《发酵染菌及防治》PPT课件.ppt
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1、 第七章第七章 发酵染菌及防治发酵染菌及防治l第一节第一节 发酵异常现象及染菌分析发酵异常现象及染菌分析l第二节第二节 染菌对发酵的影响染菌对发酵的影响 l第三节第三节 染菌污染后的挽救和处理染菌污染后的挽救和处理l第四节第四节 染菌的预防措施染菌的预防措施l第五节第五节 噬菌体染菌及防治噬菌体染菌及防治目的要求:目的要求:l了解染菌对发酵工业的危害了解染菌对发酵工业的危害l掌握染菌的检查方法掌握染菌的检查方法l熟悉染菌的途径熟悉染菌的途径l掌握染菌的防治方法掌握染菌的防治方法l掌握噬菌体污染的防治方法掌握噬菌体污染的防治方法几个问题:几个问题:l1、染菌、染菌l2、染菌途径、染菌途径l3、染
2、菌检查的方法、染菌检查的方法l4、染菌防治的方法、染菌防治的方法发酵染菌防治的意义:l现代发酵利用的是微生物的纯培养技术。l要严格无菌操作技术。l防止发酵过程中的染菌有着重要的意义:防止发酵过程中的染菌有着重要的意义:l保证产品的质量、收率的稳定。l保证发酵生产的有序进行。l有利于节约型社会的建立。第一节第一节 发酵异常现象及染菌分析发酵异常现象及染菌分析l一、发酵的异常现象一、发酵的异常现象l二、染菌检查二、染菌检查l三、染菌的原因及分析三、染菌的原因及分析l四、染菌隐患的处理四、染菌隐患的处理一、发酵的异常现象一、发酵的异常现象l(一)种子培养的异常现象(一)种子培养的异常现象l(二)发酵
3、的异常现象(二)发酵的异常现象(一)种子培养的异常现象(一)种子培养的异常现象l1、菌体生长缓慢、菌体生长缓慢l原因:种子质量差、培养基成分不稳定、培养条件没有控制到位。l2、菌丝结团、菌丝结团l原因:种子、培养条件、培养基。l3、代谢不正常、代谢不正常l原因:培养基不合适、培养环境不良、接种量少、污染杂菌。(二)发酵的异常现象(二)发酵的异常现象(p184-185)l1 1、消耗缓慢(菌体生长差)、消耗缓慢(菌体生长差)l(1 1)原因:产生菌孢子和种子质量不好、发酵条)原因:产生菌孢子和种子质量不好、发酵条件差、培养基质量差(灭菌不当)等。件差、培养基质量差(灭菌不当)等。l(2 2)措施
4、:补充合适的氮源,或磷酸盐,提高发)措施:补充合适的氮源,或磷酸盐,提高发酵温度。酵温度。l2 2、pHpH异常异常l发酵过程中一般发酵过程中一般pHpH是有一定规律的。如不符合规律是有一定规律的。如不符合规律则是发酵异常。则是发酵异常。l(1 1)原因:培养基原料差、灭菌不彻底、加糖过)原因:培养基原料差、灭菌不彻底、加糖过于集中等。于集中等。l(2 2)措施:可通过加酸或碱调节。最好加入一些)措施:可通过加酸或碱调节。最好加入一些生理酸性或碱性盐或缓冲液来调节。生理酸性或碱性盐或缓冲液来调节。3 3、溶氧水平异常(、溶氧水平异常(p164p164)l正常发酵过程的溶氧水平是由一定规律的。正
5、常发酵过程的溶氧水平是由一定规律的。如果溶氧水平与一般规律不一致即发生了如果溶氧水平与一般规律不一致即发生了异常变化。异常变化。l(1 1)原因:染菌。染菌的种类:好氧菌、)原因:染菌。染菌的种类:好氧菌、厌氧菌。菌体代谢异常、某些设备或工艺厌氧菌。菌体代谢异常、某些设备或工艺发生故障或变化。发生故障或变化。l(2 2)措施:检查无菌空气、管道是否渗)措施:检查无菌空气、管道是否渗漏。搅拌设备是否正常运行等。漏。搅拌设备是否正常运行等。4 4、泡沫过多、泡沫过多l发酵过程中泡沫的消长是有一定规律的。发酵过程中泡沫的消长是有一定规律的。l(1 1)原因:种子过嫩或过老,致使菌体生)原因:种子过嫩
6、或过老,致使菌体生长差、代谢速度慢,蛋白质胶体物质多。长差、代谢速度慢,蛋白质胶体物质多。l培养基灭菌温度过高或时间过长,培养基成培养基灭菌温度过高或时间过长,培养基成分受到破坏。分受到破坏。l(2 2)措施:接种优质种子、对培养基进行)措施:接种优质种子、对培养基进行合理灭菌。合理灭菌。5、菌体浓度过高或过低、菌体浓度过高或过低l由于温度、氧气、培养基、种子质量、菌体自溶等影响微生由于温度、氧气、培养基、种子质量、菌体自溶等影响微生物的生长,或感染噬菌体等,导致发酵液中微生物的浓度过物的生长,或感染噬菌体等,导致发酵液中微生物的浓度过高或过低。高或过低。l微生物的浓度过低,发酵液转稀:微生物
