[發(fā)明專利]規(guī)模化培養(yǎng)光合細(xì)菌的光生物反應(yīng)器的臭氧滅菌方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210480338.2
• 申請(qǐng)日: 2012-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN102973961A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊素萍;趙春貴;孟寧生;張永軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué);石家莊乾豐生物科技有限公司
• 主分類號(hào): A61L2/20
• 分類號(hào): A61L2/20;A61L101/10
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 廖仲禧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微生物學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種規(guī)模化培養(yǎng)光合細(xì)菌的光生物反應(yīng)器的臭氧滅菌方法。

背景技術(shù)

光合細(xì)菌作為一類重要的生物資源，在農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、環(huán)境修復(fù)和治理、醫(yī)藥保健以及能源等領(lǐng)域已有深入的研究，并且在菌種資源、生產(chǎn)設(shè)備、制劑和產(chǎn)品、以及應(yīng)用等方面取得了重要進(jìn)展。但針對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐和發(fā)展的要求，仍需要著力開發(fā)光合細(xì)菌菌種資源，規(guī)模化生產(chǎn)專一性好、效果穩(wěn)定、高質(zhì)量、高穩(wěn)定性的產(chǎn)品和制劑。實(shí)現(xiàn)光合細(xì)菌制劑規(guī)模化生產(chǎn)離不開生產(chǎn)光合細(xì)菌的設(shè)備和裝置，自1980年以來，隨著光合微生物規(guī)模化應(yīng)用的需求和發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)光生物反應(yīng)器的研究和開發(fā)取得了很大進(jìn)展，使生產(chǎn)規(guī)模有了很大提高，雖然“光”是光合細(xì)菌光生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)的核心問題，但無菌操作和徹底滅菌也是生產(chǎn)高純度高活性微生物制劑成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。若生產(chǎn)過程中達(dá)到嚴(yán)格無菌要求，一旦某個(gè)環(huán)節(jié)控制不嚴(yán)而發(fā)生雜菌污染，不僅使生產(chǎn)效率降低，也使液態(tài)菌劑不純，產(chǎn)品在包裝、儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中雜菌繁殖，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì)，將嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

光生物反應(yīng)器及其與反應(yīng)器連接的裝置和連接管線能否徹底滅菌，是光合細(xì)菌純培養(yǎng)的關(guān)鍵。黃遵錫等（CN?2575103Y）為代表的采用金屬材料制備的反應(yīng)器，光照采用耐高溫玻璃窗光照設(shè)計(jì)，雖然反應(yīng)器和培養(yǎng)基能夠采用行業(yè)上公認(rèn)的高溫方式滅菌，達(dá)到高純度培養(yǎng)，但其采用外置光源，光利用率低，由于受光源的限制，罐容積不能太大，否則反應(yīng)器內(nèi)部出現(xiàn)暗區(qū)，而且也沒有解決光合細(xì)菌趨光貼壁影響光傳遞效率的問題。目前，絕大多數(shù)大型光生物反應(yīng)器和內(nèi)置光源管光生物反應(yīng)器都采用非金屬透光材料設(shè)計(jì)制造，其優(yōu)點(diǎn)是光源利用率高，也可以直接利用太陽(yáng)光，光利用率高，生產(chǎn)規(guī)模大。但采用傳統(tǒng)的高溫蒸汽滅菌很不安全，甚至損壞反應(yīng)器。雖然這些透光材料化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有很強(qiáng)的抗腐蝕性，可以使用常規(guī)的化學(xué)消毒劑消毒，但消毒留有死角，很難達(dá)到整個(gè)反應(yīng)器徹底滅菌的要求，而且消毒劑有殘留，污染環(huán)境。因而采用這類光生物反應(yīng)器，滅菌不徹底，通常采用加大菌種接種量，培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)菌群，因而很難達(dá)到高純度培養(yǎng)的要求。如何解決滅菌的問題，是光生物反應(yīng)器高效、高純度純培養(yǎng)光合細(xì)菌的關(guān)鍵。因此，建立一種適合于現(xiàn)有透光材料制造的光生物反應(yīng)器、操作簡(jiǎn)便、節(jié)能的滅菌方法是非常必要的。

