微生物发酵技术 染菌原因分析
发酵常见染菌原因及分析
发酵常见染菌原因及分析发酵是一种利用微生物代谢产生特定产物的过程。
在发酵过程中，微生物的生长和代谢活动是至关重要的，因此发酵过程中的染菌问题是不可避免的。
染菌的原因可能有很多，包括环境因素、操作不当、杂菌污染等。
下面将详细介绍一些常见的染菌原因及分析。
1. 空气中存在杂菌空气中存在大量的微生物，包括细菌、真菌和酵母等。
这些微生物可以通过空气传播到发酵系统中，并在适宜的环境条件下生长繁殖，导致发酵过程中的染菌问题。
为了减少空气中的杂菌对发酵系统的污染，可以采取以下措施：- 严格控制发酵环境的洁净度，保持操作区域的干净和无尘。
- 在发酵容器上使用滤器，可以有效阻止空气中的杂菌进入容器。
- 在操作过程中尽量减少容器的开启和移动，以减少空气中的杂菌进入的机会。
2. 操作不严谨对于发酵过程来说，操作的规范性和严密性非常重要。
操作不当往往是染菌的主要原因之一。
以下是一些可能导致染菌的操作不严谨的情况：- 使用不洁净的操作工具或容器，如不经过高温灭菌的培养瓶、试管等。
- 未经过严格的消毒处理，如未进行高温灭菌或化学消毒。
- 制备培养基时没有正确的称量和配比，导致培养基中存在过多或过少的某种成分。
- 操作时没有佩戴干净的实验室服装和帽子，容易将外界的杂菌带入发酵系统。
- 操作时没有对抽取样本的工具进行适当的消毒处理，可能会将外界的杂菌带入样品中。
为了避免操作不严谨导致的染菌问题，应采取以下预防措施：- 在实验室中建立操作规范，并进行培训，确保操作人员熟知并遵守相关操作程序。
- 使用洁净的操作工具和容器，并进行必要的灭菌处理。
- 对操作区域进行定期的清洁和消毒，保持操作环境的洁净。
- 在操作过程中密封容器，减少外界微生物的进入。
- 检查操作工具的消毒情况，确保消毒措施的有效性。
3. 培养基污染发酵过程中，培养基是微生物生长和代谢的基础。
如果培养基本身存在污染，就会导致发酵过程的染菌问题。
常见的培养基污染原因包括：- 培养基配制不当，如配制浓度错误、培养基中存在异物。
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。
第七章发酵染菌及防治
２、噬菌体检查——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溶后倒平板，凝固后 ，将上层培养基溶解并保持40℃，加生长菌作 为指示菌和待测样品混合后迅速倒在底层平板 上，置培养箱保温经12～20h观察有无噬菌斑。
微生物的浓度过低，发酵液转稀： 指发酵尚未进入放罐阶段，发酵液就变稀。 （1）原因：感染噬菌体、培养条件不合适。 （2）措施：防噬菌体、控制合适培养条件。 未知的其它原因：可补充氮源促菌丝生长，或补充碳源也可
。 微生物的浓度过高，发酵液过浓： （1）原因：氮源过多，菌丝生长快、浓度大，从而降低发
酵液中溶解氧的浓度，影响发酵正常进行。 （2）措施：补入大量的水。
二、染菌检查（p185-186）
在发酵过种中，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 要手段。因此，要求有确切、迅速的方法 来检测出污染的杂菌。
目前常用的方法：
（一）显微镜检查 （二）肉汤培养检查法 （三）平板划线培养或斜面培养检查法 （四）发酵过程的异常现象观察法
发酵染菌批数
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
总染菌率=——————100％
总投料批数
发酵染菌率是指在发酵罐中发生的染菌率，包括染 菌后被挽救不了导致倒罐的批数，但种子罐培养的 染菌不接入发酵罐，不导致发酵染菌的另行计算。
（二）染菌原因及分析
归纳发酵中染菌的主要原因有以下几方面： 无菌空气带菌、设备渗漏、种子带菌、灭菌
不彻底、操作失误和技术管理不善等。 但还要具体问题具体分析。可从污染的杂菌
（四）发酵过程的异常现象观察法 （p186）
如可从溶解氧、pH值、排气中CO2含量、 菌体酶活力等变化来判断。
生物发酵生产染菌及防治
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
发酵生产染菌及防治
第一节 染菌对发酵的影响 第二节 发酵异常现象及原因分析 第三节 杂菌污染的途径和防治
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。
生物发酵罐培养发酵时染菌原因分析
生物发酵罐培养发酵时染菌原因分析在使用生物发酵罐进行工业生产中，污染杂菌导致发酵失败的问题频繁出现，给发酵企业的生产和经济效益带来了严重影响。
发酵染菌是指在发酵过程中，除了预期的产酶菌株外，其他微生物侵入发酵系统，削弱了纯种发酵的效果和价值。
污染杂菌的来源多种多样，可能是空气中的微生物、器皿、设备、原料、生物反应器等带入的，也可能是人员操作不当引起的交叉污染。
一旦发酵系统受到污染，污染杂菌会与发酵菌竞争营养、生长环境，抑制发酵菌的正常发育和产酶能力，从而导致发酵失败。
一、不同的染菌途径会对发酵过程产生不同的影响。
以下是几种常见的染菌途径及其影响：1.种子带菌：将种子携带细菌进行染菌。
这种方式可能造成发酵的延续性，导致后续发酵失败，因为种子中携带的细菌可能会继续繁殖并影响发酵的正常进行。
2.空气带菌：通过空气中存在的细菌对发酵过程进行染菌。
这种方式同样会使染菌具有延续性，可能导致所有发酵罐都发生染菌现象。
3.培养基或设备灭菌不干净：如果培养基或设备灭菌不干净，可能会留下部分细菌存活，这些存活的细菌可能会影响发酵过程。
