发酵工程中的染菌原因及解决办法

发酵生产中杂菌的检查与防治在发酵生产过程中，杂菌的检查与防治是至关重要的环节。

杂菌的存在会严重干扰目标菌的生长发育，影响发酵效率，甚至会污染目标产品。

以下将详细介绍杂菌检查与防治的方法。

一、杂菌检查方法1.显微镜检查：取发酵液进行显微镜检查，观察菌体形态和生长情况。

如果发现杂菌，可以进一步进行革兰氏染色、芽孢染色等实验，确定杂菌种类。

2.培养基培养：将发酵液均匀涂布在选择性培养基上，观察菌落形态和颜色。

如果有杂菌，可以根据菌落的特征鉴别其种类。

3.抗体检测：有些杂菌会产生特定的抗体，可以利用抗体检测技术如ELISA、免疫荧光等方法检测杂菌的存在。

4.分子生物学方法：利用PCR、基因测序等分子生物学技术，可以快速、准确地检测杂菌。

二、杂菌防治方法1.发酵原料控制：严格控制原料来源，保证无污染。

对发酵设备进行定期消毒，防止设备带菌。

2.菌种选择与保藏：选择抗逆性强的菌种，并进行定期纯化与保藏，防止杂菌污染。

3.培养基优化：优化培养基成分和配方，提高目标菌对杂菌的竞争力。

4.发酵过程控制：通过控制发酵温度、pH值、溶氧量等参数，抑制杂菌生长。

5.添加抗生素：在发酵过程中添加适量的抗生素，抑制杂菌生长，但要注意不能影响目标菌的生长。

6.膜过滤法：采用膜过滤技术，将发酵液中的杂菌滤除，保证目标菌的纯度。

7.生物防治法：利用某些特定微生物或植物提取物，抑制杂菌生长。

例如，某些乳酸菌可以抑制病原菌的生长。

三、实际案例分析以酱油发酵为例，常见的杂菌检查与防治方法如下：1.杂菌检查：取发酵液进行显微镜检查，观察是否有杂菌存在。

如果发现杂菌，进行革兰氏染色确定其种类。

同时，将发酵液涂布在选择性培养基上，观察菌落形态和颜色。

根据菌落的特征，判断是否有杂菌污染。

2.杂菌防治：首先，严格控制原料和水质，避免污染。

其次，选择优良的菌种进行发酵，并定期进行纯化和保藏。

在发酵过程中，控制温度、pH值和溶氧量等参数，以抑制杂菌生长。

发酵过程中控制杂菌的方法
1.设备与环境消毒：
-在发酵前，应对所有接触发酵物料的设备，如发酵罐、管道、过滤器、阀门等进行全面、彻底的清洁和消毒，可使用高温蒸汽灭菌、化学消毒剂浸泡等方式进行消毒处理。

