第七章发酵过程染菌及其防治案例

3、溶解氧水平异常
发酵过程中溶解氧水平发生异常变化一般就是发酵染菌发 生的表现。
由于污染的杂菌好氧性不同，产生溶解氧异常的现象也是 不同的。
杂菌是好氧性微生物时，溶解氧的变化是在较短时间内 下降，直到接近于零，且在长时间内不能回升； 杂菌是非好氧性微生物，而生产菌由于受污染而抑制生 长，使耗氧量减少，溶解氧升高。

注意点
① 无菌试验时，如果肉汤连续三次发生变色反应（红色→ 黄色）或产生混浊，或平板培养连续三次发现有异常菌 落的出现，即可判断为染菌。 ② 有时肉汤培养的阳性反应不够明显，而发酵样品的各项 参数确有可疑染菌，并经镜检等其它方法确认连续三次 样品有相同类型的异常菌存在，也应该判断为染菌。 ③ 一般来讲，无菌试验的肉汤或培养平板应保存并观察至 本批（罐）放罐后12h，确认为无杂菌后才能弃去。 ④ 无菌试验期间应每6h观察一次无菌试验样品，以便能及 早发现染菌。
5、菌体浓度过高或过低
在发酵生产过程中菌体或菌丝浓度的变化是按其固有的 规律进行的。
罐温长时间偏高，或停止搅拌时间较长造成溶氧不足， 或培养基灭菌不当导致培养条件较差，种子质量差菌体 或菌丝自溶等均会严重影响到培养物的生长，导致发酵 液中菌体浓度偏离原有规律，出现异常现象。


二、染菌的检查和判断
三、发酵染菌原因分析

造成发酵染菌的原因很多，且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造成各厂污染杂菌的普遍 原因。
上海天厨味精厂谷氨酸发酵染菌分析 染菌原因 空气系统染菌 设备问题 管理和操作不当 染菌百分率/％ 32.05 15.46 11.34 染菌原因 补料、取样带菌 种子带菌 环境污染及原因不明 染菌百分率/％ 4.30 1.72 35.13
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，如何及早发现杂菌的污染并及时采取措施 加以处理，是避免染菌造成严重经济损失的重要手段。 目前常用于检查是否染菌的无菌试验方法主要有显微镜检 查法、肉汤培养法、平板（双碟）培养法、发酵过程的异 常观察法（如溶氧量）等。
1、镜检法

用革兰氏染色法（Grams stain）对样品进行涂片、染色， 然后在显微镜下观察微生物的形态特征，根据生产菌与杂
葡萄糖酚红肉汤 0.3％牛肉膏、0.5％葡萄糖、0.5％NaCl、 0.8％蛋白胨、0.4％酚红溶液，pH 7.2
3、平板划线培养或斜面培养检查法
将待测样品在无菌平板上划线，分别于37℃、27℃进行培 养，一般24h后即可进行镜检观察，检查是否有杂菌。有 时为了提高平板培养法的灵敏度，也可将需要检查的样品 先置于37℃培养6h，使杂菌迅速增殖后再划线培养。
③ 代谢不正常
代谢不正常表现出糖、氨基氮等变化不正常，菌体 浓度和代谢产物不正常。
（二）发酵异常
1. 菌体生长差
2. pH值过高或过低
3. 溶解氧水平异常
4. 泡沫过多
5. 菌体浓度过高或过低
1、菌体生长差
由于种子质量差或种子低温放置时间长导致菌体数量 较少、停滞期延长、发酵液内菌体数量增长缓慢、外形 不整齐。
1、染菌的杂菌种类分析

对于每一个发酵过程而言，污染的杂菌种类的影响是不同的。
发酵产品 青霉素 链霉素 危害大的杂菌 细短产气杆菌 细短杆菌、假单胞菌、产气杆菌 危害小的杂菌 粗大杆菌 粗大杆菌
四环素 双球菌、芽胞杆菌、荚膜杆菌 杂菌 原因 柠檬酸 青霉 耐热的芽胞杆菌 培养基或设备灭菌不彻底、设备存在死角等 谷氨酸 噬菌体 种子带菌、空气过滤效率低、除菌不彻底、设备渗 球菌、无芽胞杆菌等 漏、操作问题等 真菌 设备或冷却盘管渗漏、无菌室灭菌不彻底、无菌操 作不当、糖液灭菌不彻底（糖液放置时间较长）等
发酵条件差、培养基质量不好、接种量太少等均会引 起糖、氮的消耗少或间歇停滞，出现糖、氮代谢缓慢现 象。
2、pH值过高或过低
发酵过程中由于培养基原料质量差、灭菌效果差、加 糖、加油过多或过于集中，将会引起pH的异常变化。 pH值变化是所有代谢反应的综合反映，在发酵的各个
时期都有一定规律，pH值的异常就意味着发酵的异常。
4、泡沫过多

一般在发酵过程中泡沫的消长是有一定规律的。
由于菌体生长差、代谢速度慢、接种物嫩或种子未及时 移种而过老、蛋白质类胶体物质多等都会使发酵液在不 断通气、搅拌下产生大量的泡沫。


培养基灭菌时温度过高或时间过长，葡萄糖受到破坏产 生的氨基糖会抑制菌体的生长，也会使泡沫大量产生， 从而使发酵过程的泡沫发生异常。
菌的特征进行区别、判断是否染菌。

如发现有与生产菌形态特征不一样的其它微生物的存在， 就可判断为发生了染菌。

此法毛染色。
2、肉汤培养法


通常用葡萄糖酚红肉汤作为培养基，将待测样品直接接入 经完全灭菌后的肉汤培养基中，分别于37℃、27℃进行培 养，随时观察微生物的生长情况，并取样进行镜检，判断 是否有杂菌。 肉汤培养法常用于检查培养基和无菌空气是否带菌，同时 此法也可用于噬菌体的检查。
第七章
发酵染菌及防治
黄小龙
发酵染菌：指在发酵过程中除生产菌以
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。
第一节 发酵异常现象及染菌分析
一、种子培养和发酵的异常现象
二、染菌的检查和判断
三、发酵染菌原因分析
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发 酵过程中某些物理参数、化学参数或生物参数发 生与原有规律不同的改变，这些改变必然影响发
酵水平，使生产蒙受损失。
（一）种子培养异常
① 菌体生长缓慢
表现为培养的种子质量不合格
培养基原料质量下降、菌体老化、灭菌操作 失误、供氧不足、培养温度偏高或偏低、酸 碱度调节不当；接种物冷藏时间长或接种量 过低而导致菌体量少；接种物本身质量差等
② 菌丝结团
在培养过程中有些丝状菌容易产生菌丝团，菌体仅在 表面生长，菌丝向四周伸展，而菌丝团的中央结实， 使内部菌丝的营养吸收和呼吸受到很大影响，从而不 能正常地生长。