यदि आप एक पुन: प्रयोज्य स्टेनलेस-स्टील बायोरिएक्टर, चलाते हैं, तो नियम सरल है: CIP अवशेष हटाता है, SIP सूक्ष्मजीवों को मारता है, और आपको दोनों की आवश्यकता होती है उसी क्रम में।
बायोप्रोसेस इंजीनियरों और संवर्धित मांस टीमों के लिए, यह विभाजन अकादमिक नहीं है। एक पोत TOC 500 ppb से नीचे अंतिम रिंस पास कर सकता है और फिर भी नसबंदी में विफल हो सकता है। या यह SIP में ≥121.1°C तक पहुंच सकता है और फिर भी खराब सफाई से बचा हुआ NaOH, प्रोटीन मिट्टी, या बेक्ड-ऑन अवशेष ले जा सकता है। साफ का मतलब नसबंदी. के समान नहीं है।
यहाँ संक्षेप में:
- CIP प्रोटीन, लिपिड्स, मीडिया अवशेष, सेल मलबा, और स्केल को हटाने के लिए रासायनिक परिसंचरण का उपयोग करता है
- SIP एक नसबंदी लक्ष्य तक पहुँचने के लिए संतृप्त भाप का उपयोग करता है, अक्सर SAL 10⁻⁶
- CIP पहले आना चाहिए क्योंकि अवशेष भाप से सूक्ष्मजीवों को ढक सकते हैं
- CIP सत्यापन अवशेष सीमाएं, कुल्ला गुणवत्ता, स्प्रे कवरेज, और पुनरावृत्ति की जाँच करता है
- SIP सत्यापन ठंडे स्थानों, F0, और जैविक संकेतक हत्या की जाँच करता है
- लेख में, मैं चक्र चरणों, सामान्य विफलता बिंदुओं, और 500 L सत्यापन उदाहरण को TOC 76–91 ppb और F0 32 के साथ भी शामिल करता हूँ।1 मिनट
फार्मास्यूटिकल्स में CIP बनाम SIP | अंतर, प्रक्रिया, और प्रमुख साक्षात्कार प्रश्न 🧪
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त्वरित तुलना
| मानदंड | CIP | SIP |
|---|---|---|
| मुख्य कार्य | उत्पाद-संपर्क सतहों को साफ करें | बंद प्रक्रिया पथ को निष्फल करें |
| हटाता है या मारता है | अवशेष और गंदगी | जीवित सूक्ष्मजीव |
| विशिष्ट इनपुट | NaOH, एसिड, शुद्ध पानी, WFI | संतृप्त भाप, निष्फल-फ़िल्टर की गई हवा या नाइट्रोजन |
| विशिष्ट तापमान | 50°C–80°C | ≥121.1°C |
| मुख्य जाँचें | TOC, चालकता, दृश्य स्वच्छता, राइबोफ्लेविन कवरेज, बायोबर्डन | सेंसर का चयन तापमान मानचित्रण, ठंडे स्थान, जैविक संकेतक, F0 |
| सामान्य विफलता मोड | खराब स्प्रे कवरेज, कम प्रवाह, मृत पैर | फंसी हुई हवा, संघनन पूलिंग, ठंडे स्थान |
| जब उपयोग किया जाता है | फसल के बाद, नसबंदी से पहले | CIP के बाद, टीकाकरण से पहले |
तो यदि आप यह तय कर रहे हैं कि CIP या SIP अधिक महत्वपूर्ण है, तो उत्तर सीधा है: पुन: प्रयोज्य एसेप्टिक बायोरिएक्टर के लिए, एक दूसरे को प्रतिस्थापित नहीं करता. इन स्केलिंग चुनौतियों को समझना मात्रा में नसबंदी बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है।
CIP बनाम SIP तुलना तालिका
उद्देश्य, विधि और सत्यापन में मुख्य अंतर
CIP और SIP दो अलग-अलग समस्याओं का समाधान करते हैं। CIP अवशेषों को हटाता है। SIP सूक्ष्मजीवों को मारता है। संवर्धित मांस बायोरिएक्टरों में, यह अंतर महत्वपूर्ण होता है क्योंकि एक पोत साफ दिख सकता है और फिर भी नसबंदी में विफल हो सकता है, या एक नसबंदी रन पास कर सकता है जबकि पिछले बैच से उत्पाद अवशेष ले जा सकता है।
