染菌及其相关的问题(经典)

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1、染菌概述及其相关的问题一、染菌的概念及其对发酵的影响“染菌”是因“纯种发酵”而存在。理论上，克服染菌的方法只有二种：杀灭杂菌和阻挡杂菌。“杀灭杂菌”——湿热、干热、射线和化学药品（药物）灭菌法。“阻挡杂菌”——过滤（绝对过滤和相对过滤）染菌对微生物发酵所造成的危害可因生产品种，杂菌种类，污染时间，污染程度等的不同而不同。但至少包括：1、培养基及能源的浪费；2、干扰了正常代谢或消耗营养而减少产量；3、发酵液性状改变而影响提取过程和降低提取收率；4、产品质量难以保证；5、增加三废处理难度；6、打乱生产计划；7、提高

2、劳动强度；8、影响人们情绪；9、经济损失。举例：青霉素发酵染细菌；头孢菌素C、制霉菌素发酵染细菌；噬菌体污染。二、从微生物本身的生长特性分析染菌过程1、微生物的一般特性：个体小，非成群生长时肉眼看不见；是生物，有极强的生命力；对环境的适应能力强，变异也快；条件合适时生长迅速。2、微生物的结构：芽孢——某些杆菌在生长到一定阶段后，细胞浆脱水浓缩，在细胞的中间或顶端形成了椭圆形或圆形的小体，这就是芽孢。芽孢的含水量很少，芽孢壁很厚，与环境的交换率低（即芽孢壁的通透性很低），抗干燥能力和抗热性很强，对化学灭菌剂也有较

3、好的耐受性，是杆菌的一种休眠体。当遇到合适条件时即萌发成新的个体。噬菌体——结构更为简单。3、微生物的营养要求和生长条件：pH霉菌：4～6，细菌和放线菌：7.2～7.6，嗜碱杆菌能耐受20%浓度的氨水。温度低温只能减慢或中止微生物的生命活动，而不易杀死微生物；高温能使微生物死亡，温度愈高死亡愈快。值得特别注意的是细菌的芽孢和霉菌、放线菌的孢子由于含有特殊的成分和含有较少的水分而具有更高的抗寒力和耐热性；细菌的芽孢富含钙离子和吡啶—2、6—二羧酸（简称DPA），是细菌芽孢耐热的本质所在，在酸性或碱性条件下，细菌芽

4、孢的耐热性会降低。微生物最低温度适宜温度最高温度嗜冷微生物0℃5～10℃20～30℃嗜温微生物5℃25～37℃45～50℃嗜热微生物30℃50～60℃70～80℃通气（需氧微生物、厌氧微生物、兼性厌氧微生物；O2，CO2，N2）。4、不同种类的微生物有不同的生长特性：霉菌、放线菌、细菌、噬菌体即病毒（形态、菌落、生长与繁殖的速度，影响生长特性的因素有：培养条件、培养基成分）5、微生物的个体大小（微米）：微生物名称细胞形状径宽径长大肠杆菌短杆状0.4～0.71.0～3.0大肠杆菌（活）短杆状1.0～1.12.0～

5、6.0普通变形杆菌短杆状0.5～1.01.0～3.0普通变形杆菌（活）短杆状1.0～1.41.4～3.1枯草杆菌短杆状0.5～0.81.6～4.0枯草杆菌孢子广椭圆形0.5～1.00.9～1.6巨大芽孢杆菌短杆状0.9～1.72.4～5.0巨大芽孢杆菌（活）短杆状1.6～2.03.7～9.7巨大芽孢杆菌孢子广椭圆形（球杆状）0.6～1.20.9～1.7藤黄八叠球菌球状1.0～1.5噬菌体0.08～0.1三、染菌过程的分析（染菌的原因）1、染菌时间的确定：习惯上认定的染菌时间是指在无菌检查或显微镜下看到了杂菌后根

6、据经验往前推。鉴别杂菌和判断染菌的主要依据：在显微镜下观察微生物的形态特征和统计数量；观察无菌操作跟踪斜面上的菌落特征（应注意所使用的培养基）及出现的时间等。在宏观上或微观上看到了杂菌之前的若干小时——怎么定？数量依据是什么？这个“若干小时”的长短与杂菌进入纯培养系统时的数量有关，与纯培养系统的规模有关。显然侵入的杂菌越多，规模越小，则这个“若干小时”越短。下表的计算虽然烦琐，而且与实际情况相差甚远，但通过计算将有助于对杂菌进入纯培养系统即真正的染菌时间作出判断。在实际工作中分析染菌原因，采取防范措施，都与这个

7、真正的染菌时间有关。假设杂菌入侵的数量在几十个（如种子罐接种时操作不严密而造成杂菌入侵）到数百万个（如设备微小破损引起的杂菌入侵）。而在显微镜下能够观察到杂菌存在时的杂菌浓度至少已经达到每毫升发酵液约二十万个，如果发酵罐中发酵液的体积以15吨计，则杂菌总数已经达到了三万亿个（3×1012个）。从几十个或数百万个杂菌变成三万亿个杂菌是需要时间的，这段时间的长短随杂菌的种类不同而不同，也随培养条件的不同而不同。以大肠杆菌为例计算如下。大肠杆菌在最适培养条件（肉汤，37℃，振荡，处于对数生长期）下繁殖一代所需要的时间

8、是20分钟。假如在某一时刻有一个大肠杆菌进入了发酵液，并且发酵液的体积是15吨（1.5×107ml），则根据理论计算（见下表所列数据）要经过8个小时，大肠杆菌的数量才能达到1.7×107个，即每毫升发酵液中有一个大肠杆菌。此时在显微镜下是找不到大肠杆菌的。只有再经过6个小时，当大肠杆菌的数量由每毫升发酵液中有一个长到每毫升发酵液中约有二十万个，才能在显微镜下见到几个大肠杆菌。由此可见，