发酵过程染菌及其防治

张张张张 海海海海 龙龙龙龙 山东教育学院山东教育学院山东教育学院山东教育学院 生物系生物系生物系生物系 Shan Dong Institute of EducationShan Dong Institute of EducationShan Dong Institute of EducationShan Dong Institute of Education 第八章第八章第八章第八章 发酵过程染菌及其防治发酵过程染菌及其防治发酵过程染菌及其防治发酵过程染菌及其防治 发酵染菌发酵染菌发酵染菌发酵染菌：：：：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。 据报道，国外抗生素发酵染菌率为2％～5％，国内的 青霉素发酵染菌率2％，链霉素、红霉素和四环素发酵染菌 率5％，谷氨酸发酵噬菌体感染率1％～2％。 一、一、一、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染菌对不同发酵过程的影响染菌对不同发酵过程的影响 二、二、二、二、染菌发生的不同时间对发酵的影响染菌发生的不同时间对发酵的影响染菌发生的不同时间对发酵的影响染菌发生的不同时间对发酵的影响 三、三、三、三、不同染菌途径对发酵的影响不同染菌途径对发酵的影响不同染菌途径对发酵的影响不同染菌途径对发酵的影响 四、四、四、四、染菌对产物提取和产品质量的影响染菌对产物提取和产品质量的影响染菌对产物提取和产品质量的影响染菌对产物提取和产品质量的影响 五、五、五、五、染菌对三废处理的影响染菌对三废处理的影响染菌对三废处理的影响染菌对三废处理的影响 第一节第一节第一节第一节 染菌对发酵的影响染菌对发酵的影响染菌对发酵的影响染菌对发酵的影响 • 由于各种发酵过程所用的微生物菌种、培养基以由于各种发酵过程所用的微生物菌种、培养基以由于各种发酵过程所用的微生物菌种、培养基以由于各种发酵过程所用的微生物菌种、培养基以 及发酵的条件、产物的性质不同，染菌造成的危及发酵的条件、产物的性质不同，染菌造成的危及发酵的条件、产物的性质不同，染菌造成的危及发酵的条件、产物的性质不同，染菌造成的危 害程度也不同。害程度也不同。害程度也不同。害程度也不同。 • 不管是对于哪种发酵过程，一旦发生染菌，都会不管是对于哪种发酵过程，一旦发生染菌，都会不管是对于哪种发酵过程，一旦发生染菌，都会不管是对于哪种发酵过程，一旦发生染菌，都会 由于培养基中的营养成分被消耗或代谢产物被分由于培养基中的营养成分被消耗或代谢产物被分由于培养基中的营养成分被消耗或代谢产物被分由于培养基中的营养成分被消耗或代谢产物被分 解，严重影响到产物的生成，使发酵产品的产量解，严重影响到产物的生成，使发酵产品的产量解，严重影响到产物的生成，使发酵产品的产量解，严重影响到产物的生成，使发酵产品的产量 大为降低。大为降低。大为降低。大为降低。 一、染菌对不同发酵过程的影响一、染菌对不同发酵过程的影响一、染菌对不同发酵过程的影响一、染菌对不同发酵过程的影响 1)1)1)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)2)2)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)3)3)3) 柠檬酸等有机酸发酵过程：一般在产酸后发酵液的 pHpHpHpH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)4)4)4) 谷氨酸发酵过程：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。 例 • 种子培养期染菌 – 菌体浓度低、培养基营养丰富 • 发酵前期染菌 – 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 • 发酵中期染菌 – 严重干扰生产菌的繁殖和产物的生成 • 发酵后期染菌 – 如杂菌量不大，可继续发酵。