微生物药物生物合成与调控作业.docx

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微生物药物生物合成与调控作业

微生物药物生物合成与调控作业

1：

什么样的突变株是细胞透性突变株？

1）.选育改变细胞膜透性的营养缺陷型突变型突变株:

控制磷脂/细胞膜的合成,解除细胞膜的渗透屏障,如生物素缺陷型/油酸缺陷型/甘油缺陷型

2）.温度敏感型突变株的选育

3）.溶菌酶敏感突变株的选育

2：

谷氨酸棒状杆菌的生物营养缺陷型为什么能用于谷氨酸发酵生产。

工业生产中谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的过程：

依据对谷氨酸生物合成途径的研究，选育营养突变型菌株可有效提高谷氨酸生物合成的能力，提高产酸率，营养缺陷型突变株菌株选育是通过诱发突变，阻断或弱化一些有关途径，以利于谷氨酸的有效积累。

谷氨酸的合成如下图，当微生物细胞中因某种理化因素诱变阻断α-酮戊二酸到琥珀酸酰CoA和乙醛酸两条代谢途径时，微生物的三羧酸循环只能沿着谷氨酸代谢方向合成。

3：

遗传特性改变的突变株包括哪些？

其类型包括：

（1）形态突变株，如影响细胞结构、细胞形态、菌落形态和噬菌斑形态等的突变株；

（2）生理生化突变株，如营养缺陷突变型和影响糖的分解利用或色素的产生等突变株；（3）抗性突变株，如耐药性、噬菌体抗性和紫外线抗性等突变株。

（4）条件致死突变株，如温度敏感突变株等。

4：

筛选什么样的突变株能够降低终产物浓度，解除反馈调节作用？

（1）营养缺陷型的利用

A、在直线式生物合成途径中

营养缺陷型突变株的代谢流受阻，末端产物减少，解除了末端产物参与的反馈调节，可使代谢途径中的某一中间产物积累。

一个典型的例子是谷氨酸棒状杆菌的精氨酸缺陷型突变株进行鸟氨酸发酵（，由于合成途径中酶6（氨基酸甲酰转移酶）的缺陷，必须供应精氨酸和瓜氨酸，菌株才能生长，但是这种供应要维持在亚适量水平，使菌体达到最高生长，又不引起终产物对酶②（N—乙酰谷氨酸激酶）的反馈抑制，从而使鸟氨酸得以大量分泌累积。

B、利用营养缺陷型积累分支代谢途径中的中间产物

营养缺陷型突变导致协同反馈调节某一分支途径的代谢阻断，使这一分支途径的终产物不能合成。

若控制供应适量的这一终产物，满足微生物生长，将使合成代谢流向另一分支途径，有利于另一终产物的大量积累。

例如，谷氨酸棒杆菌生物素缺陷型是以葡萄糖或醋酸作为碳源，棒状杆菌经诱变处理后，基因发生突变，不能合成相应的酶，导致乙酰辅酶A和生物素之间的合成反应受到阻断，切断了支路代谢，代谢只能向着谷氨酸合成方向进行，因而产量得到累积。

又如硫胺素缺陷型是在α-酮戊二酸与硫胺素之间的反应发生阻断，也使谷氨酸产量大幅度增加。

又如次黄嘌呤核苷酸产生菌，是棒杆菌和短杆菌的腺嘌呤缺陷型菌株，其合成途径中酶③失活，控制限量补给腺核苷酸，可解除腺核苷对酶①的反馈调节，由于腺核苷酸和鸟核苷酸对酶①协同反馈调节，故代谢流偏向鸟苷酸这一分支途径

C、利用营养缺陷型积累分支代谢途径中的末端产物

工业上应用的重要例子是赖氨酸发酵。

我国工业生产赖氨酸曾是一株高丝氨酸缺陷型菌株，由生产谷氨酸北京棒状杆菌ASl．299ASl299经硫酸二乙酯处理后获得的。

从图8．24可知，苏氨酸、高丝氨酸、

赖氨酸的前体是天冬氨酰半缩醛，诱变后，促使高丝氨酸脱氢酶的基因发生突变，导致合成高丝氨酸的代谢途径阻断，消除了苏氨酸和赖氨酸天冬氨酰激酶的协同反馈抑制，因而天冬酰半缩醛由原来负责合成3个氨基酸而代谢流完全导向赖氨酸方向进行，使赖氨酸产量大量累积。

