發(fā)酵工業(yè)與發(fā)酵工程_07染菌的防治

1、第七章第七章 發(fā)酵染菌及其防治發(fā)酵染菌及其防治發(fā)酵過(guò)程中除了生產(chǎn)菌以外，還有其它菌生發(fā)酵過(guò)程中除了生產(chǎn)菌以外，還有其它菌生長(zhǎng)繁殖。長(zhǎng)繁殖。什么是染菌？什么是染菌？染菌的影響染菌的影響u發(fā)酵過(guò)程污染雜菌，會(huì)嚴(yán)重的影響生產(chǎn)，是發(fā)酵工發(fā)酵過(guò)程污染雜菌，會(huì)嚴(yán)重的影響生產(chǎn)，是發(fā)酵工業(yè)的致命傷。業(yè)的致命傷。u造成大量原材料的浪費(fèi)，在經(jīng)濟(jì)上造成巨大損失造成大量原材料的浪費(fèi)，在經(jīng)濟(jì)上造成巨大損失u擾亂生產(chǎn)秩序，破壞生產(chǎn)計(jì)劃。擾亂生產(chǎn)秩序，破壞生產(chǎn)計(jì)劃。u遇到連續(xù)染菌，特別在找不到染菌原因往往會(huì)影響遇到連續(xù)染菌，特別在找不到染菌原因往往會(huì)影響人們的情緒和生產(chǎn)積極性。人們的情緒和生產(chǎn)積極性。u影響產(chǎn)品外觀及內(nèi)在質(zhì)

2、量。影響產(chǎn)品外觀及內(nèi)在質(zhì)量。青霉素：青霉素：產(chǎn)青霉素酶的雜菌產(chǎn)青霉素酶的雜菌疫苗：疫苗：全部廢棄全部廢棄檸檬酸：檸檬酸：主要防止前期染菌主要防止前期染菌谷氨酸：谷氨酸：噬菌體危害大噬菌體危害大肌苷、肌苷酸：肌苷、肌苷酸：易染菌易染菌一、 染菌對(duì)不同發(fā)酵過(guò)程的影響：染菌對(duì)不同發(fā)酵過(guò)程的影響： 第一節(jié)第一節(jié) 染菌對(duì)發(fā)酵的影響染菌對(duì)發(fā)酵的影響二、不同種類的雜菌對(duì)發(fā)酵的影響二、不同種類的雜菌對(duì)發(fā)酵的影響 青霉素發(fā)酵：青霉素發(fā)酵：污染細(xì)短產(chǎn)氣桿菌比粗大桿菌的污染細(xì)短產(chǎn)氣桿菌比粗大桿菌的危害大危害大 鏈霉素發(fā)酵：鏈霉素發(fā)酵：污染細(xì)短桿菌、假單孢桿菌和產(chǎn)污染細(xì)短桿菌、假單孢桿菌和產(chǎn)氣桿菌比粗大桿菌的危害大氣

3、桿菌比粗大桿菌的危害大 四環(huán)素發(fā)酵：四環(huán)素發(fā)酵：污染雙球菌、芽孢桿菌和夾膜桿污染雙球菌、芽孢桿菌和夾膜桿菌的危害較大菌的危害較大 檸檬酸發(fā)酵：檸檬酸發(fā)酵：最怕污染青霉菌最怕污染青霉菌 肌苷、肌苷酸發(fā)酵：肌苷、肌苷酸發(fā)酵：污染芽孢桿菌的危害最大污染芽孢桿菌的危害最大 谷氨酸發(fā)酵：谷氨酸發(fā)酵：最怕污染噬菌體最怕污染噬菌體 高溫淀粉酶發(fā)酵：高溫淀粉酶發(fā)酵：污染芽孢桿菌和噬菌體的危污染芽孢桿菌和噬菌體的危害較大害較大三、不同染菌時(shí)間對(duì)發(fā)酵的影響三、不同染菌時(shí)間對(duì)發(fā)酵的影響 種子培養(yǎng)期染菌：種子培養(yǎng)期染菌：已造成多個(gè)發(fā)酵罐染菌；已造成多個(gè)發(fā)酵罐染菌； 發(fā)酵前期染菌：發(fā)酵前期染菌：雜菌與生產(chǎn)菌爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)成分