如污染严重，可采取 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 提前放罐 二、染菌发生的不同时间对发酵的影响二、染菌发生的不同时间对发酵的影响二、染菌发生的不同时间对发酵的影响二、染菌发生的不同时间对发酵的影响 三、三、三、三、不同染菌途径对发酵的影响不同染菌途径对发酵的影响不同染菌途径对发酵的影响不同染菌途径对发酵的影响 • 种子带菌种子带菌种子带菌种子带菌：种子带菌可使发酵染菌具有延续性：种子带菌可使发酵染菌具有延续性：种子带菌可使发酵染菌具有延续性：种子带菌可使发酵染菌具有延续性 • 空气带菌空气带菌空气带菌空气带菌：空气带菌也使发酵染菌具有延续性，：空气带菌也使发酵染菌具有延续性，：空气带菌也使发酵染菌具有延续性，：空气带菌也使发酵染菌具有延续性， 导致染菌范围扩大至所有发酵罐导致染菌范围扩大至所有发酵罐导致染菌范围扩大至所有发酵罐导致染菌范围扩大至所有发酵罐 • 培养基或设备灭菌不彻底培养基或设备灭菌不彻底培养基或设备灭菌不彻底培养基或设备灭菌不彻底：一般为孤立事件，不：一般为孤立事件，不：一般为孤立事件，不：一般为孤立事件，不 具有延续性具有延续性具有延续性具有延续性 • 设备渗漏设备渗漏设备渗漏设备渗漏：这种途径造成染菌的危害性较大：这种途径造成染菌的危害性较大：这种途径造成染菌的危害性较大：这种途径造成染菌的危害性较大 四、四、四、四、染菌对产物提取和产品质量的影响染菌对产物提取和产品质量的影响染菌对产物提取和产品质量的影响染菌对产物提取和产品质量的影响 • 1111、、、、对过滤的影响对过滤的影响对过滤的影响对过滤的影响 – 发酵液的粘度加大；菌体大多自溶；由于发酵不彻 底，基质的残留浓度加度。造成过滤时间拉长，影响 设备的周转使用，破坏生产平衡；大幅度降低过滤收 率。 • 2222、、、、对提取的影响对提取的影响对提取的影响对提取的影响 – （1）有机溶剂萃取工艺：染菌的发酵液含有更多的 水溶性蛋白质，易发生乳化，使水相和溶剂相难以分 开 – （2）离子交换工艺：杂菌易粘附在离子交换树脂 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 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 • 3333、、、、对产品质量的影响对产品质量的影响对产品质量的影响对产品质量的影响 – （1）对内在质量的影响：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。 – （2）对产品外观的影响：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，影响 产品的外观。 五、五、五、五、染菌对三废处理的影响染菌对三废处理的影响染菌对三废处理的影响染菌对三废处理的影响 • 使过滤后的废菌体无法利用，发酵染菌的 废液，生物需氧量（BOD）增高，增加三 废治理费用和时间。 一、一、一、一、种子培养和发酵的异常现象种子培养和发酵的异常现象种子培养和发酵的异常现象种子培养和发酵的异常现象 二、二、二、二、染菌的检查和判断染菌的检查和判断染菌的检查和判断染菌的检查和判断 三、三、三、三、发酵染菌原因分析发酵染菌原因分析发酵染菌原因分析发酵染菌原因分析 第二节第二节第二节第二节 发酵异常现象及原因分析发酵异常现象及原因分析发酵异常现象及原因分析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发酵过程中的种子培养和发酵的发酵过程中的种子培养和发酵的发酵过程中的种子培养和发酵的异常现象异常现象异常现象异常现象是指发酵过是指发酵过是指发酵过是指发酵过 程中某些物理参数、化学参数或生物参数发生与原有程中某些物理参数、化学参数或生物参数发生与原有程中某些物理参数、化学参数或生物参数发生与原有程中某些物理参数、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，使生规律不同的改变，这些改变必然影响发酵水平，使生规律不同的改变，这些改变必然影响发酵水平，使生规律不同的改变，这些改变必然影响发酵水平，使生 产蒙受损失。产蒙受损失。产蒙受损失。产蒙受损失。对此应及时查明原因，加以解决对此应及时查明原因，加以解决对此应及时查明原因，加以解决对此应及时查明原因，加以解决。。。。 一、种子培养和发酵的异常现象一、种子培养和发酵的异常现象一、种子培养和发酵的异常现象一、种子培养和发酵的异常现象 2222、发酵异常、发酵异常、发酵异常、发酵异常 ① 菌体生长差 ② pHpHpHpH值过高或过低 ③ 溶解氧水平异常 ④ 泡沫过多 ⑤ 菌体浓度过高或过低 ① 菌体生长缓慢 ② 菌丝结团 ③ 代谢不正常 1111、、、、 种子培养异常种子培养异常种子培养异常种子培养异常 二、染菌的检查和判断二、染菌的检查和判断二、染菌的检查和判断二、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。发酵过程是否染菌应以无菌试验的结果为依据进行判断。发酵过程是否染菌应以无菌试验的结果为依据进行判断。