（2）渗漏缺陷型的利用

渗漏缺陷型是一种不完全营养缺陷型，它不会产生过量的末端产物，因而可以避开反馈调节。

但它又能合成微量的末端产物，用来进行生物合成；在培养这种突变体时，可不必在培养基中添加相应的物质，就能积累所需的产物。

（3）提高细胞渗透性

细胞内合成的发酵产物若要分泌到培养基中，必须经过细胞膜和细胞壁。

如果产物不易分泌出细胞，而积累在细胞内，则会引起反馈调节。

改变细胞膜和细胞壁的通透性，使其有利于产物的分泌，也是降低末端产物浓度的一种途径。

谷氨酸生产菌的细胞膜磷脂含量高时，细胞的通透性较差，磷脂含量低时，通透性较好。

A、营养缺陷型：

生物素缺陷型突变株；油酸缺陷型突变株；甘油缺陷型突变株

B、温度敏感突变株的选育

C、溶菌酶敏感突变株

5：

什么样的突变株是抗反馈控制突变株？

筛选抗反馈突变菌株:

筛选结构类似物抗性突变株、利用回复突变筛选反馈突变菌株.

在以积累末端产物为目的的发酵生产中，如果代谢途径单一无分支，往往不能选用营养缺陷型突变株。

要提高产量，最好采用抗反馈突变株。

抗反馈突变株由于基因突变，它们的酶或无活性的原阻遏物不再与末端产物结合，从而不再发生酶的变构及阻遏物的活化，或者活性阻遏物不能再与发生了突变的操纵基因结合，因此反馈调节被打破，即使在末端产物过量的情况下，也同样可以积累高浓度的末端产物。

抗反馈突变株通常可以用添加末端产物类似物的方法来筛选。

末端产物类似物和末端产物结构类似，因而能够引起反馈，但是它们不能参与生物合成。

在培养基中添加末端产物类似物后，未突变的细胞将由于代谢途径受阻而不能获得生物合成所需的该种末端产物，从而导致细胞死亡。

那些对类似物不敏感的突变体，则由于原来受反馈控制的酶的结构，或是酶的合成系统已经发生了改变，它们不再受抑制或阻遏的影响，在类似物充斥的情况下照常能合成该种末端产物。

