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大腸桿菌發(fā)酵罐噬菌體污染是一個需要引起重視的問題。噬菌體是一種能夠感染和裂解細菌的病毒，對大腸桿菌等細菌具有較高的感染力。在發(fā)酵過程中，如果大腸桿菌受到噬菌體的感染，會導(dǎo)致菌種污染、發(fā)酵異常、品質(zhì)下降等問題，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。
噬菌體是一種由核酸和蛋白質(zhì)外殼組成的病毒，具有高度的宿主特異性，只能感染特定的細菌。噬菌體在感染細菌后，會利用細菌的代謝系統(tǒng)復(fù)制自身的遺傳物質(zhì)，并合成新的噬菌體顆粒。當細菌被大量噬菌體感染后，會導(dǎo)致細菌破裂死亡。
在大腸桿菌發(fā)酵過程中，如果存在噬菌體污染，將會對發(fā)酵過程產(chǎn)生嚴重影響。首先，噬菌體的感染會導(dǎo)致大腸桿菌生長受到抑制，發(fā)酵液的光密度不上升或回降。其次，噬菌體的感染會導(dǎo)致pH逐漸上升，因為細菌死亡后會產(chǎn)生大量的酸性物質(zhì)。此外，噬菌體的感染還會導(dǎo)致氨利用停止、糖耗減少或停止、發(fā)酵周期延長等問題。
一、噬菌體的主要特征：
1.1專一的寄生性。噬菌體只能在專一的宿主細胞中生長繁殖，只能在活的、處于繁殖階段的細胞中生長繁殖，不能脫離宿生而自行生長繁殖。如果不同菌株的親緣關(guān)系比較近，那么此菌株也是會感染的，特別是針對長期生產(chǎn)同一產(chǎn)品的發(fā)酵工廠要特別注意，在換新菌株之前必須了解其背景。
1.2不耐熱性。游離的噬菌體在45℃條件下10min就可使其失活。
1.3不耐藥性。直接在噬菌體上噴灑1%新潔爾滅、75%酒精、1%雙氧水、5%的甲醛等都可使其失活。
二、發(fā)酵感染噬菌體的一般出現(xiàn)的現(xiàn)象：
2.1發(fā)酵液光密度開始上升，而后下降。但有時也不上升，當把1%的噬菌體人為的接入罐中，光密度始終處于低位 ；
2.2 pH逐漸上升，一般升到7.5，不再下降 3.3耗糖、氨緩慢或停止 3.4 OD回升
2.3泡沫大、料液略黏 ；
2.4鏡檢時發(fā)現(xiàn)菌體減少，發(fā)胖，革蘭氏染色后呈現(xiàn)紅色碎片。嚴重時，可出現(xiàn)拉絲或網(wǎng)狀，或呈魚刺狀，幾乎看不到完整菌體；
2.5用含有噬菌體的發(fā)酵液點在平板上能看到噬菌斑。
三、噬菌體感染原因分析
1、原料或IPTG受到了噬菌體的污染，菌株存在溶原性；
2、發(fā)酵車間環(huán)境里噬菌體隨空氣進入發(fā)酵罐污染，雖然發(fā)酵罐有空氣過濾器，但是如果環(huán)境空氣存在噬菌體，空氣過濾器是無法過濾攔截的，從空氣過濾原理得知只能攔截一部分的噬菌體。實踐證明，用過濾器的洗脫液經(jīng)電鏡觀察，可以看到噬菌體的存在。
3、罐體、管道清洗消毒不到位，或時間久了存在管道頑固性生物膜給予的再次污染，溫度、藥物固然能滅活噬菌體，可是總有概率存活，并不是說達到一定的滅活溫度就一定能把全部殺滅，空氣加熱也不盡其然。
4、車間管理的疏忽大意，認為發(fā)酵只是發(fā)酵車間的事情與其他無關(guān)，其實預(yù)防噬菌體必須人人參與，提高意識，各部門配合且長期堅持下去。
四、為了預(yù)防大腸桿菌發(fā)酵罐中的噬菌體污染，可以采取以下措施：