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，以处理，是避免染菌造成严重经济损失的重要手段。因此，以处理，是避免染菌造成严重经济损失的重要手段。因此，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。生产上要求能准确、迅速的检查出杂菌的污染。生产上要求能准确、迅速的检查出杂菌的污染。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、发酵过程的异常观法、肉汤培养法、平板（双碟）培养法、发酵过程的异常观法、肉汤培养法、平板（双碟）培养法、发酵过程的异常观法、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。察法（如溶氧量）等。察法（如溶氧量）等。察法（如溶氧量）等。 • 用革兰氏染色法（用革兰氏染色法（用革兰氏染色法（用革兰氏染色法（Grams stainGrams stainGrams stainGrams stain）对样品进行涂片、染）对样品进行涂片、染）对样品进行涂片、染）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，色，然后在显微镜下观察微生物的形态特征，色，然后在显微镜下观察微生物的形态特征，色，然后在显微镜下观察微生物的形态特征，根据生产菌根据生产菌根据生产菌根据生产菌 与杂菌的特征进行区别、判断是否染菌与杂菌的特征进行区别、判断是否染菌与杂菌的特征进行区别、判断是否染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，如发现有与生产菌形态特征不一样的其它微生物的存在，如发现有与生产菌形态特征不一样的其它微生物的存在，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。就可判断为发生了染菌。就可判断为发生了染菌。就可判断为发生了染菌。 • 此法检查杂菌最简单、最直接、最常用。必要时还可进行此法检查杂菌最简单、最直接、最常用。必要时还可进行此法检查杂菌最简单、最直接、最常用。必要时还可进行此法检查杂菌最简单、最直接、最常用。必要时还可进行 芽胞染色或鞭毛染色。芽胞染色或鞭毛染色。芽胞染色或鞭毛染色。芽胞染色或鞭毛染色。 1、显微镜检查法（镜检法） • 通常用葡萄糖酚红肉汤作为培养基，将待测样品直接接入通常用葡萄糖酚红肉汤作为培养基，将待测样品直接接入通常用葡萄糖酚红肉汤作为培养基，将待测样品直接接入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，分别于经完全灭菌后的肉汤培养基中，分别于经完全灭菌后的肉汤培养基中，分别于经完全灭菌后的肉汤培养基中，分别于37373737℃℃℃℃、、、、27272727℃℃℃℃进行培进行培进行培进行培 养，随时观察微生物的生长情况，并取样进行镜检，判断养，随时观察微生物的生长情况，并取样进行镜检，判断养，随时观察微生物的生长情况，并取样进行镜检，判断养，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。是否有杂菌。是否有杂菌。是否有杂菌。 • 肉汤培养法常用于检查培养基和无菌空气是否带菌，同时肉汤培养法常用于检查培养基和无菌空气是否带菌，同时肉汤培养法常用于检查培养基和无菌空气是否带菌，同时肉汤培养法常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。此法也可用于噬菌体的检查。此法也可用于噬菌体的检查。此法也可用于噬菌体的检查。 2、肉汤培养法 葡萄糖酚红肉汤 0.30.30.30.3％牛肉膏、0.50.50.50.5％葡萄糖、0.50.50.50.5％NaClNaClNaClNaCl、 0.80.80.80.8％蛋白胨、0.40.40.40.4％酚红溶液，pH 7.2pH 7.2pH 7.2pH 7.2 • 将待测样品在无菌平板上划线，分别于将待测样品在无菌平板上划线，分别于将待测样品在无菌平板上划线，分别于将待测样品在无菌平板上划线，分别于37373737℃℃℃℃、、、、27272727℃℃℃℃进行培进行培进行培进行培 养，一般养，一般养，一般养，一般24h24h24h24h后即可进行镜检观察，检查是否有杂菌。有后即可进行镜检观察，检查是否有杂菌。有后即可进行镜检观察，检查是否有杂菌。