例如，用类似物D-精氨酸选出的谷氨酸棒杆菌的抗反馈突变株可使L-精氨酸的产量得到提高。

6：

抗性突变株包括哪些？

如耐药性、噬菌体抗性和紫外线抗性等突变株

7：

发酵工艺条件的控制包括哪些？

温度对发酵的影响及其控制：

一、发酵热

发酵过程中释放出的净热量。

[J/m3·h]或单位体积的发酵液在单位时间内释放出来的净热量。

Q发酵=Q生物+Q搅拌-Q蒸发-Q显–Q辐射

1、生物热（Q生物）

产生菌在生长繁殖过程中本身会产生大量的热，此为生物热。

这种热的主要来源是培养基中的碳水化合物、脂肪和蛋白质等的分解。

释放出的能量部分用来合成高能化合物（ATP）,部分用来合成产物，其余的则以热的形式散发出来。

影响生物热的因素：

菌株特性培养基成分和浓度发酵时期

A.菌株对营养物质利用的速率越大，培养基成分越丰富，生物热也就越大。

B.发酵旺盛期的生物热大于其它时间的生物热（四环素20-50小时；苏云金杆菌10-18小时）

2、搅拌热（Q搅拌）

搅拌带动发酵液作机械运动，造成液体之间、液体和设备之间的摩擦，产生数量可观的热。

搅拌热与搅拌轴功率有关，可用下式计算：

Q=P×860×4186.8（J/h）

P---搅拌轴功率，kW

860×4186.8---机械能转变为热能的热功当量，J/kW.h

影响因素：

搅拌器的类型及搅拌速度

3、蒸发热（Q蒸发）

空气进入发酵罐后，就和发酵液广泛接触进行热交换，同时必然会引起水分的蒸发，蒸发所需的热量即为蒸发热。

4、显热（Q显）

排出气体所带的热

5、辐射热（Q辐射）

A.因罐内外的温度不同，发酵液中有部分热通过罐体向外辐射。

B.辐射热的大小决定于罐内外的温差

影响发酵温度的因素：

1）菌种特性

2）培养基（成分及配比）

3）发酵阶段

4）搅拌类型及搅拌速度

5）通气速度（影响Q蒸发和Q显）

6）罐内外的温差

由于Q生物、Q蒸发、Q显在发酵过程中随时间而变化，因此发酵热在整个发酵过程中也随时间变化。

为了使发酵在一定温度下进行，必须采取措施加以控制。

二、发酵热的测定

方法一：

通过测定一定时间内冷却水的流量和冷却水的进出口温度，由下式求得这段时间内的发酵热：

Q发酵=GC（t2-t1）/V（J/m3·h）

G---冷却水流量，kg/h

C---水的比热，J/kg·℃

t1、t2---进、出口的冷却水温度，℃

V----发酵液体积，m3

方法二：

通过罐温的自动控制，先使罐温达到恒定，再关闭自动控制装置测得温度随时间上升的速率S,按下式可求得发酵热：

Q发酵=K·S

S---温度随时间上升的速率，℃/h

K---总参数，代表系统的热容量，J/L·℃

K值可由下式求得：

K=（MCp）发酵液+（MCp）容器+（MCp）附件

M—以每升发酵液计的发酵液、容器、附件的重量

Cp—代表各自的比热

一般微生物发酵过程中的最大发酵热约为

4.186×（3000～8000）kJ/m3·h

3、温度与发酵的关系

1、温度对微生物生长的影响

嗜冷菌在温度低于20℃下生长速率最大

嗜中温菌在30-35℃左右生长速率最大

嗜热菌在50℃以上生长速率最大

曲线形状相似；当温度增加10℃，生长速率大致增长一倍。

当温度超过最适生长温度，生长速率随温度增加而迅速下降

微生物产物的生成与微生物的生长一样受温度的影响，但适于生长和适于产物合成的温度不一定相同；必须分别考察，在考虑培养温度时需要采用折中的办法。

温度也会影响微生物培养的其它重要方面，如细胞得率系数等。

当温度超过一定数值，细胞得率降低。

主要原因是生命活动维持方面的需求增加

2、温度对发酵的影响

1）温度影响产物合成的速率及产量

●温度对发酵的影响是各种因素综合表现的结果

从酶动力学来看，温度升高，反应速率加大，代谢加快，生产期提前；但因酶本身很易因热而失去活性，温度越高，酶的失活也越快，表现在菌体易于衰老，发酵周期缩短，影响产物的最终产量。

●温度除了直接影响发酵过程中各种反应速率外，还通过改变发酵液的物理性质，间接影响菌的生物合成。

2）温度可能会影响终产物的质量

例如：

苏云金杆菌的发酵，一般在30-31℃进行，这样形成的晶体毒力强。

若发酵温度提高到37℃以上，虽然菌体生长繁殖较快，最终含菌数也较高，但生物毒力较低，直接影响产品的质量。

3）温度还可能影响生物合成的方向

例如：

四环素发酵中金色链霉菌同时能产生金霉素。

在低于30℃下，该菌合成金霉素能力较强；温度提高，合成四环素的比例提高；在温度达到35℃时，则只产生四环素，金霉素的合成停止

四、最适温度的选择

◇最适温度是指在该温度下最适于菌的生长或产物的形成

◇在发酵的整个周期内仅选一个温度不一定好。

因为最适合菌生长的温度不一定适合产物的合成。

例如：

青霉素产生菌的最适生长温度是30℃，而最适于青霉素合成的温度是20℃。

发酵过程中，在生长初期抗生素还未开始合成，菌丝还未长浓，这时的温度应适于微生物的生长；到抗生素分泌期，菌丝已长到一定浓度，积累抗生素是重点考虑，此时应满足生物合成的最适温度。

温度的选择还要参考其它发酵条件灵活掌握

●通气条件

在通气条件差的情况下，最适的发酵温度应比在正常良好通气条件下低一些；这是由于在较低的温度下，氧溶解度相应大些，菌的生长速率相应小些，从而弥补可能因通气不足而造成的代谢异常。

●培养基成分和浓度

在使用较稀薄或较易利用的培养基时，提高培养温度则养料往往过早耗竭，导致菌丝过早自溶，使抗生素产量降低。

利用计算机模拟确定最佳发酵条件，正逐步得到推广应用。

●根据模拟计算机对发酵温度最佳点的计算，得到青霉素发酵的最适温度是：

起初5h维持在30℃；随后降到25℃，培养35h；再降到20℃培养85h；最后回升到25℃培养40h放罐。

●采用这种变温培养，比在25℃恒温培养青霉素产量提高15%。

五、温度的控制

方法：

罐壁调温：

夹层调温

罐内调温

pH对发酵的影响及其控制

一、pH对菌体生长和产物合成的影响

1）pH影响酶的活性

当pH抑制菌体中某些酶的活性时，使菌体的新陈代谢受阻

2）pH影响微生物细胞膜所带电荷的状态，从而改变细胞膜的渗透性，影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的排泄，因此影响代谢的正常进行。