2.培养基灭菌：
-制备的发酵培养基必须在严格的无菌条件下操作，通过高压蒸汽灭菌或其它适用方式彻底灭菌，确保无任何杂菌存在。

3.无菌操作技术：
-接种、转接、取样等操作应在无菌操作台上进行，操作人员需要穿戴无菌防护装备，遵循无菌操作规程，避免引入杂菌。

4.种子纯化：
-使用纯净、活性良好的种子进行接种，必要时对种子进行多次传代净化，剔除可能携带的杂菌。

5.温度与pH控制：
-发酵过程中适当调整和控制温度、pH值等参数，创造有利于目标菌株生长而不利于杂菌滋生的条件。

6.监控与检测：
-定期对发酵过程进行监测，包括pH值、溶解氧、浊度等指标的变化，及时发现异常。

并对发酵液进行微生物检测，一旦发现杂菌污染，立即采取相应措施。

7.添加抑菌剂：
-在某些情况下，可在发酵过程中添加适量的抑菌剂或抗生素来抑制杂菌生长，但这需要考虑对目标菌株的影响。

8.应急措施：
-若发现早期染菌，可通过降低培养温度、调整补料策略、补充杀菌剂或抗生素等手段尝试挽救；若中后期染菌且不影响产品质量，则可考虑提前终止发酵。

9.优化工艺流程：
-改进工艺流程，如采用一次性使用系统、密闭连续流发酵技术等，减少人为操作带来的污染风险。

发酵车间日常杀菌措施发酵车间是进行微生物发酵的场所，因此，保持车间内的清洁卫生，防止杂菌污染，是保证发酵过程顺利进行的重要措施之一。

为了确保发酵产品的质量和安全，以下是一些常见的发酵车间日常杀菌措施：1.定期清洁和消毒发酵车间的清洁和消毒是防止杂菌污染的重要措施。

定期进行清洁和消毒工作，包括对发酵设备、管道、墙壁、地面等各个部位的清洁和消毒，可以有效地去除杂菌，保证发酵环境的卫生。

2.使用抑菌剂在发酵过程中，可以添加一些抑菌剂来抑制杂菌的生长。

例如，可以使用双氧水、酒精等消毒剂对发酵原料和设备进行消毒处理。

此外，一些天然的抑菌剂，如柠檬酸、醋酸等，也可以在发酵过程中使用，以抑制杂菌的生长。

3.空气净化发酵车间的空气中含有大量的微生物，这些微生物可能会对发酵过程产生不利影响。

因此，对发酵车间的空气进行净化处理也是非常重要的。

可以采用空气净化器、过滤器等设备对空气进行净化处理，以去除空气中的微生物和尘埃。

4.定期检查和监测为了确保发酵车间的卫生状况符合要求，需要对发酵环境进行定期检查和监测。

例如，可以定期对发酵设备进行检查和维护，以确保设备的正常运行和使用效果；同时，还可以对发酵产品的质量进行监测和分析，以确保产品的质量和安全。

5.人员管理发酵车间的工作人员是进入车间的最大污染源之一。

因此，对工作人员的管理也非常重要。

需要对工作人员进行健康检查和培训，以确保他们不带有任何疾病或细菌；同时，还需要对工作人员的服装、鞋帽等进行消毒和处理，以减少杂菌的污染。

6.环境控制发酵车间的环境温度、湿度、光照等因素都会影响微生物的生长和繁殖。

因此，需要对发酵环境进行严格的控制，以确保微生物的生长和繁殖符合要求。

例如，可以控制发酵温度、湿度和光照等参数，以获得最佳的发酵效果。

7.防止鼠类和昆虫的污染鼠类和昆虫是发酵车间的另一种污染源。

为了防止鼠类和昆虫的污染，可以在车间内部安装捕鼠器和灭虫器等设备；同时，还需要保持车间的清洁卫生，定期清理垃圾和废弃物等。

发酵过程中控制杂菌的方法发酵是生物过程中一种重要的化学反应，通过这一过程，微生物可以利用有机物和无机物进行能量代谢和生长。

在工业生产中，发酵被广泛应用于食品加工、药物生产、饲料制造等领域。

然而，在发酵过程中，杂菌的污染可能会影响产品质量和产量，因此控制杂菌的生长是非常关键的。

发酵过程中控制杂菌的方法种类繁多，其核心思想是通过调控发酵条件，如温度、pH值、氧气浓度等，来抑制杂菌的繁殖。