有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时为了提高平板培养法的灵敏度，也可将需要检查的样品时为了提高平板培养法的灵敏度，也可将需要检查的样品时为了提高平板培养法的灵敏度，也可将需要检查的样品 先置于先置于先置于先置于37373737℃℃℃℃培养培养培养培养6h6h6h6h，使杂菌迅速增殖后再划线培养。，使杂菌迅速增殖后再划线培养。，使杂菌迅速增殖后再划线培养。，使杂菌迅速增殖后再划线培养。 3、平板划线培养或斜面培养检查法 注意注意注意注意 ①①①① 无菌试验时，如果肉汤连续三次发生变色反应（红色无菌试验时，如果肉汤连续三次发生变色反应（红色无菌试验时，如果肉汤连续三次发生变色反应（红色无菌试验时，如果肉汤连续三次发生变色反应（红色→→→→ 黄色黄色黄色黄色）或产生混浊，或平板培养连续三次发现有异常菌）或产生混浊，或平板培养连续三次发现有异常菌）或产生混浊，或平板培养连续三次发现有异常菌）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。落的出现，即可判断为染菌。落的出现，即可判断为染菌。落的出现，即可判断为染菌。 ②②②② 有时肉汤培养的阳性反应不够明显，而发酵样品的各项有时肉汤培养的阳性反应不够明显，而发酵样品的各项有时肉汤培养的阳性反应不够明显，而发酵样品的各项有时肉汤培养的阳性反应不够明显，而发酵样品的各项 参数确有可疑染菌，并经镜检等其它方法确认连续三次参数确有可疑染菌，并经镜检等其它方法确认连续三次参数确有可疑染菌，并经镜检等其它方法确认连续三次参数确有可疑染菌，并经镜检等其它方法确认连续三次 样品有相同类型的异常菌存在，也应该判断为染菌。样品有相同类型的异常菌存在，也应该判断为染菌。样品有相同类型的异常菌存在，也应该判断为染菌。样品有相同类型的异常菌存在，也应该判断为染菌。 ③③③③ 一般来讲，无菌试验的肉汤或培养平板应保存并观察至一般来讲，无菌试验的肉汤或培养平板应保存并观察至一般来讲，无菌试验的肉汤或培养平板应保存并观察至一般来讲，无菌试验的肉汤或培养平板应保存并观察至 本批（罐）放罐后本批（罐）放罐后本批（罐）放罐后本批（罐）放罐后12h12h12h12h，确认为无杂菌后才能弃去。，确认为无杂菌后才能弃去。，确认为无杂菌后才能弃去。，确认为无杂菌后才能弃去。 ④④④④ 无菌试验期间应每无菌试验期间应每无菌试验期间应每无菌试验期间应每6h6h6h6h观察一次无菌试验样品，以便能及观察一次无菌试验样品，以便能及观察一次无菌试验样品，以便能及观察一次无菌试验样品，以便能及 早发现染菌。早发现染菌。早发现染菌。早发现染菌。 三、发酵染菌原因分析三、发酵染菌原因分析三、发酵染菌原因分析三、发酵染菌原因分析 • 发酵染菌后，一定要找出染菌的原因，以总结防治发酵染菌的经验发酵染菌后，一定要找出染菌的原因，以总结防治发酵染菌的经验发酵染菌后，一定要找出染菌的原因，以总结防治发酵染菌的经验发酵染菌后，一定要找出染菌的原因，以总结防治发酵染菌的经验 教训，积极采取必要措施，把杂菌消灭在发生之前。如果对已发生教训，积极采取必要措施，把杂菌消灭在发生之前。如果对已发生教训，积极采取必要措施，把杂菌消灭在发生之前。如果对已发生教训，积极采取必要措施，把杂菌消灭在发生之前。如果对已发生 的染菌不作具体分析，不了解染菌原因，未采取相应的措施来防治的染菌不作具体分析，不了解染菌原因，未采取相应的措施来防治的染菌不作具体分析，不了解染菌原因，未采取相应的措施来防治的染菌不作具体分析，不了解染菌原因，未采取相应的措施来防治 染菌，将会对生产造成严重的后果。染菌，将会对生产造成严重的后果。染菌，将会对生产造成严重的后果。染菌，将会对生产造成严重的后果。 • 造成发酵染菌的原因很多，且因工厂不同而有所不同，但造成发酵染菌的原因很多，且因工厂不同而有所不同，但造成发酵染菌的原因很多，且因工厂不同而有所不同，但造成发酵染菌的原因很多，且因工厂不同而有所不同，但 设备渗漏、设备渗漏、设备渗漏、设备渗漏、 空气净化达不到要求、种子带菌、培养基灭菌不彻底和技术管理不空气净化达不到要求、种子带菌、培养基灭菌不彻底和技术管理不空气净化达不到要求、种子带菌、培养基灭菌不彻底和技术管理不空气净化达不到要求、种子带菌、培养基灭菌不彻底和技术管理不 善善善善等造成各厂污染杂菌的普遍原因。等造成各厂污染杂菌的普遍原因。等造成各厂污染杂菌的普遍原因。等造成各厂污染杂菌的普遍原因。 