第五章-微生物發(fā)酵及工藝控制

第五章微生物發(fā)酵及工藝控制第一節(jié)基本概念第二節(jié)發(fā)酵的基本原理第三節(jié)發(fā)酵過程及其工藝控制第四節(jié)問題分析及處理手段第五節(jié)發(fā)酵過程參數(shù)的檢測第六節(jié)發(fā)酵過程中的新技術化學工業(yè)出版社學習目標了解基本概念、各種發(fā)酵方法、發(fā)酵基本過程、發(fā)酵過程中的新技術、過程參數(shù)檢測及其自動控制；理解動力學方程，能夠運用動力學方程，特別是分批發(fā)酵動力學方程進行計算分析；熟練分析發(fā)酵過程中的各種影響因素及各有關問題，掌握發(fā)酵工藝控制方法及生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種問題的處理手段。第一節(jié)基本概念菌體量一般指微生物菌體干重量。生長期指微生物接種后，經(jīng)短暫遲滯期后，至某種必需營養(yǎng)消耗造成生長限制這一時期。這一時期微生物快速生長，菌體濃度迅速增加。生產(chǎn)期微生物開始積累代謝產(chǎn)物的時期。二次或隱性生長由于細胞的自溶作用，一些新的營養(yǎng)物質(zhì)，諸如細胞內(nèi)的一些糖類蛋白質(zhì)等被釋放出來，又作為細胞營養(yǎng)物質(zhì)，從而使活細胞在穩(wěn)定期又緩慢地生長，通常稱二次或隱性生長。生長相關型（偶聯(lián)型）它的特點是菌體生長、碳源利用和產(chǎn)物形成幾乎都在相同的時間出現(xiàn)高峰，即表現(xiàn)出產(chǎn)物形成直接與碳源利用有關。這一型中又分為兩種情況，即菌體生長型和代謝產(chǎn)物型。

