第八章+工业发酵的染菌及其防治

发酵生产中杂菌的检查和防治

第一节发酵生产中杂菌的检查与防治 一染菌的检查与判断 凡是在发酵液或发酵容器中侵入了非接种的微生物统称为杂菌污染，及早发现杂菌，及早采取相应措施，对减少由杂菌污染造成的损失至关重要。因此检查的方法要求准确、快速。目前发酵生产上常用的检查方法有下列几种： 1．显微镜检查 一般单染色后用油镜观察，凡是从视野中发现有形态与生产菌株不同的菌体都可认为是污染了杂菌。 优点：简便、快速，能及时检查出杂菌。 缺点：（1）对固形物多的发酵液检查较困难； （2）对含杂菌少的样品不易得出正确结论，应多检查几个视野； （3）由于菌体较小，本身又处于非同步状态，应注意区别不同生理状态下的生产菌与杂菌，必要时可用进行革蓝氏染色、芽孢染色等辅助方法进行鉴别。 2．平板检查 若怀疑发酵液被细菌污染，可取少量待检发酵液涂布在肉汤平板上，在适宜条件下培养，若出现与生产菌株形态不一的菌落，就表明可能被杂菌污染；若要进一步确证，可配合显微镜形态观察，若个体形态与菌落形态都与生产菌相异，则可确认污染了杂菌。 优点：（1）适于固形物多的发酵液； （2）形象直观，肉眼可辩，不需仪器。 缺点：（1）所需时间较长，至少也需8小时； （2）无法区分形态（包括细胞形态与菌落形态）与生产菌相似的杂菌，如啤酒生产中污染野生酵母时，由于啤酒酵母与野生酵母很难从形态上加以区分，只能借助生理生化试验进行确认。 （3）检查过程需严格执行无菌操作技术。 3．肉汤培养检查法 此法主要用于空气过滤系统和液体培养基的无菌检查。具体方法是将葡萄糖酚红肉汤培养基（牛肉膏0.3%，蛋白胨0.8%，葡萄糖0.5%，氯化钠0.5%，1%酚红溶液0.4%，pH7.2）装在吸气瓶中，经灭菌后，置37 ℃培养24小时，若培养液未变浑浊，表明吸气瓶中的培养液是无菌的，就可用于空气过滤系统的杂菌检查。把过滤后的空气引入吸气瓶的培养液中，经培养后，若培养液变混，表明过滤后的空气中仍有杂菌，说明过滤系统有问题，若培养液未变混，说明空气无菌。 此法还可用于检查培养基灭菌是否彻底，取少量培养基接入肉汤中，培养后观察肉汤的浑浊情况即可。 4．根据发酵过程中的异常现象来判断是否染菌

工业发酵染菌的防治和灭菌试题

工业发酵染菌的防治和灭菌试题 一、选择题 1.在化学消毒剂中，通过凝固蛋白作用杀菌的是（ ） A 新洁尔灭 B 乙醇 C 甲醛 D 拮抗 2.化学消毒剂（ ）是能损伤细菌外膜的阳离子表面活性剂 A 福尔马林 B 结晶紫 C 漂白粉 D 新洁而灭 3.下列抗生素作用机制中，抑制细胞壁合成的是（ ） A 利福霉素 B 四环素 C 两性霉素 D 青霉素 4.实验室常规高压蒸汽灭菌的条件是（ ） A 135℃—140℃，5—15秒 B 72℃、15秒 C 121℃，30分钟 D 100℃，5小时 5.使用高压锅灭菌时，打开排汽阀的目的是（ ） A 防止高压锅内压力过高，使培养基成分受到破坏 B 排尽锅内有害气体 C 防止锅内压力过高，造成灭菌锅爆炸 D 排尽锅内冷空气 6.出于控制微生物的目的，灭菌一词指的是( )。 A 除去病原微生物 B 降低微生物的数量 C 消灭所有的生物 D 只消灭体表的微生物 7.高压灭菌器杀死微生物需要下列所有条件，除了( )之外。 A 蒸汽温度121℃ B 15分钟 C 每平方英寸15磅压力 D 10个大气压的体积 8.消毒剂与防腐剂的差别是( )。 A 消毒剂仅用于非生物的物体，而防腐剂用在皮肤表面 B 消毒剂杀死细菌的芽孢，而防腐剂不能 C 消毒剂不能灭菌，防腐剂可以 D 消毒剂是化学物质，而防腐剂不是化学物质 9.干热法常用于( )灭菌。 A 盐溶液 B 细菌培养基 C 油料物质 D 医院的毛毯 10.紫外线辐射主要作用于微生物的( )。 A 糖类 B 酶类 C 核酸 D 细胞壁 11.环氧乙烯广泛用于( )。 A 灭菌塑料制品 B 消毒台面 C 杀死皮肤表面的细菌 D 灭菌化学溶液 12.为使醇类制菌效果显著，所用化学试剂必须( )。 A 用10％溶液 B 放溶液中5分钟 C 用丁醇 D 完全浸没在溶液中 13.所有下列情况均是抗生素抑制微生物的方法，除了( )之外。 A 抗生素抑制细胞壁合成 B 抗生素干扰细胞膜功能 C 抗生素阻止能量从ATP释放 D 抗生素抑制蛋白质合成 14.青霉素族的抗生素主要用于抗( )。 A 病毒 B 真菌 C 革兰氏阴性菌 D 革兰氏阳性菌 15.利用冷藏进行保存的一个缺点是( )。 A 冷藏不能杀死微生物 B 冷藏不能降低 微生物的代谢 C 冷藏能杀死可能存在的芽孢 D 冷藏降低微生物酶的活性 16.以下化合物都被批准用于食物的防腐，除了( )之外。 A 二氧化硫 B 山梨酸 C 硝酸 D 苯甲酸 17.对食品样品进行常规平板计数需要以下各项，除了( )之外。 A 细菌生长培养基 B 一些平皿