35.1335.1335.1335.13环境污染及原因不明环境污染及原因不明环境污染及原因不明环境污染及原因不明11.3411.3411.3411.34管理和操作不当管理和操作不当管理和操作不当管理和操作不当 1.721.721.721.72种子带菌种子带菌种子带菌种子带菌15.4615.4615.4615.46设备问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 设备问题设备问题设备问题 4.304.304.304.30补料、取样带菌补料、取样带菌补料、取样带菌补料、取样带菌32.0532.0532.0532.05空气系统染菌空气系统染菌空气系统染菌空气系统染菌 染菌百分率染菌百分率染菌百分率染菌百分率 ////％％％％染菌原因染菌原因染菌原因染菌原因染菌百分率染菌百分率染菌百分率染菌百分率////％％％％染菌原因染菌原因染菌原因染菌原因 表：上海天厨味精厂谷氨酸发酵染菌分析 5.895.895.895.89 0.390.390.390.39 1.451.451.451.45 1.541.541.541.54 10.1310.1310.1310.13 10.1510.1510.1510.15 24.9124.9124.9124.91 蛇管穿孔 接种管穿孔 阀门泄漏 罐盖漏 其他设备漏 操作问题 原因不明 9.649.649.649.64 0.190.190.190.19 0.790.790.790.79 19.9619.9619.9619.96 2.092.092.092.09 0.480.480.480.48 12.3612.3612.3612.36 种子带菌 接种时罐压跌零 培养基灭菌不透 空气系统带菌 搅拌轴密封泄漏 泡沫冒顶 夹套穿孔 百分率（%%%%）染菌原因百分率（%%%%）染菌原因 表：国外一抗生素发酵染菌原因的分析 8.20 7.60 26.00 1.60 11.00 0.60 7.09 1.60 0.60 35.00 外界带入杂菌（取样、补料带入） 设备穿孔 空气系统带菌 停电罐压跌零 接种 蒸汽压力不够或蒸汽量不足 管理问题 操作违反规程 种子带菌 原因不明 百分率（%）染菌原因 表：国内一制药厂发酵染菌原因的分析 • 对于每一个发酵过程而言，污染的杂菌种类的影响是不同的。对于每一个发酵过程而言，污染的杂菌种类的影响是不同的。对于每一个发酵过程而言，污染的杂菌种类的影响是不同的。对于每一个发酵过程而言，污染的杂菌种类的影响是不同的。 噬菌体 噬菌体 噬菌体 噬菌体谷氨酸 谷氨酸 谷氨酸 谷氨酸 青霉 青霉 青霉 青霉柠檬酸 柠檬酸 柠檬酸 柠檬酸 危害小的杂菌 危害小的杂菌 危害小的杂菌 危害小的杂菌危害大的杂菌 危害大的杂菌 危害大的杂菌 危害大的杂菌发酵产品 发酵产品 发酵产品 发酵产品 双球菌、芽胞杆菌、荚膜杆菌 双球菌、芽胞杆菌、荚膜杆菌 双球菌、芽胞杆菌、荚膜杆菌 双球菌、芽胞杆菌、荚膜杆菌四环素 四环素 四环素 四环素 粗大杆菌 粗大杆菌 粗大杆菌 粗大杆菌细短杆菌、假单胞菌、产气杆菌 细短杆菌、假单胞菌、产气杆菌 细短杆菌、假单胞菌、产气杆菌 细短杆菌、假单胞菌、产气杆菌链霉素 链霉素 链霉素 链霉素 粗大杆菌 粗大杆菌 粗大杆菌 粗大杆菌细短产气杆菌 细短产气杆菌 细短产气杆菌 细短产气杆菌青霉素 青霉素 青霉素 青霉素 1、染菌的杂菌种类分析 设备或冷却盘管渗漏、无菌室灭菌不彻底、无菌操设备或冷却盘管渗漏、无菌室灭菌不彻底、无菌操设备或冷却盘管渗漏、无菌室灭菌不彻底、无菌操设备或冷却盘管渗漏、无菌室灭菌不彻底、无菌操 作不当、糖液灭菌不彻底（糖液放置时间较长）等作不当、糖液灭菌不彻底（糖液放置时间较长）等作不当、糖液灭菌不彻底（糖液放置时间较长）等作不当、糖液灭菌不彻底（糖液放置时间较长）等真菌真菌真菌真菌 种子带菌、空气过滤效率低、除菌不彻底、设备渗种子带菌、空气过滤效率低、除菌不彻底、设备渗种子带菌、空气过滤效率低、除菌不彻底、设备渗种子带菌、空气过滤效率低、除菌不彻底、设备渗 漏、操作问题等漏、操作问题等漏、操作问题等漏、操作问题等球菌、无芽胞杆菌等球菌、无芽胞杆菌等球菌、无芽胞杆菌等球菌、无芽胞杆菌等 培养基或设备灭菌不彻底、设备存在死角等培养基或设备灭菌不彻底、设备存在死角等培养基或设备灭菌不彻底、设备存在死角等培养基或设备灭菌不彻底、设备存在死角等耐热的芽胞杆菌耐热的芽胞杆菌耐热的芽胞杆菌耐热的芽胞杆菌 原因原因原因原因杂菌杂菌杂菌杂菌 2、发酵染菌的规模分析 ① 大批量发酵罐染菌 ② 部分发酵罐染菌 ③ 个别发酵罐连续染菌（如果采用间歇灭菌工艺，一般 不会发生）连续染菌 如杂菌类型相同，一般是空气净化系统存在空气如杂菌类型相同，一般是空气净化系统存在空气如杂菌类型相同，一般是空气净化系统存在空气如杂菌类型相同，一般是空气净化系统存在空气 系统结构不合理、空气过滤介质失效等问题系统结构不合理、空气过滤介质失效等问题系统结构不合理、空气过滤介质失效等问题系统结构不合理、空气过滤介质失效等问题 