CIP को अवशेष सीमाओं के खिलाफ सत्यापित किया जाता है। SIP को नसबंदी लक्ष्यों के खिलाफ सत्यापित किया जाता है।
| विशेषता | क्लीन-इन-प्लेस (CIP) | स्टेरिलाइज़-इन-प्लेस (SIP) |
|---|---|---|
| प्राथमिक उद्देश्य | कार्बनिक और अकार्बनिक अवशेषों को हटाना | जीवित सूक्ष्मजीवों का उन्मूलन |
| लक्षित प्रदूषक | प्रोटीन, लिपिड्स, सेल डेब्रिस, मीडिया, खनिज स्केल | बैक्टीरिया, फंगी, बीजाणु, वायरस |
| विधि | उत्तेजक प्रवाह के साथ स्वचालित रासायनिक परिसंचरण | दबाव में संतृप्त भाप का इंजेक्शन |
| विशिष्ट इनपुट | NaOH (कास्टिक), फॉस्फोरिक एसिड, WFI/शुद्ध जल | संतृप्त भाप; स्टेराइल-फिल्टर्ड हवा या नाइट्रोजन |
| प्रक्रिया तापमान सीमा | 50°C–80°C (आमतौर पर 65°C के लिए क्षारीय धुलाई) [1] | ≥ 121.1°C [1] |
| सत्यापित परिणाम | दृश्य रूप से स्वच्छ; TOC ≤ 500 ppb; चालकता ≤ 1.3 μS/cm [1] | स्टेरिलिटी एश्योरेंस लेवल (SAL) 10⁻⁶ [1] |
| बैच चरण | तुरंत फसल कटाई के बाद, स्टेरलाइजेशन से पहले | CIP पूरा होने के बाद, तुरंत पूर्व-इनोकुलेशन |
| मान्यता फोकस | अवशेष सीमाएं (MACO), राइबोफ्लेविन स्प्रे कवरेज, रिन्स पानी की शुद्धता | थर्मोकपल मैपिंग (ठंडे स्थान), जैविक संकेतक, F0 लेथैलिटी |
| संवर्धित मांस प्रासंगिकता | बैचों के बीच अवशेष कैरिओवर और बायोफिल्म निर्माण को रोकता है | सुनिश्चित करता है कि महंगा वृद्धि माध्यम (अक्सर सीरम-फ्री मीडिया ऑप्टिमाइजेशन की आवश्यकता होती है) संदूषण से नहीं खोता |
एक छोटा मान्यता उदाहरण विभाजन को स्पष्ट करता है।एक सत्यापित CIP चक्र में 500 L स्टेनलेस-स्टील बायोरिएक्टर, के लिए अंतिम WFI रिंस ने TOC स्तर 76–91 ppb, प्रदान किए, जो 500 ppb स्वीकृति सीमा से काफी नीचे थे। इसके बाद के SIP चक्र ने सबसे ठंडे बिंदु पर 32.1 मिनट का F0 प्राप्त किया, और जियोबेसिलस स्टेरोथर्मोफिलस जैविक संकेतकों ने सात दिनों के ऊष्मायन के बाद कोई वृद्धि नहीं दिखाई [1] .
सरल शब्दों में, CIP सत्यापन पूछता है: क्या हर उत्पाद-संपर्क सतह को साफ किया गया? SIP सत्यापन पूछता है: क्या भाप हर ठंडे स्थान तक पर्याप्त समय तक पहुंची ताकि घातकता प्रदान की जा सके?
अगले खंड प्रत्येक चक्र को तोड़ते हैं और वास्तव में सत्यापन क्या जांचता है।
बायोरिएक्टर की सफाई में CIP कैसे काम करता है
CIP बनाम SIP: बायोरिएक्टर सफाई & नसबंदी कार्यप्रवाह
तुलना अवलोकन के बाद, सफाई चक्र स्वयं काफी सरल है: संवर्धित मांस बायोरिएक्टर में, CIP नसबंदी से पहले उत्पाद-संपर्क सतहों से प्रक्रिया की गंदगी को हटा देता है। यह चरणबद्ध रसायन का उपयोग करता है क्योंकि एक धुलाई हर प्रकार की गंदगी को नहीं हटा सकती.
