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。
二、杂菌的种类和性质对发酵过程的影响对于每一个发酵过程而言，污染的杂菌种类和性质对该过程的影响是不同的。
如：①、抗生素的发酵过程中青霉素的发酵污染细短产气杆菌比粗大杆菌的危害更大；链霉素的发酵污染细短杆菌、假单孢菌和产气杆菌比污染粗大杆菌更有危害；四环素的发酵过程最怕污染双球菌、芽孢杆菌和荚膜杆菌。
②、柠檬酸发酵最怕青霉菌的染菌。
③、谷氨酸的发酵最怕噬菌体的染菌。
三、染菌发生的时间不同对发酵的影响从发生染菌的时间看，染菌可分为四个时期，不同的染菌时期对发酵所产生的影响是不同的。
1、种子培养期染菌种子培养主要是用于微生物细胞的生长与繁殖，此时，微生物菌体的浓度低，培养基的营养十分丰富，比较容易染菌。
如果将种子培养期的染菌的种子带进发酵罐中的危害极大，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，就经灭菌后弃去，并对种子罐、管道等进行仔细检查和彻底灭菌。
2、发酵前期染菌前期微生物菌体主要是处于生长、繁殖阶段，此时期代谢产物很少，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、繁殖和产物的生成。
3、发酵中期染菌发酵中期的染菌将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。
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染菌，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，如果染菌量不太多，对发酵的影响相对要小些，可以继续进行发酵。
从产物来看，发酵后期染菌对不同的产物的影响也是不同的。
如：①、抗生素、柠檬酸发酵，染菌对产物的影响不大；②、肌苷、谷氨酸、赖氨酸等的发酵，后期染菌也会影响产物的产量、提取和产品的质量。
四、染菌程度不同对发酵的影响染菌的程度对发酵的影响是很大的。
1、染菌程度愈严重，进入发酵罐内的杂菌数量愈多，对发酵的危害也愈大。
2、当发酵过程中的生产菌已有大量的繁殖，并已在发酵液中占有优势，污染极少量的杂菌，对发酵不会带来太大的影响。
这是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。
第五节杂菌染菌的挽救与处理发酵过程一旦发生染菌，应根据污染微生物的种类、染菌的时间或杂菌的危害程度等进行挽救处理，同时对有关设备也应进行相应的处理。
一、种子培养期染菌的处理二、发酵前期染菌的处理三、发酵中、后期染菌处理四、染菌后对设备的处理一、种子培养期染菌的处理1、一旦发现种子受到杂菌的污染，该种子就不能再接入发酵罐中进行发酵，应经灭菌后弃之，并对种子罐、管道等进行仔细检查和彻底灭菌。
2、弃之的种子罐同时应采用备用种子，选择生长正常无污染的种子接入发酵罐，继续进行发酵生产。
3、如无备用种子，可选择一个适当菌龄的发酵罐内的发酵液作为种子，进行“倒种”处理，接入新鲜的培养基中进行发酵，保证生产正常进行。
二、发酵前期染菌的处理1、如果发酵前期发生染菌后，如培养基中的碳、氮源含量还比较高时，终止发酵，将培养基加热到规定的温度，重新进行灭菌处理后，再接入种子进行发酵；2、如果已造成较大的危害，培养基中的碳、氮源消耗量比较多，则可放掉部分料液，补充新鲜的培养基，重新进行灭菌处理后，再接种进行发酵。
3、也可采取降温培养、调节pH值、调整补料量、补加培养基等措施进行处理。
三、发酵中、后期染菌处理1、发酵中、后期染菌或发酵前期轻微染菌而发现较晚时，可以加入适当的杀菌剂或抗生素以及正常的发酵液，以抑制杂菌的生长速度，也可采取降低培养温度、降低通风量、停止搅拌、少量补糖等其他措施，进行处理。
