发酵工业噬菌体的污染与防治

2、发酵染菌的异常现象
（1）菌体浓度异常 菌体浓度异常下降 菌体浓度异常升高 菌体繁殖和代谢速率缓慢
（2）pH过高或过低 pH上升（感染噬菌体，导致菌体自溶，释放大量氨、 氮） pH下降（感染杂菌，基质大量消耗产生酸性物质）
（3）溶解氧及CO2水平异常 溶解氧短时间内下降，甚至接近零，且长时间不能 回升（污染耗氧微生物） 耗氧量减少，溶解氧升高（污染非耗氧微生物或者 噬菌体） 耗糖量加快，CO2含量增加（污染杂菌） 耗糖量减少，CO2含量减少（污染噬菌体）
第一节 染菌对发酵的影响
一、染菌对发酵过程的影响
生产不同的品种，可污染不同种类和性质的微生物。 不同污染时间，不同污染途径，污染不同菌量，不同培 养基和培养条件又可产生不同后果
1、发酵染菌对不同发酵品种的影响
（1）不同生产菌可能污染的染菌 ➢放线菌由于生长的最适pH为7左右，因此染细菌为多 ➢霉菌生长pH为5左右，因此染酵母菌为多。
酚红肉汤培养基检测（检查培养基和无菌空气是否染菌， 肉汤由红变黄） 平板划线 显微镜观察
3、检查的工序和时间
工序 斜面 摇瓶种子 种子罐种子 种子罐种子 种子罐种子 种子罐种子 发酵 发酵 发酵 发酵 发酵 总过滤器 分过滤器
表1 发酵过程的杂菌检查
时间
0h 0h 培养中期 成熟种子 0h 0h 8h 16h 24h 每月一次 每月一次
第八章 发酵染菌及其防治
发酵染菌（contamination）：发酵培养过程中除了生产菌 以外，侵入了有碍生产的其它微生物。
发酵染菌的危害 ➢发酵过程污染杂菌，会严重的影响生产，是发酵工业的致 命伤。 ➢造成大量原材料的浪费，在经济上造成巨大损失 ➢扰乱生产秩序，破坏生产计划。 ➢遇到连续染菌，特别在找不到染菌原因往往会影响人们的 情绪和生产积极性。 ➢影响产品外观及内在质量

噬菌体疗法的发展
噬菌体疗法是指利用噬菌体来消灭或控制病原菌的方法。 未来，随着对噬菌体及其与宿主菌相互作用机制的深入研 究，噬菌体疗法有望成为新型抗菌策略。
杂菌防控技术的多元化
除了噬菌体防治外，未来杂菌防控技术还将结策略。
当前面临的挑战与解决方案
利用噬菌体进行生物防治
噬菌体治疗
针对某些细菌感染病，可以利用噬菌体的特异性感染能力，将噬菌体作为治疗 剂引入患者体内。噬菌体会选择性地感染并杀死目标细菌，从而达到治疗的目 的。
农业生产中的应用
噬菌体可用于农业生产中控制病原菌的生长。通过喷洒噬菌体制剂，可以有效 减少病原菌对农作物的危害，提高产量和品质。
利。 • 交互作用：噬菌体的存在可能会影响杂菌的生理特性和基因表达，从而改变杂菌的致病性和毒性。 • 在防治噬菌体和杂菌的过程中，需要综合考虑它们之间的各种关系，制定合适的防治策略。这些策略可能包括
使用抗生素、调整环境条件、增强宿主免疫力等多种方法。同时，也需要加强监测和检测，及时发现并处理噬 菌体和杂菌的感染，以保障人类健康和生态环境的安全。
噬菌体和杂菌防治技术在农业领域具有广阔的应用前景。未来可以研究利用噬菌体防治植 物病原菌，减少化学农药的使用，提高农产品质量和生态环境安全。同时，通过调节土壤 微生物群落结构，增强土壤抑病能力，降低农作物病害发生率。
未来可能的研究方向与应用领域
工业与环保领域的应用：在工业生产过程中 ，噬菌体和杂菌防治技术可用于生物污染的 控制，确保工业产品质量和安全。在环保领 域，这些技术有助于治理微生物引起的环境 污染，如生物膜、污水等，提高生态环境质 量。
杂菌防控
在医疗操作中，防控杂菌是至关重要的一环。通过严格的感染控制措施，如手卫生、使用无菌设备和环境消毒等 ，可以有效减少杂菌的传播和感染风险。