发生在发生在发生在发生在发酵中、后发酵中、后发酵中、后发酵中、后 期期期期 种子带菌、连消设备染菌种子带菌、连消设备染菌种子带菌、连消设备染菌种子带菌、连消设备染菌发生在发生在发生在发生在发酵前期发酵前期发酵前期发酵前期 原因原因原因原因染菌时期染菌时期染菌时期染菌时期 原因原因原因原因染菌时期染菌时期染菌时期染菌时期 中间补料染菌，如补料液带菌、补料管渗漏中间补料染菌，如补料液带菌、补料管渗漏中间补料染菌，如补料液带菌、补料管渗漏中间补料染菌，如补料液带菌、补料管渗漏发酵后期发酵后期发酵后期发酵后期 种子带菌、连消系统灭菌不彻底种子带菌、连消系统灭菌不彻底种子带菌、连消系统灭菌不彻底种子带菌、连消系统灭菌不彻底发酵前期发酵前期发酵前期发酵前期 大都由于设备渗漏造成，应仔细检查阀门、罐体或罐器是否清洁等。 一般设备渗漏引起的染菌，会出现每批染菌时间向前推移地现象。 • 染菌发生在种子培养阶段，或称染菌发生在种子培养阶段，或称染菌发生在种子培养阶段，或称染菌发生在种子培养阶段，或称种子培养期染菌种子培养期染菌种子培养期染菌种子培养期染菌。通常是。通常是。通常是。通常是 由种子带菌、培养基或设备灭菌不彻底，以及接种操作不由种子带菌、培养基或设备灭菌不彻底，以及接种操作不由种子带菌、培养基或设备灭菌不彻底，以及接种操作不由种子带菌、培养基或设备灭菌不彻底，以及接种操作不 当或设备因素等原因而引起染菌。当或设备因素等原因而引起染菌。当或设备因素等原因而引起染菌。当或设备因素等原因而引起染菌。 • 在发酵过程的初始阶段发生染菌，或称在发酵过程的初始阶段发生染菌，或称在发酵过程的初始阶段发生染菌，或称在发酵过程的初始阶段发生染菌，或称发酵前期染菌发酵前期染菌发酵前期染菌发酵前期染菌。大。大。大。大 部分也是由于种子带菌、培养基或设备灭菌不彻底，以及部分也是由于种子带菌、培养基或设备灭菌不彻底，以及部分也是由于种子带菌、培养基或设备灭菌不彻底，以及部分也是由于种子带菌、培养基或设备灭菌不彻底，以及 接种操作不当或设备因素、无菌空气等原因而引起。接种操作不当或设备因素、无菌空气等原因而引起。接种操作不当或设备因素、无菌空气等原因而引起。接种操作不当或设备因素、无菌空气等原因而引起。 • 发酵后期染菌发酵后期染菌发酵后期染菌发酵后期染菌大部分是由空气过滤不彻底、中间补料染菌、大部分是由空气过滤不彻底、中间补料染菌、大部分是由空气过滤不彻底、中间补料染菌、大部分是由空气过滤不彻底、中间补料染菌、 设备渗漏、泡沫顶盖以及操作问题而引起。设备渗漏、泡沫顶盖以及操作问题而引起。设备渗漏、泡沫顶盖以及操作问题而引起。设备渗漏、泡沫顶盖以及操作问题而引起。 3、不同污染时间分析 • 认为染菌是不可避免的，这是一种错误看法。认为染菌是不可避免的，这是一种错误看法。认为染菌是不可避免的，这是一种错误看法。认为染菌是不可避免的，这是一种错误看法。““““决决决决 定的因素是人不是物定的因素是人不是物定的因素是人不是物定的因素是人不是物””””。只要我们思想上重视，对。只要我们思想上重视，对。只要我们思想上重视，对。只要我们思想上重视，对 各个因素和环节周密考虑、严格掌握，是完全可以各个因素和环节周密考虑、严格掌握，是完全可以各个因素和环节周密考虑、严格掌握，是完全可以各个因素和环节周密考虑、严格掌握，是完全可以 避免和减少污染的。避免和减少污染的。避免和减少污染的。避免和减少污染的。 • 引起染菌的原因很多。引起染菌的原因很多。引起染菌的原因很多。引起染菌的原因很多。““““世界上的事情是复杂的，世界上的事情是复杂的，世界上的事情是复杂的，世界上的事情是复杂的， 是由各方面的因素决定的。是由各方面的因素决定的。是由各方面的因素决定的。是由各方面的因素决定的。””””我们不能机械地认为我们不能机械地认为我们不能机械地认为我们不能机械地认为 某种染菌现象必然是从某一途径引起的，应该把染某种染菌现象必然是从某一途径引起的，应该把染某种染菌现象必然是从某一途径引起的，应该把染某种染菌现象必然是从某一途径引起的，应该把染 菌的位置、时间和杂菌的类型等各种现象加以综合菌的位置、时间和杂菌的类型等各种现象加以综合菌的位置、时间和杂菌的类型等各种现象加以综合菌的位置、时间和杂菌的类型等各种现象加以综合 分析，才能正确判断从而采取相应的对策和措施。分析，才能正确判断从而采取相应的对策和措施。分析，才能正确判断从而采取相应的对策和措施。分析，才能正确判断从而采取相应的对策和措施。 