3）影响培养基某些组分和中间产物的离解，从而影响微生物对这些物质的利用。

4）pH不同，往往引起菌体代谢过程的不同，使代谢产物的质量和比例发生改变。

●例如：

黑曲霉在pH2-3时，发酵产生柠檬酸，在pH接近中性时，则产生草酸。

●又如：

丙酮丁醇发酵中，发酵后期pH为4.3-5.3时积累丙酮丁醇，pH升高则丙酮丁醇产量减少，而丁酸、乙酸含量增加。

二、发酵过程中pH的变化及影响pH变化的因素

1、发酵过程中pH的变化

1）生长阶段

pH有上升或下降趋势（相对于接种后起始pH而言）

如：

利福霉素B发酵起始pH为中性，但生长初期由于菌体产生的蛋白酶水解蛋白胨而生成铵离子，使pH上升至碱性；接着，随着铵离子的利用及葡萄糖利用过程中产生的有机酸使pH下降到酸性范围。

2）生产阶段在生产阶段，pH趋于稳定，维持在最适

产物合成的范围

3）自溶阶段

菌丝自溶阶段，随着基质的耗尽，菌体蛋白酶的活

跃，培养液中氨基氮增加，致使pH上升，此时菌

丝趋于自溶而代谢活动终止。

2、引起发酵液中pH变化的因素

◇发酵过程中pH的变化取决于微生物的种类、培养基的组成和发酵条件。

◇在菌体代谢过程中，菌体本身有建成其生长最适pH的能力，但外界条件发生较大变化时，pH将会不断波动。

引起pH下降的因素：

（凡是导致酸性物质生成或释放及碱性物质消耗的发酵，其pH都会下降）

1）培养基中碳氮比例不当，碳源过多，特别是葡萄糖过量，或者中间补糖过多加之溶解氧不足，致使有机酸大量积累而pH下降。

2）消泡油加得过多

3）生理酸性物质的存在，氨被利用，pH下降

引起pH上升的因素：

（凡是导致碱性物质生成或释放及酸性物质消耗的发酵，其pH都会下降）

1）培养基中碳氮比例不当，氮源过多，氨基氮释放，使pH上升。

2）生理碱性物质存在

3）中间补料中氨水或尿素等碱性物质的加入过多使pH上升。

三、最适pH的选择

1、微生物生长和产物合成的最适pH

●大多数细菌生长的最适pH6.3～7.5

●霉菌最适生长pH3～6

●放线菌生长最适

pH7～8

微生物生长阶段和产物合成阶段的最适pH往往不同，这不仅与菌种特性有关，也取决于产物的化学性质。

例如：

一般产生碱性抗生素的，如灰色链霉菌生产链霉素、红色链霉菌产生红霉素，其合成产物的最适pH为6.8-7.3，中性偏碱；而产生两性抗生素的，如金色链霉菌生产金霉素，其合成产物的最适pH为5.9-6.3,弱酸性。

