第七章发酵生产染菌及其防治
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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 谢所产生的有机酸等发生腐蚀作用)、电化 学腐蚀(如氧溶解于水，使金属不断失去电 子，加快腐蚀作用)、磨蚀(如金属与原料 中的泥沙之间磨损)、加工制作不良等原因 形成微小漏孔后发生渗漏染菌。
生产上常把不能彻底灭菌的部位称为“死 角”
⒉ 肉汤培养法
⒊ 平板划线培养或斜面 培养检查法
三、发酵染菌原因分析
造成发酵染菌的原因有很多，且常因 工厂不同而有所不同，但设备渗漏、 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善等是 造成各厂污染杂菌的普遍原因。
㈠ 染菌的杂菌种类分析
四环素的发酵过程最怕污染双球菌、 双球菌 芽孢杆菌和夹膜杆菌；柠檬酸的发酵 最怕青霉菌的污染；谷氨酸发酵最怕 噬菌体污染
微生物与发酵工艺
第七章 发酵生产染菌及其防治
第七章 发酵生产染菌及其防治
第一节 第二节
第三节
染菌对发酵的影响 发酵异常现象及原因 分析 杂菌污染的途径和防 治
所谓发酵染菌是指在发酵过程中，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这 一现象。
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％。
不锈钢衬里 破裂造成 “死角”
发酵罐罐底脓疱状积垢
罐底的加强板
a
b
c
法兰的“死角”
a—垫圈内径过小；b—垫圈内径过大；c—法 兰不平造成的泄漏与“死角”
灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方 法
压力表安装不合理形成“死角”
1,6—发酵罐；2—缓冲管；3,4—压力表； 5—旋塞
五、噬菌体污染及其防治
防治噬菌体染菌的方法具体归纳以下几点： 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。
生产中一旦污染噬菌体，可采取下列措 施加以挽救：
⑴ 并罐法 ⑵ 轮换使用菌种或使用抗性菌株 ⑶ 放罐重消法 ⑷ 罐内灭噬菌体法
⑴ 菌体生长缓慢
⑵ 菌丝结团
⑶ 代谢不正常
⒉ 发酵异常
⑴ 菌体生长差 ⑵ pH值过高或过低
谷氨酸发酵时正常 和异常的溶氧曲线
⑶ 溶氧水平异常
⑷ 泡沫过多
⑸ 菌体浓度过高或过低
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。
⒈ 显微镜检查法(镜检 法)
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。
环境污染噬菌体是造成噬菌体感染的主要根 源。
细菌
T4噬菌体
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。
⒈ 种子培养异常
梭状芽孢杆菌
㈡ 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 ㈢ 不同污染时间分析 ① 染菌发生在种子培养阶段，或称种子培
养基染菌 ② 在发酵过程的初始阶段发生染菌，或称
发酵前期染菌 ③ 发酵后期染菌
第三节 杂菌污染的途径和防治
一、种子带菌及其防治 种子带菌的原因 生产上的一些措施： 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 在制备种子时对沙土管、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
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 感染后才能使用
染菌对发酵生产率、提取率、得率、产品 质量和三废治理等都有很大的影响。
wk.baidu.com
第一节 染菌对发酵的影响
一、染菌对不同发酵过程的影响 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， 染菌造成的危害程度也不同。如： 青霉素的发酵过程 核苷或核苷酸的发酵过程 柠檬酸等有机酸的发酵过程 谷氨酸的发酵过程
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
二、空气带菌及其防治 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方面完善 空气净化系统
空气净化系统
三、操作失误导致染菌及其防治
淀粉质原料容易结块 “夹生” 搅拌混 合或加入一定量的α-淀粉酶或罐外预先配 料混均
灭菌时压力表显示“假压” 打开排气 阀门及有关联接管的边阀、压力表接管边 阀等排汽
培养基灭菌中产生泡沫 添加消泡剂
工人操作不当 教育
加强技术培训和责任心
四、设备渗漏或“死角”造成的染菌及其 防治
六、杂菌污染的挽救与 处理
⑴ 种子培养期染菌的 处理
⑵ 发酵前期染菌的处 理
⑶ 发酵中、后期染菌 处理
⑷ 染菌后对设备的处 理
思考题
⒈ 简述发酵异常的原因，工业生产上检查 发酵系统是否污染杂菌有哪些方法？
⒉ 简述发酵生产过程中杂菌污染的途径及 防治方法。
⒊ 简述噬菌体污染的途径和危害及防止噬 菌体感染的措施。
二、染菌发生的不同时间对发酵的影响 不同的染菌时期对发酵所产生的影响也是
有区别的。
⑴ 种子培养期染菌 ⑵ 发酵前期染菌 ⑶ 发酵中期染菌 ⑷ 发酵后期染菌