发酵生产中杂菌的检查与防治

第一节发酵生产中杂菌的检查与防治一染菌的检查与判断 凡是在发酵液或发酵容器中侵入了非接种的微生物统称为杂菌污染，及早发现杂菌，及早采取相应措施，对减少由杂菌污染造成的损失至关重要。因此检查的方法要求准确、快速。目前发酵生产上常用的检查方法有下列几种： 1．显微镜检查 一般单染色后用油镜观察，凡是从视野中发现有形态与生产菌株不同的菌体都可认为是污染了杂菌。 优点：简便、快速，能及时检查出杂菌。 缺点：（1）对固形物多的发酵液检查较困难； （2）对含杂菌少的样品不易得出正确结论，应多检查几个视野； （3）由于菌体较小，本身又处于非同步状态，应注意区别不同生理状态下的生产菌与杂菌，必要时可用进行革蓝氏染色、芽孢染色等辅助方法进行鉴别。 2．平板检查 若怀疑发酵液被细菌污染，可取少量待检发酵液涂布在肉汤平板上，在适宜条件下培养，若出现与生产菌株形态不一的菌落，就表明可能被杂菌污染；若要进一步确证，可配合显微镜形态观察，若个体形态与菌落形态都与生产菌相异，则可确认污染了杂菌。 优点：（1）适于固形物多的发酵液； （2）形象直观，肉眼可辩，不需仪器。

缺点：（1）所需时间较长，至少也需8小时； （2）无法区分形态（包括细胞形态与菌落形态）与生产菌相似的杂菌，如啤酒生产中污染野生酵母时，由于啤酒酵母与野生酵母很难从形态上加以区分，只能借助生理生化试验进行确认。 （3）检查过程需严格执行无菌操作技术。 3．肉汤培养检查法 此法主要用于空气过滤系统和液体培养基的无菌检查。具体方法是将葡萄糖酚红肉汤培养基（牛肉膏%，蛋白胨%，葡萄糖%，氯化钠%，1%酚红溶液%，）装在吸气瓶中，经灭菌后，置37 ℃培养24小时，若培养液未变浑浊，表明吸气瓶中的培养液是无菌的，就可用于空气过滤系统的杂菌检查。把过滤后的空气引入吸气瓶的培养液中，经培养后，若培养液变混，表明过滤后的空气中仍有杂菌，说明过滤系统有问题，若培养液未变混，说明空气无菌。 此法还可用于检查培养基灭菌是否彻底，取少量培养基接入肉汤中，培养后观察肉汤的浑浊情况即可。 4．根据发酵过程中的异常现象来判断是否染菌 （1）溶解氧水平异常变化显示染菌 每一种生产菌都有其特定的耗氧曲线，当杂菌污染时，如果污染的是好气性杂菌，会使溶解氧在较短的时间内下降，甚至接近零，且长时间不能回升；当污染的是非好气菌，生产菌的代谢由于受污染而遭抑制时，会使耗氧量减少，发酵液中的溶解氧就会升高。如味精生产上受噬菌体污染时，使菌体利用的氧气量减少，DO上升。 （2）排气中CO2的异常变化显示染菌