高度重视 一、一、一、一、种子带菌及其防治种子带菌及其防治种子带菌及其防治种子带菌及其防治 二、二、二、二、空气带菌及其防治空气带菌及其防治空气带菌及其防治空气带菌及其防治 三、三、三、三、操作失误导致染菌及其防治操作失误导致染菌及其防治操作失误导致染菌及其防治操作失误导致染菌及其防治 四、四、四、四、设备渗漏或设备渗漏或设备渗漏或设备渗漏或““““死角死角死角死角””””造成的染菌及其防治造成的染菌及其防治造成的染菌及其防治造成的染菌及其防治 五五五五、、、、噬菌体污染及其防治噬菌体污染及其防治噬菌体污染及其防治噬菌体污染及其防治 第三节第三节第三节第三节 杂菌污染杂菌污染杂菌污染杂菌污染的途径和防治的途径和防治的途径和防治的途径和防治 • 原因原因原因原因 • 措施措施措施措施 一、种子带菌及其防治一、种子带菌及其防治一、种子带菌及其防治一、种子带菌及其防治 保藏斜面试管菌种染菌、培养基和器具灭菌不彻底、种子转移 和接种过程染菌、种子培养所涉及的设备和装置染菌。 ① 严格控制无菌室的污染，根据生产工艺的要求和特点，建立 相应的无菌室，交替使用各种灭菌手段对无菌室进行处理。 ② 在制备种子时对砂土管、斜面、三角瓶及摇瓶均严格进行管 理，防止杂菌的进入而受到污染。为了防止染菌，种子保存 管的棉花塞应有一定的紧密度，且有一定的长度，保存温度 尽量保持相对稳定，不宜有太大变化。 ③ 对每一级种子的培养物均应进行严格的无菌检查，确保任何 一级种子均未受杂菌污染后才能使用。 ④ 对菌种培养基或器具进行严格的灭菌处理，保证在利用灭菌 锅进行灭菌前，先完全排除锅内的空气，以免造成假压，使 灭菌的温度达不到预定值，造成灭菌不彻底而使种子染菌。 • 要杜绝无菌空气带菌，就必须从空气的净化工艺和设备的要杜绝无菌空气带菌，就必须从空气的净化工艺和设备的要杜绝无菌空气带菌，就必须从空气的净化工艺和设备的要杜绝无菌空气带菌，就必须从空气的净化工艺和设备的 设计、过滤介质的选用和装填、过滤介质的灭菌和管理等设计、过滤介质的选用和装填、过滤介质的灭菌和管理等设计、过滤介质的选用和装填、过滤介质的灭菌和管理等设计、过滤介质的选用和装填、过滤介质的灭菌和管理等 方面完善空气净化系统。方面完善空气净化系统。方面完善空气净化系统。方面完善空气净化系统。 二、空气带菌及其防治二、空气带菌及其防治二、空气带菌及其防治二、空气带菌及其防治 ① 加强生产环境的卫生管理，减少生产环境中空气的含菌量，正确选择 采气口，如提高采气口的位置或前置粗过滤器，加强空气压缩前的预 处理，如提高空压机进口空气的洁净度。 ② 设计合理的空气预处理工艺，尽可能减少生产环境中空气带油、水 量，提高进入过滤器的空气温度，降低空气的相对湿度，保持过滤介 质的干燥状态，防止空气冷却器漏水，防止冷却水进入空气系统等。 ③ 设计和安装合理的空气过滤器，防止过滤器失效。选用除菌效率高的 过滤介质，在过滤器灭菌时要防止过滤介质被冲翻而造成短路，避免 过滤介质烤焦或着火，防止过滤介质的装填不均而使空气走短路，保 证一定的介质充填密度。当突然停止进空气时，要防止发酵液倒流入 空气过滤器，在操作中要防止空气压力的剧变和流速的急增。 • 通常对于淀粉质培养基地灭菌采用实罐灭菌较好，一般在升通常对于淀粉质培养基地灭菌采用实罐灭菌较好，一般在升通常对于淀粉质培养基地灭菌采用实罐灭菌较好，一般在升通常对于淀粉质培养基地灭菌采用实罐灭菌较好，一般在升 温前先通过搅拌混合均匀，并加入一定量的淀粉酶进行液温前先通过搅拌混合均匀，并加入一定量的淀粉酶进行液温前先通过搅拌混合均匀，并加入一定量的淀粉酶进行液温前先通过搅拌混合均匀，并加入一定量的淀粉酶进行液 化；有大颗粒存在时应先经过筛除去，再行灭菌；对于麸皮、化；有大颗粒存在时应先经过筛除去，再行灭菌；对于麸皮、化；有大颗粒存在时应先经过筛除去，再行灭菌；对于麸皮、化；有大颗粒存在时应先经过筛除去，再行灭菌；对于麸皮、 黄豆饼一类的固形物含量较多的培养基，采用罐外预先配黄豆饼一类的固形物含量较多的培养基，采用罐外预先配黄豆饼一类的固形物含量较多的培养基，采用罐外预先配黄豆饼一类的固形物含量较多的培养基，采用罐外预先配 料，再转至发酵罐内进行实罐灭菌较为有效。料，再转至发酵罐内进行实罐灭菌较为有效。料，再转至发酵罐内进行实罐灭菌较为有效。料，再转至发酵罐内进行实罐灭菌较为有效。 • 在灭菌升温时，要打开排气阀门，使蒸汽能通过并驱除罐内在灭菌升温时，要打开排气阀门，使蒸汽能通过并驱除罐内在灭菌升温时，要打开排气阀门，使蒸汽能通过并驱除罐内在灭菌升温时，要打开排气阀门，使蒸汽能通过并驱除罐内 冷空气，一般可避免冷空气，一般可避免冷空气，一般可避免冷空气，一般可避免““““假压假压假压假压””””造成染菌。造成染菌。造成染菌。造成染菌。 • 要严防泡沫升顶，尽可能添加消泡剂防止泡沫的大量产生。要严防泡沫升顶，尽可能添加消泡剂防止泡沫的大量产生。