4、，雜菌與生產(chǎn)菌爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)成分，干擾生產(chǎn)菌的繁殖和產(chǎn)物的形成干擾生產(chǎn)菌的繁殖和產(chǎn)物的形成 發(fā)酵中期染菌：發(fā)酵中期染菌：嚴(yán)重干擾生產(chǎn)菌的繁殖和產(chǎn)物嚴(yán)重干擾生產(chǎn)菌的繁殖和產(chǎn)物的生成的生成 發(fā)酵后期染菌：發(fā)酵后期染菌：如雜菌量不大，可繼續(xù)發(fā)酵。如雜菌量不大，可繼續(xù)發(fā)酵。如污染嚴(yán)重，可采取措施提前放罐如污染嚴(yán)重，可采取措施提前放罐 染菌程度越大，即進(jìn)入發(fā)酵罐的雜菌數(shù)目越多，染菌程度越大，即進(jìn)入發(fā)酵罐的雜菌數(shù)目越多，對(duì)發(fā)酵的危害越大。對(duì)發(fā)酵的危害越大。 染少量雜菌，有時(shí)可以容忍；染少量雜菌，有時(shí)可以容忍； 前期和中期染菌，應(yīng)結(jié)合染菌程度綜合考慮。前期和中期染菌，應(yīng)結(jié)合染菌程度綜合考慮。 四、染菌程度對(duì)發(fā)酵的

5、影響四、染菌程度對(duì)發(fā)酵的影響五、染菌對(duì)產(chǎn)物提取和產(chǎn)品質(zhì)量的影響五、染菌對(duì)產(chǎn)物提取和產(chǎn)品質(zhì)量的影響對(duì)過(guò)濾的影響：對(duì)過(guò)濾的影響：v發(fā)酵液的粘度加大；發(fā)酵液的粘度加大；v菌體大多自溶；菌體大多自溶；v由于發(fā)酵不徹底，基質(zhì)的殘留濃度增加。由于發(fā)酵不徹底，基質(zhì)的殘留濃度增加。u過(guò)濾時(shí)間拉長(zhǎng)，影響設(shè)備的周轉(zhuǎn)使用，破壞過(guò)濾時(shí)間拉長(zhǎng)，影響設(shè)備的周轉(zhuǎn)使用，破壞生產(chǎn)平衡生產(chǎn)平衡u大幅度降低過(guò)濾收率大幅度降低過(guò)濾收率造成的后果：造成的后果：有機(jī)溶劑萃取工藝：有機(jī)溶劑萃取工藝：染菌的發(fā)酵液含有更多染菌的發(fā)酵液含有更多的水溶性蛋白質(zhì)，易發(fā)生乳化，使水相和溶劑的水溶性蛋白質(zhì)，易發(fā)生乳化，使水相和溶劑相難以分開(kāi)。相難以分開(kāi)

6、。離子交換工藝：離子交換工藝：雜菌易粘附在離子交換樹(shù)脂雜菌易粘附在離子交換樹(shù)脂表面或被離子交換樹(shù)脂吸附，大大降低離子交表面或被離子交換樹(shù)脂吸附，大大降低離子交換樹(shù)脂的交換量。換樹(shù)脂的交換量。對(duì)提取的影響對(duì)提取的影響對(duì)內(nèi)在質(zhì)量的影響：對(duì)內(nèi)在質(zhì)量的影響：染菌的發(fā)酵液含有較多的染菌的發(fā)酵液含有較多的蛋白質(zhì)和其它雜質(zhì)。對(duì)產(chǎn)品的純度有較大影響。蛋白質(zhì)和其它雜質(zhì)。對(duì)產(chǎn)品的純度有較大影響。對(duì)產(chǎn)品外觀的影響：對(duì)產(chǎn)品外觀的影響：一些染菌的發(fā)酵液經(jīng)處理一些染菌的發(fā)酵液經(jīng)處理過(guò)濾后得到澄清的發(fā)酵液，放置后會(huì)出現(xiàn)混濁，過(guò)濾后得到澄清的發(fā)酵液，放置后會(huì)出現(xiàn)混濁，影響產(chǎn)品的外觀。影響產(chǎn)品的外觀。對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量