在下文中，将详细介绍几种常用的控制杂菌的方法，并进行比较分析。

首先，采用物理方法对发酵过程中的杂菌进行控制是一种常见的手段。

物理方法包括热处理、紫外线消毒等，这些方法可以有效杀灭杂菌，降低其数量。

例如，高温短时间的热处理可以有效杀死绝大部分杂菌，但需要注意对发酵物料的热敏感性进行评估，以避免破坏有用微生物。

此外，紫外线消毒也是一种常用的控制杂菌的方法，通过照射发酵物料，杀死细菌和真菌，但使用时需要注意其杀菌效果受到距离和照射时间的影响。

其次，化学方法也是控制发酵过程中杂菌的一种重要手段。

化学方法包括使用化学消毒剂、添加抗生素等。

化学消毒剂可以快速杀死细菌、真菌等杂菌，但使用时需要注意其对有用微生物的影响，选择合适的浓度和使用时间。

另外，添加抗生素也是一种常见的控制杂菌的方法，在发酵过程中向培养基中加入抗生素，可以选择性地抑制某些细菌的生长，但过度使用可能导致抗生素抗性菌株的产生。

除了物理和化学方法外，生物方法也是控制杂菌的重要手段之一。

生物方法主要是利用有益微生物在发酵过程中的竞争作用，抑制杂菌的繁殖。

常用的生物方法包括添加益生菌、接种益生菌等。

益生菌可以调节肠道菌群平衡，提高有用微生物的比例，从而减少对杂菌的生存空间。

接种益生菌在发酵过程中也可以起到相似的作用，通过增加有用微生物的数量，抑制杂菌的生长。

通过对物理、化学和生物方法的综合应用，可以有效地控制发酵过程中的杂菌，提高产品质量和产量。

然而，在实际应用时，需要根据具体情况选择合适的方法，并注意各种方法之间的相互作用和影响。

第一节发酵生产中杂菌的检查与防治一染菌的检查与判断凡是在发酵液或发酵容器中侵入了非接种的微生物统称为杂菌污染，与早发现杂菌，与早采取相应措施，对减少由杂菌污染造成的损失至关重要。

因此检查的方法要求准确、快速。

目前发酵生产上常用的检查方法有下列几种：1．显微镜检查一般单染色后用油镜观察，凡是从视野中发现有形态与生产菌株不同的菌体都可认为是污染了杂菌。

优点：简便、快速，能与时检查出杂菌。

缺点：（1）对固形物多的发酵液检查较困难；（2）对含杂菌少的样品不易得出正确结论，应多检查几个视野；（3）由于菌体较小，本身又处于非同步状态，应注意区别不同生理状态下的生产菌与杂菌，必要时可用进行革蓝氏染色、芽孢染色等辅助方法进行鉴别。

2．平板检查若怀疑发酵液被细菌污染，可取少量待检发酵液涂布在肉汤平板上，在适宜条件下培养，若出现与生产菌株形态不一的菌落，就表明可能被杂菌污染；若要进一步确证，可配合显微镜形态观察，若个体形态与菌落形态都与生产菌相异，则可确认污染了杂菌。

优点：（1）适于固形物多的发酵液；（2）形象直观，肉眼可辩，不需仪器。

缺点：（1）所需时间较长，至少也需8小时；（2）无法区分形态（包括细胞形态与菌落形态）与生产菌相似的杂菌，如啤酒生产中污染野生酵母时，由于啤酒酵母与野生酵母很难从形态上加以区分，只能借助生理生化试验进行确认。

（3）检查过程需严格执行无菌操作技术。

3．肉汤培养检查法此法主要用于空气过滤系统和液体培养基的无菌检查。

具体方法是将葡萄糖酚红肉汤培养基（牛肉膏0.3%，蛋白胨0.8%，葡萄糖0.5%，氯化钠0.5%，1%酚红溶液0.4%，pH7.2）装在吸气瓶中，经灭菌后，置37 ℃培养24小时，若培养液未变浑浊，表明吸气瓶中的培养液是无菌的，就可用于空气过滤系统的杂菌检查。

把过滤后的空气引入吸气瓶的培养液中，经培养后，若培养液变混，表明过滤后的空气中仍有杂菌，说明过滤系统有问题，若培养液未变混，说明空气无菌。

发酵工程技术与实践刘振宇/编著华东理工大学出版社第1章发酵过程染菌的防止抗生素发酵的消毒灭菌是抗生素生产过程中的重要环节，而发酵的染菌则直接威胁和影响抗生素的产量和质量。