其它類型:菌體生長型、代謝產(chǎn)物型、生長不相關型、生長部分相關型。臨界比生長速率在發(fā)酵過程中，不斷有菌體細胞的衰老和死亡，也不斷有生物合成酶系的蛻變與失活。為了使死亡的細胞和失活的酶系不斷得到更新，就必須保持一定的菌體生長速率。滿足這種更新需要，從而確保產(chǎn)物持續(xù)合成（即保持比生產(chǎn)率穩(wěn)定）的最低比生長速率稱為臨界比生長速率，它因菌體細胞的壽命和酶系的穩(wěn)定性而異。第二節(jié)發(fā)酵的基本原理一、發(fā)酵方法根據(jù)發(fā)酵條件要求不同，微生物發(fā)酵過程可分為好氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵。好氧發(fā)酵有液體表面培養(yǎng)發(fā)酵、多孔或顆粒固體培養(yǎng)基表面上發(fā)酵和通氧深層發(fā)酵幾種方法。厭氧發(fā)酵采用不通氧的深層發(fā)酵。深層發(fā)酵反應在一定徑高比的圓柱形發(fā)酵罐內(nèi)完成。就其操作方式和工藝流程可分為分批式發(fā)酵、流加式發(fā)酵、半連續(xù)發(fā)酵、灌流式發(fā)酵及連續(xù)發(fā)酵等幾種方法。分批式（Batchfermentation）發(fā)酵又稱間歇式(Intermittentfermentation)發(fā)酵或不連續(xù)式(Discontinuousfermentation)發(fā)酵，也稱原位發(fā)酵，是把培養(yǎng)液一次性裝入發(fā)酵罐，滅菌消毒后接入一定量的種子液，在最佳條件下進行發(fā)酵培養(yǎng)。經(jīng)過一段時間完成菌體的生長和產(chǎn)物的合成積累后，將全部培養(yǎng)物取出，結束發(fā)酵培養(yǎng)。然后清洗發(fā)酵罐，裝料、滅菌后再進行下一輪分批操作。流加式發(fā)酵又稱單一補料分批發(fā)酵（Fed-batchfermentation），是指在分批式操作的基礎上，開始時投入一定量的基礎培養(yǎng)基，到發(fā)酵過程適當時期，開始連續(xù)補加碳源或（和）氮源或（和）其它必須物質(zhì)，但不取出培養(yǎng)液，直到發(fā)酵終點，產(chǎn)率達最大化，停止補料，最后將發(fā)酵液一次全部放出。控制流加式操作的形式有兩種，即反饋控制和無反饋控制。半連續(xù)式發(fā)酵(Semi-continuousfermentation)又稱反復分批式或換液式補料發(fā)酵。是指菌體和培養(yǎng)液一起裝入發(fā)酵罐，在菌體生長過程中，每隔一定時間取出部分發(fā)酵培養(yǎng)物（行業(yè)中稱為“帶放”），同時補充同等數(shù)量的新的培養(yǎng)基，然后繼續(xù)培養(yǎng)，直到發(fā)酵結束，取出全部發(fā)酵液。與流加式操作相比，半連續(xù)式操作過程發(fā)酵罐內(nèi)得到培養(yǎng)液總體積保持不變，同樣可起到解除高濃度基質(zhì)和產(chǎn)物對發(fā)酵的抑制作用。灌流式發(fā)酵（Perfusionfermentation）是指菌體與培養(yǎng)液一起裝入發(fā)酵罐進行培養(yǎng)，在培養(yǎng)過程中一方面不斷補充新培養(yǎng)基，同時取出部分條件培養(yǎng)液，但菌體仍然滯留在發(fā)酵罐內(nèi)。灌流式操作，能及時除去有害的代謝產(chǎn)物，并補充營養(yǎng)物質(zhì)，滿足了菌體進一步生長的需求。通過調(diào)節(jié)灌流速度，可把菌體發(fā)酵培養(yǎng)過程控制在穩(wěn)定的、低廢物水平狀態(tài)下。連續(xù)式發(fā)酵（continuousfermentation）是指菌體與培養(yǎng)液一起裝入發(fā)酵罐，在菌體培養(yǎng)過程中，不斷補充新培養(yǎng)基，同時取出包括培養(yǎng)液和菌體在內(nèi)的發(fā)酵液，發(fā)酵體積和菌體濃度等不變，使菌體處于恒定狀態(tài)的發(fā)酵條件，促進了菌體的生長和產(chǎn)物的積累。連續(xù)操作保持反應體積不變，發(fā)酵罐內(nèi)物系的組成將不隨時間而變。連續(xù)發(fā)酵使用的反應器可以是攪拌罐式反應器，也可以是管式反應器。連續(xù)發(fā)酵的控制方式有兩種：一種為恒濁器（turbidostat）法，即利用濁度來檢測細胞生長狀況，通過自控儀表調(diào)節(jié)輸入料液流量，以控制培養(yǎng)液中菌體濃度達到恒定值；另一為恒化器（chemostat）法，它與前者相似之處是維持一定的體積，不同之處是菌體的密度不是直接控制的，而是通過恒定輸入的養(yǎng)料中某一種生長限制基質(zhì)的濃度來控制。二、發(fā)酵動力學發(fā)酵動力學研究內(nèi)容主要包括：①細胞生長和死亡動力學；②基質(zhì)消耗動力學；③氧消耗動力學；④CO2生成動力學；⑤產(chǎn)物合成和降解動力學；⑥代謝熱生成動力學。菌體生長速率在液體培養(yǎng)基中微生物群體生長，其生長速率通常用單位體積來表，指單位體積、單位時間里生長的菌體量；在固體培養(yǎng)基表面上的微生物群體生長，其生長速率以單位表面積來表示，指單位時間、單位表面積上生長的菌體量。比生長速率是菌體濃度除菌體的生長速率，或菌體濃度除菌體的繁殖速率。在平衡條件下，比生長速率μ基質(zhì)的消耗速率指單位時間、單位體積發(fā)酵液中消耗的基質(zhì)量，可表示為：

基質(zhì)的消耗速率常以單位體積發(fā)酵液內(nèi)干菌體質(zhì)量表示，稱基質(zhì)的比消耗速率，以Qs表示ms——以基質(zhì)消耗表示的維持代謝系數(shù)（維持因數(shù)），維持（M）是指活細胞群體在沒有實質(zhì)性的生長（即生長和死亡處于動態(tài)平衡狀態(tài)）和沒有胞外代謝產(chǎn)物合成情況下的生命活動。所需能量由細胞物質(zhì)的氧化或降解產(chǎn)生。這種用于“維持”的物質(zhì)代謝稱維持代謝，叫做內(nèi)源代謝（對好氧發(fā)酵稱“呼吸”），代謝釋放能叫維持能。代謝產(chǎn)物的生成速率指單位體積、單位時間內(nèi)產(chǎn)物的生成量，記為up

