1、微生物產(chǎn)業(yè)之生物性危害研究行政院勞委會勞工安全衛(wèi)生研究所1文獻(xiàn)探討由於利用微生物於製程中，如：準(zhǔn)備生物培養(yǎng)液、在生物反應(yīng)器中大量生產(chǎn)微生物、分離微生物或其產(chǎn)物、處理製程中產(chǎn)生的廢棄物時，工作人員皆有可能會暴露於使用的微生物、經(jīng)基因改造之微生物、以及微生物所產(chǎn)生的產(chǎn)物，而造成工作人員健康上的潛在威脅，導(dǎo)致感染、中毒或過敏癥狀的出現(xiàn)。2文獻(xiàn)探討細(xì)菌與真菌中生產(chǎn)酵素的工作人員出現(xiàn)氣喘與似感冒之癥狀，其血液中對B. subtilis抗體效價明顯上升，並有肺功能受損的情形。Topping MD et al. 報告一家生物科技工廠使用Aspergillus niger 於其製程中，導(dǎo)致員工因暴露於空氣中A

2、. niger 的孢子與抗原物質(zhì)，以致部分員工出現(xiàn)過敏癥狀；研究認(rèn)為主要來自工廠的菌種培養(yǎng)液。Seaton and Wales也發(fā)現(xiàn)在以糖蜜（molasses）與Aspergillus niger發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的工廠員工， 出現(xiàn)過敏以及呼吸道不適； 該工作環(huán)境空氣中A. niger 濃度為490CFU/m3。3國內(nèi)的微生物產(chǎn)業(yè)可分為傳統(tǒng)食品釀造包括醬油製造、乳酸飲料製造、酒精醱酵和食醋製造新興的生物科技 菌體肥料或生物肥料、動物飼料添加物、農(nóng)業(yè)或環(huán)保生物製劑、生技製藥、檢驗試劑、人體和動物疫苗、保健或健康食品4傳統(tǒng)食品釀造主要產(chǎn)品為民生用品，其生產(chǎn)過程所使用的微生物為人類長久以來使用且認(rèn)定為可

3、食用或是對人體無害的菌種，如黴菌、酵母菌等酒精醱酵生產(chǎn)流程： 菌種培養(yǎng)（在試管中） 麴汁（24 小時） 三角瓶培養(yǎng)（24 小時） 卡式罐（24 小時） 第一酒母（酵母增殖，好氣培養(yǎng)） 第二酒母（酵母增殖，好氣培養(yǎng)） 發(fā)酵槽（23 天），產(chǎn)量：810酒精80 /天 蒸餾（15 95酒精） 檢定槽 酒精儲槽5傳統(tǒng)食品釀造醬油醱酵生產(chǎn)流程： 蛋白原料：黃豆（脫脂豆片）蒸煮 冷卻 澱粉原料：小麥炒熟 冷卻 磨碎 加種麴 製麴(溫度45 ，2 天) 成為麴豆 鹽水 發(fā)酵（時間約半年） 通氣、攪拌 抽取醬汁和黃豆渣混合物 以紗布過濾 壓榨 調(diào)煮 滅菌 裝瓶 倉儲危害：在此生產(chǎn)製程中，菌種培育和原料與菌種混

4、合二個步驟可能造成含微生物本體或其衍生物(如孢子)氣懸化，而導(dǎo)致工作人員微生物或其孢子的暴露。6菌體肥料(生物肥料)於有機(jī)肥料中添加微生物，通常有光合成菌、固氮菌、乳酸菌、放線菌等。這些微生物在土壤中可促進(jìn)肥料中有利植物生長的元素釋放，幫助植物吸收利用這些生長所需的元素，因而提高農(nóng)作物抗病力、改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)和增加產(chǎn)量。7菌體肥料(生物肥料)過程 有機(jī)原料(如豆渣、稻殼、椰子殼、麻油粕、蓖麻粕或菜仔粕)混合 有機(jī)原料醱酵（控制溫濕度和曝氣量） 醱酵腐熟達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)(溫度約10和濕度小於40%) 添加微生物(混拌) 加壓射出成小條狀顆粒 成品裝袋危害：添加微生物於醱酵腐熟的有機(jī)肥料的混拌，和將有機(jī)肥料