同时，消毒灭菌后的培养基质量，不仅关系到是否染菌，还影响产生菌的代谢和发酵工艺控制的正常进行。

因此，消灭染菌以及消灭染菌方法的探索和研究是发酵生产工艺中一直需要认真解决的重要课题。

造成发酵染菌的原因有很多，人为的操作因素仅仅是一个方面。

发酵染菌的原因还包括：设备结构的不合理，工艺管线的不合理安装，设备存在的泄露及死角，消灭染菌管理工作的不严格等。

为了消灭染菌，着重抓好以上各项工作是远远不够的，需要强调的是，为彻底解决发酵的染菌问题，必须从建厂初期的基本设计抓起，这就要做到“发酵设备、工艺管线的零染菌率设计”。

这个问题将在以后的章节里重点论述。

作为发酵岗位的消毒工，应该具有严格的工作责任心和较高的操作技能，但是仅此是不够的。

因为发酵染菌的原因极多，有人为的操作问题，有设备的泄露和死角，也有管理上的不当和混乱。

在错综复杂的染菌原因面前，消毒工必须充实自己的专业知识，在努力提高专业知识的同时，提高操作技能和分析解决问题的能力；除不断认真总结染菌的教训外，还应当认真学习微生物学的基础知识，掌握微生物的生长生存条件以及致死条件；还应当掌握发酵设备的知识，懂得设备的结构和原理，避免设备消毒中死角的形成。

只有提高了技术理论水平和实际操作水平，才能做到分析问题准确，采取措施得力，消灭染菌有成效。

发酵罐一旦染菌，会造成很大的经济损失。

从这个意义上讲，我们是以经济代价的付出而换取教训的。

因此重视分析自己及别人的染菌原因，教训互补尤为重要。

发酵的消灭染菌是从实践中产生的科学，是总结提高到理论，再回到实践中区解决问题的一门科学。

它来不得半点虚假，否则染菌就会狠狠地教训我们。

因此，“实践——认识——再实践——再认识”是消灭染菌工作的座右铭，我们应该牢牢记住这个真理。

曹家明，许超群，曾宪放．毕赤酵母发酵过程的染菌分析及预防策略［Ｊ］．江苏农业科学，２０２０，４８（８）：２６５－２７１．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２０．０８．０４９毕赤酵母发酵过程的染菌分析及预防策略曹家明，许超群，曾宪放（上海泽润生物科技有限公司，上海２０１２０３） 摘要：针对毕赤酵母（Ｐｉｃｈｉａｐａｓｔｏｒｉｓ）在发酵过程中发生的染菌现象，按照质量控制要素及工艺流程进行全面分析。

通过对工作种子库、一级种子、二级种子、滤芯、发酵罐及发酵菌体进行系统排查发现，染菌是由赛多利斯取样阀密封圈磨损及试验人员的不规范操作造成的。

因而在试验操作、设备维护、车间管理、文件修订、人员培训等方面实施一系列纠正预防措施，随后进行多批次的发酵生产。

结果表明，试验结果与历史数据具有高度的一致性，从而避免了染菌现象的再次发生。

关键词：毕赤酵母；发酵；染菌分析；预防策略 中图分类号：Ｓ１８２　文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０２０）０８－０２６５－０７收稿日期：２０１９－０３－１８基金项目：国家“重大新药创制”科技重大专项（编号：２０１５ＺＸ０９１０１０３５、２０１７ＺＸ０９３０８００３）；上海市“科技创新行动计划”生物医药领域科技支撑项目（编号：１８４３１９０５６００）；上海市科技人才计划（编号：１６ＱＢ１４０４２００）。

作者简介：曹家明（１９８５—），男，江苏常州人，硕士，工程师，主要从事生物药物开发、基因工程菌发酵、蛋白药物纯化等方面的研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｃａｏｊｉａｍｉｎｇ＠ｗａｌｖａｘ．ｃｏｍ。

自从Ｃｒｅｇｇ等于１９８５年利用重组毕赤酵母（Ｐｉｃｈｉａｐａｓｔｏｒｉｓ）成功表达外源蛋白［１］以来，毕赤酵母因高效表达外源蛋白、操作简单、易于培养、生产成本低廉等优点而受到科学家和工业界的青睐，目前已有超过５００个蛋白在毕赤酵母中表达成功，表达产物包括干扰素、酶制剂、抗体等［２－４］。