發(fā)酵過程染菌及其防治

發(fā)酵染菌：指在發(fā)酵過程中生產菌以外的其他微生物侵入了發(fā)酵系統(tǒng)，從而使發(fā)酵過程失去真正意義上的純種培養(yǎng)。
染菌對發(fā)酵的影響

一、染菌對不同發(fā)酵過程的影響

1、青霉素發(fā)酵過程：由于許多雜菌都能產生青霉素酶，因此不管染菌是發(fā)生在發(fā)酵前期、中期或后期，都會使青霉素迅速分解破壞，使目的產物得率降低，危害十分嚴重。

2、核苷或核苷酸發(fā)酵過程：由于所用的生產菌種是多種營養(yǎng)缺陷型微生物，其生長能力差，所需的培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富，因此容易受到雜菌的污染，且染菌后，培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分迅速被消耗，嚴重抑制了生產菌的生長和代謝產物的生成。

3、檸檬酸等有機酸發(fā)酵過程：一般在產酸后發(fā)酵液的pH值比較低，雜菌生長十分困難，在發(fā)酵中、后期不太會發(fā)生染菌，主要是要預防發(fā)酵前期染菌。

4、谷氨酸發(fā)酵：周期短，生產菌繁殖快，培養(yǎng)基不太豐富，一般較少污染雜菌，但噬菌體污染對谷氨酸發(fā)酵的影響較大。

二、染菌發(fā)生的不同時間對發(fā)酵的影響

1、種子培養(yǎng)期染菌

種子培養(yǎng)主要是使微生物細胞生長與繁殖，此時，微生物菌體濃度低，培養(yǎng)基地營養(yǎng)十分豐富，比較容易染菌。

若將污染的種子帶入發(fā)酵罐，則危害極大，因此應嚴格控制種子染菌的發(fā)生。

一旦發(fā)現(xiàn)種子受到雜菌的污染，應經(jīng)滅菌后棄去，并對種子罐、管道等進行仔細檢查和徹底滅菌。

2、發(fā)酵前期染菌

在發(fā)酵前期，微生物菌體主要是處于生長、繁殖階段，此時期代謝的產物很少，相對而言這個時期也容易染菌。

染菌后的雜菌將迅速繁殖，與生產菌爭奪培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質，嚴重干擾生產菌的正常生長、繁殖及產物的生成。

3、發(fā)酵中期染菌

發(fā)酵中期染菌將會導致培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質大量消耗，并嚴重干擾生產菌的代謝，影響產物的生成。

有的染菌后雜菌大量繁殖，產生酸性物質，使pH值下降，糖、氮等的消耗加速；菌體自溶，致使發(fā)酵液發(fā)粘，產生大量的泡沫，代謝產物的積累減少或停止；

有的染菌后會使已生成的產物被利用或破壞。

從目前的情況來看，發(fā)酵中期染菌一般較難挽救，危害性較大，在生產過程中應盡力做到早發(fā)現(xiàn)、快處理。

4、發(fā)酵后期染菌

由于發(fā)酵后期培養(yǎng)基中的糖等營養(yǎng)物質已接近耗盡，且發(fā)酵的產物也已積累較多，如果染菌量不太多，對發(fā)酵影響相對來說就要小一些，可繼續(xù)進行發(fā)酵。

對發(fā)酵產物來說，發(fā)酵后期染菌對不同的產物的影響也是不同的，如抗生素、檸檬酸的發(fā)酵，染菌對產物的影響不大；肌苷酸、谷氨酸等地發(fā)酵，后期染菌也會影響產物的產量、提取和產品的質量。

發(fā)酵異常現(xiàn)象及原因分析

發(fā)酵過程中的種子培養(yǎng)和發(fā)酵的異?，F(xiàn)象是指發(fā)酵過程中某些物理參數(shù)、化學參數(shù)或生物參數(shù)發(fā)生與原有規(guī)律不同的改變，這些改變必然影響發(fā)酵水平，使生產蒙受損失。對此應及時查明原因，加以解決。

一、種子培養(yǎng)和發(fā)酵的異常現(xiàn)象

1、種子培養(yǎng)異常（表現(xiàn)為培養(yǎng)的種子質量不合格）：菌體生長緩慢；菌絲結團；代謝不正常。

2、發(fā)酵異常：菌體生長差；pH值過高或過低；溶解氧水平異常；泡沫過多；菌體濃度過高或過低；菌體生長差。

二、染菌的檢查和判斷

發(fā)酵過程是否染菌應以無菌試驗的結果為依據(jù)進行判斷。

在發(fā)酵過程中，如何及早發(fā)現(xiàn)雜菌的污染并及時采取措施加以處理，是避免染菌造成嚴重經(jīng)濟損失的重要手段。因此，生產上要求能準確、迅速的檢查出雜菌的污染。

目前常用于檢查是否染菌的無菌試驗方法主要有：顯微鏡檢查法、肉湯培養(yǎng)法、平板（雙碟）培養(yǎng)法、發(fā)酵過程的異常觀察法（如溶氧量）等。

此法檢查雜菌最簡單、最直接、最常用。必要時還可進行芽胞染色或鞭毛染色。

1、顯微鏡檢查法（鏡檢法）

用革蘭氏染色法（Grams stain）對樣品進行涂片、染色，然后在顯微鏡下觀察微生物的形態(tài)特征，根據(jù)生產菌與雜菌的特征進行區(qū)別、判斷是否染菌。如發(fā)現(xiàn)有與生產菌形態(tài)特征不一樣的其它微生物的存在，就可判斷為發(fā)生了染菌。

2、肉湯培養(yǎng)法（用于檢查培養(yǎng)基和無菌空氣是否帶菌，同時此法也可用于噬菌體的檢查）

通常用葡萄糖酚紅肉湯作為培養(yǎng)基，將待測樣品直接接入經(jīng)完全滅菌后的肉湯培養(yǎng)基中，分別于37℃、27℃進行培養(yǎng)，隨時觀察微生物的生長情況，并取樣進行鏡檢，判斷是否有雜菌。

葡萄糖酚紅肉湯培養(yǎng)基配方：0.3％牛肉膏、0.5％葡萄糖、0.5％NaCl、0.8％蛋白胨、0.4％酚紅溶液，pH 7.2。

3、平板劃線培養(yǎng)或斜面培養(yǎng)檢查法

將待測樣品在無菌平板上劃線，分別于37℃、27℃進行培養(yǎng)，一般24h后即可進行鏡檢觀察，檢查是否有雜菌。有時為了提高平板培養(yǎng)法的靈敏度，也可將需要檢查的樣品先置于37℃培養(yǎng)6h，使雜菌迅速增殖后再劃線培養(yǎng)。

4、注意點

無菌試驗時，如果肉湯連續(xù)三次發(fā)生變色反應（紅色→黃色）或產生混濁，或平板培養(yǎng)連續(xù)三次發(fā)現(xiàn)有異常菌落的出現(xiàn)，即可判斷為染菌；

有時肉湯培養(yǎng)的陽性反應不夠明顯，而發(fā)酵樣品的各項參數(shù)確有可疑染菌，并經(jīng)鏡檢等其它方法確認連續(xù)三次樣品有相同類型的異常菌存在，也應該判斷為染菌；

一般來講，無菌試驗的肉湯或培養(yǎng)平板應保存并觀察至本批（罐）放罐后12h，確認為無雜菌后才能棄去；

無菌試驗期間應每6h觀察一次無菌試驗樣品，以便能及早發(fā)現(xiàn)染菌。