7、的影響一、發(fā)酵染菌后的異?，F(xiàn)象一、發(fā)酵染菌后的異?，F(xiàn)象1 1、種子培養(yǎng)染菌后的異?，F(xiàn)象、種子培養(yǎng)染菌后的異?，F(xiàn)象（1 1）菌體菌體濃度異常濃度異常（2 2）理化指標(biāo)異常理化指標(biāo)異常（3 3）代謝不正常代謝不正常第二節(jié)第二節(jié) 染菌的檢查、分析和防治染菌的檢查、分析和防治（1）菌體濃度過(guò)高或過(guò)低）菌體濃度過(guò)高或過(guò)低 罐溫長(zhǎng)時(shí)間偏高；溶氧不足；營(yíng)養(yǎng)條件差；種子質(zhì)罐溫長(zhǎng)時(shí)間偏高；溶氧不足；營(yíng)養(yǎng)條件差；種子質(zhì)量差；菌體自溶。量差；菌體自溶。（2 2）pHpH不正常：不正常：培養(yǎng)基質(zhì)量、滅菌效果、補(bǔ)糖等影響；培養(yǎng)基質(zhì)量、滅菌效果、補(bǔ)糖等影響；是所有代謝反應(yīng)的綜合反映。是所有代謝反應(yīng)的綜合反映。（3 3）溶

8、解氧異常）溶解氧異常 染菌：染好氧菌，染厭氧菌染菌：染好氧菌，染厭氧菌2 2、發(fā)酵異常、發(fā)酵異常（4）泡沫過(guò)多）泡沫過(guò)多 泡沫的消長(zhǎng)不符合規(guī)律；培養(yǎng)基滅菌時(shí)溫度泡沫的消長(zhǎng)不符合規(guī)律；培養(yǎng)基滅菌時(shí)溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，葡萄糖變成氨基糖會(huì)引起泡過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，葡萄糖變成氨基糖會(huì)引起泡沫。沫。（5）代謝異常）代謝異常1、染菌的檢查、染菌的檢查（1）顯微鏡檢查法顯微鏡檢查法（最簡(jiǎn)單、最直接、最經(jīng)常）（最簡(jiǎn)單、最直接、最經(jīng)常）（2）肉湯培養(yǎng)基檢查法肉湯培養(yǎng)基檢查法（酚紅變色（酚紅變色pH6.8-8）（3）平板劃線培養(yǎng)或斜面培養(yǎng)檢查法平板劃線培養(yǎng)或斜面培養(yǎng)檢查法； 平板制好后，應(yīng)先保溫平板制好后，應(yīng)先保溫2

9、4小時(shí)，確定無(wú)菌小時(shí)，確定無(wú)菌（4）雙層平板培養(yǎng)法雙層平板培養(yǎng)法二、染菌的檢查與判二、染菌的檢查與判斷斷（一）發(fā)酵的染菌率（一）發(fā)酵的染菌率發(fā)酵染菌批數(shù)發(fā)酵染菌批數(shù)總投料批數(shù)總投料批數(shù)總?cè)揪士側(cè)揪?100 染菌率與發(fā)酵的菌種、培養(yǎng)基、產(chǎn)品性質(zhì)、染菌率與發(fā)酵的菌種、培養(yǎng)基、產(chǎn)品性質(zhì)、發(fā)酵周期、生產(chǎn)環(huán)境條件設(shè)備和管理技術(shù)發(fā)酵周期、生產(chǎn)環(huán)境條件設(shè)備和管理技術(shù)水平等有關(guān)。水平等有關(guān)。三、發(fā)酵染菌率和染菌原因分析三、發(fā)酵染菌率和染菌原因分析（1）染菌原因分析就是總結(jié)染菌的教訓(xùn)，防范于未然。）染菌原因分析就是總結(jié)染菌的教訓(xùn)，防范于未然。（2）主要染菌原因：種子帶菌，無(wú)菌空氣帶菌，設(shè)備滲）主要染菌原因：

