH由7.5下降到6.2,菌丝有自溶现象。随即采取加热60-70℃灭活并放罐至后提取工序进行处理,同时上报QA并启动偏差调查程序。根据镜检相关无菌片子并综合分析判定,为一级种子罐染霉菌带入,在一级种子罐培养中未表现出来,在二级种子罐中爆发。
(2)发酵罐染霉菌的危害。泰乐菌素发酵罐培养一般为变温培养。泰乐菌素中前期培养温度一般为30℃,以提升菌丝生长速率,使泰乐菌素提前进入到分泌阶段;组分转化期间温度范围为35-39℃,一般采取38℃促进泰乐菌素分泌后的合成。在泰乐菌素发酵罐培养过程中,夜间值班工艺人员镜检发现某罐48h发酵液中有个别粗壮的菌丝主干,发酵pH相对正常,无菌室内斜面和肉汤培养基未见明显异常。待到凌晨4点发酵周期56左右时,使用酸度计检测此罐的pH发现明显异常,已由6.75降到3.65左右,镜检发酵液片子发现已布满粗壮的霉菌菌丝,而正常的泰乐菌素发酵菌丝已大部分出现断裂,待进无菌室巡检发现其对应的二级种子罐最后2支斜面培养基已出现白色的绒毛状的霉菌杂菌。
随后等管理人员上班后将培养温度升高至 60-70℃进行灭活,然后放至后提炼进行处理。同时上报QA并启动偏差调查程序。随后在提取过程中适当增大聚合氯化铝的使用比例,板框过滤也相对正常。根据镜检相关无菌片子并综合分析判定,为二级种子罐染霉菌带入,在发酵罐中爆发。由此得出,泰乐菌素发酵染霉菌与黄霉素发酵染霉菌相似,前期发酵液溶氧较低时霉菌生长也较慢,等发酵中期溶氧较好时,霉菌繁殖速度增大。并且在显微镜下从不容易找到霉菌菌丝到其布满发酵液镜检片子,几个小时左右就可以达到。霉菌产生的毒素能抑制和杀灭泰乐菌素发酵生产菌,当霉菌菌丝布满发酵液时,正常的泰乐菌素发酵生产菌菌丝已经断裂、自溶且染色较浅,而霉菌菌丝相对染色较深、粗壮、分枝较多。
4.防治建议
(1)加强厂房的换气和通风。尤其是在夏季无菌管控困难的时候,常常因为厂房内管道小辫子、取样口蒸汽排气“熏蒸”造成厂房处在即潮湿又温暖的境地而造成发酵染霉菌,因此可以通过加强厂房的换气和通风来降低厂房环境稳湿度,减少霉菌的滋生。
(2)加强种子无菌的管控。在进行母瓶制备的时候,必须要对操作器具与摇瓶培养基、无菌间等开展严格的消毒处理,不断加强菌种室相关人员无菌操作和无菌意识的培养,以避免因为母瓶染霉菌而带入发酵生产。
(3)加强空气系统的检修和消毒。针对空气系统必须要实施定期的消毒灭菌处理、定期更换粗滤和精滤滤芯,以预防出现消毒不彻底或者是滤芯失效而导致染霉菌。同时当夏季雨季来临或者空气湿度较大的时候,总空过滤器底部或者相关空气管道末端的小辫子也要加强排气,便于排掉空气中夹杂的水汽。
(4)加强设备和阀门检修。对所有的一级种子罐、二级种子罐、发酵罐、料罐及其附属的设备管道阀门等均进行认真的检查并确保正常。
(5)加强无菌观察及跟踪。在日常生产中,做好每班对泰乐菌素发酵中的无菌检查和无菌判定,对于染菌问题做到及时发现及时反馈及时处理。
(6)染霉菌后的处理。针对染霉菌的一二级种子罐,不论多少培养周期,必须及时停止培养,并将罐温升高到 60-70℃进行灭活,然后放至后提炼进行处理;当然也可以考虑放掉部分“败料”后添加适量的新鲜培养基进行重消,再次接入新的种子,继续发酵。针对于染霉菌的发酵罐,发现后同样必须及时停止培养,并将培养温度升高到 60-70℃进行灭活,然后放至后提炼进行处理。
发现染霉菌后,为防止霉菌孢子扩散以及再次染霉菌,该染霉菌罐对应的斜面和肉汤培养基、涂片、取样瓶、烧杯等应该全面消毒并处理掉。对于染霉菌的相关一二级种子罐以及发酵罐,必须严格进行消毒处理,做好“清、洗、消”。同时厂房环境进行全面消杀并加强通风换气,监控无菌的无菌室使用新洁尔灭全面擦拭并开启紫外灯进行空间消毒。
5.结语
在泰乐菌素发酵过程中,预防染菌都是发酵车间重中之重的一项管理工作。在泰乐菌素发酵生产中染霉菌的情况相对比较少见,但是由于染霉菌对于泰乐菌素发酵生产带来的危害是相对较大的,希望通过本论文的研究相关预防措施能够成为同仁的参考。
参考文献:
[1]刘鹏.变温培养对泰乐菌素发酵的影响[J].化工管理,2019,29:10.
[2]郑向伟等.泰乐菌素发酵自动控制技术分析[J].电子技术与软件工程,2015,20:156.
[3]苏瑜.霉菌在抗生素发酵时带来的危害与防治策略[J].医药,2016,26:117.
【作者简介】郭雷(1986.03-),男,汉族,山东省济宁市人,硕士研究生学历,山东鲁抗舍里乐药业有限公司车间副主任,主要研究方向:生物制药和微生物发酵研究与管理。