发酵工程 第十章 发酵染菌及防治

柠檬酸：pH2.0，不易染菌，主要防止前期染菌。
C. 酵母菌: 易污染细菌以及野生酵母菌 D. 疫苗：无论污染的是活菌、死菌或内外毒素，都 应全部废弃。
三、染菌种类对不同发酵过程的影响

青霉素：怕染细短产气杆菌 柠檬酸：怕染青霉菌 链霉素：怕染细短杆菌、假单孢杆菌和产气杆菌 四环素：怕染双球菌、芽孢杆菌和荚膜杆菌 肌苷（酸）：怕染芽孢杆菌 谷氨酸：怕染噬菌体，易造成连续污染



显微镜检查法 镜检出杂菌需要一定时间 平板划线培养或斜面培养检查法：菌落 噬菌体检查可采用双层平板法：噬菌斑 肉汤培养检查法 发酵过程的异常现象判断 pH异常变化 尾气CO 异常变化 2 DO 水平异常变化 2
1
2
第三节 杂菌污染途径和防治
一、污染原因分析

主要原因： ① 种子带菌 ② 无菌空气带菌 ③ 设备渗漏 ④ 灭菌不彻底 ⑤ 操作失误 ⑥ 技术管理不善
概念:灭菌、消毒、除菌、防腐

灭菌 (sterilization):用化学或物理方法杀死物料或设备中所 有有生命物质的过程。 消毒 (disinfection):用物理或化学方法杀死空气、地表以及 容器和器具表面的微生物。 除菌 (degermation): 用过滤方法除去空气或液体中的微生 物及其孢子。
一、污染原因分析

①种子带菌 ②无菌空气带菌 ③设备渗漏 ④灭菌不彻底 ⑤操作失误 ⑥技术管理不善

从污染时间看：早期污染可能与①②④⑤→接种操作 不当有关；后期污染可能与③⑤及中间补料有关。 从杂菌种类看： 耐热芽孢杆菌：与④有关 球菌、无芽孢杆菌：与① ② ③⑤有关 浅绿色菌落的杂菌：与水有关，即冷却盘管渗漏 霉菌：与④⑤有关，即无菌室灭菌不彻底或操作问 题 酵母菌：糖液灭菌不彻底或放置时间较长 从染菌幅度看：各个发酵罐或多数发酵罐染菌，且所 污染的是同一种杂菌，一般是空气系统问题，若个别 罐连续染菌，一般是设备问题。
二、预防


种子带菌的防治 灭菌彻底 种子培养基灭菌彻底 接种可靠：无菌室及设备可靠，无菌操作可 靠 保藏可靠 过滤空气带菌的防治 设备的渗漏或“死角”造成的染菌及其防治
“死角”


发酵罐的“死角” 法兰、内衬、接口、表头、罐内部件及其支撑件如搅拌 轴拉杆、联轴器、冷却盘管、挡板、空气分布管及其支 撑件 口：人孔（或手孔）、排风管接口、灯孔、视镜口、进 料管口 发酵罐罐底脓疱状积垢造成“死角” 消除方法：加强清洗并定期铲除污垢；安装放汽边阀 管道安装不当或配置不合理形成的“死角”


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四、不同发酵时期染菌对发酵的影响

种子扩大时期染菌: 灭菌后弃去 发酵前期染菌： 应迅速重新灭菌，补充必要的营养成分，重新接种

发酵中期染菌：挽救困难，应早发现，快处理 ，处理方 法应根据各种发酵的特点和具体情况来决定 抗生素发酵 柠檬酸发酵 a. 污染细菌：加大通风，加速产酸，调pH3.0，抑制 细菌。 b. 污染酵母：加入0.025~0.035g/L CuSO4抑制酵母； 通风加大，加速产酸。
如何做到不发生染菌？ 发现染菌后如何查明染菌类型及其原因？ 发现染菌后如何尽快控制污染？
思考题：如何筛选或选育抗某种杂菌的新菌株 来预防污染发生？
发酵过程会出现的一些现象

发酵液pH急剧升高或下降
发酵液的粘度明显变稀
发酵液尾气出现明显的异味
发酵液中的溶解氧出现非正常的急剧下降
以上现象说明什么问题？
本章内容
第一节 第二节 第三节 染菌对发酵的影响 发酵染菌的分析 杂菌污染途径和防治
概念:发酵染菌


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％。
丝状菌发酵被产酸菌污染：pH不断下降，菌丝大量自

溶，发酵液粘度增加，过滤困难
处理方法：①将发酵液加热后再加助滤剂；②先加絮 凝剂使蛋白质凝聚后沉淀

杂菌分泌较多蛋白质杂质时，对发酵后处理过程中采
用溶媒萃取的提取工艺非常不利，使水相和溶媒之间 极易发生乳化
第二节 发酵染菌的分析
一、 染菌的检查与判断
四、不同发酵时期染菌对发酵的影响

柠檬酸发酵
c.染黄曲霉：加入另一罐将近发酵成熟的醪液，pH下
降，黄曲霉自溶。 d.青霉菌：在pH很低下能够生长。提前放罐。

发酵后期污染 染菌量不太多，可继续发酵 污染严重，则提前放罐 杀菌剂的添加：前期无必要，增加成本； 发现后加入，效果要具体评价
五、杂菌污染对发酵产物提取和产品质量的影响
采取哪些措施能够保持无菌发酵？

物料、培养基、中间补料要灭菌； 发酵设备及辅助设备（空气过滤装置、各种发
酵罐进出口连接装置）和管道要灭菌；

好气发酵通入的空气要除菌；
种子无污染；接种无菌操作过关；
为了保持发酵的长期无菌状态，需维持正压。
本章小结

掌握有关无菌技术的基本概念 发酵工业污染的原因及其防治策略
防腐(antisepsis): 用物理或化学方法杀死或抑制微生物的生 长和繁殖 。

消毒与灭菌的区别
消毒与灭菌在发酵工业中的应用
第一节 染菌对发酵的影响
一、染菌的不良后果



消耗营养 合成新产物 菌体自溶、发粘等造成分离困难 改变pH 分解产物 噬菌体破坏极大
第一节 染菌对发酵的影响
二、染菌对不同发酵过程的影响
A．细菌

谷氨酸：发酵周期短，培养基不太丰富，较少染杂 菌，但噬菌体威胁大。

肌苷：缺陷型生产菌，培养基丰富，易染菌，营养
成分迅速被消耗，严重抑制菌生长和合成代谢产物。
二、染菌对不同发酵过程的影响
B. 霉菌

PenG：青霉素水解酶上升，PenG迅速破坏，发酵 一无所获。
污水
脓疱
发酵罐罐底脓疱状积垢造成“死角”
罐底
法兰连接不当造成的“死角”
灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方法
二、预防


培养基与设备灭菌不彻底的防治 原料性状：大颗粒的原料过筛除去。 实罐灭菌时要充分排除罐内冷空气。 灭菌过程中产生的泡沫造成染菌：添加消泡剂 防止泡沫升顶 连消不彻底 ：最好采用自动控制装置 灭菌后期罐压骤变 死角 操作不当造成染菌 噬菌体染菌及其防治