在使用生物發(fā)酵罐進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)中，污染雜菌導(dǎo)致發(fā)酵失敗的問題頻繁出現(xiàn)，給發(fā)酵企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益帶來了嚴(yán)重影響。發(fā)酵染菌是指在發(fā)酵過程中，除了預(yù)期的產(chǎn)酶菌株外，其他微生物侵入發(fā)酵系統(tǒng)，削弱了純種發(fā)酵的效果和價值。
污染雜菌的來源多種多樣，可能是空氣中的微生物、器皿、設(shè)備、原料、生物反應(yīng)器等帶入的，也可能是人員操作不當(dāng)引起的交叉污染。一旦發(fā)酵系統(tǒng)受到污染，污染雜菌會與發(fā)酵菌競爭營養(yǎng)、生長環(huán)境，抑制發(fā)酵菌的正常發(fā)育和產(chǎn)酶能力，從而導(dǎo)致發(fā)酵失敗。
一、不同的染菌途徑會對發(fā)酵過程產(chǎn)生不同的影響。
以下是幾種常見的染菌途徑及其影響：
1.種子帶菌：將種子攜帶細(xì)菌進(jìn)行染菌。這種方式可能造成發(fā)酵的延續(xù)性，導(dǎo)致后續(xù)發(fā)酵失敗，因為種子中攜帶的細(xì)菌可能會繼續(xù)繁殖并影響發(fā)酵的正常進(jìn)行。
2.空氣帶菌：通過空氣中存在的細(xì)菌對發(fā)酵過程進(jìn)行染菌。這種方式同樣會使染菌具有延續(xù)性，可能導(dǎo)致所有發(fā)酵罐都發(fā)生染菌現(xiàn)象。
3.培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不干凈：如果培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不干凈，可能會留下部分細(xì)菌存活，這些存活的細(xì)菌可能會影響發(fā)酵過程。
4.設(shè)備滲漏：設(shè)備滲漏可以引入外界的細(xì)菌污染，造成染菌的危害性較大，可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的染菌現(xiàn)象。
二、染菌對產(chǎn)物提取和產(chǎn)品質(zhì)量的影響
在生物發(fā)酵罐中染菌對產(chǎn)物提取和產(chǎn)品質(zhì)量也會產(chǎn)生一定的影響。具體的影響包括：
1.對過濾的影響：
- 發(fā)酵液粘度增加：染菌會導(dǎo)致發(fā)酵液中的物質(zhì)增多，使得粘度增加，影響過濾操作的順利進(jìn)行。
- 菌體自溶：染菌可能導(dǎo)致菌體自溶，增加發(fā)酵液中的懸浮物，使過濾操作變得困難。
- 基質(zhì)殘留濃度增加：由于染菌導(dǎo)致發(fā)酵不干凈，發(fā)酵液中的基質(zhì)殘留濃度會增加，影響過濾的效果。
- 過濾時間延長：由于上述因素的影響，染菌會導(dǎo)致過濾時間延長，影響設(shè)備的周轉(zhuǎn)，破壞生產(chǎn)平衡，并且大幅度降低過濾的收率。
2.對提取的影響：
- 對有機(jī)溶劑萃取工藝的影響：染菌的發(fā)酵液中可能含有更多的水溶性蛋白質(zhì)，易于乳化，造成有機(jī)溶劑相與水相難以分離，影響萃取的效果。
- 對離子交換工藝的影響：雜菌可能會在離子交換樹脂上粘附或被吸附，降低交換量，影響工藝的正常進(jìn)行。
3. 對產(chǎn)品質(zhì)量的影響：
- 對內(nèi)在質(zhì)量的影響：染菌的發(fā)酵液中含有較多的蛋白質(zhì)和其他雜質(zhì)，可能會影響產(chǎn)品的純度。
- 對產(chǎn)品外觀的影響：某些染菌的發(fā)酵液在經(jīng)過過濾后可能會復(fù)濁，影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。
4.染菌對三廢處理的影響
染菌會使過濾后的廢菌體無法再利用，增加廢液中的生物需氧量（BOD），從而增加三廢處理的成本。
對于檢查染菌的方法，目前常用的包括顯微鏡檢查、平板劃線檢查和肉湯培養(yǎng)檢查。此外，還可以通過監(jiān)測參數(shù)如pH值、尾氣中CO2含量和溶解氧等的異常變化來判斷是否發(fā)生了染菌。需要強(qiáng)調(diào)的是，確切的結(jié)果還需要以無菌試驗結(jié)果為準(zhǔn)。
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