发酵工程中的染菌原因及解决办法

学生综述性论文 题目：发酵过程中染菌的分析、检测及预 防 姓名：刘莉学号：2008132114 专业：生物技术班级：083班 课程名称：微生物工程 指导教师：燕平梅 课程学期：2010至2011学年第一学期

发酵过程中染菌的分析、检测及预防 姓名：刘莉指导老师：燕平梅 （太原师范学院生物系083班学号：2008132114） 摘要：通过分析发酵过程中染菌的各种原因，总结检测染菌的方法，并提出染菌后应采取哪些措施及预防染菌的方法。 关键词：发酵；染菌；危害；检查；预防 前言：发酵工业生产中，污染杂菌造成发酵失败的事故时常发生，严重影响发酵生产，关于发酵过程是否污染杂菌，如何检测，染了菌后如何处理等等，这些问题的研究是十分有意义的。 内容： 1发酵染菌的危害 1.1不同种类的杂菌对发酵的影响 青霉素发酵：污染细短产气杆菌比粗大杆菌的危害大 链霉素发酵：污染细短杆菌、假单孢杆菌和产气杆菌比粗大杆菌的危害大 四环素发酵：污染双球菌、芽孢杆菌和夹膜杆菌的危害较大 柠檬酸发酵：最怕污染青霉菌 肌苷、肌苷酸发酵：污染芽孢杆菌的危害最大 谷氨酸发酵：最怕污染噬菌体 高温淀粉酶发酵：污染芽孢杆菌和噬菌体的危害较大 1.2不同染菌时间对发酵的影响 1.2.1种子培养期染菌 菌体浓度低、培养基营养丰富

1.2.2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 1.2.3发酵中期染菌 严重干扰生产菌的繁殖和产物的生成 1.2.4发酵后期染菌 如杂菌量不大，可继续发酵。如污染严重，可采取措施提前放罐 1.3不同染菌途径对发酵的影响 种子带菌：种子带菌可使发酵染菌具有延续性 空气带菌：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 培养基或设备灭菌不彻底：一般为孤立事件，不具有延续性 设备渗漏：这种途径造成染菌的危害性较大 1.4染菌对产物提取和产品质量的影响 1.4.1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。 1.4.2对提取的影响 a.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 b.离子交换工艺：杂菌易粘附在离子交换树脂表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 1.4.3对产品质量的影响 a.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。 b.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。 1.5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。 2发酵过程中染菌的检查判断