- 選擇高品質(zhì)的菌種和培養(yǎng)基，確保它們不含有噬菌體或其他污染物。
- 加強衛(wèi)生管理，定期對發(fā)酵設(shè)備進行清洗和消毒，確保設(shè)備表面和內(nèi)部沒有殘留物和雜菌。
- 在生產(chǎn)過程中注意使用適量的抗噬菌體劑，以預(yù)防噬菌體污染。
- 定期對發(fā)酵液進行檢測，包括噬菌體的檢測。一旦發(fā)現(xiàn)噬菌體污染跡象，立即采取措施進行控制和處理。
五、發(fā)酵罐蒸汽滅菌
蒸汽滅菌是一種常見的發(fā)酵罐滅菌方法，它利用高溫高壓的蒸汽對發(fā)酵罐內(nèi)壁和內(nèi)部物料進行滅菌處理，這個過程可以有效殺滅各種細菌、真菌、病毒等微生物。
（1）蒸汽滅菌優(yōu)點：
滅菌效果好、速度快、操作簡單。理論上，它可以有效殺滅各種細菌、病毒和真菌，包括難以滅活的芽孢菌。同時，由于蒸汽可以充分地滲透或熱傳導(dǎo)到物品內(nèi)部，因此可以對各種形狀和大小的物品進行滅菌處理，包括液體、固體和氣體等。
（2）蒸汽滅菌缺點：
蒸汽滅菌要求發(fā)酵罐材質(zhì)和內(nèi)部物料能耐受蒸汽，有一定操作彈性、內(nèi)部附件盡量減少（避免死角）、物料與能量傳遞性能強，并可進行一定調(diào)節(jié)以便于清洗、減少污染，所以一旦上述方面出現(xiàn)問題就會在一定程度上影響最終的滅菌效果。另外，即使是發(fā)酵罐是采用蒸汽高溫殺菌，但在實際生產(chǎn)中也偶爾出現(xiàn)滅菌失敗的情況——尤其是常出現(xiàn)耐熱芽孢、噬菌體導(dǎo)致的滅菌失敗。
六、奧克泰士在發(fā)酵生產(chǎn)領(lǐng)域的作用和優(yōu)勢：
1) 廣譜型殺菌，一種產(chǎn)品就能全面殺滅細菌、真菌等，包括芽孢、噬菌體、耐熱菌、霉菌、雜菌等各種類型微生物。
2) 有效應(yīng)對高抗性微生物污染，高數(shù)量等級微生物污染。
3) 多用途，適用于發(fā)酵車間環(huán)境、管道、發(fā)酵罐、水處理系統(tǒng)等等各環(huán)節(jié)的消毒殺菌工作。
4) 食品級生態(tài)型，產(chǎn)品性狀為無色無味的透明液體，作用完畢后分解為水和氧氣。
5) 良好的材料兼容性，基本無腐蝕，保護設(shè)備材料。
6) 來自德國，提供德國和歐盟先進的微生物控制理念。
7) 相關(guān)案例支持，擁有豐富的微生物處理經(jīng)驗8) 根據(jù)現(xiàn)場具體的微生物狀況，提供科學(xué)針對性的解決方案。
總之，大腸桿菌發(fā)酵罐中的噬菌體污染是一個需要引起重視的問題。通過采取有效的預(yù)防措施和控制方案，可以減少噬菌體污染的風(fēng)險，確保發(fā)酵過程的順利進行和產(chǎn)品的安全性。同時，對于已經(jīng)受到噬菌體污染的發(fā)酵罐，需要及時采取處理措施，以避免對生產(chǎn)過程和產(chǎn)品造成更大的影響。
需要注意的是，噬菌體的種類繁多，不同的噬菌體對不同種類的細菌具有不同的感染力和致病力。因此，在實際生產(chǎn)中，需要根據(jù)具體情況采取針對性的控制措施和治療方案。此外，隨著科技的不斷進步和創(chuàng)新，未來可能會有更多的新方法和技術(shù)用于預(yù)防和處理大腸桿菌發(fā)酵罐中的噬菌體污染問題。
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