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大肠杆菌发酵罐体噬菌体感染原因分析及杀灭噬菌体方案

更新时间:2023-12-14   点击次数:338次
大肠杆菌发酵罐噬菌体污染是一个需要引起重视的问题。噬菌体是一种能够感染和裂解细菌的病毒,对大肠杆菌等细菌具有较高的感染力。在发酵过程中,如果大肠杆菌受到噬菌体的感染,会导致菌种污染、发酵异常、品质下降等问题,从而影响产品质量和产量。
大肠杆菌发酵罐噬菌体
大肠杆菌发酵罐噬菌体

噬菌体是一种由核酸和蛋白质外壳组成的病毒,具有高度的宿主特异性,只能感染特定的细菌。噬菌体在感染细菌后,会利用细菌的代谢系统复制自身的遗传物质,并合成新的噬菌体颗粒。当细菌被大量噬菌体感染后,会导致细菌破裂死亡。
在大肠杆菌发酵过程中,如果存在噬菌体污染,将会对发酵过程产生严重影响。首先,噬菌体的感染会导致大肠杆菌生长受到抑制,发酵液的光密度不上升或回降。其次,噬菌体的感染会导致pH逐渐上升,因为细菌死亡后会产生大量的酸性物质。此外,噬菌体的感染还会导致氨利用停止、糖耗减少或停止、发酵周期延长等问题。
一、噬菌体的主要特征:
1.1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。
1.2不耐热性。游离的噬菌体在45℃条件下10min就可使其失活。
1.3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。
二、发酵感染噬菌体的一般出现的现象:
2.1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,光密度始终处于位 ;
2.2 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
2.3泡沫大、料液略黏 ;
2.4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;
2.5用含有噬菌体的发酵液点在平板上能看到噬菌斑。

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三、噬菌体感染原因分析
1、原料或IPTG受到了噬菌体的污染,菌株存在溶原性;
2、发酵车间环境里噬菌体随空气进入发酵罐污染,虽然发酵罐有空气过滤器,但是如果环境空气存在噬菌体,空气过滤器是无法过滤拦截的,从空气过滤原理得知只能拦截一部分的噬菌体。实践证明,用过滤器的洗脱液经电镜观察,可以看到噬菌体的存在。
3、罐体、管道清洗消毒不到位,或时间久了存在管道顽固性生物膜给予的再次污染,温度、药物固然能灭活噬菌体,可是总有概率存活,并不是说达到一定的灭活温度就一定能把全部杀灭,空气加热也不尽其然。
4、车间管理的疏忽大意,认为发酵只是发酵车间的事情与其他无关,其实预防噬菌体必须人人参与,提高意识,各部门配合且长期坚持下去。

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四、为了预防大肠杆菌发酵罐中的噬菌体污染,可以采取以下措施:
  1. 选择高品质的菌种和培养基,确保它们不含有噬菌体或其他污染物。
  2. 加强卫生管理,定期对发酵设备进行清洗和消毒,确保设备表面和内部没有残留物和杂菌。
  3. 在生产过程中注意使用适量的抗噬菌体剂,以预防噬菌体污染。
  4. 定期对发酵液进行检测,包括噬菌体的检测。一旦发现噬菌体污染迹象,立即采取措施进行控制和处理。
五、发酵罐蒸汽灭菌
蒸汽灭菌是一种常见的发酵罐灭菌方法,它利用高温高压的蒸汽对发酵罐内壁和内部物料进行灭菌处理,这个过程可以有效杀灭各种细菌、真菌、病毒等微生物。
(1)蒸汽灭菌优点:
灭菌效果好、速度快、操作简单。理论上,它可以有效杀灭各种细菌、病毒和真菌,包括难以灭活的芽孢菌。同时,由于蒸汽可以充分地渗透或热传导到物品内部,因此可以对各种形状和大小的物品进行灭菌处理,包括液体、固体和气体等。
(2)蒸汽灭菌缺点:
蒸汽灭菌要求发酵罐材质和内部物料能耐受蒸汽,有一定操作弹性、内部附件尽量减少(避免死角)、物料与能量传递性能强,并可进行一定调节以便于清洗、减少污染,所以一旦上述方面出现问题就会在一定程度上影响最终的灭菌效果。另外,即使是发酵罐是采用蒸汽高温杀菌,但在实际生产中也偶尔出现灭菌失败的情况——尤其是常出现耐热芽孢、噬菌体导致的灭菌失败。
六、奥克泰士在发酵生产领域的作用和优势:
1) 广谱型杀菌,一种产品就能全面杀灭细菌、真菌等,包括芽孢、噬菌体、耐热菌、霉菌、杂菌等各种类型微生物。
2) 有效应对高抗性微生物污染,高数量等级微生物污染。
3) 多用途,适用于发酵车间环境、管道、发酵罐、水处理系统等等各环节的消毒杀菌工作。
4) 食品级生态型,产品性状为无色无味的透明液体,作用完毕后分解为水和氧气。
5) 良好的材料兼容性,基本无腐蚀,保护设备材料。
6) 来自德国,提供德国和欧盟先进的微生物控制理念。
7) 相关案例支持,拥有丰富的微生物处理经验8) 根据现场具体的微生物状况,提供科学针对性的解决方案。
总之,大肠杆菌发酵罐中的噬菌体污染是一个需要引起重视的问题。通过采取有效的预防措施和控制方案,可以减少噬菌体污染的风险,确保发酵过程的顺利进行和产品的安全性。同时,对于已经受到噬菌体污染的发酵罐,需要及时采取处理措施,以避免对生产过程和产品造成更大的影响。
需要注意的是,噬菌体的种类繁多,不同的噬菌体对不同种类的细菌具有不同的感染力和致病力。因此,在实际生产中,需要根据具体情况采取针对性的控制措施和治疗方案。此外,随着科技的不断进步和创新,未来可能会有更多的新方法和技术用于预防和处理大肠杆菌发酵罐中的噬菌体污染问题。