发酵工程8-16章思考题

第八章 发酵过程 1，发酵过程的定义 2，为何要研究发酵过程 3，发酵过程的主要控制参数主要分为哪三大类 4，发酵过程中通常测定的参数有哪些 5，发酵过程中参数测定的方法有哪两种 6，简述发酵过程的代谢变化规律。为什么要了解这一规律。 7，分批发酵、补料分批发酵和连续发酵的定义。对这三种发酵方式进行比较。 8，按照产物生成与菌体生长是否同步，可将分批发酵分为哪两种类型，并用公式进行表述。这种分类方法对实际生产有何指导意义 9，代谢变化、代谢曲线 10，温度对发酵过程有何影响？ 11，pH 值对发酵过程有何影响？ 12，简述发酵过程中引起pH 下降和上升的因素 13，发酵过程中pH 的控制方式。 14，发酵过程中泡沫产生的原因 15，发酵过程中泡沫的产生有何不利的影响 16，在发酵过程中影响泡沫稳定性的因素有哪些 17，发酵过程中泡沫控制的方法。 18，化学消泡的机理。 19，发酵过程中补料控制的目的，所补的物料包括哪些类型，补料的原则及控制策略 20，临界氧浓度 21，请叙述发酵过程中溶解氧的一般变化规律。 22，二氧化碳对发酵的影响及其机理，发酵过程如何控制二氧化碳 23，发酵过程的基本自控系统包括哪些 24，发酵动力学的定义，研究发酵动力学的目的。 25，研究发酵动力学方法有哪两种？ 26，简述Monod 方程与米氏方程的区别与联系。根据实验结果计算Monod 方程的参数 27，恒化器和恒浊器的定义。 28，在连续培养过程中，其实际结果为何会和理论推导的结果发生偏差 29，宏观产率系数 30，理论代谢产物产率的计算 31，分批发酵、补料分批发酵和连续发酵动力学方程的推导 32，研究连续培养动力学有何用途 第九章 厌氧发酵设备 1、酒精发酵设备的基本要求 2、酒精发酵罐的冷却装置有哪三种形式？ 3、微生物在厌氧发酵过程中总的发酵热 4、酒精发酵罐罐数的计算 5、啤酒圆筒体锥底发酵罐的优缺点 第十章 通风发酵设备 1，常用的通风发酵罐有哪几种类型 2，机械搅拌发酵罐的基本要求 3，机械搅拌发酵罐的搅拌器的作用和种类 4，挡板的作用 5，全挡板条件 6，消泡器的作用和种类 7，发酵罐上常用的轴 封有哪两种，比较其优缺点 8，机械搅拌发酵罐的冷却装置有哪三种？各适用于什么场合？比较其优缺点？ 9，自吸式发酵罐的充气原理 10，气升式发酵罐的工作（充气）原理11，搅拌器的轴功率 12，影响搅拌器输入搅拌液体的功率的因素13，功率准数 14，根据功率准数所表征的意义推导下式 15，机械搅拌发酵罐主要由哪三个部分组成及各自的作用 16，根据产品的年产量计算所需发酵罐的数量，并计算发酵罐的结构尺寸 17，了解机械搅拌发酵罐的结构 18，空气中的氧进入到细胞中要经过哪些步骤 19，根据氧的传质方程，请叙述影响氧传递的因素。 第十一章 发酵染菌的防治 1，何谓“杂菌”？ 2，不同染菌途径对发酵的影响 3，染菌是如何影响产物提取和产品质量的4，无菌试验的目的 5，杂菌的检查方法有哪几种？各种检查方法的比较？ 6，总染菌率 7，试从不同染菌规模分析各自引起染菌的原因 8，试从染菌分析染菌的可能原因有哪几种？ 9，种子带菌的原因可能有哪几种 10，无菌室的基本要求及其所要求的无菌程度 11，造成设备泄漏可能有哪些原因 12，盘管试漏方法有哪两种？ 13，发酵罐管路的连接方式有哪三种，并对这三种连接方式进行比较 14，何谓死角 15，发酵工厂的管路采用法兰连接时，如安装或操作不当有可能会形成哪些死角 16，请问下图中的管道连接方式有何不合理之处，为什么？请画出正确的连接方式 17，预防噬菌体感染的措施有哪些 18，在实际生产过程中，如何从过程检查结果分析判断染菌的原因，并提出解决的措施。 第十二章 1， 下游加工过程的定义 2， 发酵下游加工过程的特点 3， 对一具体发酵产品，在确定其下游加工工艺时应考 虑哪些因素 4， 发酵产品的下游加工工艺过程可分为哪四个阶段 5， 发酵液凝聚和絮凝的机理 6， 影响絮凝因素有哪些 7， 在发酵工业中，常用的固液分离设备有哪几种类型 8， 错流过滤 9， 微生物细胞破碎的技术有哪些 10，如何选择细胞破碎的方法 11，盐析的定义及其机理和优缺点 12，有机溶剂沉淀的原理和优缺点 13，等电沉淀的原理和优缺点 14，吸附法的原理、优缺点，吸附的类型 15，影响吸附过程的因素有哪些 16，离子交换作用，以及影响离子交换速度的因素 17，膜分离技术的优点 18，常用的膜分离设备包括哪四种类型 19，浓差极化、凝胶层 5 30 D N P P N ρ=

第七章 发酵染菌及防治

第七章发酵染菌及防治 工业发酵生产过程大多为纯种培养过程，需要在无杂菌、无污染的条件下进行生产。生产的环节比较多，既要连续搅拌和供给无菌空气，又要排放多余的空气、多次添加消沫剂、补充培养基、定时取样分析及不断改变空气量等。所有这些操作都会给防止发酵染菌带来了极大的困难。 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液，从而使发酵过程失去了真正意义上的纯种培养。 从国内外的发酵工业的报道看，在生产中要做到完全不染菌是不可能的。目前能够做到的是提高生产技术水平，尽可能防止发酵染菌的发生，而且一旦发生染菌，要能尽快找出其中污染的原因，并采取相应的有效措施，把发酵染菌造成的损失降低到最低的限度。 第一节发酵染菌的分析 第二节染菌对发酵的影响 第三节杂菌染菌的挽救与处理 第四节杂菌染菌的途径和防治 第一节发酵染菌的分析 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，这些改变必然会影响发酵水平，使生产蒙受损失。 异常现象为： 1、种子培养异常 2、发酵异常 1、种子培养异常 ①、培养的种子不合格 ②、菌体生长缓慢 ③、菌丝结团 ④、菌体老化 ⑤、代谢不正常 2、发酵异常 ①、菌体生长差 ②、pH值过高或过低 ③、泡沫过多