10、種子帶菌，無(wú)菌空氣帶菌，設(shè)備滲漏，滅菌不徹底，操作管理不當(dāng)。漏，滅菌不徹底，操作管理不當(dāng)。（二）染菌原因分析（二）染菌原因分析u 雜菌是耐熱的芽孢桿菌（滅菌、死角）雜菌是耐熱的芽孢桿菌（滅菌、死角）u 雜菌是不耐熱菌（種子帶菌、空氣帶菌，設(shè)雜菌是不耐熱菌（種子帶菌、空氣帶菌，設(shè)備滲漏，管理操作等）備滲漏，管理操作等）u 雜菌是真菌雜菌是真菌(設(shè)備滲漏，無(wú)菌操作不徹底等）設(shè)備滲漏，無(wú)菌操作不徹底等）（3）染菌的雜菌種類分析：）染菌的雜菌種類分析： 大批量發(fā)酵罐染菌：大批量發(fā)酵罐染菌：種子、空氣；種子、空氣； 前期：前期：種子帶菌，滅菌問(wèn)題；種子帶菌，滅菌問(wèn)題； 中后期：中后期：空氣帶菌；空氣帶菌

11、； 部分發(fā)酵罐染菌：部分發(fā)酵罐染菌： 前期：前期：種子帶菌，滅菌問(wèn)題；種子帶菌，滅菌問(wèn)題； 中后期：中后期：補(bǔ)料系統(tǒng)和加泡系統(tǒng)；補(bǔ)料系統(tǒng)和加泡系統(tǒng)； 個(gè)別發(fā)酵罐連續(xù)染菌：個(gè)別發(fā)酵罐連續(xù)染菌：設(shè)備滲漏設(shè)備滲漏（4）染菌的規(guī)模分析）染菌的規(guī)模分析 種子培養(yǎng)階段：種子培養(yǎng)階段：種子，滅菌，操作；種子，滅菌，操作； 發(fā)酵前期：發(fā)酵前期：種子，滅菌，操作；種子，滅菌，操作； 發(fā)酵后期：發(fā)酵后期：空氣，補(bǔ)料，設(shè)備滲漏，泡沫空氣，補(bǔ)料，設(shè)備滲漏，泡沫（5）染菌的時(shí)間分析）染菌的時(shí)間分析1、種子帶菌及防止、種子帶菌及防止（1）菌種在培養(yǎng)或保存過(guò)程中受污染菌種在培養(yǎng)或保存過(guò)程中受污染（試管塞，查看（試管塞，查看

12、的時(shí)候要注意）的時(shí)候要注意）（2）培養(yǎng)基及用具滅菌要徹底，應(yīng)防止假壓；培養(yǎng)基及用具滅菌要徹底，應(yīng)防止假壓；（3）菌種在轉(zhuǎn)接過(guò)程中受污染：菌種在轉(zhuǎn)接過(guò)程中受污染：操作不當(dāng)，管理不嚴(yán)；操作不當(dāng)，管理不嚴(yán)；（緩沖間）（緩沖間）第三節(jié)第三節(jié) 染菌途徑及預(yù)防染菌途徑及預(yù)防2、無(wú)菌空氣帶菌及其防止：、無(wú)菌空氣帶菌及其防止： 流程設(shè)計(jì)，介質(zhì)滅菌流程設(shè)計(jì)，介質(zhì)滅菌（1）原料性狀：）原料性狀：淀粉質(zhì)原料，升溫過(guò)快或混合不均勻，淀粉質(zhì)原料，升溫過(guò)快或混合不均勻，易結(jié)塊，團(tuán)塊中包埋的活菌不易殺滅；可升溫前攪拌易結(jié)塊，團(tuán)塊中包埋的活菌不易殺滅；可升溫前攪拌和加淀粉酶。和加淀粉酶。（2）實(shí)罐滅菌時(shí)未充分排除罐內(nèi)空氣：）

13、實(shí)罐滅菌時(shí)未充分排除罐內(nèi)空氣：造成假壓，升造成假壓，升溫時(shí)，應(yīng)打開(kāi)排氣等閥門放氣。溫時(shí)，應(yīng)打開(kāi)排氣等閥門放氣。3、培養(yǎng)基培養(yǎng)基和設(shè)備滅菌不徹底導(dǎo)致染菌及防治和設(shè)備滅菌不徹底導(dǎo)致染菌及防治（3）連續(xù)）連續(xù)滅菌滅菌時(shí)，蒸汽壓力波動(dòng)大，時(shí)，蒸汽壓力波動(dòng)大，培養(yǎng)基未培養(yǎng)基未達(dá)到滅菌溫度，達(dá)到滅菌溫度，導(dǎo)致滅菌不徹底。導(dǎo)致滅菌不徹底。死角：死角：由于操作、設(shè)備結(jié)構(gòu)、安裝或人為造成的屏由于操作、設(shè)備結(jié)構(gòu)、安裝或人為造成的屏障等原因，引起蒸汽不能有效到達(dá)或不能充分到達(dá)障等原因，引起蒸汽不能有效到達(dá)或不能充分到達(dá)預(yù)定應(yīng)該到達(dá)的局部滅菌部位，從而不能達(dá)到徹底預(yù)定應(yīng)該到達(dá)的局部滅菌部位，從而不能達(dá)到徹底滅菌的要求