。如果產(chǎn)物生成速率以單位體積發(fā)酵液內(nèi)干菌體質(zhì)量為基準時，稱產(chǎn)物的比生成速率，記為QP

。當以產(chǎn)物CO2記時，產(chǎn)物的比生成速率常表示為

。好氧微生物發(fā)酵反應中生成CO2量相對于氧的消耗，稱呼吸商（RQ）微生物發(fā)酵動力學微生物分批培養(yǎng)動力學方程

Monod方程在特定溫度、pH值、營養(yǎng)物類型、營養(yǎng)物濃度等條件下，微生物細胞的比生長速率與限制性營養(yǎng)物的濃度之間存在如下關系：KS——限制性營養(yǎng)物質(zhì)的飽和常數(shù)，g/L。KS的物理意義為當比生長速率為最大比生長速率一半時的限制性營養(yǎng)物質(zhì)濃度。它的大小表示了微生物對營養(yǎng)物質(zhì)吸收親和力大小。KS越大，表示微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收親和力越??；反之就越大。分批培養(yǎng)中基質(zhì)的消耗速率us分批培養(yǎng)中產(chǎn)物的形成速率up產(chǎn)物形成與細胞生長部分相關（混合型）產(chǎn)物形成與細胞生長相關（偶聯(lián)型）產(chǎn)物形成與細胞生長不相關（非生長偶聯(lián)型）第三節(jié)發(fā)酵過程及其工藝控制發(fā)酵過程的影響因素溫度

溫度是指發(fā)酵罐中所維持的溫度。溫度影響微生物發(fā)酵化學反應速度；溫度也會影響發(fā)酵液的物理性質(zhì)，通過影響粘度、溶解氧量、氧的傳遞速率等間接影響微生物代謝產(chǎn)物合成；溫度也會改變產(chǎn)物合成方向；溫度對菌的調(diào)節(jié)機制亦有關系。發(fā)酵溫度取決于發(fā)酵過程中能量變化，一般與內(nèi)在因素有關。菌體生長繁殖過程中產(chǎn)生的熱是內(nèi)在因素，稱為生物熱，是不可改變。另外，與外在因素（攪拌熱、蒸發(fā)熱、輻射熱及冷卻介質(zhì)移出的熱量有關。pH值

在發(fā)酵過程中，培養(yǎng)基的pH值同溫度一樣影響各種酶的活性，進而影響產(chǎn)生菌的生長繁殖及產(chǎn)物的合成。pH值對微生物生長影響很明顯，pH值不當，將嚴重影響菌體生長和產(chǎn)物合成。不同微生物最適生長pH值和最適生產(chǎn)pH值不同。發(fā)酵過程中pH值的變化是各種酸和堿的綜合結果。一方面是培養(yǎng)基中含有酸性成份（或雜質(zhì)）。糖被菌體吸收利用后，產(chǎn)生有機酸，并分泌至培養(yǎng)液中。一些生理酸性物質(zhì)（硫酸銨等）被菌體利用后，會促使氫離子濃度增加，pH值下降。另一方面水解酪蛋白和酵母粉等培養(yǎng)基成份，在其利用后會產(chǎn)生NH3，造成培養(yǎng)液堿性。一些生理堿性物質(zhì)（硝酸鈉、氨基酸、尿素、氨水等）被菌體利用后，將釋放出游離NH3或生成堿使pH值上升。溶氧量

氧是細胞呼吸的底物，氧濃度的變化對細胞影響很大，也反映了設備的性能。溶氧量是指溶于培養(yǎng)液中的氧，常用絕對含量表示，也可用飽和氧濃度的百分數(shù)表示。溶解氧對菌體生長影響是直接的，適宜的溶解氧量保證菌體內(nèi)的正常氧化還原反應。細胞內(nèi)氧化還原反應乃至物質(zhì)之間的轉化也需要氧的參與。菌體質(zhì)量及濃度

