發(fā)酵過程中染菌及其防治

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1、第八章第八章發(fā)酵過程染菌及其防治發(fā)酵過程染菌及其防治張海龍山東教育學(xué)院生物系ShanDongInstituteofEducation發(fā)酵染菌：指在發(fā)酵過程中生產(chǎn)菌以外的其他微生物侵入了發(fā)酵系統(tǒng)，從而使發(fā)酵過程失去真正意義上的純種培養(yǎng)。據(jù)報(bào)道，國(guó)外抗生素發(fā)酵染菌率為2％～5％，國(guó)內(nèi)的青霉素發(fā)酵染菌率2％，鏈霉素、紅霉素和四環(huán)素發(fā)酵染菌率5％，谷氨酸發(fā)酵噬菌體感染率1％～2％。第一節(jié)第一節(jié)染菌對(duì)發(fā)酵的影響染菌對(duì)發(fā)酵的影響一、染菌對(duì)不同發(fā)酵過程的影響二、染菌發(fā)生的不同時(shí)間對(duì)發(fā)酵的影響三、不同染菌途徑對(duì)發(fā)酵的影響四、染菌對(duì)產(chǎn)物提取和產(chǎn)品質(zhì)量的影響五、染菌對(duì)三廢處理的影響一、染菌對(duì)不同發(fā)酵過程的影響?

2、由于各種發(fā)酵過程所用的微生物菌種、培養(yǎng)基以及發(fā)酵的條件、產(chǎn)物的性質(zhì)不同，染菌造成的危害程度也不同。?不管是對(duì)于哪種發(fā)酵過程，一旦發(fā)生染菌，都會(huì)由于培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)成分被消耗或代謝產(chǎn)物被分解，嚴(yán)重影響到產(chǎn)物的生成，使發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量大為降低。例1)青霉素發(fā)酵過程：由于許多雜菌都能產(chǎn)生青霉素酶，因此不管染菌是發(fā)生在發(fā)酵前期、中期或后期，都會(huì)使青霉素迅速分解破壞，使目的產(chǎn)物得率降低，危害十分嚴(yán)重。2)核苷或核苷酸發(fā)酵過程：由于所用的生產(chǎn)菌種是多種營(yíng)養(yǎng)缺陷型微生物，其生長(zhǎng)能力差，所需的培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)豐富，因此容易受到雜菌的污染，且染菌后，培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)成分迅速被消耗，嚴(yán)重抑制了生產(chǎn)菌的生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)物的生成。

3、3)檸檬酸等有機(jī)酸發(fā)酵過程：一般在產(chǎn)酸后發(fā)酵液的pH值比較低，雜菌生長(zhǎng)十分困難，在發(fā)酵中、后期不太會(huì)發(fā)生染菌，主要是要預(yù)防發(fā)酵前期染菌。4)谷氨酸發(fā)酵過程：周期短，生產(chǎn)菌繁殖快，培養(yǎng)基不太豐富，一般較少污染雜菌，但噬菌體污染對(duì)谷氨酸發(fā)酵的影響較大。二、染菌發(fā)生的不同時(shí)間對(duì)發(fā)酵的影響?種子培養(yǎng)期染菌–菌體濃度低、培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)豐富?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三、不同染菌途徑對(duì)發(fā)酵的影響?種子帶菌：種子帶菌可使發(fā)酵染菌具有延續(xù)性?空氣帶菌：

4、空氣帶菌也使發(fā)酵染菌具有延續(xù)性，導(dǎo)致染菌范圍擴(kuò)大至所有發(fā)酵罐?培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底：一般為孤立事件，不具有延續(xù)性?設(shè)備滲漏：這種途徑造成染菌的危害性較大四、染菌對(duì)產(chǎn)物提取和產(chǎn)品質(zhì)量的影響?1、對(duì)過濾的影響–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)的殘留濃度加度。造成過濾時(shí)間拉長(zhǎng)，影響設(shè)備的周轉(zhuǎn)使用，破壞生產(chǎn)平衡；大幅度降低過濾收率。?2、對(duì)提取的影響–（1）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–（2）離子交換工藝：雜菌易粘附在離子交換樹脂表面或被離子交換樹脂吸附，大大降低離子交換樹脂的交換量?3、對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響–（1）對(duì)內(nèi)在

5、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。–（2）對(duì)產(chǎn)品外觀的影響：一些染菌的發(fā)酵液經(jīng)處理過濾后得到澄清的發(fā)酵液，放置后會(huì)出現(xiàn)混濁，影響產(chǎn)品的外觀。五、染菌對(duì)三廢處理的影響?使過濾后的廢菌體無法利用，發(fā)酵染菌的廢液，生物需氧量（BOD）增高，增加三廢治理費(fèi)用和時(shí)間。第二節(jié)第二節(jié)發(fā)酵異?，F(xiàn)象及原因分析發(fā)酵異常現(xiàn)象及原因分析一、種子培養(yǎng)和發(fā)酵的異?，F(xiàn)象二、染菌的檢查和判斷三、發(fā)酵染菌原因分析一、種子培養(yǎng)和發(fā)酵的異?，F(xiàn)象?發(fā)酵過程中的種子培養(yǎng)和發(fā)酵的異?，F(xiàn)象是指發(fā)酵過程中某些物理參數(shù)、化學(xué)參數(shù)或生物參數(shù)發(fā)生與原有規(guī)律不同的改變，這些改變必然影響發(fā)酵水平，使生產(chǎn)蒙受

6、損失。對(duì)此應(yīng)及時(shí)查明原因，加以解決。1、種子培養(yǎng)異常①菌體生長(zhǎng)緩慢②菌絲結(jié)團(tuán)③代謝不正常2、發(fā)酵異常①菌體生長(zhǎng)差②pH值過高或過低③溶解氧水平異常④泡沫過多⑤菌體濃度過高或過低二、染菌的檢查和判斷?發(fā)酵過程是否染菌應(yīng)以無菌試驗(yàn)的結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行判斷。?在發(fā)酵過程中，如何及早發(fā)現(xiàn)雜菌的污染并及時(shí)采取措施加以處理，是避免染菌造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失的重要手段。因此，生產(chǎn)上要求能準(zhǔn)確、迅速的檢查出雜菌的污染。?目前常用于檢查是否染菌的無菌試驗(yàn)方法主要有顯微鏡檢查法、肉湯培養(yǎng)法、平板（雙碟）培養(yǎng)法、發(fā)酵過程的異常觀察法（如溶氧量）等。1、顯微鏡檢查法（鏡檢法）?用革蘭氏染色法（Gramsstain）對(duì)樣品進(jìn)行

7、涂片、染色，然后在顯微鏡下觀察微生物的形態(tài)特征，根據(jù)生產(chǎn)菌與雜菌的特征進(jìn)行區(qū)別、判斷是否染菌。?如發(fā)現(xiàn)有與生產(chǎn)菌形態(tài)特征不一樣的其它微生物的存在，就可判斷為發(fā)生了染菌。?此法檢查雜菌最簡(jiǎn)單、最直接、最常用。必要時(shí)還可進(jìn)行芽胞染色或鞭毛染色。2、肉湯培養(yǎng)法?通常用葡萄糖酚紅肉湯作為培養(yǎng)基，將待測(cè)樣品直接接入經(jīng)完全滅菌后的肉湯培養(yǎng)基中，分別于37℃、27℃進(jìn)行培養(yǎng)，隨時(shí)觀察微生物的生長(zhǎng)情況，并取樣進(jìn)行鏡檢，判斷是