विशिष्ट CIP चक्र चरण
स्टेनलेस-स्टील बायोरिएक्टर के लिए एक मानक पाँच-चरणीय CIP चक्र इस प्रकार है [1]:
| CIP चरण | विशिष्ट रसायन | तापमान | अवधि | उद्देश्य |
|---|---|---|---|---|
| पूर्व-रिंस | शुद्ध जल | 20–25°C | 5–10 मिनट | थोक मिट्टी और बड़े मलबे को हटाना |
| कास्टिक वॉश | 0.5–1.0% NaOH | 50–80°C | 20–30 मिनट | हाइड्रोलिसिस और सैपोनिफिकेशन के माध्यम से प्रोटीन और लिपिड को घोलना |
| मध्यवर्ती रिंस | शुद्ध जल | परिवेशीय | 5–10 मिनट | कास्टिक सफाई एजेंट और घुले हुए मिट्टी को बाहर निकालना |
| एसिड वॉश | 0.5–1.0% H₃PO₄ | 50–60°C | 15–20 मिनट | खनिज स्केल और अकार्बनिक जमा को हटाएं |
| अंतिम कुल्ला | WFI | परिवेश | जब तक TOC और चालकता सीमाएं पूरी नहीं होतीं | रिलीज से पहले अंतिम फ्लश |
कास्टिक वॉश अधिकांश भारी काम करता है। 65°C पर सोडियम हाइड्रॉक्साइड 40°C पर उसी समाधान की तुलना में प्रोटीन मिट्टी को हटाने में लगभग दोगुना प्रभावी है [1]. लेकिन एक सीमा है। 80°C से ऊपर, प्रोटीन डिनैचर कर सकते हैं और सतह पर चिपक सकते हैं, जिससे उन्हें हटाना कठिन हो जाता है [1].
केवल रसायन विज्ञान पर्याप्त नहीं है। यांत्रिक क्रिया भी उतनी ही महत्वपूर्ण है। प्रक्रिया पाइपिंग में, प्रवाह वेग ≥ 1.5 m/s तक पहुंचना चाहिए ताकि चिपके हुए मिट्टी को हटाने के लिए आवश्यक अशांत प्रवाह उत्पन्न हो सके [1]. पात्र के अंदर, स्प्रे उपकरण 1.7–2.1 बार (25–30 psi) पर काम करते हैं ताकि हेडप्लेट, एगिटेटर सील्स, बैफल्स, और प्रोब हाउसिंग्स को कवर किया जा सके [1]. pH और घुले हुए ऑक्सीजन प्रोब के पीछे के क्षेत्र आमतौर पर बिना कवर के होते हैं, जहां स्प्रे कवरेज असंगत हो सकता है [1].
यह बिंदु बार-बार अभ्यास में सामने आता है: कवरेज, केवल रसायन नहीं, यह तय करता है कि CIP पास होता है या नहीं. 500 L बायोरिएक्टर अध्ययन में घुले हुए ऑक्सीजन प्रोब के पीछे एक छाया क्षेत्र पाया गया। स्प्रे बॉल को 5 सेमी स्थानांतरित करने से अंतर बंद हो गया, और तीन बाद के PQ रन पास हो गए [1].
