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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。