2、最适pH的选择

◇选择合适pH值的准则是有利于菌的生长和产物的合成，以获得较高的产量

◇生长期和生产期的pH不一定相同

例如利福霉素B发酵的最佳pH方案是：

生长期pH保持在6.5，生产期pH为7.0。

四、pH的控制

1、在基础培养基配方中考虑到维持pH的需要

例如加入CaCO3，使用缓冲液等

2、通过补加酸、碱来调节控制

3、通过中间补料来控制

例如可以根据生产菌的代谢需要用改变加糖速率来控制pH,也可通过中间补加尿素或硫酸铵等调节

基质浓度对发酵的影响及其控制

一、基质浓度对发酵的影响

1、对生长的影响

可用Monod方程来描述基质浓度与生长速率的关系

S＞＞Ks，趋向于max

●然而，由于代谢产物或基质浓度过浓可能会导

致抑制作用，出现比生长速率下降

●当浓度超过某值，还可能导致细胞脱水

2、对产物形成的影响

●基质浓度对产物形成的影响类似于生长

●在一定范围内，基质浓度大，通常产物产量高

●过浓，使菌体生长过于旺盛，发酵液非常粘稠，

传质状况差，对产物的合成不利

例如：

以乙醇为碳源发酵谷氨酸，当乙醇浓度达35g/L，可延长谷氨酸生产时间，提高产量；但在更高浓度下，菌体生长受到抑制，产量降低

二、基质浓度的控制——补料控制

为解除基质过浓的抑制、产物的反馈抑制和葡萄糖效应，以及避免在分批发酵中因一次性投糖（料）过多造成细胞大量生长，耗氧过多而供氧不足的状况，通常采用中间补料工艺。

补料的方式：

1）于预定时间一次性补料或间歇补料

2）连续恒速补料

3）变速补料（指数流加）

为有效地进行中间补料，须选择恰当的反馈控制参数；掌握这些参数与微生物生长、基质利用和产物形成之间的关系。

反馈控制操作分直接法和间接法

1）直接法：

◇直接以限制性营养物质浓度作为反馈控制参数

◇由于缺乏直接测量重要参数的传感器，该法的使用受到

一定限制。

目前只有少数基质，如甲醇、乙醇、葡萄糖等可直接测量

例如碳源、氮源、碳氮比

2）间接法

以溶氧、呼吸商、代谢物浓度等作为反馈控制参数

溶氧浓度对发酵的影响及控制

一、溶氧测定的意义

1、溶氧作为发酵中氧是否足够的度量，了解菌对氧利用的规律。

2、溶氧作为发酵异常情况的指示

3、溶氧作为发酵中间控制的手段之一

4、溶氧作为考查设备、工艺条件对氧供需与产物形成影响的指标之一

补糖后，溶氧出现明显下降的趋势

因此可利用溶氧作为参数来控制加料的次数、流加速度和加入量

二、适当溶解氧的选择

◆在好氧微生物反应中，一般取[DO]＞[DO]cri以保证反应的正常进行。

临界氧浓度是不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度。

◆氧的满足度

——实际溶解氧浓度与临界氧浓度之比。

合适溶解氧选择的原则：

如果要使菌体快速生长繁殖（如发酵前期），则应达到临界氧浓度；如果要促进产物的合成，则应根据生产的目的不同，使溶解氧控制在最适浓度（不同的满足度）

例如：

黄色短杆菌可生产多种氨基酸，但要求的氧浓度可能不同

但对于苯丙氨酸、缬氨酸和亮氨酸的生产，则在低于临界氧浓度时获得最大生产能力，它们的最佳氧浓度分别为临界氧浓度的0.55、0.66、0.85。

三、发酵液中溶解氧的控制

培养液中溶解氧浓度的任何变化都是供需平衡的结果，因此调节发酵液中溶氧量不外乎从供、需两方面考虑、着手

1、供氧方面

1）增加空气中氧的含量，使氧分压增加，进行富氧通气

2）提高罐压

3）改变通气速率

4）增加搅拌速度

富氧空气制备：

深冷分离法（可得99.9%）

吸附分离法（吸去N2和CO2）

膜分离法（有机物高分子膜；30%）

成本高，易爆炸；但关键时期使用也是明智的

2、需氧方面

rO2=QO2·X

1）调整养料的浓度

2）调节控制温度

Note：

溶氧浓度必须与其它参数配合起来分析

泡沫对发酵的影响及控制

一、泡沫对发酵的影响

1）降低了发酵罐的装液系数

2）增加了菌群的非均一性

3）增加了污染杂菌的机会

4）导致产物的损失

二、起泡机理

当气体通入纯水的气-液界面时，气泡只能维持几分之一秒，其稳定性等于零，这是由于能学上的不稳定性和围绕气泡的液膜强度很低所致。

当气体通入起泡剂液体，因这些物质具有某些亲水基团和疏水基团，分子带极性的一端向着水溶液，而非极性一端向着空气，并力图在表面作定向排列，增加了泡沫的机械强度。