CIP सत्यापन क्या जांचता है
CIP सत्यापन पुष्टि करता है कि हर उत्पाद-संपर्क सतह को एक परिभाषित अवशेष सीमा तक साफ किया गया है और यह परिणाम बैचों में दोहराया जा सकता है।
मानक स्वीकृति मानदंड हैं:
- दृश्य निरीक्षण: कोई दृश्य अवशेष नहीं
- TOC (रिन्स पानी): ≤ 500 ppb [1]
- चालकता: ≤ 1.3 μS/cm at 25°C [1]
- बायोबर्डन: ≤ 10 CFU/100 mL [1]
- एंडोटॉक्सिन: ≤ 0.25 EU/mL [1]
राइबोफ्लेविन परीक्षण स्प्रे कवरेज की जांच करता है। 100–200 ppm समाधान को प्रसारित किया जाता है और फिर 365 nm पर UV प्रकाश के तहत निरीक्षण किया जाता है ताकि यह दिखाया जा सके कि स्प्रे पैटर्न किन क्षेत्रों को छोड़ता है [1]. ज्यामिति भी हार्डवेयर स्तर पर मायने रखती है। ASME BPE मानक L/D ≤ 2 और सतह की खुरदरापन Ra ≤ 0.5 μm पाइपिंग और फिटिंग्स में मिट्टी के फंसाव को कम करने के लिए [1] . PQ आमतौर पर MACO के नीचे तीन लगातार सफल रन की आवश्यकता होती है, जो पिछले उत्पाद के HBEL और साझा सतह क्षेत्र के आधार पर कैरीओवर सीमा है [1]. एक बार जब CIP रिलीज़ मानदंड पूरे हो जाते हैं, तो पोत SIP की ओर बढ़ता है।
बायोरिएक्टर स्टेरलाइजेशन में SIP कैसे काम करता है
मान्यताप्राप्त CIP के बाद, SIP संतृप्त भाप के साथ बंद प्रक्रिया पथ को स्टेरलाइज करता है। लक्ष्य 10⁻⁶ का स्टेरिलिटी एश्योरेंस लेवल (SAL) है। सरल शब्दों में, इसका मतलब है कि प्रक्रिया पथ में कहीं भी एक सूक्ष्मजीव के जीवित रहने की संभावना एक मिलियन में से एक से कम है [1][3].
यह तभी काम करता है जब सिस्टम पहले से ही साफ हो। अवशिष्ट मिट्टी भाप से सूक्ष्मजीवों को ढक सकती है, जो व्यवहार में एक सामान्य विफलता मोड है। और यदि आप गंदे सतहों पर उच्च तापमान की भाप डालते हैं, तो आप जैविक पदार्थ को स्टील पर बेक कर सकते हैं। इससे एक जिद्दी जैव फिल्म पीछे छूट सकती है जिसे बाद के सफाई चक्रों में हटाना कठिन होता है [1].
विशिष्ट SIP चक्र चरण
पहले, सभी पोर्ट्स को सील कर दिया जाता है और पूरा प्रवाह पथ बंद कर दिया जाता है। फिर भाप को सिस्टम से हवा को विस्थापित करने के लिए पेश किया जाता है। यह हिस्सा कभी-कभी जितना श्रेय मिलता है उससे अधिक महत्वपूर्ण होता है: फंसी हुई हवा ठंडे स्थान बनाती है, इसलिए ऑपरेटर उच्च बिंदुओं और डेड लेग्स पर वेंटिंग करते रहते हैं जब तक कि कंडेनसेट ड्रेन्स वेंट्स पर भाप नहीं दिखाते [1].
एक बार जब हवा बाहर हो जाती है, तो भाप का दबाव बढ़ा दिया जाता है जब तक कि सबसे ठंडा मैप किया गया बिंदु कम से कम 121.1°C, तक नहीं पहुंच जाता, जो संतृप्त भाप नसबंदी के लिए मानक लक्ष्य है [1][2]. फिर प्रणाली को उस तापमान पर एक सत्यापित अवधि के लिए रखा जाता है, अक्सर 20 से 30 मिनट. के लिए। इस दौरान, स्टीम ट्रैप लगातार कंडेन्सेट को हटा देते हैं। यदि कंडेन्सेट जमा हो जाता है, तो स्थानीय तापमान 5–15°C, तक गिर सकता है और यह उस स्थान पर नसबंदी खोने के लिए पर्याप्त हो सकता है [1].
ठंडा होना नियंत्रित होता है, इसे अपने आप नहीं होने दिया जाता। जैसे ही भाप संघनित होती है, प्रणाली का दबाव गिरता है। गैर-नसबंदी कमरे की हवा को खींचने से बचने के लिए, नसबंदी-फ़िल्टर की गई हवा या नाइट्रोजन जोड़ी जाती है ताकि प्रणाली को सकारात्मक दबाव में रखा जा सके [1].
एक अच्छा केस स्टडी 500 L स्टेनलेस-स्टील बायोरिएक्टर. से आता है। उस प्रणाली में, एक 125°C SIP चक्र उस बिंदु पर पहुंच गया जहां सभी मैप किए गए स्थानों ने 121.1°C को 18 मिनट . के बाद प्राप्त कर लिया था। इसके बाद 30-मिनट का होल्ड था।न्यूनतम F0 सबसे ठंडे बिंदु पर, जो कि ड्रेन पोर्ट था, 32.1 मिनट . था। पांच स्थानों पर रखे गए जैविक संकेतकों ने सात दिनों के ऊष्मायन के बाद कोई वृद्धि नहीं दिखाई [1].
