发酵工业与发酵工程_07染菌的防治

1、第七章第七章 发酵染菌及其防治发酵染菌及其防治发酵过程中除了生产菌以外，还有其它菌生发酵过程中除了生产菌以外，还有其它菌生长繁殖。长繁殖。什么是染菌？什么是染菌？染菌的影响染菌的影响u发酵过程污染杂菌，会严重的影响生产，是发酵工发酵过程污染杂菌，会严重的影响生产，是发酵工业的致命伤。业的致命伤。u造成大量原材料的浪费，在经济上造成巨大损失造成大量原材料的浪费，在经济上造成巨大损失u扰乱生产秩序，破坏生产计划。扰乱生产秩序，破坏生产计划。u遇到连续染菌，特别在找不到染菌原因往往会影响遇到连续染菌，特别在找不到染菌原因往往会影响人们的情绪和生产积极性。人们的情绪和生产积极性。u影响产品外观及内在质

2、量。影响产品外观及内在质量。青霉素：青霉素：产青霉素酶的杂菌产青霉素酶的杂菌疫苗：疫苗：全部废弃全部废弃柠檬酸：柠檬酸：主要防止前期染菌主要防止前期染菌谷氨酸：谷氨酸：噬菌体危害大噬菌体危害大肌苷、肌苷酸：肌苷、肌苷酸：易染菌易染菌一、 染菌对不同发酵过程的影响：染菌对不同发酵过程的影响： 第一节第一节 染菌对发酵的影响染菌对发酵的影响二、不同种类的杂菌对发酵的影响二、不同种类的杂菌对发酵的影响 青霉素发酵：青霉素发酵：污染细短产气杆菌比粗大杆菌的污染细短产气杆菌比粗大杆菌的危害大危害大 链霉素发酵：链霉素发酵：污染细短杆菌、假单孢杆菌和产污染细短杆菌、假单孢杆菌和产气杆菌比粗大杆菌的危害大气

3、杆菌比粗大杆菌的危害大 四环素发酵：四环素发酵：污染双球菌、芽孢杆菌和夹膜杆污染双球菌、芽孢杆菌和夹膜杆菌的危害较大菌的危害较大 柠檬酸发酵：柠檬酸发酵：最怕污染青霉菌最怕污染青霉菌 肌苷、肌苷酸发酵：肌苷、肌苷酸发酵：污染芽孢杆菌的危害最大污染芽孢杆菌的危害最大 谷氨酸发酵：谷氨酸发酵：最怕污染噬菌体最怕污染噬菌体 高温淀粉酶发酵：高温淀粉酶发酵：污染芽孢杆菌和噬菌体的危污染芽孢杆菌和噬菌体的危害较大害较大三、不同染菌时间对发酵的影响三、不同染菌时间对发酵的影响 种子培养期染菌：种子培养期染菌：已造成多个发酵罐染菌；已造成多个发酵罐染菌； 发酵前期染菌：发酵前期染菌：杂菌与生产菌争夺营养成分

4、，杂菌与生产菌争夺营养成分，干扰生产菌的繁殖和产物的形成干扰生产菌的繁殖和产物的形成 发酵中期染菌：发酵中期染菌：严重干扰生产菌的繁殖和产物严重干扰生产菌的繁殖和产物的生成的生成 发酵后期染菌：发酵后期染菌：如杂菌量不大，可继续发酵。如杂菌量不大，可继续发酵。如污染严重，可采取措施提前放罐如污染严重，可采取措施提前放罐 染菌程度越大，即进入发酵罐的杂菌数目越多，染菌程度越大，即进入发酵罐的杂菌数目越多，对发酵的危害越大。对发酵的危害越大。 染少量杂菌，有时可以容忍；染少量杂菌，有时可以容忍； 前期和中期染菌，应结合染菌程度综合考虑。前期和中期染菌，应结合染菌程度综合考虑。 四、染菌程度对发酵的

5、影响四、染菌程度对发酵的影响五、染菌对产物提取和产品质量的影响五、染菌对产物提取和产品质量的影响对过滤的影响：对过滤的影响：v发酵液的粘度加大；发酵液的粘度加大；v菌体大多自溶；菌体大多自溶；v由于发酵不彻底，基质的残留浓度增加。由于发酵不彻底，基质的残留浓度增加。u过滤时间拉长，影响设备的周转使用，破坏过滤时间拉长，影响设备的周转使用，破坏生产平衡生产平衡u大幅度降低过滤收率大幅度降低过滤收率造成的后果：造成的后果：有机溶剂萃取工艺：有机溶剂萃取工艺：染菌的发酵液含有更多染菌的发酵液含有更多的水溶性蛋白质，易发生乳化，使水相和溶剂的水溶性蛋白质，易发生乳化，使水相和溶剂相难以分开。相难以分开