5、填入機(jī)器加壓射出成小條狀顆粒的過程中。由於含有微生物菌體和孢子的粉末和已呈乾燥狀態(tài)的有機(jī)肥料，在翻動和傳送過程中很容易變成氣懸微粒而漂浮在空氣中，造成作業(yè)員工由呼吸道吸入。8動物飼料添加物主要於水產(chǎn)、禽類及畜牧業(yè)養(yǎng)殖使用的動物飼料中添加微生物，類似於菌體肥料，飼料中所加入的微生物菌種包括：枯草桿菌屬、乳酸菌屬、酵母菌屬等。過程 菌種養(yǎng)分原料(包括蛋白質(zhì)、澱粉、醣類和特殊原料) 高溫殺菌 冷卻 加糖蜜及種菌 液體或固體醱酵(若為固體醱酵，則過程中需經(jīng)過數(shù)次翻動以散熱) 冷卻 乾燥 ( 磨粉) 包裝9動物飼料添加物危害可能造成作業(yè)員工微生物暴露的步驟為種菌、乾燥和包裝，暴露途徑主要為呼吸道吸入。和

6、前面所述的情形類似10農(nóng)業(yè)或環(huán)保生物製劑主要利用特定微生物在自然環(huán)境存在時，成為優(yōu)勢菌種而抑制其他有害植物生長的致病微生物或昆蟲如黴菌、細(xì)菌、病毒、紅蜘蛛等的生長繁殖，達(dá)到保護(hù)植物的作用。其原始構(gòu)想期望能取代化學(xué)農(nóng)藥的使用。經(jīng)常使用的菌種為枯草桿菌、放線菌等。11農(nóng)業(yè)或環(huán)保生物製劑(1) 固體培養(yǎng)流程： 原料淨(jìng)化滅菌 磨細(xì) 添加微生物混拌乾式培養(yǎng)乾燥包裝 (密閉作業(yè))(2) 液體培養(yǎng)流程： 種菌培養(yǎng)（在三角瓶中進(jìn)行） 50 公升醱酵槽 500 公升醱酵槽 5 公噸醱酵槽 真空濃縮 噴霧乾燥 添加增量劑和分散劑 呈孢子狀態(tài) 包裝12生技製藥主要利用培養(yǎng)特定微生物，在其生長繁殖過程中衍生具有疾病療

7、效的藥物。這些微生物中有可能經(jīng)過基因改造，例如使用Escherichia coli 加入特定的基因片段形成質(zhì)體(plasmid)，用以產(chǎn)生所要的蛋白或多勝，而製造多勝類藥品。實驗室操作培養(yǎng)流程： (1) 振盪培養(yǎng)（shaker incubation） 以酒精萃取 過濾 HPLC 分析 (2) DNA sequence 選定 植入Escherichia coli 中製成plasmid 選取特定形質(zhì)的Escherichia coli 誘發(fā)培養(yǎng)Escherichia coli 產(chǎn)生蛋白 高壓破碎菌體 染料染色 蛋白純化 蛋白性檢驗 生產(chǎn)部份13生技製藥大型醱酵的生產(chǎn)製造流程如下： 中間工廠發(fā)酵槽(5

8、0 L)培養(yǎng)成功的菌種引入發(fā)酵槽 培養(yǎng)原料中型發(fā)酵槽(500 L) 大型發(fā)酵槽(5000 L) 酸化處理(使產(chǎn)物穩(wěn)定及殺滅菌株，pH 2.5) 沉澱 萃取 濃縮 包裝14生技製藥危害為執(zhí)行品管控制的醱酵物取樣步驟實驗室操作過程中，小型菌種增殖培養(yǎng)和菌種篩選步驟，為微生物暴露可能發(fā)生的操作使用超音波細(xì)胞打碎機(jī)的實驗室並未在安全氣櫃或通風(fēng)櫥中進(jìn)行，可能有產(chǎn)生氣膠的可能15檢驗試劑業(yè)使用微生物本體或植入某一段基因片段的載體微生物，經(jīng)培養(yǎng)產(chǎn)生特定的蛋白或反轉(zhuǎn)錄核酸，然後將此蛋白或反轉(zhuǎn)錄核酸塗抹於nitrocellulose 所製成的薄膜或生物晶片上，而製成檢驗試紙或晶片，作為醫(yī)療檢驗上快速檢定有無特定

