【生物课件】第六章发酵生产员染菌及防治

从发生染菌的时间来看，染菌可分为种子培养期染菌、 发酵前期染菌、发酵中期染菌和发酵后期染菌等四个不同 的染菌时期，不同的染菌时期对发酵所产生的影响也是有 区别的。
第一节 染菌对发酵的影响
1．种子培养期染菌 种子培养的目的主要是使微 生物细胞生长与繁殖，增加微生物的数目，为发酵做准 备。一般种子罐中的微生物菌体浓度较低，而其培养基 的营养又十分丰富，容易发生染菌。若将污染的种子带 入发酵罐，则会造成更大的危害。因此应严格控制种子 染菌情况的发生。一旦发现种子受到杂菌的污染，应经 灭菌后弃去，并对种子罐、管道等进行仔细检查和彻底 灭菌。
第一节 染菌对发酵的影响
4．发酵后期染菌 由于到了发酵后期，培养基中的 糖、氮等营养物质已接近耗尽，且发酵的产物也已积累 较多，如果染菌量不太大，对发酵的影响相对来说就要 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、 氨基酸等的发酵，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
一、种子培养和发酵的异常现象
发酵过程中的种子培养和发酵的异常现象是指发酵过 程中的某些物理参数、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，加以解决。
1．种子培养异常 种子培养异常表现在培养的种子质量不合格。种子质 量不合格会给发酵带来较大的影响，然而种子内在质量常 被忽视。由于种子培养的周期短，可供分析的数据较少， 因此种子异常的原因一般较难确定，也使得由种子质量引 起的发酵异常原因不易查清。种子培养异常的表现主要有 菌体生长缓慢、菌丝结团、茵体老化以及培养液的理化参 数变化。
第二节 发酵异常现象及原因分析
（1）菌体生长缓慢 种子培养过程中菌体数量增长 缓慢的原因很多。培养基原料质量下降、菌体老化、灭 菌操作失误、供氧不足、培养温度偏高或偏低、酸碱度 调节不当等都会引起菌体生长缓慢。此外，接种物冷藏 时间长或接种量过低而导致菌体量少，或接种物本身质 量较差等也都会使菌体数量增长缓慢。
第一节 染菌对发酵的影响
三、染菌程度对发酵的影响
染菌的程度对发酵的影响是很大的。染菌程度愈严 重，即进入发酵罐内的杂菌数量愈多，对发酵的危害也 就愈大。当生产菌在发酵过程已有大量的繁殖，并已在 发酵液中占优势，污染极少量的杂茵，对发酵不会带来 太大的影响，因为进入发酵液的杂菌需要有一定的时间 才能达到危害发酵的程度，而且此时环境对杂菌繁殖已 相当不利。当然如果染菌程度严重时，尤其是在发酵的 前期或发酵的中期，对发酵将会产生严重的影响。
第一节 染菌对发酵的影响
但是，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解，严 重影响到产物的生成，使发酵产品的产量大为降低。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威胁非常大。
二、染菌发生的不同时间对发酵的影响
第一节 染菌对发酵的影响
尽管染菌对发酵过程的影响是很大的，但由于生产的 产品不同、污染杂菌的种类和性质不同、染菌发生的时间 不同以及染菌的途径和程度不同，染菌造成的危害及后果 也是不相同的。
一、染菌对不同发酵过程的影响
由于各种发酵过程所使用的微生物菌种、培养基以及 发酵的条件、产物的性质不同，染菌造成的危害程度也不 同。如青霉素的发酵过程，由于许多杂菌都能产生青霉素 酶，因此不管染茵是发生在发酵前期、中期或后期，都会 使青霉素迅速被分解破坏，使目的产物最终产率降低，危 害十分严重。
第一节 染菌对发酵的影响
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，这段时期代谢的产物很少，相对而 言这个时期也容易发生染菌，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，甚至会抑制或杀灭生产菌。
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生长和代谢， 影响产物的生成。有的杂菌在染菌后大量繁殖，产生酸性 物质，使pH值下降，糖、氮等的消耗加速，菌体发生自溶， 致使发酵液发黏，并产生大量的泡沫，最终导致代谢产物 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挽救， 危害性较大，在生产过程中应尽力做到早发现，快处理。
第二节 发酵异常现象及原因分析
（2）菌丝结团 在培养过程中有些丝状菌容易产生 菌丝团，菌体仅在表面生长，菌丝向四周伸展，而菌丝 团的中央结实，使内部菌丝的营养吸收和呼吸受到很大 影响，从而不能正常地生长。菌丝结团的原因很多，诸 如通气不良或停止搅拌导致溶解氧浓度不足；原料质量 差或灭菌效果差导致培养基质量下降；接种的孢子或菌 丝保藏时间长而菌落数少，泡沫多；罐内装料小、菌丝 粘壁等会导致培养液的菌丝浓度比较低；此外接种物种 龄短等也会导致菌体生长缓慢，造成菌丝结团。
பைடு நூலகம் 第一节 染菌对发酵的影响
染菌的后果随污染的杂菌种类，数量和发酵阶段而有 所不同。一般，从染菌的种类大致可以判断其来源。染芽 孢杆菌有可能是灭菌不透所致；染大肠杆菌则怀疑是否有 脏水污染，如蛇管穿孔；染球菌、短杆菌有可能来自空气。 对抗生素发酵前期染菌比较麻烦，控制不当，杂菌生长比 生产菌快，则容易倒罐。遇到早期染菌，原则上可适当改 变生长参数，使有利于生产菌而不利于杂菌的生长，如降 低发酵温度等。加入某些抑制杂菌的化合物也不失为一种 应急办法，条件是这种化合物对生产菌无害，对生产影响 不大和在下游精制阶段能被完全去除。中后期染菌除非是 噬菌体否则后果不会那么严重，这时发酵液中已产生一定 浓度的抗生素，对杂菌已有一定抑制作用。实际生产中常 采用大接种量的原因之一是即使不慎污染了极少量杂菌， 生产菌也能很快占优势。
第一节 染菌对发酵的影响
对于核苷或核苷酸的发酵过程，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，因此更容易受到杂菌的污染，而且染菌后，培 养基中的营养成分迅速被消耗，更加不利于生产菌的生长 和代谢产物的生成。对于柠檬酸等有机酸的发酵过程，一 般在产酸后，发酵液的pH值降低，此时杂菌的生长变得困 难，在发酵中、后期就较少发生染茵，因此对于有机酸的 发酵主要是要预防发酵前期染菌。