क्या SIP सत्यापन जांचें
SIP सत्यापन एक सरल प्रश्न पर निर्भर करता है: क्या प्रक्रिया पथ के हर बिंदु को पर्याप्त घातक गर्मी मिली?
मुख्य मीट्रिक है F0, जिसका अर्थ है 121.1°C. पर समतुल्य संचयी मिनटों का प्रदर्शन। स्वीकृत उद्योग लक्ष्य सबसे ठंडे बिंदु पर न्यूनतम F0 15 मिनट है [1] [3].
ठंडे स्थान जोखिम को बढ़ाते हैं, इसलिए तापमान मानचित्रण उन क्षेत्रों पर केंद्रित होता है।थर्मोकपल्स आमतौर पर कंडेन्सेट ड्रेन्स, प्रोब पोर्ट्स, सैंपल वाल्व्स, और डेड लेग्स पर L/D अनुपात 2 [1].
से ऊपर के साथ रखे जाते हैं।| स्थान | जोखिम स्तर | आपूर्ति से विशिष्ट ΔT | BI आवश्यक? |
|---|---|---|---|
| ड्रेन पोर्ट / बॉटम वाल्व | उच्च | 3–8°C | हाँ |
| प्रोब पोर्ट्स (pH, DO) | मध्यम | 1–4°C | हाँ |
| डेड लेग्स (L/D > 2) | उच्च | 5–15°C | हाँ |
| सैंपल वाल्व | मध्यम | 2–5°C | हाँ |
जैविक संकेतक सूक्ष्मजीवों के नाश का प्रत्यक्ष प्रमाण जोड़ते हैं।SIP कार्य में, ये आमतौर पर Geobacillus stearothermophilus बीजाणुओं का उपयोग करते हैं क्योंकि वे अत्यधिक गर्मी प्रतिरोधी होते हैं। उनका D121 मान 1.5 से 2.0 मिनट , है और सत्यापन 12D ओवरकिल दृष्टिकोण लागू करता है ताकि 10⁶ बीजाणु जनसंख्या को 10⁻⁶ तक लाया जा सके [1] .
प्रदर्शन योग्यता के लिए, चक्र को तीन लगातार सफल रन पास करने होते हैं जिनमें सभी मैप किए गए स्थानों पर जैविक संकेतक रखे जाते हैं, इससे पहले कि इसे नियमित उपयोग के लिए जारी किया जा सके [1].
SIP को तापमान मैपिंग और जैविक संकेतकों के माध्यम से सत्यापित किया जाता है। अगला खंड दिखाता है कि कब संवर्धित मांस प्रणालियों को CIP, SIP या दोनों की आवश्यकता होती है।
संवर्धित मांस उत्पादन के लिए दोनों क्यों महत्वपूर्ण हैं
संवर्धित मांस उत्पादन में, संदूषण एक मामूली बाधा नहीं है। यह एक प्रक्रिया विफलता है जो एक बैच को पूरी तरह से रोक सकती है।एक संदूषण घटना मीडिया, उत्पाद और उत्पादन समय को समाप्त कर सकती है। यही कारण है कि CIP और SIP को अलग-अलग सत्यापन की आवश्यकता होती है.
CIP अवशेषों को हटाता है। SIP पीछे छोड़े गए किसी भी सूक्ष्मजीव को नष्ट करता है। पुन: प्रयोज्य स्टेनलेस-स्टील बायोरिएक्टरों में, ये दो चरण एक ही रिलीज़ पथ पर होते हैं, लेकिन वे अलग-अलग कार्य करते हैं।
बैच की स्थिरता दोनों प्रक्रियाओं के दोहराने योग्य होने पर निर्भर करती है। यदि CIP असंगत है, तो अवशेष संचय एक चक्र से दूसरे चक्र में बदल सकता है और सतह की स्थितियों को बदल सकता है। यदि SIP असंगत है, तो नसबंदी की गारंटी नहीं दी जा सकती है, जिससे संस्कृति में संदूषण के प्रवेश का जोखिम बढ़ जाता है।
जब किसी प्रक्रिया को CIP, SIP या दोनों की आवश्यकता होती है
पुन: प्रयोज्य स्टेनलेस-स्टील बायोरिएक्टरों के लिए, प्रत्येक बैच से पहले दोनों CIP और SIP की आवश्यकता होती है. CIP अवशेषों को साफ करता है, फिर SIP 10⁻⁶ की नसबंदी आश्वासन स्तर प्रदान करता है जो कि एसेप्टिक बायोप्रोसेसिंग के लिए आवश्यक है [1] [3].
