發(fā)酵工業(yè)是利用某種特定的微生物在一定的環(huán)境中進行新陳代謝，從而獲得某種產(chǎn)品。現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)要求純種培養(yǎng)，不僅斜面、種子和培養(yǎng)基以及發(fā)酵罐、管道等須經(jīng)嚴格滅菌除去各種雜菌，而且在需氧發(fā)酵中通入的空氣也需經(jīng)過除菌處理。只有這樣，才能確保生產(chǎn)不受雜菌污染，從而保證生產(chǎn)菌的旺盛生長。染菌的結(jié)果，輕者影響產(chǎn)量或產(chǎn)品質(zhì)量，重者導致倒罐，甚至停產(chǎn)。工業(yè)發(fā)酵中污染雜菌造成的損失是十分驚人的，所以必須認真對待除菌。

發(fā)酵時感染雜菌，可引起下列后果：

1)        產(chǎn)生菌和雜菌同時在培養(yǎng)基中生長，結(jié)果喪失了生產(chǎn)能力；

2)        在連續(xù)發(fā)酵過程中，雜菌的生長速度有時會比產(chǎn)生菌生長得更快，結(jié)果使發(fā)酵罐中以雜菌為主了；

3)        雜菌會污染Zui終產(chǎn)品，如生產(chǎn)單細胞蛋白時，從發(fā)酵液中分離出的細胞夾雜有雜菌；

4)        雜菌所產(chǎn)生的物質(zhì)，使目的產(chǎn)物的提取發(fā)生困難；

5)        雜菌降解了所需要的產(chǎn)物；

6)        發(fā)酵時如污染噬菌體，可使產(chǎn)生菌發(fā)生溶菌現(xiàn)象。

二  染菌的檢查、原因分析和防治措施

1  染菌的檢查與判斷

1)        顯微鏡檢查：通常用革蘭氏染色法。先用低倍鏡觀察生產(chǎn)菌的特征，然后再用高倍鏡觀察是否有雜菌存在。根據(jù)生產(chǎn)均與雜菌的特征區(qū)別，判斷是否染菌。必要時，可進行芽孢染色和鞭毛染色。

2)        平板劃線培養(yǎng)或斜面培養(yǎng)檢查法

3)        肉湯培養(yǎng)檢查法：此法常用于檢查培養(yǎng)基和無菌空氣是否帶菌，也可用于噬菌體檢查，此時使用生產(chǎn)菌作為指示菌。

此外，還可以從發(fā)酵過程的異?，F(xiàn)象來判斷是否染菌，如溶解氧、ph值、排氣中co2含量和菌體酶活力等變化來判斷。

2  發(fā)酵染菌率和染菌原因分析

發(fā)酵染菌率：指一年內(nèi)發(fā)酵染菌的批數(shù)與總投料發(fā)酵批數(shù)之比。發(fā)酵染菌率是在發(fā)酵罐中發(fā)生的染菌率，種子罐培養(yǎng)時發(fā)生的染菌若不接入發(fā)酵罐、不導致發(fā)酵染菌的不在計算之列。

由于各種發(fā)酵的菌種、培養(yǎng)基、產(chǎn)品性質(zhì)、發(fā)酵周期、生產(chǎn)環(huán)境條件、設備和管理技術水平等不同，染菌率有很大差別。

3  雜菌污染途徑及預防

雜菌污染途徑及預防

1)      種子帶菌。原因主要有：培養(yǎng)基及用具滅菌不徹底；菌種在移接過程中受污染；菌種在培養(yǎng)或保藏過程中受污染等。

2)      無菌空氣帶菌。杜絕無菌空氣帶菌，必須從空氣凈化流程和設備的設計、過濾介質(zhì)的選用和裝填、過濾介質(zhì)的滅菌和管理等方面完善空氣凈化系統(tǒng)。