7、的浓度过低,发酵液转稀:l指发酵尚未进入放罐阶段,发酵液就变稀。指发酵尚未进入放罐阶段,发酵液就变稀。l(1)原因:感染噬菌体、培养条件不合适。)原因:感染噬菌体、培养条件不合适。l(2)措施:防噬菌体、控制合适培养条件。)措施:防噬菌体、控制合适培养条件。l未知的其它原因:可补充氮源促菌丝生长,或补充碳源也可。未知的其它原因:可补充氮源促菌丝生长,或补充碳源也可。l微生物的浓度过高,发酵液过浓:微生物的浓度过高,发酵液过浓:l(1)原因:氮源过多,菌丝生长快、浓度大,从而降低发)原因:氮源过多,菌丝生长快、浓度大,从而降低发酵液中溶解氧的浓度,影响发酵正常进行。酵液中溶解氧的浓度,影响发酵正
8、常进行。l(2)措施:补入大量的水。)措施:补入大量的水。二、染菌检查二、染菌检查(p185-186)l在发酵过种中,对杂菌污染的及早发现、及时处理,是免除染菌造成严重损失的重要手段。因此,要求有确切、迅速的方法来检测出污染的杂菌。l目前常用的方法:目前常用的方法:l(一)显微镜检查(一)显微镜检查l(二)肉汤培养检查法(二)肉汤培养检查法l(三)平板划线培养或斜面培养检查法(三)平板划线培养或斜面培养检查法l(四)发酵过程的异常现象观察法(四)发酵过程的异常现象观察法(一)显微镜检查(一)显微镜检查l1、细菌用革兰氏染色,必要时进行芽孢染色、细菌用革兰氏染色,必要时进行芽孢染色和鞭毛染色,霉
9、菌、酵母菌可直接观察。和鞭毛染色,霉菌、酵母菌可直接观察。(二)肉汤培养检查法(二)肉汤培养检查法l1 1、方法、方法l液体培养基的检查液体培养基的检查:将需要检查的样品接入经灭菌,将需要检查的样品接入经灭菌,并经过检查无菌的肉汤培养基中,放置并经过检查无菌的肉汤培养基中,放置3737和和2727分别培养分别培养24h24h,进行观察,进行观察,观察肉汤是否浑浊。观察肉汤是否浑浊。并取并取样镜检。样镜检。l无菌空气的检查无菌空气的检查:将葡萄糖酚红肉汤培养基装在吸气将葡萄糖酚红肉汤培养基装在吸气瓶中,灭菌后,瓶中,灭菌后,3737培养培养24h24h,若培养液未变浑浊,若培养液未变浑浊,表明吸
10、气瓶中的培养液是无菌的,把过滤后的表明吸气瓶中的培养液是无菌的,把过滤后的空气空气引入吸气瓶中,培养后,若培养液引入吸气瓶中,培养后,若培养液变混或变黄色变混或变黄色,表明空气中仍有杂菌,说明过滤系统有问题。表明空气中仍有杂菌,说明过滤系统有问题。l2 2、应用、应用l(1 1)空气过滤系统。)空气过滤系统。l(2 2)液体培养基。)液体培养基。l(3 3)噬菌体检查,此时使用生产菌作为指示菌。)噬菌体检查,此时使用生产菌作为指示菌。(二)平板划线培养或斜面培养检查法(二)平板划线培养或斜面培养检查法l、平板划线培养l固体平板置培养箱中固体平板置培养箱中37,保温,保温24h,检查无菌,检查无
11、菌即可使用。将需要检查的样品在无菌的平板上划即可使用。将需要检查的样品在无菌的平板上划线,分别置线,分别置37、27培养,以适应嗜中温和低培养,以适应嗜中温和低温菌的生长,一般在温菌的生长,一般在8h后即可观察。后即可观察。l培养后,若出现与生产菌株培养后,若出现与生产菌株形态不一形态不一的菌落,表的菌落,表明可能被杂菌污染。明可能被杂菌污染。l、噬菌体检查双层平板培养法:l底层底层同为肉汁琼脂培养基,同为肉汁琼脂培养基,上层上层减少琼脂用量,减少琼脂用量,先将灭菌的底层培养基溶后倒平板,凝固后,将先将灭菌的底层培养基溶后倒平板,凝固后,将上层培养基溶解并保持上层培养基溶解并保持40,加生长菌
12、作为指,加生长菌作为指示菌和待测样品混合后迅速倒在底层平板上,置示菌和待测样品混合后迅速倒在底层平板上,置培养箱保温经培养箱保温经1220h观察有无噬菌斑。观察有无噬菌斑。(四)发酵过程的异常现象观察法(四)发酵过程的异常现象观察法(p186)l如可从溶解氧、pH值、排气中CO2含量、菌体酶活力等变化来判断。l1、溶解氧水平异常变化显示染菌。l2、pH异常变化显示染菌。l3、排气中CO2异常变化显示染菌。谷氨酸正常发酵和异常发酵溶氧水平曲线:谷氨酸正常发酵和异常发酵溶氧水平曲线:三、发酵染菌的原因三、发酵染菌的原因l(一)发酵染菌率l是指是指一年内一年内发酵染菌的批数与总投料发酵批数之比。发酵