④、菌体浓度过高或过低 二、染菌的检查、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。 生产上要求能用确切、迅速的方法检查出杂菌的污染。常用的检查方法有： 1、显微镜检查法(镜检法) 2、肉汤培养法 3、平板划线培养或斜面培养检查法 4、发酵过程的异常现象观察法 5、其他一些异常现象如：菌体生长不良、耗糖慢、pH值的异常变化、发酵过程中泡沫的异常增多、发酵液的颜色异常变化、代谢产物含量的异常下降、发酵周期的异常的拖长、发酵液的粘度异常增加等来判断。 三、发酵染菌原因 1、发酵染菌的规模分析 2、不同污染时间分析 3、染菌的杂菌种类分析 四、发酵染菌的分析 第二节染菌对发酵的影响 一、染菌对发酵过程的影响 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。 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，严重影响到发酵产物的生成，使发酵产品的产量大为降低 例如： ①、青霉素的发酵过程中，由于染菌许多杂菌都能产生青霉素酶，因此不管染菌是发生在发酵的前期、中期或后期，都会使青霉素迅速分解破坏，使发酵过程得不到目的产物，其危害十分严重。 ②、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，所需要的培养基营养丰富，因此极易受到杂菌的污染，且污染后，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、柠檬酸等有机酸发酵过程中，一般在产酸后，发酵液的pH值比较低，杂菌生长十分困难，在发酵的中、后期不太会发生染菌，因此主要是要防止发酵的前期染菌。

发酵过程中染菌的有效控制及预防

发酵过程中染菌的有效控制及预防 邢攀科 摘要：针对微生物发酵过程中的染菌现象，分析了导致发酵染菌的几种主要原因，并提出了有效控制方法，以预防为主，及时观察分析，杜绝发酵染菌的隐患。 关键词：发酵染菌微生物发酵 前言：杂菌感染，简称染菌，普遍存在于微生物发酵工业生产中。特别是夏季，随着气温的不断升高．在丙酮、醇粮食发酵法工业生产中尤其突出[5]。发酵过程是利用某种特定的微生物在一定的环境中进行新陈代谢，从而获得某种产品。现代发酵工业要求纯种培养，不仅斜面、种子和培养基以及发酵罐、管道等须经严格灭菌除去各种杂菌，而且在需氧发酵中通入的空气也需经过除菌处理。只有这样，才能确保生产不受杂菌污染，从而保证生产菌的旺盛生长。染菌的结果，轻者影响产量或产品质量，重者导致倒罐，甚至停产。工业发酵中污染杂菌造成的损失是十分惊人的，所以必须认真对待除菌。 1 发酵过程对设备的要求 1.1发酵罐 发酵罐在使用之前，需要进行认真检查，以消除染菌隐患，如搅拌系统转动有无异常;机械密封是否严密:罐内的螺丝是否松动;罐内的管道有无堵塞;夹层或罐内盘管是否泄漏;罐体连接阀门严密度等等。机械密封目前在发酵罐上得到广泛应用，取代了以前搅拌轴采用的填料密封形式，但是由于安装精度不高或选用的机械密封不合适，仍然会由于轴封泄露造成染菌，因此在安装搅拌轴时要注意对中，为了便于观察罐内发酵情况，在人型发酵罐内一般设置有冲洗视镜的蒸汽管道，但是蒸汽一旦冷凝在管道中，冷凝水并不能完全保证无菌，因此冲洗视镜的蒸汽管道要去除，杜绝染菌隐患。如果罐内雾气大看小清楚，可以采用更高亮度的视镜灯[6]。 1.2发酵罐附属设备 发酵罐附属设备有空气净化系统，温度、压力流量等控制系统及相应的管道阀门。哪一个环节出问题都会造成发酵失败[3]。 1.2.1空气净化系统 传统的空气净化使用活性炭、棉花、超细玻璃纤维纸做过滤器Ul，过滤效果差，操作复杂。目前国内的膜过滤技术比较成熟，用偏二氟乙烯((PVDF)制成的折叠微孔滤膜滤芯，过滤精度高，流量大。使用时只要注意过滤器前压缩空气除湿脱油，并按规范对过滤器灭菌，空气保证无菌还足没有问题的。而且PVDF膜对压缩空气中的水分不敏感，膜本身的疏水性强，使用中注意过滤器排水，解决了以前当空气湿度过大导致棉花过滤器不能使用的问题[3]。 1.2.2温度、压力流量等控制系统 发酵罐实消是对发酵培养基进行彻底的灭菌处理，利用高温过饱和蒸汽的强穿透能力使

