所谓发酵染菌是指在发酵过程,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。从国内外目前的报道来看,在现有的科学技术条件下要做到完全不染菌是不可能的。目前要做的是要提高生产技术水平,强化生产过程管理,防止发酵染菌的发生。一旦发生染菌,应尽快找出污染的原因,并采取相应的有效措施,把发酵染菌造成的损失降低到最小。
染菌对发酵的影响
染菌对发酵过程的影响是很大的,但由于生产的产品不同、污染杂菌的种类和性质不同、染菌发生的时间不同以及染菌的途径和程度不同,染菌造成的危害及后果也不同。
一、染菌对不同发酵过程的影响
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。如青霉素的发酵过程,由于许多杂菌都能产生青霉素酶,因此不管染菌是发生在发酵前期、中期或后期,都会使青霉素迅速分解破坏,使目的产物得率降低,危害十分严重。对于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,所需的培养基营养丰富,因此容易受到杂菌的污染,且染菌后,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。对于柠檬酸等有机酸的发酵过程,一般在产酸后,发酵液的pH值比较低,杂菌生长十分困难,在发酵中、后期不太会发生染菌,主要是要预防发酵前期染菌。但是,不管是对于哪种发酵过程,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,严重影响到产物的生成,使发酵产品的产量大为降低。谷氨酸发酵周期短,生产菌繁殖快,培养基不太丰富,一般较少污染杂菌,但噬菌体污染对谷氨酸发酵的威胁非常大。
二、染菌发生的不同时间对发酵的影响
从发生染菌的时间来看,染菌可分为种子培养期染菌、发酵前期染菌、发酵中期染菌和发酵后期染菌等四个不同的染菌时期,不同的染菌时期对发酵所产生的影响也是有区别的。
(1)种子培养期染菌 种子培养主要是便微生物细胞生长与繁殖,此时,微生物菌体浓度低,躇养基的营养十分丰富,比较容易染菌。若将污染的种子带入发酵罐,则危害极大,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,应经灭菌后弃去,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 在发酵前期,微生物菌体主要是处于生长、繁殖阶段,此时期代谢的产物很少,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、繁殖及产物的生成。
(3)发酵中期染菌 发酵中期染菌将会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。有的染菌后杂菌大量繁殖,产生酸性物质,使pH值下降,糖、氮等的消耗加速,菌体发生自溶,致使发酵液发黏,产生大量的泡沫,代谢产物的积累减少或停止;有的染菌后会使已生成的产物被利用或破坏。从目前的情况来看,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,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,对发酵影响相对来说就要小一些,可继续进行发酵。对发酵产物来说,发酵后期染菌对不同的产物的影响也是不同的,如抗生素、柠檬酸的发酵,染菌对产物的影响不大;肌苷酸、谷氨酸、氨基酸等的发酵,后期染菌也会影响产物的产量、提取和产品的质量。
三、染菌程度对发酵的影响
染菌的程度对发酵的影响是很大的。染菌程度愈严重,即进入发酵罐内的杂菌数量愈多,对发酵的危害也就愈大。当生产菌在发酵过程已有大量的繁殖,并已在发酵液中占优势,污染极少量的杂菌,对发酵不会带来太大的影响,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,而且此时环境对杂菌繁殖已相当不利。当然如果染菌程度严重时,尤其是在发酵的前期或发酵的中期,对发酵将会产生严重的影响。
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