三、染菌程度对发酵的影响
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，污染极少量的杂菌， 对发酵不会带来太大的影响
生产上常把不能彻底灭菌的部位称为“死 角”
⒉ 肉汤培养法
⒊ 平板划线培养或斜面 培养检查法
三、发酵染菌原因分析
造成发酵染菌的原因有很多，且常因 工厂不同而有所不同，但设备渗漏、 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善等是 造成各厂污染杂菌的普遍原因。
㈠ 染菌的杂菌种类分析
四环素的发酵过程最怕污染双球菌、 双球菌 芽孢杆菌和夹膜杆菌；柠檬酸的发酵 最怕青霉菌的污染；谷氨酸发酵最怕 噬菌体污染
微生物与发酵工艺
第七章 发酵生产染菌及其防治
第七章 发酵生产染菌及其防治
第一节 第二节
第三节
染菌对发酵的影响 发酵异常现象及原因 分析 杂菌污染的途径和防 治
所谓发酵染菌是指在发酵过程中，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这 一现象。
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％。
不锈钢衬里 破裂造成 “死角”
发酵罐罐底脓疱状积垢
罐底的加强板
a
b
c
法兰的“死角”
a—垫圈内径过小；b—垫圈内径过大；c—法 兰不平造成的泄漏与“死角”
灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方 法
压力表安装不合理形成“死角”
1,6—发酵罐；2—缓冲管；3,4—压力表； 5—旋塞
五、噬菌体污染及其防治
防治噬菌体染菌的方法具体归纳以下几点： 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。
生产中一旦污染噬菌体，可采取下列措 施加以挽救：
⑴ 并罐法 ⑵ 轮换使用菌种或使用抗性菌株 ⑶ 放罐重消法 ⑷ 罐内灭噬菌体法
⑴ 菌体生长缓慢
⑵ 菌丝结团
⑶ 代谢不正常
⒉ 发酵异常
⑴ 菌体生长差 ⑵ pH值过高或过低
谷氨酸发酵时正常 和异常的溶氧曲线
⑶ 溶氧水平异常
⑷ 泡沫过多
⑸ 菌体浓度过高或过低
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。
⒈ 显微镜检查法(镜检 法)
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。
环境污染噬菌体是造成噬菌体感染的主要根 源。
细菌
T4噬菌体
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。
⒈ 种子培养异常
梭状芽孢杆菌
㈡ 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 ㈢ 不同污染时间分析 ① 染菌发生在种子培养阶段，或称种子培
养基染菌 ② 在发酵过程的初始阶段发生染菌，或称
发酵前期染菌 ③ 发酵后期染菌
第三节 杂菌污染的途径和防治
一、种子带菌及其防治 种子带菌的原因 生产上的一些措施： 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 在制备种子时对沙土管、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
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 感染后才能使用
染菌对发酵生产率、提取率、得率、产品 质量和三废治理等都有很大的影响。
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第一节 染菌对发酵的影响
一、染菌对不同发酵过程的影响 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， 染菌造成的危害程度也不同。如： 青霉素的发酵过程 核苷或核苷酸的发酵过程 柠檬酸等有机酸的发酵过程 谷氨酸的发酵过程
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
二、空气带菌及其防治 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方面完善 空气净化系统
空气净化系统
三、操作失误导致染菌及其防治
淀粉质原料容易结块 “夹生” 搅拌混 合或加入一定量的α-淀粉酶或罐外预先配 料混均
灭菌时压力表显示“假压” 打开排气 阀门及有关联接管的边阀、压力表接管边 阀等排汽
培养基灭菌中产生泡沫 添加消泡剂
工人操作不当 教育
加强技术培训和责任心
四、设备渗漏或“死角”造成的染菌及其 防治
六、杂菌污染的挽救与 处理
⑴ 种子培养期染菌的 处理
⑵ 发酵前期染菌的处 理
⑶ 发酵中、后期染菌 处理
⑷ 染菌后对设备的处 理
思考题
⒈ 简述发酵异常的原因，工业生产上检查 发酵系统是否污染杂菌有哪些方法？
⒉ 简述发酵生产过程中杂菌污染的途径及 防治方法。
⒊ 简述噬菌体污染的途径和危害及防止噬 菌体感染的措施。
二、染菌发生的不同时间对发酵的影响 不同的染菌时期对发酵所产生的影响也是
有区别的。
⑴ 种子培养期染菌 ⑵ 发酵前期染菌 ⑶ 发酵中期染菌 ⑷ 发酵后期染菌
三、染菌程度对发酵的影响
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，污染极少量的杂菌， 对发酵不会带来太大的影响