發(fā)酵染菌：芽孢桿菌污染全方位分析與防治
發(fā)酵生產(chǎn)中遇到芽孢桿菌污染確實非常棘手，它們的休眠體——芽孢，對高溫、干燥、輻射和許多化學消毒劑都有極強的抵抗力。要有效防治，我們需要一套系統(tǒng)性的策略。
下面這張圖梳理了從發(fā)現(xiàn)染菌到根治問題的完整行動路線，讓我們先有一個全局觀，后續(xù)再深入細節(jié)。
要解決問題，首先需知其原因。芽孢桿菌污染非單一因素所致，且其芽孢的特性是核心難點。
芽孢為何難對付？
當環(huán)境惡劣時，芽孢桿菌會在細胞內(nèi)形成一個叫做芽孢（內(nèi)生孢子）的休眠體。它有多層厚壁結(jié)構(gòu)，新陳代謝幾乎停止，使其能抵御高溫（例如濕熱滅菌需121℃維持30分鐘才能殺滅）、干旱、輻射和多數(shù)化學消毒劑，在干燥狀態(tài)下可存活數(shù)十年。一旦環(huán)境適宜，芽孢便會萌發(fā)成新的營養(yǎng)細胞，迅速繁殖。
| 種子帶菌 | ||
| 設(shè)備與死角 | ||
| 滅菌不徹底 | 培養(yǎng)基滅菌 | |
| 操作失誤 |
染菌后的應(yīng)急處理措施
發(fā)現(xiàn)染菌后，根據(jù)污染發(fā)生的時期和嚴重程度，需立即采取以下措施：
? 發(fā)酵早期染菌 ? 措施：若培養(yǎng)基養(yǎng)分消耗不多，可迅速降低培養(yǎng)溫度，調(diào)整pH，并考慮重新滅菌（補加部分營養(yǎng)后）再接種。此舉或可挽救一批料液。 ? 發(fā)酵中期染菌 ? 措施：此時處理最為棘手?？蓢L試降低培養(yǎng)溫度、減少或停止補料，密切監(jiān)控代謝參數(shù)。如果產(chǎn)物單位已達到一定水平，應(yīng)果斷提前放罐，以減少更大損失。 ? 發(fā)酵后期染菌 ? 措施：發(fā)酵液內(nèi)已積累較多產(chǎn)物，對雜菌有一定抑制作用。若污染不嚴重，可繼續(xù)發(fā)酵；若污染嚴重且產(chǎn)物易被破壞，則需提前放罐。
重要提示：處理后的發(fā)酵液，在排放或進一步加工前，務(wù)必進行徹底滅菌，防止芽孢擴散造成更廣泛的環(huán)境污染。
系統(tǒng)性排查與根治策略
應(yīng)急處理只是“治標”，更關(guān)鍵的是“治本”，即找到并根除污染源。可遵循下圖所示的系統(tǒng)性排查路徑，從時間、菌型、規(guī)模三個維度交叉驗證，精準定位問題根源。
1. 技術(shù)升級：針對芽孢的特性 ? 高效消毒劑：考慮引入過氧化氫銀離子復(fù)合型消毒劑或VHP（汽化過氧化氫）技術(shù)。這類消毒劑能有效穿透生物膜，殺滅芽孢，且分解后無殘留，對設(shè)備友好。 ? 針對性清洗：對管道和設(shè)備，采用CIP（原位清洗） 結(jié)合特效消毒劑的方案，徹底清除生物膜和隱匿的芽孢。 2. 流程優(yōu)化：堵住管理漏洞 ? 嚴格SOP：制定并嚴格執(zhí)行標準操作規(guī)程，特別是滅菌、接種、補料等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 ? 建立溯源記錄：對每一批次的種子、原料、關(guān)鍵操作進行詳細記錄，以便問題發(fā)生時快速溯源。 3. 特殊情況的處理 ? 若反復(fù)排查仍找不到明確原因，可對培養(yǎng)基在滅菌前進行80°C預(yù)處理（如加入少量甲醛），以降低初始菌量。 ? 對染菌的罐體，可嘗試進行空罐熏蒸（如使用甲醛），徹底處理可能存在的死角。
總結(jié)：構(gòu)建防控體系
應(yīng)對芽孢桿菌污染，最佳策略是建立預(yù)防為主、查治結(jié)合的體系。關(guān)鍵在于切斷污染源（設(shè)備死角、不潔空氣），優(yōu)化內(nèi)部環(huán)境（使工藝條件更利于生產(chǎn)菌），并確保生產(chǎn)菌的活力。
一旦發(fā)生污染，需冷靜分析，結(jié)合文中方法溯源，并善用新技術(shù)。
