发酵过程染菌及其防治

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1、第八章发酵过程染菌及其防治教学目的：1、掌握发酵染菌的影响、判断、防治及处理；2、掌握噬菌体污染的症状及防治方法。教学方法：讲授教学手段：使用多媒体课件教学内容：发酵染菌：指在发酵过程中生产菌以外的其他微生物侵入了发酵系统，从而使发酵过程失去真正意义上的纯种培养。第一节染菌对发酵的影响一、染菌对不同发酵过程的影响1、青霉素发酵过程：由于许多杂菌都能产生青霉素酶，因此不管染菌是发生在发酵前期、中期或后期，都会使青霉素迅速分解破坏，使目的产物得率降低，危害十分严重。2、核苷或核苷酸发酵过程：由于所用的生产菌种是多种营养缺陷型微生物，其生长能力差，所需的培养基营养丰富，因此容易受到杂菌

2、的污染，且染菌后，培养基中的营养成分迅速被消耗，严重抑制了生产菌的生长和代谢产物的生成。3、柠檬酸等有机酸发酵过程：一般在产酸后发酵液的pH值比较低，杂菌生长十分困难，在发酵中、后期不太会发生染菌，主要是要预防发酵前期染菌。4、谷氨酸发酵：周期短，生产菌繁殖快，培养基不太丰富，一般较少污染杂菌，但噬菌体污染对谷氨酸发酵的影响较大。二、染菌发生的不同时间对发酵的影响1、种子培养期染菌种子培养主要是使微生物细胞生长与繁殖，此时，微生物菌体浓度低，培养基地营养十分丰富，比较容易染菌。若将污染的种子带入发酵罐，则危害极大，因此应严格控制种子染菌的发生。一旦发现种子受到杂菌的污染，应经灭菌

3、后弃去，并对种子罐、管道等进行仔细检查和彻底灭菌。2、发酵前期染菌在发酵前期，微生物菌体主要是处于生长、繁殖阶段，此时期代谢的产物很少，相对而言这个时期也容易染菌。染菌后的杂菌将迅速繁殖，与生产菌争夺培养基中的营养物质，严重干扰生产菌的正常生长、繁殖及产物的生成。3、发酵中期染菌发酵中期染菌将会导致培养基中的营养物质大量消耗，并严重干扰生产菌的代谢，影响产物的生成。有的染菌后杂菌大量繁殖，产生酸性物质，使pH值下降，糖、氮等的消耗加速；菌体自溶，致使发酵液发粘，产生大量的泡沫，代谢产物的积累减少或停止；有的染菌后会使已生成的产物被利用或破坏。从目前的情况来看，发酵中期染菌一般较难

4、挽救，危害性较大，在生产过程中应尽力做到早发现、快处理。4、发酵后期染菌由于发酵后期培养基中的糖等营养物质已接近耗尽，且发酵的产物也已积累较多，如果染菌量不太多，对发酵影响相对来说就要小一些，可继续进行发酵。对发酵产物来说，发酵后期染菌对不同的产物的影响也是不同的，如抗生素、柠檬酸的发酵，染菌对产物的影响不大；肌苷酸、谷氨酸等地发酵，后期染菌也会影响产物的产量、提取和产品的质量。第二节发酵异常现象及原因分析发酵过程中的种子培养和发酵的异常现象是指发酵过程中某些物理参数、化学参数或生物参数发生与原有规律不同的改变，这些改变必然影响发酵水平，使生产蒙受损失。对此应及时查明原因，加以解

5、决。一、种子培养和发酵的异常现象1、种子培养异常（表现为培养的种子质量不合格）：菌体生长缓慢；菌丝结团；代谢不正常。2、发酵异常：菌体生长差；pH值过高或过低；溶解氧水平异常；泡沫过多；菌体浓度过高或过低；菌体生长差。二、染菌的检查和判断发酵过程是否染菌应以无菌试验的结果为依据进行判断。在发酵过程中，如何及早发现杂菌的污染并及时采取措施加以处理，是避免染菌造成严重经济损失的重要手段。因此，生产上要求能准确、迅速的检查出杂菌的污染。目前常用于检查是否染菌的无菌试验方法主要有：显微镜检查法、肉汤培养法、平板（双碟）培养法、发酵过程的异常观察法（如溶氧量）等。此法检查杂菌最简单、最直接

6、、最常用。必要时还可进行芽胞染色或鞭毛染色。1、显微镜检查法（镜检法）用革兰氏染色法（Gramsstain）对样品进行涂片、染色，然后在显微镜下观察微生物的形态特征，根据生产菌与杂菌的特征进行区别、判断是否染菌。如发现有与生产菌形态特征不一样的其它微生物的存在，就可判断为发生了染菌。2、肉汤培养法（用于检查培养基和无菌空气是否带菌，同时此法也可用于噬菌体的检查）通常用葡萄糖酚红肉汤作为培养基，将待测样品直接接入经完全灭菌后的肉汤培养基中，分别于37℃、27℃进行培养，随时观察微生物的生长情况，并取样进行镜检，判断是否有杂菌。葡萄糖酚红肉汤培养基配方：0.3％牛肉膏、0.5％葡萄糖

7、、0.5％NaCl、0.8％蛋白胨、0.4％酚红溶液，pH7.2。3、平板划线培养或斜面培养检查法将待测样品在无菌平板上划线，分别于37℃、27℃进行培养，一般24h后即可进行镜检观察，检查是否有杂菌。有时为了提高平板培养法的灵敏度，也可将需要检查的样品先置于37℃培养6h，使杂菌迅速增殖后再划线培养。4、注意点无菌试验时，如果肉汤连续三次发生变色反应（红色→黄色）或产生混浊，或平板培养连续三次发现有异常菌落的出现，即可判断为染菌；有时肉汤培养的阳性反应不够明显，而发酵样品的各项