2、如果发酵过程的产物代谢已达到一定水平，此时产品含量若达到一定值，只要明确是染菌也可放罐。
3、对于没有提取价值的发酵液，废弃前应加热至120℃以上、灭菌30分钟后才能排放。
四、染菌后对设备的处理1、染菌后的发酵罐在重新使用前必须在放罐后进行彻底清洗，空罐加热无菌后才能使用；2、可用甲醛熏蒸或甲醛溶液浸泡12小时以上等方法进行处理。
第四节杂菌染菌的途径和防治一、种子带菌及其防治二、空气带菌及其防治三、设备的渗漏或“死角”造成的染菌及其防治四、培养基灭菌不彻底导致染菌五、噬菌体染菌及其防治一、种子带菌及其防治种子带菌而发生的染菌率虽然不高，但它是发酵前期染菌的重要原因之一。
是发酵生产成败的关键，所以对种子染菌的检查和染菌的防治是极为重要的。
1、途径①、种子保存管染菌；②、培养基和器具灭菌不彻底；③、种子转移和接种过程染菌；④、种子培养所涉及的设备和装置染菌等。
2、防治措施①、严格控制无菌室的污染程度；②、将种子的转移、接种等操作放在超净工作台上进行，从而保证不被杂菌污染；③、防止杂菌进入到沙土管、斜面、三角瓶等种子的容器中；④、对每一级种子的培养物均进行严格的无菌检查，确保任一级种子无污染；⑤、对菌种培养基或器具进行严格的灭菌处理。
二、空气带菌及其防治无菌空气带菌是发酵染菌的主要原因之一。
要杜绝无菌空气带菌，就必须从空气的净化流程和设备的设计、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。
生产上的防治措施①、加强生产场地的卫生管理；②、设计合理的空气预处理过程；③、设计和安装合理的空气过滤器，防止过滤器的失效。
三、设备的渗漏或“死角”造成的染菌及其防治1、渗漏染菌2、灭菌死角3、防治措施1、渗漏染菌：设备渗漏主要是指发酵罐、冷却盘管、管道阀门等由于化学腐蚀(如发酵代谢所产生的有机酸等发生的腐蚀作用)、电化学腐蚀、磨蚀、加工制作不良等原因形成微小漏孔后发生的渗漏染菌。
2、灭菌死角：指的是由于操作、设备结构、安装及其他人为因素造成的屏障等原因，使蒸汽不能有效到达预定的灭菌部位，从而不能达到彻底灭菌的目的。
生产常把这些不能彻底灭菌的部位称为“死角”。
3、防治措施管件的渗漏主要是指阀门渗漏，目前生产上使用的阀门不能完全满足发酵工程的工艺要求，是造成发酵染菌的主要原因之一。
①、生产上仔细清洗，检查渗漏，降低冷却水中Cl-1含量。
②、最易产生“死角”的管道通常要频繁更换或认真洗涤。
③、通过加强罐体的清洗，适当降低搅拌桨位置可以减少罐底的积垢，减少染菌。
④、尽可能减少或取消连接法兰等措施，减少死角。
⑤、采用加工精度高、材料好的阀门。
四、培养基灭菌不彻底导致染菌1、途径①、灭菌时温度与压力不对应造成的染菌；②、灭菌过程中产生的泡沫造成的染菌；③、连续灭菌维持时间不够而造成的染菌；④、灭菌过程中的压力剧变而造成的染菌⑤、一些探头等灭菌不彻底造成的染菌。
2、防治措施①、在灭菌升温时，要打开排气阀门，使蒸汽能通过并驱除罐内空气。
②、要严防泡沫升顶，尽可能添加消泡剂防止泡沫的大量产生。
③、避免蒸汽压力波动过大，应严格控制灭菌的温度，过程最好采用自动控温。
④、冷却前需要先通入无菌空气维持罐内压力，然后进行冷却。
⑤、对淀粉质的培养基的灭菌采用实罐灭菌为好，一般在升温前先通过搅拌混合均匀，并加入一定量的淀粉酶进行液化；⑥、对于有大颗粒存在时应先经过筛除，再进行灭菌；⑦、对于麸皮、黄豆饼一类的固形物含量多的培养基，可采用罐外预先配料，再转到发酵罐内进行实罐灭菌。
五、噬菌体染菌及其防治1、噬菌体与发酵工业2、发酵液感染噬菌体后的症状3、预防噬菌体的措施4、感染噬菌体的补救措施1、噬菌体与发酵工业利用细菌或放线菌进行的发酵最容易受到噬菌体的污染。
而且由于噬菌体的感染力相当的强，传播蔓延的速度惊人，因而，一旦发酵液感染了噬菌体，非常难于防治。