3)      培養(yǎng)基和設備滅菌不徹底導致染菌。原因主要有：原料性狀影響滅菌效果；實罐滅菌時未能充分排出罐內(nèi)空氣；培養(yǎng)基連續(xù)滅菌時，蒸汽壓力波動大，培養(yǎng)基未達到滅菌溫度，導致滅菌不徹底而污染；設備、管道存在“死角”。

4)      設備滲漏引起染菌。發(fā)酵設備、管道、閥門、的長期使用，由于腐蝕、磨擦和振動等原因，往往造成滲漏。

5)      操作失誤和技術管理不善也會引起染菌。如移種時或發(fā)酵過程罐內(nèi)壓力跌零，使外界空氣進入而染菌；泡沫頂蓋而造成污染；壓縮空氣壓力突然下降，使發(fā)酵液倒流入空氣過濾器而造成污染等等。

對噬菌體的防治措施

1)        定期檢查噬菌體并采取有效措施消滅噬菌體。當發(fā)酵生產(chǎn)中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了噬菌體的危害后，應立即在車間的各個工段及發(fā)酵罐的空氣過濾系統(tǒng)、發(fā)酵液和排氣口、污水排放處以及車間周圍的環(huán)境中進行取樣檢測，從中找出噬菌體較集中的地方繼而采取相應的措施。如對種子室和搖床間可采用甲醛熏蒸及紫外線處理的方法消滅噬菌體和雜菌。對常用器皿及發(fā)酵罐體表面，可采用新潔而滅及石炭酸溶液噴霧或擦洗。發(fā)酵系統(tǒng)則可采取改進空氣過濾裝置和蒸汽滅菌的方法。

2)        檢查生產(chǎn)系統(tǒng)，消除各種不安全因素。在發(fā)酵生產(chǎn)中，當連續(xù)發(fā)生噬菌體污染后，往往在空氣過濾裝置及發(fā)酵罐底部、內(nèi)壁、夾層以及管道和閥門接口等處容易存在蒸汽不能直接進入滅菌的死角，必須及早查出隱患，定期更換空氣過濾器中過濾材料并改進工藝和設備，杜絕發(fā)酵液中的活菌和可能存在的噬菌體向周圍的環(huán)境排放，徹底消除各種不安全因素，保證生產(chǎn)的正常進行。

3)        選育抗噬菌體菌株和輪換使用生產(chǎn)菌株。選育抗噬菌體菌株是一種有效的手段，所獲得的抗性菌株既要有較全面的抗性，并能保持原有的生產(chǎn)能力。對有的菌種在選育中很難做到既有抗性又能保持原有的生產(chǎn)能力。在可能情況下，針對噬菌體對侵染寄主具有專一性的特點，采用輪換使用生產(chǎn)菌株的方法，也可防止噬菌體的蔓延和危害，使生產(chǎn)得以正常進行。

4)        應急的挽救措施。在發(fā)酵生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)了噬菌體污染時，首先必須取樣檢查，并根據(jù)各種異?，F(xiàn)象作出正確的判斷，盡可能快地采取相應的挽救措施。常用的應急方法有以下幾種：

①      加入少量藥物用以阻止噬菌體吸附或抑制噬菌體蛋白質(zhì)的合成及增殖。前者多系螯合劑如草酸及檸檬酸等；后者是一些抗生素，僅適用于耐藥的生產(chǎn)菌株，由于成本較高，無法在較大的發(fā)酵罐中使用。

②      當生產(chǎn)進行中污染了噬菌體時，可補入適量的新鮮發(fā)酵培養(yǎng)基或促使菌種生長的生長因子（如玉米漿、酵母膏等），有利于菌種生長，抑制噬菌體的增殖，使發(fā)酵得以順利進行。

③      大量補接種子液或重新接種抗性菌種培養(yǎng)液，以便繼續(xù)發(fā)酵制終點，防止倒灌，盡可能地減少因噬菌體污染所造成的損失。在補種之前也可對已感染了噬菌體的的發(fā)酵液低溫滅菌。