發(fā)酵罐滅菌溫度越高時間越長就越好嗎？

發(fā)酵罐滅菌，主要目的是為了無菌，在發(fā)酵車間，很多消毒工都默認(rèn)滅菌溫度越高越長，殺菌越徹底，甚至一些發(fā)酵主管也這樣認(rèn)為，尤其是具體某個發(fā)酵罐或者短時間內(nèi)好多批染菌，不由自主的就會提高滅菌溫度、延長滅菌時間。但事實上，這種操作不僅多余，對治理染菌毫無益處，還會給發(fā)酵生產(chǎn)埋下多重隱患，過高溫度過長時間的滅菌，造成營養(yǎng)大量損失，加劇培養(yǎng)基物料之間的反應(yīng)，導(dǎo)致菌體生長異常、產(chǎn)物濃度上不去。

發(fā)酵罐滅菌的關(guān)鍵目標(biāo)是殺滅培養(yǎng)基、發(fā)酵罐中的雜菌，尤其是芽孢桿菌，為生產(chǎn)菌體提供無雜菌的生長環(huán)境。但滅菌效果由溫度、時間、壓力三者協(xié)同作用（即F0值，滅菌等效時間，何為F0值，可以看本公眾號已發(fā)布的《發(fā)酵滅菌中的 F?值、D 值、Z 值，一文搞懂》），滅菌效果達(dá)到即可，過高溫度過長時間的滅菌，壞處多多。

首先，過高溫度會破壞培養(yǎng)基營養(yǎng)成分，導(dǎo)致菌體營養(yǎng)不良，間接誘發(fā)自溶。發(fā)酵培養(yǎng)基中的碳水化合物、蛋白質(zhì)、維生素、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，對溫度極為敏感。當(dāng)滅菌溫度超過125℃，且持續(xù)時間過長時，葡萄糖會發(fā)生焦糖化反應(yīng)，不僅失去營養(yǎng)價值，還會產(chǎn)生糠醛、羥甲基糠醛等有毒物質(zhì)；蛋白質(zhì)會發(fā)生變性凝固，一些親水性位點被掩蓋，無法被菌體吸收利用；維生素會被大量破壞，尤其是B族維生素，作為菌體代謝酶的輔酶，其缺失會直接導(dǎo)致菌體代謝紊亂，能量供應(yīng)不足。糖和氮還會發(fā)生美拉德反應(yīng)，進(jìn)一步降低培養(yǎng)基的營養(yǎng)水平。營養(yǎng)匱乏的菌體在后續(xù)培養(yǎng)中，易出現(xiàn)生長緩慢、活力下降的問題，當(dāng)環(huán)境壓力進(jìn)一步累積，就會觸發(fā)自溶機(jī)制。

其次，長期采用過高溫度滅菌，會加速發(fā)酵密封件的老化損壞，如果培養(yǎng)基中有腐蝕性離子或鈣鎂離子，發(fā)酵罐體易出現(xiàn)腐蝕、結(jié)垢，管路接口的密封性能下降，可能導(dǎo)致后續(xù)培養(yǎng)過程中出現(xiàn)漏氣、染菌；密封件老化后，雜菌易滲入。同時，高溫滅菌后，發(fā)酵罐內(nèi)溫度驟降，罐內(nèi)及附屬管道壓力的驟降，會造成雜菌從未發(fā)現(xiàn)的漏點進(jìn)入發(fā)酵體系。

再者，過高溫度會增加能耗，且無法提升滅菌效果。不少發(fā)酵車間人員認(rèn)為溫度越高，殺菌越徹底，卻忽略了芽孢等耐高溫微生物的殺滅，關(guān)鍵在于足夠的滅菌時間，而非極端溫度。例如，121℃、30分鐘的滅菌條件，已能有效殺滅絕大多數(shù)雜菌及芽孢，若盲目提升至130℃，不僅會消耗更多蒸汽，增加能耗成本，還會如前文所述，破壞營養(yǎng)、損傷設(shè)備，反而降低發(fā)酵成功率。更值得注意的是，部分車間因高溫滅菌導(dǎo)致培養(yǎng)基成分改變，會誤以為是菌種問題，盲目更換菌種、調(diào)整工藝，進(jìn)一步增加生產(chǎn)損耗。

那么，發(fā)酵車間正確的滅菌操作應(yīng)該遵循哪些原則？核心是按照SOP操作、滅菌過程穩(wěn)定進(jìn)行，避免溫度、壓力的驟變，消透、無漏點。首先，根據(jù)培養(yǎng)基成分確定滅菌溫度：含熱敏性營養(yǎng)物質(zhì)（如維生素、氨基酸）的培養(yǎng)基，可采用115℃、30分鐘的滅菌條件，避免營養(yǎng)破壞；普通培養(yǎng)基可采用121℃、20-30分鐘，確保滅菌效果的同時，最大限度保留營養(yǎng)。其次，嚴(yán)格控制F0值，確保滅菌等效時間達(dá)標(biāo)，而非單純延長滅菌時間或提高溫度。最后，滅菌后緩慢降溫，避免壓力驟變引起局部負(fù)壓，由于未發(fā)現(xiàn)的漏點造成染菌。

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