最终给发酵业带来巨大的损失。
2、发酵液感染噬菌体后的症状当发酵液受到了噬菌体严重污染时，会出现如下的现象：①、发酵周期明显延长；②、碳源消耗缓慢；③、发酵液变清，镜检时，在大量异常菌体出现；④、发酵产物的形成缓慢或根本不形成；⑤、用敏感菌作平板检查时，出现大量的噬菌斑；⑥、用电子显微镜观察时，可见到有无数噬菌体粒子存在，3、预防噬菌体的措施要防治噬菌体的危害，首先要建立“防重于治”的观念。
第七章 发酵染菌及防治
四、严格培养物的移接
无菌室 灭菌锅 接种用具的要求
五、对噬菌体的防治措施
定期检查噬菌体并采取有效措施消灭噬菌体； 检查生产系统，消除各种不安全因素； 选育抗噬菌体菌株和轮换使用生产菌株； 采取应急的挽救措施。
感染噬菌体常用的应急方法
加入少量药物用以阻止噬菌体吸附或抑制 噬菌体蛋白质的合成及增殖。 当生产进行中污染了噬菌体时，可补入适 量的新鲜发酵培养基或促使菌种生长的生 长因子，有利于菌种生长，抑制噬菌体的 增殖，使发酵得以顺利进行。 大量补接种子液或重新接种抗性菌种培养 液。
对设备死角的处理
所谓设备、管道的死角是指灭菌时因某些 原因使灭菌温度达不到或不易达到的局部 地区。
法兰连接的死角
渣滓在罐底所形成的死角
环式空气分布管所形成的死角
不锈钢衬里的死角
接种管路的死角
不合理补料管配置造成的死角
三、定期检测发酵设备及管道
发酵设备的定期检查 （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等） 管道、阀门的定期检查
发酵中、期染菌的处理
可以适当加入杀菌剂或抗生素以及正常的 发酵液，以抑制杂菌的生长速度，也可采 取降低培养温度、降低通风量、停止搅拌、 少量补糖等措施。 如果发酵过程的产物代谢已达到一定水平， 此时可放罐。 对于没有提取价值的发酵液，排放前应灭 菌。
染菌后对设备的处理
必须在放罐后进行彻底清洗，空罐需加热 灭菌，也可用甲醛熏蒸或甲醛溶液浸泡12 小时以上。
第四节 染菌的预防措施
一、强化空气净化过程 1、空气净化流程
2、过滤介质选择
传统的空气净化系统使用活性炭、棉花、 超细玻璃纤维作为过滤芯，其过滤效果差， 且操作复杂。 目前，采用膜过滤，如用偏二氟乙烯 （PVDF）制成的折叠微孔滤膜芯不仅过滤 精度高，且流量大。
最新发酵工程精品课件(7)第七章 发酵染菌及其防治
先置于37℃培养6h，使杂菌迅速增殖后再划线培养。
4、双层平板培养法
• 用于噬菌体的检查。
注意点
无菌试验时，如果肉汤连续三次发生变色反应（红色→ 黄色）或产生混浊，或平板培养连续三次发现有异常菌 落的出现，即可判断为染菌。 有时肉汤培养的阳性反应不够明显，而发酵样品的各项 参数确有可疑染菌，并经镜检等其它方法确认连续三次 样品有相同类型的异常菌存在，也应该判断为染菌。 一般来讲，无菌试验的肉汤或培养平板应保存并观察至 本批（罐）放罐后12h，确认为无杂菌后才能弃去。 无菌试验期间应每6h观察一次无菌试验样品，以便能及 早发现染菌。
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。 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
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 。
8
三、不同染菌原因对发酵的影响
种子带菌
将导致染菌范围不断扩大，使生产蒙受重 大损失。 使发酵大面积染菌。
空气带菌 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。
9
四、不同染菌程度对发酵的影响
大。
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
危害最大的杂菌种类
