維生素C發(fā)酵：兩步法，雙倍的暴露窗口，如何解決染菌問題？

維生素C的二步發(fā)酵法是中國世界首創(chuàng)工藝。全球90%以上的VC生產(chǎn)均利用我國發(fā)明的二步發(fā)酵法：第一步是單菌發(fā)酵，將D-山梨醇轉(zhuǎn)化成L-山梨糖；第二步是混合菌發(fā)酵，通過普通產(chǎn)酮古洛糖酸菌和巨大芽孢桿菌的共同作用將L-山梨糖轉(zhuǎn)化成2-酮基-L-古龍酸。

兩步法特有的風險結(jié)構(gòu)

單菌發(fā)酵是一罐到底，兩步法等于把無菌鏈主動打斷一次。第一步發(fā)酵結(jié)束后，料液要轉(zhuǎn)移、暫存、調(diào)整，才能進入第二步發(fā)酵。交接環(huán)節(jié)的管路和暫存罐是最高危部位。目前國內(nèi)維生素C的工業(yè)化生產(chǎn)普遍采用二步三級混菌發(fā)酵，在二步發(fā)酵的過程中，會因為染菌現(xiàn)象的發(fā)生使發(fā)酵的收率受到影響，嚴重的會造成放罐。

巨大芽孢桿菌對噬菌體極度敏感

在實際生產(chǎn)中，大菌極易被噬菌體污染，導致產(chǎn)2-KLG水平下降甚至發(fā)酵失敗，又進一步加大了工藝控制的難度。兩種宿主意味著兩套潛在的噬菌體風險，環(huán)境監(jiān)測的指示菌要用兩種生產(chǎn)菌分別做。維生素C發(fā)酵中所染雜菌包括噬菌體、革蘭球菌、革蘭桿菌和革蘭陽性芽孢桿菌，其中噬菌體對生產(chǎn)的危害最大。

選育抗噬菌體菌株的實踐

針對大菌易被噬菌體侵染的問題，有企業(yè)利用現(xiàn)有的生產(chǎn)菌種經(jīng)過誘變分離篩選，結(jié)合噬菌體抗性選育，最終篩選得到性狀穩(wěn)定的抗性菌株巨大芽孢桿菌，通過液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)2-KLG，產(chǎn)量穩(wěn)定。這為維生素C發(fā)酵的噬菌體防控提供了一條可行路徑。

防控要點

交接管路和暫存罐的CIP消毒要單獨驗證。種子間的分區(qū)管理，兩種菌株的器具專用化。環(huán)境監(jiān)測的指示菌用兩種生產(chǎn)菌分別做。選育抗噬菌體菌株是根本方向。