臭氧具有強(qiáng)烈的殺菌作用。早在1991年，我國(guó)衛(wèi)生部頒布的“消毒技術(shù)規(guī)范”中，對(duì)臭氧的殺菌作用，使用范圍及使用方法都有明確的規(guī)定。明確肯定了臭氧的殺菌作用，其殺菌原理是：臭氧在常溫常壓下很不穩(wěn)定，很快分解成O₂和活性氧原子，活性氧原子具有很強(qiáng)的氧化殺菌作用，多余的活性氧重新結(jié)合形成O₂，因此，臭氧是一種無有害殘留的綠色殺菌劑。臭氧又是一種光譜的殺菌劑，可殺滅細(xì)菌、霉菌、芽孢、病毒和真菌等。我國(guó)的“消毒技術(shù)規(guī)范”充分說明了臭氧滅菌的原理和特點(diǎn)，為制藥廠選用臭氧滅菌工藝提供了依據(jù)，也極大地推動(dòng)了臭氧發(fā)生器制造工業(yè)的發(fā)展。盡管我國(guó)在GMP認(rèn)證過程中早已推薦了臭氧滅菌方法，但臭氧在藥品生產(chǎn)中的應(yīng)用是在近些年才熱起來，比較成功地應(yīng)用在容器的滅菌、潔凈區(qū)域凈化、車間等空間的消毒滅菌、物品表面的消毒滅菌、水的消毒滅菌以及非無菌液體制劑微生物控制中用于生產(chǎn)設(shè)備、工具、容器、貯罐和輸液、輸料管道對(duì)產(chǎn)品的污染等方面。除了在藥品生產(chǎn)中的應(yīng)用以外，由于臭氧具有廣譜、高效、快速、安全的殺毒滅菌作用和特有的除臭和清潔空氣的作用，目前在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品和飲料、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境污染的治理、飲用水處理、污水處理、畜牧養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖等各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，甚至應(yīng)用于家庭。市場(chǎng)上也有發(fā)酵罐消毒臭氧發(fā)生器的供應(yīng)，并初步應(yīng)用于傳統(tǒng)的金屬制發(fā)酵罐的消毒和滅菌，而且綠色、環(huán)保、節(jié)能，可以說是發(fā)酵行業(yè)滅菌的一場(chǎng)革命。發(fā)酵罐上連接很多管道和閥門，如何使臭氧滅菌不留死角，徹底滅菌是臭氧滅菌需要解決的關(guān)鍵問題。規(guī)模化發(fā)酵，發(fā)酵罐很多且體積較大，要求使用的臭氧發(fā)生器規(guī)模大，臭氧濃度高。若像傳統(tǒng)的蒸汽滅菌一樣，滅菌過程中將閥門適當(dāng)開啟，使臭氧氣體流動(dòng)，有利于臭氧滅菌，但臭氧排出，廠房?jī)?nèi)臭氧濃度過高，即使廠房通風(fēng)，長(zhǎng)期作業(yè)對(duì)操作人員身體有害，如何解決這一問題，也是臭氧在發(fā)酵行業(yè)上應(yīng)用的基礎(chǔ)。再者，目前所使用的發(fā)酵罐材質(zhì)多為金屬材質(zhì)，抗腐蝕、抗氧化能力強(qiáng)，尤其是不銹鋼材質(zhì)內(nèi)膽拋光發(fā)酵罐，對(duì)培養(yǎng)光合細(xì)菌而言，光利用率低，臭氧在發(fā)酵罐上使用的方法和參數(shù)工藝尚不明確的情況下，是否能用于有機(jī)玻璃等非金屬透光材料制作的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)的滅菌，是否對(duì)光生物反應(yīng)系統(tǒng)有損壞作用，造成罐體、連接管線和閥門的腐蝕和滲漏。