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
•
7
第七章 发酵染菌及防治
无菌试验要严格取样操作，力求减少误差。
应同时用肉汤和双碟作对照，以便迅速作出判断。
当发现染菌时，要通过分辨菌型来探索菌源，并对杂菌
做耐热试验考察。
如果怀疑种子罐染菌，则种子不能轻率进发酵罐。
《发酵工程》
第七章 发酵染菌及防治
3、 无菌检查与染菌的处理
为了防止在种子培养或发酵过程中污染杂菌，在接种前 后、种子培养及发酵过程中分别进行无菌检查，以便及时 （1）无菌检查 发现染菌，并在染菌后及时进行必要处理是很重要的。 染菌通常通过3个途径发现：无菌试验、发酵液直接镜 检、发酵液的生化分析。其中无菌试验是判断染菌的主要 依据。
废弃的发酵液处理不当可以成为难以对付的污
染源。
《发酵工程》 2、 噬菌体污染与发酵异常
第七章 发酵染菌及防治
噬菌体污染后的情况因发酵工业的种类、 污染的噬菌体特性、污染时间、感染复度（即培
养物内的噬菌体与细菌的比率）、培养基成分、
发酵罐内的物理和化学条件不同而异。即使同样 的噬菌体并不一定引起同样的异常发酵情况。
《发酵工程》
项目 百分率%
进罐前未做设备严密度检查
接种违反操作规程
25.8
25.8
检修质量缺乏验收制度
操作不熟练
19.35
19.35
配料违反工艺规程
调度不当
6.45
3.25
《发酵工程》
（4）染菌的处理
第七章 发酵染菌及防治
发现染菌后，应立即根据染菌的种类及产生菌的菌龄等 具体情况分别进行处理。除据染菌时间及危害程度对污染 种子罐染菌后，种子不能再接入发酵罐中，这时可用备用 罐进行挽救或处理外，对有关设备也应进行处理。 种子接种。如无备用种子，则可选一适当培养龄的发酵罐培 养物作种子，即生产上所说的“倒种”。 发酵罐前期染菌后，如培养基中C、N含量尚高，则可重新 灭菌，接种后再运转；若染的杂菌危害性较大，则放掉部分 料液，补入新料液，重新灭菌、接种。 发酵中后期染菌或前期染菌轻微而发现较晚时，可加入适 当的杀菌剂或抗生素；或把高单位的后期发酵液压一部分到染 菌罐中，抑制杂菌生长速度；或者降低罐温，减缓杂菌繁殖速 度。
第七章发酵染菌与防治
染菌的初步识别与处理
观察发酵现象
定期检查发酵液的外观、气味等，一 旦发现异常，应立即进行染菌检测。
立即停止进料
疑似染菌的情况下，应立即停止向发 酵罐中加பைடு நூலகம்新的培养基，防止染菌扩 散。
采取样品
及时采取发酵液样品，进行染菌检测 和菌种鉴定，以便采取针对性的防治 措施。
设备清洗与消毒
对于确认染菌的发酵罐和相关设备， 应立即进行清洗和消毒，确保彻底清 除染菌源。
影响等。
原因分析
对染菌事件进行原因分析，包括发 酵工艺、设备状况、操作管理等方 面的问题，确定染菌的主要途径和 原因。
防治措施
提出相应的防治措施，包括改进发 酵工艺、加强设备维护、完善操作 管理等，以防止类似染菌事件的再 次发生。
案例二：大型发酵罐群染菌原因分析与解决
染菌情况介绍
介绍大型发酵罐群染菌的具体情况，包括染菌罐的数量、分布、 染菌程度等。
接种控制
使用健康且活性良好的菌种进行接种，确保菌种的纯度和活力，降低染菌风险。对接种过 程进行严格监控，避免外源微生物的侵入。
染菌后的应对措施
立即停产检查
一旦发现染菌迹象，应立即停止发酵生产，对设备和环境进行全面 的检查，找出染菌的原因和源头。
染菌源头的消除
对染菌源头进行彻底的清洗和消毒，确保消除微生物污染源。同时 ，对周围环境也进行消毒处理，防止再次污染。
智能监控系统在防治染菌中的应用
实时监测
引入物联网、大数据等技术，构建智能 监控系统，实时监测发酵过程中的各项 参数，及时发现潜在的染菌风险。
VS
预警与决策支持
通过数据挖掘和模式识别，建立染菌预警 模型，为生产人员提供决策支持，实现提 前干预和精准防控。
7.发酵染菌的防治(020700).