6、。离子交换工艺：离子交换工艺：杂菌易粘附在离子交换树脂杂菌易粘附在离子交换树脂表面或被离子交换树脂吸附，大大降低离子交表面或被离子交换树脂吸附，大大降低离子交换树脂的交换量。换树脂的交换量。对提取的影响对提取的影响对内在质量的影响：对内在质量的影响：染菌的发酵液含有较多的染菌的发酵液含有较多的蛋白质和其它杂质。对产品的纯度有较大影响。蛋白质和其它杂质。对产品的纯度有较大影响。对产品外观的影响：对产品外观的影响：一些染菌的发酵液经处理一些染菌的发酵液经处理过滤后得到澄清的发酵液，放置后会出现混浊，过滤后得到澄清的发酵液，放置后会出现混浊，影响产品的外观。影响产品的外观。对产品质量的影响对产品质量

7、的影响一、发酵染菌后的异常现象一、发酵染菌后的异常现象1 1、种子培养染菌后的异常现象、种子培养染菌后的异常现象（1 1）菌体菌体浓度异常浓度异常（2 2）理化指标异常理化指标异常（3 3）代谢不正常代谢不正常第二节第二节 染菌的检查、分析和防治染菌的检查、分析和防治（1）菌体浓度过高或过低）菌体浓度过高或过低 罐温长时间偏高；溶氧不足；营养条件差；种子质罐温长时间偏高；溶氧不足；营养条件差；种子质量差；菌体自溶。量差；菌体自溶。（2 2）pHpH不正常：不正常：培养基质量、灭菌效果、补糖等影响；培养基质量、灭菌效果、补糖等影响；是所有代谢反应的综合反映。是所有代谢反应的综合反映。（3 3）溶

8、解氧异常）溶解氧异常 染菌：染好氧菌，染厌氧菌染菌：染好氧菌，染厌氧菌2 2、发酵异常、发酵异常（4）泡沫过多）泡沫过多 泡沫的消长不符合规律；培养基灭菌时温度泡沫的消长不符合规律；培养基灭菌时温度过高或时间过长，葡萄糖变成氨基糖会引起泡过高或时间过长，葡萄糖变成氨基糖会引起泡沫。沫。（5）代谢异常）代谢异常1、染菌的检查、染菌的检查（1）显微镜检查法显微镜检查法（最简单、最直接、最经常）（最简单、最直接、最经常）（2）肉汤培养基检查法肉汤培养基检查法（酚红变色（酚红变色pH6.8-8）（3）平板划线培养或斜面培养检查法平板划线培养或斜面培养检查法； 平板制好后，应先保温平板制好后，应先保温2

9、4小时，确定无菌小时，确定无菌（4）双层平板培养法双层平板培养法二、染菌的检查与判二、染菌的检查与判断断（一）发酵的染菌率（一）发酵的染菌率发酵染菌批数发酵染菌批数总投料批数总投料批数总染菌率总染菌率 100 染菌率与发酵的菌种、培养基、产品性质、染菌率与发酵的菌种、培养基、产品性质、发酵周期、生产环境条件设备和管理技术发酵周期、生产环境条件设备和管理技术水平等有关。水平等有关。三、发酵染菌率和染菌原因分析三、发酵染菌率和染菌原因分析（1）染菌原因分析就是总结染菌的教训，防范于未然。）染菌原因分析就是总结染菌的教训，防范于未然。（2）主要染菌原因：种子带菌，无菌空气带菌，设备渗）主要染菌原因：

10、种子带菌，无菌空气带菌，设备渗漏，灭菌不彻底，操作管理不当。漏，灭菌不彻底，操作管理不当。（二）染菌原因分析（二）染菌原因分析u 杂菌是耐热的芽孢杆菌（灭菌、死角）杂菌是耐热的芽孢杆菌（灭菌、死角）u 杂菌是不耐热菌（种子带菌、空气带菌，设杂菌是不耐热菌（种子带菌、空气带菌，设备渗漏，管理操作等）备渗漏，管理操作等）u 杂菌是真菌杂菌是真菌(设备渗漏，无菌操作不彻底等）设备渗漏，无菌操作不彻底等）（3）染菌的杂菌种类分析：）染菌的杂菌种类分析： 大批量发酵罐染菌：大批量发酵罐染菌：种子、空气；种子、空气； 前期：前期：种子带菌，灭菌问题；种子带菌，灭菌问题； 中后期：中后期：空气带菌；空气带菌

11、； 部分发酵罐染菌：部分发酵罐染菌： 前期：前期：种子带菌，灭菌问题；种子带菌，灭菌问题； 中后期：中后期：补料系统和加泡系统；补料系统和加泡系统； 个别发酵罐连续染菌：个别发酵罐连续染菌：设备渗漏设备渗漏（4）染菌的规模分析）染菌的规模分析 种子培养阶段：种子培养阶段：种子，灭菌，操作；种子，灭菌，操作； 发酵前期：发酵前期：种子，灭菌，操作；种子，灭菌，操作； 发酵后期：发酵后期：空气，补料，设备渗漏，泡沫空气，补料，设备渗漏，泡沫（5）染菌的时间分析）染菌的时间分析1、种子带菌及防止、种子带菌及防止（1）菌种在培养或保存过程中受污染菌种在培养或保存过程中受污染（试管塞，查看（试管塞，查看