培养基中蛋白质以及微生物菌体等为起泡物质，具有稳定泡沫的作用

培养基的成分、温度、酸碱度、浓度及泡沫的表面积对泡沫的稳定性都有一定影响

三、泡沫的消长规律及影响因素

1、消长规律

◇发酵过程中泡沫的消长表现出一定的规律

2、影响泡沫的因素

◇但不同微生物的不同发酵通常不同

1）与通气量、通气速度和搅拌速度等有关

2）与所用培养基的成分有关：

玉米浆、蛋白胨、花生饼粉、黄豆饼粉、酵母粉、糖蜜是主要的发泡因素；且起泡能力随品种、产地、贮藏和加工条件而不同。

3）与培养基的灭菌方法、灭菌温度和时间有关

例如：

糖蜜培养基从110℃升高到130℃（皆为30分钟），发泡系数增加一倍

四、泡沫的控制

一）机械消泡

内部：

耙式、梳齿式、涡轮式

外部：

离心式、碟片式

优点：

不需引入外界物质（如消泡剂），可减少培养液性质复杂化程度，便于产物的提取。

缺点：

不能从根本上消除引起稳定泡沫的因素

二）化学消泡

1、消泡机理

1）降低泡沫的机械强度，使泡沫破裂

当泡沫表层存在着由极性的表面活性物质形成的双电层时，可以加入另一种具有相反电荷的表面活性剂，以降低泡沫的机械强度；或加入某些具有强极性的物质与发泡剂争夺膜上的空间，降低液膜强度，使泡沫破裂。

2）降低液膜的表面黏度，使液膜的液体流失，导致泡沫破裂

当泡沫的液膜具有较大的表面黏度时，可以加入某些分子内聚力较小的物质，以降低液膜黏度

2、消泡剂选择的原则：

①对发酵过程无毒，对人、畜无害，不影响生物合成。

②消泡作用迅速，效果高和持久性能好。

③能耐高压蒸汽灭菌而不变性，在灭菌温度下对设备无腐蚀性或不形成腐蚀性产物。

④不影响以后的提炼过程。

⑤不干扰分析系统，如溶解氧、pH测定仪的探头。

⑥消泡剂的来源多，价格低，添加装置简单。

⑦最好还能做到不影响氧的传递。

3、消泡剂的种类

1）天然油脂

2）聚醚类

3）高级醇类

4）硅酮类

主要是聚二甲基硅氧烷及其衍生物

结构通式为:

（CH3）3Si[Si（CH3）2]nSi（CH3）3

单独使用效果差，常与分散剂（微晶二氧化硅）一起使用

3、消泡剂的使用

1）分散

2）加量聚醚类0.03～0.035%

3）加入时机

有的可先加入培养基；有的则在泡沫初起或大起时加入

◇消沫剂的消沫效果与使用方式很有关系。

◇消沫剂加到发酵罐中能否起作用取决于它的扩散能力。

◇消沫剂的分散可借助于机械方法，也可加入某种分散剂将消沫剂乳化成细小液滴。

杂菌与噬菌体的防治

◇纯种发酵（单菌或混菌）；菌种以外的微生物都被视为杂菌。

◇所谓染菌，是指在发酵培养基中侵入了有碍生产的其它微生物。

◇几乎所有的发酵工业都有可能遭遇杂菌或噬菌体的污染。

染菌的结果，轻者影响产量或质量，重者可能导致倒罐，甚至停产，造成原料、人力和设备动力的浪费。

防止杂菌和噬菌体污染是保证发酵正常进行的关键之一

一、杂菌污染的原因与防治

1、从染菌的现象分析染菌的原因

1）从染菌的时间分析

●早期（如接种后12h或24h），除了种子带菌外，主要是培养基或设备灭菌不彻底。

●相反，中、后期染菌则可能与中间补料、设备渗漏以及操作不合理等有关，也可能是空气过滤器不严所致。

2）从污染的杂菌类型分析

个别发酵罐偶然染菌的原因最为复杂，各种染菌途径都有可能引起。

3）从发酵罐及批次分析

个别发酵罐连续染菌，较多地是由于设备问题而造成的。

如阀门的渗漏或罐体破损，特别是蛇形管的穿孔，有时不易察觉。

有时设备破损引起的染菌会出现每批染菌时间前移现象。

根据谷氨酸发酵情况分析，染菌原因以设备问题（设备渗漏、管道不严、设备死角）和空气问题（过滤器不严、过滤器失效、过滤器受潮）为主，种子（二级种子染菌）次之，而培养基消毒不透的情况较少。

2、防止染菌要点

（1）空气系统

提高空压机进口空气的洁净度、防止空气带油、水及过滤器失效。

如提高空压机吸气口位置并加强压缩前的过滤；防止空气冷却器漏水而进入空气系统；在空气过滤器灭菌时要防止冲翻介质而短路，防止烤焦介质或着火；装填纤维介质时要压紧；操作中要防止空气的压力剧变和流速激增等。

（2）设备

●发酵罐及其附属设备应注意严密和防止泄漏，避免形成“死角”。

与物料、空气、下水道连接的阀门皆需保证严密度。

●用超净工作台及净化室代替无菌室，以提高无菌程度。

●连消设备的连消塔要简单，易拆装清理，操作时蒸汽能与物料均