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项目7 发酵染菌的防治
三、发酵染菌率和染菌原因分析 （一）发酵的染菌率 发酵染菌批数 ×100％ 总染菌率 ＝ 总投料批数
总染菌率指一年发酵染菌的批（次）数与总投 料批（次）数之比的百分率。包括染菌后培养基经 重新灭菌，又再次染菌的批次数在内。
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项目7 发酵染菌的防治
（2）染菌的杂菌种类分析
杂菌是耐热的芽孢杆菌： （灭菌、死角） 杂菌是不耐热菌： （种子带菌、空气带菌，设备渗漏，管理操作等） 杂菌是真菌： （灭菌不彻底或无菌操作不严格）
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发酵液发粘，过滤困难，拉长过滤时间，影响
设备周转 ，降低过滤收率。
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项目7 发酵染菌的防治
问题
发酵染菌的危害?
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项目7 发酵染菌的防治
《微生物发酵制药技术》 《发酵制药》
任务2 染菌的检查、分析和防治
一、种子培养和发酵的异常现象
1、种子培养异常
（1）菌体生长缓慢
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项目7 发酵过程控制
任务1 工业发酵染菌的危害
据报道,国外抗生素发酵染菌率为2％~5%，
国内抗生素发酵、青霉素发酵的染菌率为2
％，链霉素、红霉素和四环素发酵染菌率
为5%，谷氨酸噬菌体感染率为1％～2％。
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项目7 发酵染菌的防治
一、 染菌对各种发酵的影响
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发酵染菌及其防治(精)
发酵染菌及其防治
1 2 3 4 染菌对发酵的影响 发酵异常现象及染菌原因分析 杂菌污染的判断与处理 杂菌污染的途径和防治
1、什么叫发酵染菌?
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。
2、造成发酵染菌的可能途径有哪些？
菌种培养过程操作不当 培养基灭菌不彻底 发酵设备（如发酵罐、管道）密封不严 空气除菌不净
无菌试验方法
• • • • 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
无菌试验时，如果肉汤连续三次发生变色反应（由红
色变为黄色）或产生混浊，或平板培养连续三次发现有
异常菌落的出现，即可判断为染菌。
无菌试验方法
注意 事项
1、无菌试验的肉汤或培养平板应保存并观察至本批
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。
回
发酵异常现象及染菌原因分析
1 2 3 溶解氧的异常变化 排出的CO2异常变化
染菌 原因 分析
设备渗漏方面原因分析
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。
回
染菌原因分析
分析目的 总结发酵染菌的经验教训，积极采取必
要的措施，防止生产过程中再次染菌，把发 酵染菌控制在生产前。防患于未然是发酵生 产过程中控制染菌污染的最重要措施 。
从两表中可以看出，由 于不同厂家的生产工艺、技 术管理水平好坏不同，而使 各种染菌原因的百分率有所 不同，其中尤以设备渗漏和 空气带菌而染菌较为普遍且 严重。值得注意的是，不明 原因的染菌分别达20.0%和 35.13%。这表明，目前分 析染菌原因的水平还有待于 进一步提高。