4.设备渗漏：设备渗漏可以引入外界的细菌污染，造成染菌的危害性较大，可能会导致严重的染菌现象。
二、染菌对产物提取和产品质量的影响在生物发酵罐中染菌对产物提取和产品质量也会产生一定的影响。
具体的影响包括：1.对过滤的影响：- 发酵液粘度增加：染菌会导致发酵液中的物质增多，使得粘度增加，影响过滤操作的顺利进行。
- 菌体自溶：染菌可能导致菌体自溶，增加发酵液中的悬浮物，使过滤操作变得困难。
- 基质残留浓度增加：由于染菌导致发酵不干净，发酵液中的基质残留浓度会增加，影响过滤的效果。
- 过滤时间延长：由于上述因素的影响，染菌会导致过滤时间延长，影响设备的周转，破坏生产平衡，并且大幅度降低过滤的收率。
2.对提取的影响：- 对有机溶剂萃取工艺的影响：染菌的发酵液中可能含有更多的水溶性蛋白质，易于乳化，造成有机溶剂相与水相难以分离，影响萃取的效果。
发酵染菌原因分析
发酵染菌原因分析第一部分：基础知识1）杂菌的类型空气中的微生物大多数是细菌和芽孢,还有一定数量的霉菌、酵母和病毒。
细菌的大小有零点几微米至几个微米.根据以上特点我们应得出如下结论：A：这些微生物在空气中极少单独游离存在,基本上是附着于灰尘、液滴等微粒的表面上。
B：介质过滤除菌就是把空气中的各种微粒和极少量的游离微生物捕集起来予以除掉。
因此我们通常所用的空气过滤器为什么0.3u可以保证无菌发酵生产的原因。
2）无菌检查与染菌的处理在抗生素生产过程中,为了及早发现染菌并进行恰当处理,保证生产正常进行,对菌种制备、种子罐、发酵罐的接种前后和培养过程中,须要按工艺规程要求按时取样，进行无菌检验。
A：无菌检查培养液是否污染杂菌可从三个方面进行分析：a:无菌试验b:培养液的显微镜拉查c:培养液的生化指标变化情况。
其中无菌试验是判断染菌的主要依据。
无菌试验现在采用的无菌试验方法有肉汤培养法、双碟培养法、斜面培养法。
其中以酚红肉汤培养法和双碟培养法结合起来进行无菌检查用的较多。
(1)肉汤培养法直接用装有酚红肉汤的无菌试管取样,然后放入37℃恒温室(箱)内培养。
定时观察试管内肉汤培养基的颜色变化,同时进行显微镜观察。
（2）斜面培养法先用空白无菌试管取样,然后在无菌条件下接种于斜面培养基上,置于37℃恒温室(箱)内培养。
定时观察有无杂菌菌落生长。
（3）双碟培养法种子罐样品先取入肉汤培养基中,然后在无茵条件下在双碟培养基上面划线,剩下的肉汤培养物在恒温室(箱)内培养6小时后复划线一次,发酵罐培养液直接取入空白无菌试管中,于37℃下培养6小时后在双碟培养基上划线。
24小时内的双碟定时在灯光下检查有无杂菌生长。
24小时~48小时的双碟1天检查一次,以防生长缓慢的杂菌漏检。
正常生产过程中,种子罐和发酵罐每隔8小时取样一次,进行无菌检查。
该方法经常用于单菌落挑选，可以从染有杂菌的培养液中经多次划线挑取单菌落进行分离培养，得到纯种的种子。
染菌的检查、原因分析和防止措施
染菌的检查、原因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。
除以上方法外，还可以从发酵过程的异常现象来判断是否染菌，如溶解氧、PH值、排气中CO2含量和菌体酶活力等变化来判断。
发酵染菌的检查及分析
染菌的检查及原因分析
一、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。
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，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。
空气系统染菌 设备问题 管理和操作不当
1、染菌的杂菌种类分析
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。
发酵产品 青霉素 链霉素 四环素 柠檬酸 谷氨酸
杂菌
危害大的杂菌 细短产气杆菌 细短杆菌、假单胞菌、产气杆菌 双球菌、芽胞杆菌、荚膜杆菌 青霉 噬菌体
原因
危害小的杂菌 粗同污染时间分析
染菌发生在种子培养阶段，或称种子培养期染菌。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 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，或称发酵前期染菌。大 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。 发酵后期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。
二、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 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 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 善等造成各厂污染杂菌的普遍原因。 上海天厨味精厂谷氨酸发酵染菌分析 染菌原因 染菌百分率/％ 32.05 15.46 11.34 染菌原因 补料、取样带菌 种子带菌 环境污染及原因不明 染菌百分率/％ 4.30 1.72 35.13
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3.染菌的异常现象及原因分析
排气的CO2异常变化
好气性发酵排出的气体中的CO2含量与糖代谢有关。对于特定的 发酵过程，工艺确定后，排出的气体中的CO2 含量的变化是有规律 的。
染污染时，糖耗加快， CO2含量增加.