要严防泡沫升顶，尽可能添加消泡剂防止泡沫的大量产生。要严防泡沫升顶，尽可能添加消泡剂防止泡沫的大量产生。 • 避免蒸汽压力的波动过大，应严格控制灭菌温度，过程最好避免蒸汽压力的波动过大，应严格控制灭菌温度，过程最好避免蒸汽压力的波动过大，应严格控制灭菌温度，过程最好避免蒸汽压力的波动过大，应严格控制灭菌温度，过程最好 采用自动控温。采用自动控温。采用自动控温。采用自动控温。 • 发酵过程越来越多的采用自动控制，一些控制仪器逐渐被应发酵过程越来越多的采用自动控制，一些控制仪器逐渐被应发酵过程越来越多的采用自动控制，一些控制仪器逐渐被应发酵过程越来越多的采用自动控制，一些控制仪器逐渐被应 用。一般常采用化学试剂浸泡等方法来灭菌。用。一般常采用化学试剂浸泡等方法来灭菌。用。一般常采用化学试剂浸泡等方法来灭菌。用。一般常采用化学试剂浸泡等方法来灭菌。 三、操作失误导致染菌及其防治三、操作失误导致染菌及其防治三、操作失误导致染菌及其防治三、操作失误导致染菌及其防治 • 设备渗漏主要是指发酵罐、补糖罐、冷却盘管、设备渗漏主要是指发酵罐、补糖罐、冷却盘管、设备渗漏主要是指发酵罐、补糖罐、冷却盘管、设备渗漏主要是指发酵罐、补糖罐、冷却盘管、 管道阀门等，由于化学腐蚀（发酵代谢所产生的管道阀门等，由于化学腐蚀（发酵代谢所产生的管道阀门等，由于化学腐蚀（发酵代谢所产生的管道阀门等，由于化学腐蚀（发酵代谢所产生的 有机酸等发生腐蚀作用）、电化学腐蚀、磨蚀、有机酸等发生腐蚀作用）、电化学腐蚀、磨蚀、有机酸等发生腐蚀作用）、电化学腐蚀、磨蚀、有机酸等发生腐蚀作用）、电化学腐蚀、磨蚀、 加工制作不良等原因形成微小漏孔后发生渗漏染加工制作不良等原因形成微小漏孔后发生渗漏染加工制作不良等原因形成微小漏孔后发生渗漏染加工制作不良等原因形成微小漏孔后发生渗漏染 菌。菌。菌。菌。 四、设备渗漏或四、设备渗漏或四、设备渗漏或四、设备渗漏或““““死角死角死角死角””””造成的染菌及其防治造成的染菌及其防治造成的染菌及其防治造成的染菌及其防治 五五五五、、、、噬菌体污染及其防治噬菌体污染及其防治噬菌体污染及其防治噬菌体污染及其防治 利用细菌或放线菌进行的发酵生产容易受噬菌体的污染，由于 噬菌体的感染力非常强，传播蔓延迅速，且较难防治，对发酵 生产有很大威胁。 温和噬菌体（temperate phage）侵染菌体后由于具有溶源性， 相对于烈性噬菌体（virulent phage）更加地隐蔽、危害更大。 • 症状症状症状症状 • 根源根源根源根源 如：发酵液光密度不上升或回降；pHpHpHpH值逐渐上升； 氨利用停止；糖耗、温升缓慢或停止；产生大量泡 沫，使发酵液呈粘胶状；镜检时菌体数量显著减 少，甚至找不到完整菌体；发酵周期延长、产物生 成量减少或停止等 环境污染噬菌体是造成噬菌体感染的主要根源 • 防治防治防治防治 ① 严禁活菌体排放，切断噬菌体的““““根源””””； ② 做好环境卫生，消灭噬菌体与杂菌； ③ 严防噬菌体与杂菌进入种子罐或发酵罐内； ④ 抑制罐内噬菌体的生长； ⑤ 轮换使用菌种或使用抗性菌株 发酵罐中污染噬菌体后的发酵罐中污染噬菌体后的发酵罐中污染噬菌体后的发酵罐中污染噬菌体后的挽救措施挽救措施挽救措施挽救措施 • A、并罐法： – 利用噬菌体只能在处于生长繁殖期细胞中增值的特 点，当发现发酵罐初期污染噬菌体时，可采取并罐法。 即将其他罐批发酵16~18h小时左右的发酵液，以等体 积混合后分别发酵，利用其活力旺盛的种子，不进行 加热灭菌，亦不需另行补种，便可正常发酵。 • B、选育抗噬菌体的菌种，或轮换使用菌种 – 发现噬菌体后停搅拌、小通风，降低pH值，立即培养 要轮换的菌种或抗性种子，培养好后接入发酵罐，并 补加1/3正常量的玉米浆、磷盐和镁盐。 • C、放罐重消法 –发现噬菌体后，放罐，调pH值，补加1/2正常量 的玉米浆和1/3正常量的水解糖，适当降低温度 重新灭菌，接入2%的种子，继续发酵。 • D、罐内灭噬菌体法： –发现噬菌体停搅拌、小通风，将发酵液加热到 70~80°C杀死噬菌体。冷却后，接种发酵。 思考题 1111、生产过程中杂菌污染的途径及防治方法？、生产过程中杂菌污染的途径及防治方法？、生产过程中杂菌污染的途径及防治方法？、生产过程中杂菌污染的途径及防治方法？ 2222、染菌以后应采取什么措施？、染菌以后应采取什么措施？、染菌以后应采取什么措施？、染菌以后应采取什么措施？ 3333、防止噬菌体感染的措施？、防止噬菌体感染的措施？、防止噬菌体感染的措施？、防止噬菌体感染的措施？ EndEndEndEnd Thanks! 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