发酵过程染菌及其防治

第八章发酵过程染菌及其防治 张海龙 山东教育学院生物系 Shan Dong Institute of Education

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、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、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、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、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、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 染菌对发酵的影响 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。 ?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。

例 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)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)柠檬酸等有机酸发酵过程：一般在产酸后发酵液的pH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)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。

发酵过程染菌及防治

第八章发酵过程染菌及其防治 教学目的：1、掌握发酵染菌的影响、判断、防治及处理；2、掌握噬菌体污染的症状及防治方法。 教学方法：讲授 教学手段：使用多媒体课件 教学内容： 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。 第一节染菌对发酵的影响 一、染菌对不同发酵过程的影响 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、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、柠檬酸等有机酸发酵过程：一般在产酸后发酵液的pH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、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影响较大。 二、染菌发生的不同时间对发酵的影响 1、种子培养期染菌 种子培养主要是使微生物细胞生长与繁殖，此时，微生物菌体浓度低，培养基地营养十分丰富，比较容易染菌。 若将污染的种子带入发酵罐，则危害极大，因此应严格控制种子染菌的发生。 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。 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，此时期代谢的产物很少，相对而言这个时期也容易染菌。 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。 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代谢，影响产物的生成。 有的染菌后杂菌大量繁殖，产生酸性物质，使pH值下降，糖、氮等的消耗加速；菌体自溶，致使发酵液发粘，产生大量的泡沫，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。 4、发酵后期染菌 由于发酵后期培养基中的糖等营养物质已接近耗尽，且发酵的产物也已积累较多，如果

生物工艺学第八章 工业发酵染菌的防治

第八章 工业发酵染菌的防治
发酵染菌能给生产带来严重危害，防 止杂菌污染是任何发酵工厂的一项重 要工作内容。尤其是无菌程度要求高 的液体深层发酵，污染防止工作的重 要性更为突出。

主要内容
工业发酵染菌的危害； 染菌的检查、判断及染菌原因分 析； 防治染菌的措施。

第一节
工业发酵染菌的危害
染菌：发酵过程污染杂菌的现象；
大量原材料浪费、经济巨大损失； 扰乱生产秩序，破坏生产计划； 遇到连续染菌，特别在找不到染菌原因往往 会影响人们的情绪和生产积极性； 影响产品外观及内在质量。

生产不同的品种，可污染不同种类和性质的 微生物； 不同污染时间，不同污染途径，污染不同菌 量，不同培养基和培养条件又可产生不同后 果 。
发酵染菌对不同品种的影响； 不同种类的杂菌对发酵的影响； 不同时间染菌对发酵的影响； 不同染菌途径对发酵的影响； 发酵染菌对提炼、产品质量、三废治理的影 响。

1 发酵染菌对不同品种的影响
放线菌由于生长的最适pH7左右，因此染细菌为 多，而霉菌生长pH5左右，因此染酵母菌为多； 青霉素发酵染菌，绝大多数杂菌都能直接产生青 霉素酶，而另一些杂菌则可被青霉素诱导而产生 青霉素酶； 灰黄霉素、制霉菌素、克念菌素等抗生素抑制霉 菌，对细菌几乎没有抑制和杀灭作用，故容易染 细菌； 疫苗生产：一旦污染杂菌，不论死菌、活菌或内 外毒素，都应全部废弃。

2
不同种类的杂菌对发酵的影响
（1）污染噬菌体：
感染力很强，传播蔓延迅速，也较难防治，故危 害极大。
（2）污染其它杂菌：
有些使生产菌自溶产生大量泡沫，影响通气搅 拌；有的使发酵液发臭、发酸，致使pH下降，使 不耐酸的产品破坏。 染芽孢杆菌，由于芽孢耐热，不易杀死，往往一 次染菌后会反复染菌。