由于发酵罐需要经受温度的升降变化，使用久了难免会出现夹层盘管的 细微腐蚀而出现渗漏，导致染菌的发生。
染菌特点
当设备渗漏时，往往每批染菌发生的时间逐渐提前。
3.染菌的异常现象及原因分析
空气过滤系统方面原因
原因分析
进风口、生产环境、空气过滤器（滤芯的灭菌要彻底，过滤介质要定期 检查更换）。
染菌特点
空气过滤系统带菌会使发酵罐批批染菌、罐罐染菌，此时就要对空气过 滤系统进行无菌样检测。
微生物发酵技术 --染菌原因分析
目录
Content
01 概述
02 染菌对发酵的影响
03 染菌的异常现象及原因分析
1. 概述
1.概述
染菌：
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。
染菌仍是发酵工业的致命伤。轻者影响产率、产物提取收得率和 产品质量；严重者造成生产失败，浪费大量原材料，造成严重经 济损失。
1.概述
在现有科学条件下能否做到彻底不染菌？
据报道，国外抗生素发酵平均染菌率为2%-5%，国内的抗 生素发酵、青霉素发酵染菌率2%，链霉素、红霉素和四环素 发酵染菌率约为5%，谷氨酸发酵噬菌体感染率1-2%。
1.概述
既然染菌不可避免，哪我们应该怎样做？
目前要做的是要提高生产技术水平，强化生产过程的管理，把 握好各个易染菌的环节，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小。
3. 染菌的异常现象及原因分析
3. 染菌的异常现象及原因分析
染菌的异 常现象
溶解氧的 异常变化
排出的 CO2异 常变化
设备渗漏 方面原因
分析
空气除菌 不净方面 原因分析
3.染菌的异常现象及原因分析
溶解氧的异常变化
头孢菌素C发酵过程溶氧的变化曲线
当杂菌是好气性微生物时，溶解 氧的变化是在较短时间内下降，直 至接近于零，且在长时间内不能回 升；
根据杂菌种类判断染菌原因
杂菌的种类
耐热的芽孢杆菌
染菌原因分析
培养基或设备灭菌不彻底
球菌、无芽孢杆菌等不耐热 种子带菌/空气除菌不彻底 菌
浅绿色菌落的杂菌
设备或冷却盘管的渗漏
霉菌 酵母菌
无菌室灭菌不彻底或无菌操作不当 糖液灭菌不彻底或糖液放置时间过长
3.染菌的异常现象及原因分析
设备渗漏方面原因
渗漏原因
2. 染菌对发酵的影响
2. 染菌对发酵的影响
染菌对发 酵的影响
污染杂菌 的不同 种类
不同阶段 染菌
不同染菌 原因
不同染菌 程度
2.染菌对发酵的影响
污染杂菌不同的种类 发酵过程
青霉素的发酵
链霉素的发酵 四环素的发酵
谷氨酸的发酵
柠檬酸的发酵
危害最严重的菌
细短产气杆菌 细短杆菌、假单孢杆菌 双球菌、芽孢杆菌、荚膜杆菌 噬菌体 青霉菌
培养基或设备 灭菌不彻底
一般不具延续性，使单个（批）发酵罐发酵失败。
设备渗漏
染菌几率较大。
2.染菌对发酵的影响
不同染菌程度
染菌程度越严重，即在发酵罐内的杂菌数量就多，对发酵的危 害也就越大。但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，如果污染极少量的杂菌，此时对发酵不会带来太大的影响。
噬菌体污染后，糖耗减慢，CO2含量减少。 因此，可根据CO2含量的异常变化判断染菌。
3.染菌的异常现象及原因分析
其他异常现象
如菌体生长不良、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跌、发酵周期的 异常拖长、发酵液的粘度异常增加等判断染菌。
3.染菌的异常现象及原因分析
思考题
1 什么是染菌？ 2 青霉素发酵时，危害最严重的菌是什么？
谢谢观看
2.染菌对发酵的影响
不同阶段染菌
种子培养期染菌
对整个发酵过程的危害极大。
发酵前期染菌
严重干扰生产菌的生长繁殖。
发酵中期染菌
干扰生产菌的代谢，影响产物的生成 。
发酵后期染菌
影响相对较小 。
2.染菌对发酵的影响
不同染菌原因
种子带菌
将导致染菌范围不断扩大，使生产蒙受重大损失。
空气带菌
使发酵大面积染菌。