发酵7项目七工业发酵染菌的防治
三、 染菌的实际情况分析 从染菌的规模来分析染菌原因 1、大批发酵罐染菌。整个工厂中各个产品的发酵罐都出现染 菌现象而且染的是同一种菌，一般来说，这种情况是由使用的 统一空气系统中空气过滤器失效或效率下降使带菌的空气进入 发酵罐而造成的。大批发酵罐染菌的现象较少但危害极大。所 以对于空气系统必须定期经常检查。
项目七 工业发酵染菌原因及防治
单元知识一
发酵染菌的危害及原因
所谓“杂菌”，指在发酵培养中侵入了有碍生产的其他微 生物 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。
一、染菌对发酵的影响及危害 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；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；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。
四、种子带菌 种子带菌又分为种子本身带菌和种子培养过程中染菌。 种子带杂菌是发酵前期染菌的原因之一。 其原因大多是由于无菌室的无菌条件不符合要求、培养基 及器皿灭菌不彻底及操作不当等原因引起。种子培养的设 备和装置有无菌室、灭菌锅和摇瓶机等。
冷却管的渗漏
由于发酵液具有一定的酸度和含有某些腐蚀性强的物质(如亚硫酸 盐、硫酸铵等)，冷却钢管很易受到腐蚀 冷却管是发酵罐中最容易渗漏的部件之一。而最易穿孔的部分是 冷却列管的弯曲处，原因是弯曲处外壁减薄和加热煨弯时使材料 的性质有所改变所致。冷却水的压力通常大于罐压，如果有微孔， 冷却水就会进入发酵液而引起染菌。
从染菌的时间和类型来分析 发酵早期染菌，一般认为除了种子带菌外，还有培养液灭 菌或设备灭菌不彻底所致，而中、后期染菌则与这些原因的关 系较少，而与中间补料、设备渗漏以及操作不合理等有关。
7发酵过程控制6发酵染菌及其防治-文档资料
发酵染菌及其防治
2、防止设备渗漏及“死角” 发酵设备及附件由于化学腐蚀、电化学腐蚀，物 料与设备摩擦造成机械磨损以及加工制作不良等 原因会导致设备及附件渗漏。 设备上一旦渗漏，就会造成染菌，例如冷却盘管、 夹套穿孔渗漏，有菌的冷却水便会通过漏孔而进 入发酵罐中招致染菌。阀门渗漏也会使带菌的空 气或水进入发酵罐而造成染菌。 设备上的漏隙如果肉眼能看见，容易发现，也容 易治理；但有的微小泄漏，肉眼看不见，必须通 过一定的试漏方法才能发现 。
五、染菌的防止 1、防止种子带菌
制备种子时对沙土管及摇瓶严格加以控制。 沙土制备时要多次间歇灭菌 注意接种时的无菌操作 子瓶、母瓶的移种和培养
无菌室和摇床间都要保持清洁。无菌室内要供给恒 温恒湿的无菌空气，还要装紫外灯用以灭菌，或用化 学药品灭菌。
发酵染菌及其防治 无菌室要求
在无菌室中装有紫外灯，打开紫外灯，照半小时，关灯 后15分钟再接种。 用消毒药水如新洁而灭配成1/1000浓度擦桌子、拖地， 开启超净台的通风， 接种时必须在超净台上操作，超净台装有一台鼓风机， 进风口有一粗过滤器，出风口有高效过滤器，保证无菌 风从超净台吹出，外界有菌空气不可能进入接种区域， 保证无菌条件。 接种人员必须穿好无菌服，戴好口罩，手用酒精棉球擦 干净。
发酵染菌及其防治
二、染菌的原因
（一）发酵染菌率计算基准
总染菌率指一年发酵染菌的批（次）数与总投料 批（次）数之比的百分率。染菌批次数应包括染 菌后培养基经重新灭菌，又再次染菌的批次数在 内。这是习惯的计算方法，也是我国的统一计算 方法。
总染菌率%=
发酵染菌及其防治 （二）染菌原因
