發(fā)酵工業(yè)與發(fā)酵工程-07染菌的防治

第七章發(fā)酵染菌及其防治發(fā)酵過(guò)程中除了生產(chǎn)菌以外，還有其它菌生長(zhǎng)繁殖。什么是染菌？染菌的影響發(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。造成大量原材料的浪費(fèi)，在經(jīng)濟(jì)上造成巨大損失擾亂生產(chǎn)秩序，破壞生產(chǎn)計(jì)劃。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。影響產(chǎn)品外觀及內(nèi)在質(zhì)量。青霉素：產(chǎn)青霉素酶的雜菌疫苗：全部廢棄檸檬酸：主要防止前期染菌谷氨酸：噬菌體危害大肌苷、肌苷酸：易染菌一、染菌對(duì)不同發(fā)酵過(guò)程的影響：第一節(jié)染菌對(duì)發(fā)酵的影響二、不同種類(lèi)的雜菌對(duì)發(fā)酵的影響青霉素發(fā)酵：污染細(xì)短產(chǎn)氣桿菌比粗大桿菌的危害大鏈霉素發(fā)酵：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四環(huán)素發(fā)酵：污染雙球菌、芽孢桿菌和夾膜桿菌的危害較大檸檬酸發(fā)酵：最怕污染青霉菌肌苷、肌苷酸發(fā)酵：污染芽孢桿菌的危害最大谷氨酸發(fā)酵：最怕污染噬菌體高溫淀粉酶發(fā)酵：污染芽孢桿菌和噬菌體的危害較大三、不同染菌時(shí)間對(duì)發(fā)酵的影響種子培養(yǎng)期染菌：已造成多個(gè)發(fā)酵罐染菌；發(fā)酵前期染菌：雜菌與生產(chǎn)菌爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)成分，干擾生產(chǎn)菌的繁殖和產(chǎn)物的形成發(fā)酵中期染菌：嚴(yán)重干擾生產(chǎn)菌的繁殖和產(chǎn)物的生成發(fā)酵后期染菌：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。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。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)量的影響對(duì)過(guò)濾的影響：發(fā)酵液的粘度加大；菌體大多自溶；由于發(fā)酵不徹底，基質(zhì)的殘留濃度增加。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)平衡大幅度降低過(guò)濾收率造成的后果：有機(jī)溶劑萃取工藝：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，使水相和溶劑相難以分開(kāi)。離子交換工藝：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，大大降低離子交換樹(shù)脂的交換量。對(duì)提取的影響對(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：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，影響產(chǎn)品的外觀。對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響一、發(fā)酵染菌后的異?，F(xiàn)象1、種子培養(yǎng)染菌后的異常現(xiàn)象（1）菌體濃度異常（2）理化指標(biāo)異常（3）代謝不正常第二節(jié)染菌的檢查、分析和防治（1）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)量差；菌體自溶。（2）pH不正常：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。（3）溶解氧異常染菌：染好氧菌，染厭氧菌2、發(fā)酵異常（4）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。（5）代謝異常1、染菌的檢查（1）顯微鏡檢查法（最簡(jiǎn)單、最直接、最經(jīng)常）（2）肉湯培養(yǎng)基檢查法（酚紅變色pH6.8-8）（3）平板劃線培養(yǎng)或斜面培養(yǎng)檢查法；平板制好后，應(yīng)先保溫24小時(shí)，確定無(wú)菌（4）雙層平板培養(yǎng)法二、染菌的檢查與判斷（一）發(fā)酵的染菌率發(fā)酵染菌批數(shù)總投料批數(shù)總?cè)揪剩健?00％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)水平等有關(guān)。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。（2）主要染菌原因：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)。（二）染菌原因分析

雜菌是耐熱的芽孢桿菌（滅菌、死角）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）雜菌是真菌(設(shè)備滲漏，無(wú)菌操作不徹底等）（3）染菌的雜菌種類(lèi)分析：大批量發(fā)酵罐染菌：種子、空氣；

前期：種子帶菌，滅菌問(wèn)題；

中后期：空氣帶菌；部分發(fā)酵罐染菌：前期：種子帶菌，滅菌問(wèn)題；

中后期：補(bǔ)料系統(tǒng)和加泡系統(tǒng)；個(gè)別發(fā)酵罐連續(xù)染菌：設(shè)備滲漏（4）染菌的規(guī)模分析種子培養(yǎng)階段：種子，滅菌，操作；發(fā)酵前期：種子，滅菌，操作；發(fā)酵后期：空氣，補(bǔ)料，設(shè)備滲漏，泡沫（5）染菌的時(shí)間分析1、種子帶菌及防止（1）菌種在培養(yǎng)或保存過(guò)程中受污染（試管塞，查看的時(shí)候要注意）（2）培養(yǎng)基及用具滅菌要徹底，應(yīng)防止假壓；（3）菌種在轉(zhuǎn)接過(guò)程中受污染：操作不當(dāng)，管理不嚴(yán)；（緩沖間）第三節(jié)染菌途徑及預(yù)防2、無(wú)菌空氣帶菌及其防止：流程設(shè)計(jì)，介質(zhì)滅菌（1）原料性狀：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；可升溫前攪拌和加淀粉酶。（2）實(shí)罐滅菌時(shí)未充分排除罐內(nèi)空氣：造成假壓，升溫時(shí)，應(yīng)打開(kāi)排氣等閥門(mén)放氣。3、培養(yǎng)基和設(shè)備滅菌不徹底導(dǎo)致染菌及防治（3）連續(xù)滅菌時(shí)，蒸汽壓力波動(dòng)大，培養(yǎng)基未達(dá)到滅菌溫度，導(dǎo)致滅菌不徹底。死角：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)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。（4）設(shè)備和管道存在“死角”發(fā)酵罐內(nèi)的部件及其支撐件發(fā)酵罐制作不當(dāng)罐底部堆積培養(yǎng)基中的固性物質(zhì)管道安裝不當(dāng)形成的死角常見(jiàn)的設(shè)備、管道“死角”（1）發(fā)酵設(shè)備、管道、閥門(mén)長(zhǎng)期使用，由于腐蝕、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，用浸濕酚酞指示劑的白布擦，有滲漏則白布顯紅色。4、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導(dǎo)致滅菌不徹底。5、操作失誤導(dǎo)致染菌及其防治（1）噬菌體污染的預(yù)防①凈化生產(chǎn)環(huán)境，消滅污染源②做好環(huán)境衛(wèi)生，消滅噬菌體與雜菌③嚴(yán)防噬菌體與雜菌進(jìn)入種子罐或發(fā)酵罐內(nèi)④改進(jìn)設(shè)備裝置，消滅死角

⑤防止操作失誤6、噬菌體污染和防治①并罐法②轉(zhuǎn)換使用菌種或使用抗性菌株③放罐重消法④罐內(nèi)滅噬菌體的方法⑤添加噬菌體抑制劑的方法（2）污染噬菌體后的處理方法種子培養(yǎng)期染菌的處理

滅菌、重新制種、倒種發(fā)酵前期染菌的處理發(fā)酵中后期染菌的處理

廢液應(yīng)加熱至120℃，保持30min才能放罐染菌后對(duì)設(shè)備