发酵过程中噬菌体感染问题1 噬菌体噬菌体是侵染细菌的微生物病毒，广泛分布于自然界中。

在生产中见到的噬菌体为蝌蚪形，直径约0.1um，其形态在显微镜下看不见，通过电子显微镜放大9×104倍后才能看见。

故在生产中平时对噬菌体看不见摸不着，无形之中增加了对其了解和预防的难度。

2 噬菌体的主要特性2.1专一的寄生性。

噬菌体只能在专一的宿主细胞中生长繁殖，只能在活的、处于繁殖阶段的细胞中生长繁殖，不能脱离宿生而自行生长繁殖。

如果不同菌株的亲缘关系比较近，那么此菌株也是会感染的，特别是针对长期生产同一产品的发酵工厂要特别注意，在换新菌株之前必须了解其背景。

2.2不耐热性。

游离的噬菌体在45℃条件下10min就可使其失活。

2.3不耐药性。

直接在噬菌体上喷洒1%新洁尔灭、75%酒精、1%双氧水、5%的甲醛等都可使其失活。

3 感染噬菌体后的现象噬菌体分烈性噬菌体和温和性噬菌体。

温和性噬菌体由于其潜在的危害性大，有时候感染了，但不爆发，为以后的大面积爆发埋下了隐患。

在从事发酵工作时就遇到，车间周围环境恶化的已经相当厉害，仅一个星期中上的罐中有75%罐都爆发了噬菌体，除了一罐以外，且表观中基本看不出染噬菌体的现象，而电镜观察是能看到噬菌体存在的。

感染后爆发的现象有：3.1发酵液光密度开始上升，而后下降。

但有时也不上升，当把1%的噬菌体人为的接入罐中，光密度始终处于最低位3.2 pH逐渐上升，一般升到7.5，不再下降3.3耗糖、氨缓慢或停止3.4 OD回升3.5泡沫大、料液略黏3.6镜检时发现菌体减少，发胖，革兰氏染色后呈现红色碎片。

严重时，可出现拉丝或网状，或呈鱼刺状，几乎看不到完整菌体。

3.7用含有噬菌体的发酵液点在平板上能看到噬菌斑4 噬菌体的预防4.1五大误区4.1.1精度为0.01um的空气过滤器能阻拦噬菌体空气。

过滤器中的0.01um的精度不是单指膜的精度，他是把布朗运动、撞击等拦截都计算在内的，故0.01um只是个相对精度，实际上膜的绝对精度在0.2um左右，故0.01um的空气过滤器可以挡住一部分噬菌体，但不能完全挡住。

噬菌体感染预防 1. 提高有关工作人员的思想认识，建立“防重于治”的观念。 提高有关工作人员的思想认识，建立“防重于治”的观念。 2. 决不可使用可疑菌种。认真检查摇瓶、斜面及种子罐所使 决不可使用可疑菌种。认真检查摇瓶、 用的菌种，坚持废弃任何可疑菌种。 用的菌种，坚持废弃任何可疑菌种。 3. 严格保持环境卫生。 严格保持环境卫生。 4. 决不排放或丢弃活菌液。严格消毒或灭菌后才能排放。 决不排放或丢弃活菌液。严格消毒或灭菌后才能排放。 5. 注意通气质量。空气过滤器要保持质量并经常灭菌。 注意通气质量。空气过滤器要保持质量并经常灭菌。 6. 加强管道和发酵罐的灭菌。 加强管道和发酵罐的灭菌。 7. 不断筛选抗性菌种，并经常轮换生产菌种。 不断筛选抗性菌种，并经常轮换生产菌种。 8. 严格执行会客制度。 严格执行会客制度。
第一节 病毒 第二节 亚病毒 第三节 噬菌体的危害和应用
第危害上。 主要体现在对发酵工业的危害上。当发酵液受噬菌体严重 污染时，会出现： 发酵周期明显延长； 碳源消耗缓慢； 污染时，会出现：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，有大量异常菌体出现； 发酵液变清，镜检时，有大量异常菌体出现；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，出现大量噬 成缓慢或根本不形成； 用敏感菌作平板检查时， 菌斑； 用电子显微镜观察时，可见到有无数噬菌体粒子存在。 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。 当出现以上现象时，轻则延长发酵周期、 当出现以上现象时，轻则延长发酵周期、影响产品的产量和质 量，重则引起倒罐甚至使工厂被迫停产。这种情况在谷氨酸发 重则引起倒罐甚至使工厂被迫停产。 酵、细菌淀粉酶或蛋白酶发酵、丙酮丁醇发酵以及各种抗生素 细菌淀粉酶或蛋白酶发酵、 发酵中是司空见惯的，应严加防范。 发酵中是司空见惯的，应严加防范。