造成染菌的因素很多，但总结几十年的经验， 对绝大部分罐批染菌的原因是比较清楚的，但在实 际生产中发酵染菌率仍比较高，可以说产生这种现 象大多数是由于工作中“明知故犯”“不负责任” 和“侥幸心理”所造成的。例如，灭菌的蒸汽压不 足不能灭菌；设备有渗漏不能进罐等等都是众所周 知的，但因为有侥幸心理还是照样灭菌，进罐，结 果以污染杂菌而告终。现将我们收集到的国内外几 家抗生素工厂发酵染菌原因列于下：
第七章发酵染菌及防治
（3）发酵后期染菌 空气，补料，设备渗漏，泡沫
五、染菌隐患的处理
染菌可造成严重后果，在正式发酵前，必须做到以下几点：
①严格按照生产工艺要求的各项指标、参数、条件进行操作； ②投产前济宁整个发酵系统的无菌测试； ③严格工人的管理，实行操作记录制度；
④加强在线监测技术手段，各种生物传感器、探头要定期校正； ⑤定期对设备进行检修。
噬菌体 ；杂菌 。
理化指标异常 如：氨基酸发酵或某些抗生素发酵中感染杂菌，
培养液pH下降很快，生物热产生多。
代谢 异常
糖、氨基氮等变化不正常，如感染噬菌体。
2.发酵异常
（1）菌体浓度异常 偏离固有规律，种子质量的影响；导致代谢
缓慢；感染噬菌体或杂菌。
（2）pH异常
培养基质量、灭菌效果、补糖等影响；是所有代 谢反应的综合反映。
常见的设备、管道“死角”
渣滓在罐底与用环式空气分布管所形成的死角
定期除垢
管道安装不当形成的死角
发酵工厂的管路要保持光滑、通畅、密封性好。以减少和 避免管道染菌的机会。
不锈钢衬里的死角
大型发酵罐，一般都采用 不锈钢衬里的方法，即在碳钢 制造的壳体内加衬一层薄的不 锈钢板(厚约1~3毫米)。 不锈钢衬里设备加工时应该 尽可能增加衬里的刚度，减少鼓 起的可能性。操作时要注意避免 罐内发生真空现象。
发酵工艺流程各环节漏洞
发 酵 染 菌 原 因
发酵染菌率
总染菌率：指一年内发酵染菌的批次与总投料批次数之
比乘以100得到的百分率。
设备染菌率：统计发酵罐或其他设备的染菌率，有利于 查找因设备缺陷而造成的染菌原因。 不同品种发酵的染菌率：统计不同品种发酵的染菌率， 有助于查找不同品种发酵染菌的原因。
发酵工程制药—发酵染菌及防治
三、不同染菌途径对发酵的影响
04 设备渗漏 染菌几率较大
03 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
01 种子带菌 将导致染菌范围不断扩大，使生产 蒙受重大损失。
02 空气带菌 使发酵大面积染菌
四、不同染菌时间对发酵的影响
染菌时间：指无菌检查方法确准的污染时间，不是杂菌进入培养液的时间
（四）培养基灭菌不彻底导致染菌及防治
原料性状及灭菌技术的好坏影响灭菌质量。 1、原料性状 稀薄的培养基易灭菌彻底；而淀粉质原料特别是有颗粒时易灭菌不彻底或是升温过快或混 合不均时，易结块，使中心部位在灭菌时“夹生”，导致在发酵过程中团块散开而染菌。 防止措施： 淀粉质培养基以实罐灭菌为好，在升温时先搅拌均匀，加入一定量的a-淀粉酶进行液化， 并将原料大颗粒筛去。
放掉部分料液，补入必要营 养，重新灭菌再接种发酵
降温培养、调节ｐＨ、补加 培养基
发酵中后期染菌的处理
发
轻微染菌
酵
中
后
期
染
代谢产物已达一定水平
菌
的
处
无提取价值的发酵液
理
适当加入杀菌剂或抗生素及正 常的发酵液以抑制杂菌的生长 速度。
明确是染菌可放罐或继续培养
加热至1２0℃，保持30分钟 后排放
处理措施应具体问题具体分析、多种方法综合应用，如 案例：柠檬酸发酵中期染菌，处理措施：
✓ Ⅰ发酵初期，溶解氧基本不变 ✓ Ⅱ对数生长期，溶解氧浓度迅速下降 ✓ Ⅲ发酵中期，溶解氧有波动但变化不大 ✓ Ⅳ发酵后期，溶解氧浓度上升
ⅠⅡ Ⅲ
Ⅳ
➢ 异常的溶解氧曲线
1、当感染噬菌体时，生产菌的呼 吸作用受抑制，溶解氧浓度迅速上 升。感染噬菌体时的溶解氧的变化 比菌体浓度变化更灵敏。