14、。滅菌的要求。（4）設(shè)備和管道存在）設(shè)備和管道存在“死角死角”u發(fā)酵罐內(nèi)的部件及其支撐件發(fā)酵罐內(nèi)的部件及其支撐件u發(fā)酵罐制作不當(dāng)發(fā)酵罐制作不當(dāng)u罐底部堆積培養(yǎng)基中的固性物質(zhì)罐底部堆積培養(yǎng)基中的固性物質(zhì)u管管道安裝不當(dāng)形成的死角道安裝不當(dāng)形成的死角常見(jiàn)的設(shè)備、管道常見(jiàn)的設(shè)備、管道“死角死角” （1）發(fā)酵設(shè)備、管道、閥門長(zhǎng)期使用，由于腐蝕、）發(fā)酵設(shè)備、管道、閥門長(zhǎng)期使用，由于腐蝕、摩擦和振動(dòng)等原因，造成滲漏。摩擦和振動(dòng)等原因，造成滲漏。 （2）微小滲漏的檢查：加入堿性水，用浸濕酚酞）微小滲漏的檢查：加入堿性水，用浸濕酚酞 指示劑的白布擦，有滲漏則白布顯紅色。指示劑的白布擦，有滲漏則白布顯紅色。4

15、4、設(shè)備滲漏引起的染菌及其防止、設(shè)備滲漏引起的染菌及其防止（1）滅菌過(guò)程中嚴(yán)防泡沫升頂，盡可能添加）滅菌過(guò)程中嚴(yán)防泡沫升頂，盡可能添加消泡劑防止泡沫大量產(chǎn)生；消泡劑防止泡沫大量產(chǎn)生；（2）傳感器探頭用化學(xué)試劑浸泡法滅菌可能）傳感器探頭用化學(xué)試劑浸泡法滅菌可能導(dǎo)致滅菌不徹底。導(dǎo)致滅菌不徹底。5 5、操作失誤導(dǎo)致染菌及其防治、操作失誤導(dǎo)致染菌及其防治（1）噬菌體污染的預(yù)防）噬菌體污染的預(yù)防 凈化生產(chǎn)環(huán)境，消滅污染源凈化生產(chǎn)環(huán)境，消滅污染源 做好環(huán)境衛(wèi)生，消滅噬菌體與雜菌做好環(huán)境衛(wèi)生，消滅噬菌體與雜菌 嚴(yán)防噬菌體與雜菌進(jìn)入種子罐或發(fā)酵罐內(nèi)嚴(yán)防噬菌體與雜菌進(jìn)入種子罐或發(fā)酵罐內(nèi) 改進(jìn)設(shè)備裝置，消滅死角改進(jìn)設(shè)備裝置，消滅死角 防止操作失誤防止操作失誤6 6、噬菌體污染和防治、噬菌體污染和防治 并罐法并罐法 轉(zhuǎn)換使用菌種或使用抗性菌株轉(zhuǎn)換使用菌種或使用抗性菌株 放罐重消法放罐重消法 罐內(nèi)滅噬菌體的方法罐內(nèi)滅噬菌體的方法 添加噬菌體抑制劑的方法添加噬菌體抑制劑的方法（2 2）污染噬菌體后的處理方法）污染噬菌體后的處理方法 種子培養(yǎng)期染菌的處理種子培養(yǎng)期染菌的處理 滅菌、重新制種、倒種滅菌、重新制種、倒種 發(fā)酵前期染菌的處理發(fā)酵前期染菌的處理 發(fā)酵中后期染菌的處理發(fā)酵中后期染菌的處理 廢液應(yīng)加熱至廢液應(yīng)加熱至120，保持，保持30min才能放罐才能放罐 染菌后對(duì)設(shè)