13、染菌的批数与总投料发酵批数之比。l 发酵染菌批数发酵染菌批数l总染菌率总染菌率=100l总投料批数总投料批数l发酵染菌率是指发酵染菌率是指在发酵罐中在发酵罐中发生的染菌率,包括染发生的染菌率,包括染菌后被挽救不了导致倒罐的批数,但种子罐培养的菌后被挽救不了导致倒罐的批数,但种子罐培养的染菌不接入发酵罐,不导致发酵染菌的另行计算。染菌不接入发酵罐,不导致发酵染菌的另行计算。(二)染菌原因及分析(二)染菌原因及分析l归纳发酵中染菌的主要原因有以下几方面:l无菌空气带菌、设备渗漏、种子带菌、灭菌不彻底、操作失误和技术管理不善等。l但还要具体问题具体分析。但还要具体问题具体分析。可从污染的杂菌种类、污
14、染的时间、污染的程度等方面进行综合分析,才能作出正确的判断,从而采取相应的对策和措施。(p186-188)1 1、染菌的杂菌种类分析、染菌的杂菌种类分析l杂菌不同染菌的原因不同:(p187)l杂菌 原因l耐热的芽孢杆菌 养基或设备灭菌不彻底、设备存在死角l球菌、无芽孢杆菌等真菌 设备渗漏、无菌操作不当、培养l 基灭菌不彻底等2 2、发酵染菌规模的分析、发酵染菌规模的分析l(1)大批发酵罐染菌)大批发酵罐染菌lA发酵前期:种子带菌、连消设备染菌。lB发酵中后期:如是同一种菌则是无菌空气出问题。l(2)部分发酵罐)部分发酵罐lA发酵前期:种子带菌、连消设备染菌。lB发酵后期:中间补料染菌、补料管渗
15、漏。l(3)个别发酵罐染菌)个别发酵罐染菌l一般原因是设备渗漏造成的。3 3、不同污染阶段分析、不同污染阶段分析l种子培养阶段染菌:种子培养阶段染菌:l原因:种子带菌、培养基或设备灭菌不彻底、接种操作不当或设备因素。l发酵开始阶段染菌:发酵开始阶段染菌:l原因:种子带菌、培养基或设备灭菌不彻底、接种操作不当或设备因素,无菌空气等。l发酵后期染菌:发酵后期染菌:l原因:无菌空气、中间补料、设备渗漏、泡沫顶盖以及操作问题。四、染菌隐患的处理(四、染菌隐患的处理(p188)l严格按操作工艺进行l投产前进行整个发酵系统的无菌测试l严格工人的管理l加强在线检测技术l定期对设备维修第二节第二节 染菌对发酵
16、的影响染菌对发酵的影响(p189)l绝大多数工业发酵,无论是单菌发酵还是混合菌种发酵。都是纯种发酵,除了菌种以除了菌种以外的微生物都被视为杂菌。外的微生物都被视为杂菌。几乎所有的发酵工业都可能遭受杂菌或噬菌体的污染,甚至由于染菌而造成巨大的经济损失。l染菌对发酵产率、提取收得率、产品质量和三废治理都有很大影响。l一般生产不同品种污染不同种类和性质的杂菌、污染时间、途径、程度、培养条件等等,最终产生的后果不同。染菌对发酵的影响:染菌对发酵的影响:l染菌对不同品种发酵的影响不同染菌对不同品种发酵的影响不同l感染不同种类和性质的杂菌对发酵的影感染不同种类和性质的杂菌对发酵的影响不同响不同l不同发酵时
17、期染菌对发酵的影响不同不同发酵时期染菌对发酵的影响不同l染菌程度对发酵的影响不同染菌程度对发酵的影响不同l染菌对产物提取和产品质量的影响染菌对产物提取和产品质量的影响l发酵染菌也造成三废处理困难和对环境发酵染菌也造成三废处理困难和对环境的污染的污染 不同发酵时期染菌对发酵的影响不同:不同发酵时期染菌对发酵的影响不同:l种子培养期染菌:危害大,如发现染菌后应灭菌后危害大,如发现染菌后应灭菌后弃去。弃去。l发酵前期染菌:易使杂菌迅速繁殖,与生产菌争夺易使杂菌迅速繁殖,与生产菌争夺营养和氧分。因此,应迅速重新灭菌。营养和氧分。因此,应迅速重新灭菌。l发酵中期染菌:将严重干扰生产菌的代谢,影响产将严重
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- 发酵染菌及防治 发酵 防治 PPT 课件
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