染菌的检查、分析和防止措施

染菌的检查、原因分析和防止措施 1.染菌的检查与判断 在发酵过程中对杂菌污染的及早发现，及时处理，是免除染菌造成严重损失的重要问题。因此，要求有确切、迅速的方法来检出杂菌的污染，目前常用方法主要有以下几种： （1）显微镜检查 通常用革兰氏染色法，染色后在高倍显微镜下观察。对霉菌、酵母发酵，先用低倍显微镜观察生产菌的特征，然后再用高倍显微镜观察有否染菌存在，根据生产菌与杂菌的特征区别，判断是否染菌。必要时，可进行芽孢和鞭毛染色。 （2）平板划线培养或斜面培养检查法 先将经灭菌的固体培养基倒入灭菌的平板中置培养箱摄氏37度，保温24h检查无菌即可使用。将需要检查的样品，在无菌平板上划线，分别置摄氏37度、摄氏27度培养，以适应嗜中菌和低温菌的生长，一般在8h后即可观察。 噬菌体检查可采用双层平板培养法，底层同为肉汁琼脂培养基，上层减少琼脂用量。先将灭菌的底层培养基熔后倒平板，凝固后，将上层培养基熔解并保持摄氏40度，加生产菌作为指示菌和待检样品混合后迅速倒在底层平板上，置培养箱保温培养，经12~20h培养，观察有无噬菌斑。 培养基（PH7.0） 葡萄糖（%）牛肉膏（%）蛋白胨（%）氯化钠（%）琼脂（%） 上层0.5 1.0 1.0 0.5 1.0 下层0.5 1.0 1.0 0.5 2.0 （3）肉汤培养检查法 将需要检查样品接入经灭菌并经过检查无菌的肉汤培养基中，放置摄氏37度和摄氏27度分别培养24h，进行观察，并取样镜检。此法常用于检查培养基和无菌空气是否带菌，也可用于噬菌体检查，此时使用生产菌作为指示菌。 葡萄糖酚红肉汤培养基：牛肉膏0.3%，葡萄糖0.5%，氯化钠0.5%，蛋白胨0.8%，1%酚红溶液0.4%，PH7.2。 用以上的检查方法检查未发现污染，还不能肯定未被污染。

发酵染菌原因分析及防治

发酵染菌 什么是染菌？发酵过程中除了生产菌以外，还有其它菌生长繁殖 几乎所有的发酵工业，都有可能遭受杂菌的污染。染菌的结果，轻者影响产量或产品质量，重者可能导致倒罐，甚至停产。 生物反应过程染菌的分析 种子培养异常主要表现有菌体生长缓慢、菌丝结团、菌体老化以及培养液的理化参数变化。 发酵异常主要表现在菌体生长速度缓慢，形态不粗壮或过早老化，以及糖、 氮、pH、泡沫、发酵产物、发酵浓度等理化参数不正常。 （一）染菌对发酵的影响 生产不同的品种，可污染不同种类和性质的微生物。 不同污染时间，不同污染途径，污染不同菌量，不同培养基和培养条件又可产生不同后果 1、发酵染菌对不同品种的影响 放线菌由于生长的最适pH为7左右，因此染细菌为多，而霉菌生长pH为5左右，因此染酵母菌为多。 青霉素发酵染菌，绝大多数杂菌都能直接产生青霉素酶，而另一些杂菌则可被青霉素诱导而产生青霉素酶。不论在发酵前期、中期或后期，染有能产生青霉素酶的杂菌，都能使青霉素迅速破坏。 链霉素、四环素、红霉素、卡那霉素等虽不象青霉素发酵染菌那样一无所得，但也会造成不同程度的危害。如杂菌大量消耗营养干扰生产菌的正常代谢；改变pH，降低产量。 灰黄霉素、制霉菌素、克念菌素等抗生素抑制霉菌，对细菌几乎没有抑制和杀灭作用。 疫苗生产危害很大。现在疫苗多采用深层培养，这是一类不加提纯而直接使用的产品，在其深层培养过程中，一旦污染杂菌，不论死菌、活菌或内外毒素，都应全部废弃。因此，发酵罐容积越大，污染杂菌后的损失也越大。 2、污染不同种类和性质的微生物的影响 1）污染噬菌体 噬菌体的感染力很强，传播蔓延迅速，也较防治，故危害极大。污染噬菌体后，可使发酵产量大幅度下降，严重的造成断种，被迫停产。 （2）污染其它杂菌 有些杂菌会使生产菌自溶产生大量泡沫，即使添加消泡剂也无法控制逃液，影响发酵过程的通气搅拌。有的杂菌会使发酵液发臭、发酸，致使pH下降，使不耐酸的产品破坏。特别是染芽孢杆菌，由于芽孢耐热，不易杀死，往往一次染菌后会反复染菌。 例如： 青霉素发酵：污染细短产气杆菌比粗大杆菌的危害大 链霉素发酵：污染细短杆菌、假单孢杆菌和产气杆菌比粗大杆菌的危害大 四环素发酵：污染双球菌、芽孢杆菌和夹膜杆菌的危害较大 柠檬酸发酵：污染青霉菌 肌苷、肌苷酸发酵：污染芽孢杆菌谷氨酸发酵：污染噬菌体 高温淀粉酶发酵：污染芽孢杆菌和噬菌体 3、不同时间染菌对发酵的影响 污染时间是指用无菌检测方法确准的污染时间，不是杂菌窜入培养液的时间。 杂菌进入培养液后，需有足够的生长、繁殖的时间才能显现出来，显现的时间又与污染菌

