发酵工程第7课.pptVIP

第七章 发酵染菌 及防治 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％。 染菌对发酵生产率、提取率、得率、 产品质量和三废治理等都有很大的影响。 发酵异常现象 菌种在扩培阶段发生异常现象，必然会对发酵过程产生巨大的影响 异常现象是指发酵过程中某些理化参数和生物参数发生与原有特性不同的改变 包括种子培养异常和发酵异常 ⒈ 种子培养异常 ⑴ 菌体生长缓慢 ⑵ 菌丝结团 ⑶ 代谢不正常 ⒉ 发酵异常 ⑴ 菌体生长差 ⑵ pH值过高或过低 ⑶ 溶氧水平异常 ⑷ 泡沫过多 ⑸ 菌体浓度过高或过低 种子培养异常 菌体生长缓慢 菌种自身的原因 培养基的原因 操作过程的原因 种子培养异常 菌丝结团 通气溶氧不足、搅拌剪 切力过大、培养基质量 下降、种子冷冻保藏的 时间长、泡沫多、培 养液粘度低 种子培养异常 代谢不正常 表现出糖、氨基酸等的变化不正常，菌体浓度和代谢产物不正常。 原因 培养物和培养基不相匹配、培养环境差、接种量少、杂菌污染等 发酵异常 菌体生长差：由于种子质量问题或者是种子的保藏时间较长，导致活菌少或孢子萌发率低，延迟期长，发酵液内的菌体数量少。 种子质量差，发酵条件差，培养基质量差 均可引起糖、氧消耗慢甚至停滞。 发酵异常 pH异常 表现为pH突然升高或突 然降低，主要与培养基 原料差、灭菌不彻底， 加糖和加油过于集中。 发酵异常 溶解氧水平异常：发酵过程中，如果溶解氧水平发生了异常变化，一般都是发酵染菌的表现。 当受到好气性杂菌污染时，溶解氧的变化是短时间内下降，直至为零，且在较长时间内不能回升； 当受到非好气性杂菌污染时，抑制生产菌的生长，降低溶解氧的消耗，使溶氧升高。 发酵异常 菌体浓度过高或过低 泡沫过多 染菌隐患的检查 显微镜检查法 革兰氏染色法 染菌隐患的检查 肉汤培养法 检查培养基和无菌空气是否 带菌或菌种中是否有噬菌体。 一般使用葡萄糖酚红 肉汤作为培养基 染菌隐患的检查 平板划线培养或斜面培养检查法 以平板划线和肉汤培养结果为主要根据 要定期取样，取样时防止外界杂菌混入 染菌隐患的检查 发酵过程的异常现象观察法 溶氧异常 排气中的CO2异常变化 发酵染菌原因分析 造成发酵染菌的原因有很多，且常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是造成各厂污染杂菌的普遍原因。 ㈠ 染菌的杂菌种类分析 四环素的发酵过程最怕污染双球菌、芽 孢杆菌和夹膜杆菌；柠檬酸的发酵最怕 青霉菌的污染；谷氨酸发酵最怕噬菌体 污染。 ㈡ 发酵染菌的规模分析 ① 大批量发酵罐染菌 ② 部分发酵罐染菌 ③ 个别发酵罐连续染菌 ㈢ 不同污染时间分析 ① 染菌发生在种子培养阶段， 或称种子培养基染菌 ② 在发酵过程的初始阶段发生染菌， 或称发酵前期染菌 ③ 发酵后期染菌 发酵染菌的原因分析 发酵工艺流程中的各环节漏洞 发酵过程管理不善 染菌原因的分析 国外一发酵工厂的染菌原因分析 染菌原因的分析 国内一发酵企业染菌的原因分析 杂菌污染后的挽救和处理 种子培养期染菌的处理 杂菌污染后的挽救和处理 杂菌污染后的挽救和处理 杂菌污染后的挽救和处理 染菌后对设备的处理 发酵罐需要放罐后彻底清洗 空罐加热灭菌至120℃以上、保持30min后才能使用 甲醛熏蒸或溶液浸泡12h以上处理 杂菌的预防措施 强化空气净化过程 1．空气进化流程的选择 2．过滤介质的选择 3．过滤介质的填装 4．空气净化系统的管理 严格培养原料及设备的灭菌 原料的预处理 1．原料除杂：防止机械受磨损 2．粉碎：减少固体的团块 3．浸泡：使营养物质便于菌体的利用 4．糊化、液化和糖化：大分子物质分解为小分子物 质，易于菌体利用 严格培养原料及设备的灭菌 培养基的灭菌 在保证杀灭杂菌的前提下，尽可能多地保留营养物质。一般选择高温蒸汽对培养基、发酵罐及管路系统进行灭菌。 一般微生物的营养细胞在60℃维持10min就会 死亡。噬菌体一般在80℃下就会死亡 设备的灭菌 实罐灭菌时，要充分排尽发酵罐内的冷空气 对设备的死角要进行处理 法兰连接死角 发酵工厂的有关管路要保持光滑、畅通、密封性好，以避免和减少管道染菌的机会 渣滓在罐底形成的死角 培养基在罐底形成的膜层，有一定的绝热作用，容易形成死角。 不锈钢衬里的死角 发酵液通过裂缝进入衬里 和钢板之间，