SIP अपने आप में असामान्य है। यह केवल उन मामलों में फिट बैठता है जहां उपकरण पहले से ही साफ है लेकिन फिर भी नसबंदी की आवश्यकता है। CIP अपने आप में गैर-नसबंदी प्रक्रिया चरणों के लिए काम करता है, लेकिन यह SIP के लिए खड़ा नहीं हो सकता जहां नसबंदी की आवश्यकता है [3].
उपकरण डिजाइन भी महत्वपूर्ण है। ASME BPE दिशानिर्देश L/D ≤ 2 का डेड लेग अनुपात और Ra ≤ 0.5 μm की सतह खुरदरापन निर्धारित करते हैं ताकि सफाई और भाप प्रवेश का काम सही तरीके से हो सके [1] .
निष्कर्ष: सफाई और नसबंदी अलग-अलग समस्याओं का समाधान करते हैं
व्यावहारिक नियम सरल है: पहले साफ करें, फिर नसबंदी करें.
CIP और SIP एक साथ काम करते हैं, लेकिन वे परस्पर विनिमेय नहीं हैं।CIP अवशेषों को मान्य रासायनिक और सूक्ष्मजीवविज्ञानी सीमाओं तक हटाता है। SIP जीवाणुओं को एक परिभाषित नसबंदी आश्वासन स्तर तक नष्ट करता है। निर्जंतुशोधन में, दोनों की आवश्यकता होती है, और क्रम नहीं बदलता: CIP हमेशा पहले आता है [1] [3]. एक पोत को दोनों मान्य CIP और मान्य SIP का समर्थन करना चाहिए।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
क्या SIP, CIP की जगह ले सकता है?
नहीं। SIP CIP की जगह नहीं ले सकता क्योंकि दोनों प्रक्रियाएं अलग-अलग काम करती हैं, और CIP पहले आना चाहिए।
CIP जैव-रिएक्टर सतहों से भौतिक अवशेष जैसे कि वृद्धि माध्यम और कोशिका मलबे को हटाता है। SIP फिर सूक्ष्मजीवों को समाप्त करने के लिए संतृप्त भाप का उपयोग करता है। यदि CIP छोड़ दिया जाता है, तो अवशेष रह सकते हैं और नसबंदी के दौरान पक सकते हैं, जिससे संदूषण का जोखिम बढ़ जाता है।
SIP में F0 का क्या मतलब है?
Sterilise-in-Place (SIP) प्रणालियों में, F0 कुल समकक्ष समय है, मिनटों में, एक संदर्भ तापमान पर 121.1 °C.
मान्यता के दौरान, इंजीनियर इसका उपयोग यह जांचने के लिए करते हैं कि बायोरिएक्टर या पाइपिंग के सबसे ठंडे बिंदु को सूक्ष्मजीव निष्क्रियता के लिए पर्याप्त गर्मी मिली है।
संवर्धित मांस उत्पादन में, मान्यता आमतौर पर कम से कम F0 15 मिनट.
की मांग करती है।ठंडे स्थान क्यों महत्वपूर्ण हैं?
ठंडे स्थान महत्वपूर्ण हैं क्योंकि ये Sterilise-in-Place (SIP) के दौरान गर्म करने के लिए सबसे कठिन स्थान होते हैं। मान्यता के दौरान, इन बिंदुओं को एक निर्धारित समय के लिए 121.1 °C पर रहना चाहिए ताकि सभी जीवित सूक्ष्मजीव मारे जा सकें।
यदि कोई ठंडा स्थान लक्षित तापमान तक नहीं पहुँचता है, तो यह संदूषकों को आश्रय दे सकता है और पूरे संवर्धित मांस बैच को जोखिम में डाल सकता है।