发酵复习再次整理

第八章发酵过程 1，发酵过程的定义 发酵过程即细胞的生物反应过程，是指由生长繁殖的细胞所引起的生物反应过程。它不仅包括了以往“发酵”的全部领域，而且还包括固定化细胞的反应过程、生物法废水处理过程和细菌采矿等过程 2、发酵产物的特点 产物浓度低、组成复杂、具有生物稳定性、产品种类多、含量和纯度要求高、含有色素蛋白质等有机杂质 3、发酵提取遵循原则 经济型、生物活性保持、符合质量要求、可放大性、快速、简易性 4、发酵过程的主要控制参数 物理参数：温度、压力、搅拌速度、搅拌功率、空气流量、粘度、浊度 化学参数：PH、基质浓度、溶解氧浓度、氧化还原电位、产物浓度、尾气气体组成 生物参数：菌体浓度 7，分批发酵、补料分批发酵和连续发酵的定义。对这三种发酵方式进行比较。 分批发酵是指在一封闭系统内含有初始限量基质的发酵方式。在这一过程中，除了氧气、消泡剂及控制pH的酸或碱外，不再加入任何其它物质。发酵过程中培养基成分减少，微生物得到繁殖。特点? 微生物所处的环境在发酵过程中不断变化，其物理，化学和生物参数都随时间而变化，是一个不稳定的过程 优点：操作简单；操作引起染菌的概率低。不会产生菌种老化和变异等问题 缺点：非生产时间较长、设备利用率低。 补料分批发酵补料分批发酵又称半连续发酵或流加分批发酵，是指在分批发酵过程中，间歇或连续地补加新鲜培养基的发酵方式 ? 优点–使发酵系统中维持很低的基质浓度；–和连续发酵比、不需要严格的无菌条件；–不会产生菌种老化和变异等问题。 ? 缺点–存在一定的非生产时间；–和分批发酵比，中途要流加新鲜培养基，增加了染菌的危险补料分批发酵的类型? 补料方式–连续流加–不连续流加–多周期流加 ? 补料成分–单一组分流加–多组分流加 ? 控制方式–反馈控制–无反馈控制 连续发酵培养基料液连续输入发酵罐，并同时放出含有产品的相同体积发酵液，使发酵罐内料液量维持恒定，微生物在近似恒定状态（恒定的基质浓度、恒定的产物浓度、恒定的pH、恒定菌体浓度、恒定的比生长速率）下生长的发酵方式。 ? 优点–能维持低基质浓度；–可以提高设备利用率和单位时间的产量；–便于自动控制。 ? 缺点–菌种发生变异的可能性较大；–要求严格的无菌条件。 连续发酵的类型? 恒化培养–使培养基中限制性基质的浓度保持恒定 ? 恒浊培养–使培养基中菌体的浓度保持恒定 8，按照产物生成与菌体生长是否同步，可将分批发酵分为哪两种类型，并用公式进行表述。这种分类方法对实际生产有何指导意义 生长关联型 产物形成与生长有关，如酒精、某些酶等。QP=YP/X*U 非生长关联型 产物的形成速度与生长无关，只与细胞积累量有关。如，抗生素。dp/dt=βX 指导意义 如果生产的产品是生长关联型（如菌体与初级代谢产物），则宜采用有利于细胞生长的培养条件，延长与产物合成有关的对数生长期； 如果产品是非生长关联型（如次级代谢产物），则宜缩短对数生长期，并迅速获得足够量的菌体细胞后延长平衡期，以提高产量。