12、的时候要注意）的时候要注意）（2）培养基及用具灭菌要彻底，应防止假压；培养基及用具灭菌要彻底，应防止假压；（3）菌种在转接过程中受污染：菌种在转接过程中受污染：操作不当，管理不严；操作不当，管理不严；（缓冲间）（缓冲间）第三节第三节 染菌途径及预防染菌途径及预防2、无菌空气带菌及其防止：、无菌空气带菌及其防止： 流程设计，介质灭菌流程设计，介质灭菌（1）原料性状：）原料性状：淀粉质原料，升温过快或混合不均匀，淀粉质原料，升温过快或混合不均匀，易结块，团块中包埋的活菌不易杀灭；可升温前搅拌易结块，团块中包埋的活菌不易杀灭；可升温前搅拌和加淀粉酶。和加淀粉酶。（2）实罐灭菌时未充分排除罐内空气：）

13、实罐灭菌时未充分排除罐内空气：造成假压，升造成假压，升温时，应打开排气等阀门放气。温时，应打开排气等阀门放气。3、培养基培养基和设备灭菌不彻底导致染菌及防治和设备灭菌不彻底导致染菌及防治（3）连续）连续灭菌灭菌时，蒸汽压力波动大，时，蒸汽压力波动大，培养基未培养基未达到灭菌温度，达到灭菌温度，导致灭菌不彻底。导致灭菌不彻底。死角：死角：由于操作、设备结构、安装或人为造成的屏由于操作、设备结构、安装或人为造成的屏障等原因，引起蒸汽不能有效到达或不能充分到达障等原因，引起蒸汽不能有效到达或不能充分到达预定应该到达的局部灭菌部位，从而不能达到彻底预定应该到达的局部灭菌部位，从而不能达到彻底灭菌的要求

14、。灭菌的要求。（4）设备和管道存在）设备和管道存在“死角死角”u发酵罐内的部件及其支撑件发酵罐内的部件及其支撑件u发酵罐制作不当发酵罐制作不当u罐底部堆积培养基中的固性物质罐底部堆积培养基中的固性物质u管管道安装不当形成的死角道安装不当形成的死角常见的设备、管道常见的设备、管道“死角死角” （1）发酵设备、管道、阀门长期使用，由于腐蚀、）发酵设备、管道、阀门长期使用，由于腐蚀、摩擦和振动等原因，造成渗漏。摩擦和振动等原因，造成渗漏。 （2）微小渗漏的检查：加入碱性水，用浸湿酚酞）微小渗漏的检查：加入碱性水，用浸湿酚酞 指示剂的白布擦，有渗漏则白布显红色。指示剂的白布擦，有渗漏则白布显红色。4

15、4、设备渗漏引起的染菌及其防止、设备渗漏引起的染菌及其防止（1）灭菌过程中严防泡沫升顶，尽可能添加）灭菌过程中严防泡沫升顶，尽可能添加消泡剂防止泡沫大量产生；消泡剂防止泡沫大量产生；（2）传感器探头用化学试剂浸泡法灭菌可能）传感器探头用化学试剂浸泡法灭菌可能导致灭菌不彻底。导致灭菌不彻底。5 5、操作失误导致染菌及其防治、操作失误导致染菌及其防治（1）噬菌体污染的预防）噬菌体污染的预防 净化生产环境，消灭污染源净化生产环境，消灭污染源 做好环境卫生，消灭噬菌体与杂菌做好环境卫生，消灭噬菌体与杂菌 严防噬菌体与杂菌进入种子罐或发酵罐内严防噬菌体与杂菌进入种子罐或发酵罐内 改进设备装置，消灭死角改进设备装置，消灭死角 防止操作失误防止操作失误6 6、噬菌体污染和防治、噬菌体污染和防治 并罐法并罐法 转换使用菌种或使用抗性菌株转换使用菌种或使用抗性菌株 放罐重消法放罐重消法 罐内灭噬菌体的方法罐内灭噬菌体的方法 添加噬菌体抑制剂的方法添加噬菌体抑制剂的方法（2 2）污染噬菌体后的处理方法）污染噬菌体后的处理方法 种子培养期染菌的处理种子培养期染菌的处理 灭菌、重新制种、倒种灭菌、重新制种、倒种 发酵前期染菌的处理发酵前期染菌的处理 发酵中后期染菌的处理发酵中后期染菌的处理 废液应加热至废液应加热至120，保持，保持30min才能放罐才能放罐 染菌后对设