9、微生物感染的工具。16檢驗試劑危害微生物菌體暴露主要發(fā)生在實驗室的研發(fā)人員，而微生物衍生物的暴露則實驗室和生產(chǎn)裝配的人員均有可能。實驗室所產(chǎn)生含有微生物的培養(yǎng)皿和培養(yǎng)液或其他實驗過程所用的針頭、吸管、手套等的處理為自行以高壓蒸氣滅菌鍋處理後交由垃圾清運(yùn)公司處理，或未經(jīng)高壓蒸氣滅菌鍋處理，直接裝入標(biāo)示為生物性危害物(biohazardous materials)的橘紅色塑膠袋中，然後交予感染性事業(yè)廢棄物代處理業(yè)處理。17人體及動物疫苗以注入病原微生物進(jìn)動物體內(nèi)或在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，待產(chǎn)生所需的抗體、免疫血清或毒素後，然後從這些培養(yǎng)基或動物體內(nèi)取這些物質(zhì)，經(jīng)純化或滅毒處理，而製成疫苗。日本腦炎病毒 注

10、入天竺鼠腦部 動物病情發(fā)作 動物犧牲抽取腦組織 純化抗原 製成針劑特殊培養(yǎng)基滅菌 加入破傷風(fēng)菌 10 L 液體發(fā)酵筒（少量空氣流通） 毒素產(chǎn)生 離心或過濾 沉澱 精製毒素 甲醛處理以安定和減毒 透析去除甲醛 調(diào)配濃度製成疫苗18人體及動物疫苗日本腦炎病毒和破傷菌，二者屬於生物安全等級第二級的病原微生物。因為操作這類病原微生物，在製程中所使用的安全防護(hù)設(shè)備為物理性防護(hù)等級 P2 級，為裝有高性能微塵去除裝置(HEPA 過濾器)的生物安全操作櫃，其HEPA 過濾器需定期更換，並於維修或搬動時以甲醛燻蒸整個裝置。每天實驗室內(nèi)使用的材料在丟棄前先經(jīng)過滅菌處理，實驗及生產(chǎn)製造用的動物屍體以焚化爐焚燒處理

11、。人員進(jìn)入實驗及生產(chǎn)區(qū)域均洗手並換穿消毒滅菌過的工作服，於工作完成時工作服放置於指定區(qū)域內(nèi)，防護(hù)用手套及口罩丟棄於指定的桶內(nèi)，以利滅菌及銷毀19保健或健康食品利用微生物產(chǎn)生酵素或萃取其特定化學(xué)成分，這些酵素或特定化學(xué)成分基本上被認(rèn)為有提昇免疫力、排除體內(nèi)毒素和促進(jìn)抗癌作用的功效。屬於這一類的微生物包括：酵母菌、乳酸菌、紅趜菌、真菌類(如靈芝、冬蟲夏草、姬松茸、樟芝、猴頭菇(Hericium erinaceus)、舞菇(Grifola frondosa)等20保健或健康食品振盪培養(yǎng) (shaker incubation) 選取菌株 小型發(fā)酵 中間工廠發(fā)酵槽(50 L)培養(yǎng)成功的菌種(或菌絲體)引入大型發(fā)酵槽 培養(yǎng)原料 中型發(fā)酵槽(500 L) 大型發(fā)酵槽(5000 L) 沉澱 過濾 萃取 冷凍濃縮乾燥 包裝真菌孢子 洋菜膠培養(yǎng)皿或培養(yǎng)液培養(yǎng) 太空包栽種量產(chǎn)21保健或健康食品危害對