生產(chǎn)菌種生長的快慢和產(chǎn)物合成的多少在很大程度上取決于菌體的質(zhì)量及菌體的濃度。在適當比生長速率下，發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)率與菌體濃度成正比關系。菌濃愈大，產(chǎn)物的產(chǎn)量就越大。但是菌濃過高，則會產(chǎn)生其它的影響。如營養(yǎng)的物質(zhì)消耗過快，培養(yǎng)液的營養(yǎng)成分發(fā)生明顯的改變，有毒物質(zhì)的積累，就可能改變菌體的代謝途徑，特別是對培養(yǎng)液中的溶解氧影響更為顯著。為了獲得更高的生產(chǎn)率，需要采用攝氧速率與傳氧速率相等時的菌體濃度，即臨界菌體濃度。。培養(yǎng)基

培養(yǎng)基的成分對工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)尤為重要。先進的培養(yǎng)基組成對高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和經(jīng)濟發(fā)酵的過程是關鍵因素。因為培養(yǎng)基組成不僅影響微生物的生長繁殖過程，也影響產(chǎn)物合成過程。二氧化碳二氧化碳是微生物在生長繁殖過程中的代謝產(chǎn)物，也是合成某些產(chǎn)物的基質(zhì)。通常二氧化碳對菌體生長有直接影響。二氧化碳也影響發(fā)酵產(chǎn)物的形成。二氧化碳可能使發(fā)酵液pH下降，進而影響細胞生長、繁殖及產(chǎn)物合成，二氧化碳可能與其它物質(zhì)及生長必需的金屬離子發(fā)生化學反應形成碳酸鹽沉淀，或造成氧的過量消耗使溶解下降，從而間接地影響發(fā)酵產(chǎn)物的合成。加料方式

加料方式有以下三種：一次性加料、一次性投入主料中間補料方式、連續(xù)加料。泡沫

發(fā)酵培養(yǎng)液中存在一定數(shù)量的泡沫是正常的，泡沫的存在可以增加氣-液接觸的面積，增加氧在發(fā)酵液中的傳遞。但如果培養(yǎng)液中長時間存在大量的泡沫，則會對發(fā)酵產(chǎn)生極其不利的影響：①降低了發(fā)酵罐的裝料系數(shù)；②影響了菌體的生長；③增加了染菌的機會；④泡沫降低發(fā)酵物產(chǎn)量，大量存在時，會從排氣管中排出泡沫，引起“逃液”現(xiàn)象。壓力罐壓是指罐體內(nèi)的壓力，由壓力表讀出。培養(yǎng)基滅菌和發(fā)酵過程都需要檢測壓力變化，罐壓的意義在于罐體內(nèi)維持正常壓力防止外界空氣進入造成雜菌污染。因此，必須使發(fā)酵系統(tǒng)壓力保持高于外界大氣壓力，罐壓影響CO2和O2的溶解度，增加罐壓，氣體溶解度提高，縮小氣泡體積，可避免“逃液”現(xiàn)象。但過高壓力影響微生物DNA復制，使DNA含量下降，從而降低生長速度，高壓還降低微生物的硫酸鹽還原能力。攪拌

攪拌影響氣體的傳遞速度和發(fā)酵液混合均勻程度。攪拌可以阻止或減少菌絲結成團塊和顆粒，減小菌絲和液體間的擴散阻力，利于溶解氧進入菌體，同時盡快排出細胞代謝產(chǎn)生的廢氣和廢物，有利于細胞的代謝活動。產(chǎn)物濃度產(chǎn)物濃度是指發(fā)酵液中所含目標產(chǎn)物的量?？梢杂觅|(zhì)量表示，也可用標準單位表示，如μg/ml和效價單位u/ml等。產(chǎn)物量的高低反映了發(fā)酵是否正常，并可判斷發(fā)酵周期。產(chǎn)物濃度高，設備的生產(chǎn)能力大，便于發(fā)酵液的后處理，但過分提高產(chǎn)物濃度可能會使設備生產(chǎn)能力下降（因為要延長發(fā)酵時間），也可能造成對菌體代謝抑制或阻遏，還可能發(fā)生其它反應而降低最終產(chǎn)品收得率，對后序處理不利。產(chǎn)物濃度過高有時也抑制菌體本身生長，對發(fā)酵不利。發(fā)酵時間發(fā)酵時間是指菌種接入發(fā)酵罐之時起至發(fā)酵液從罐內(nèi)放出為止的時間間隔。發(fā)酵時間盡可能短，還要考慮提高產(chǎn)物收得率，降低物耗率，以提高經(jīng)濟效益。過度縮短發(fā)酵時間，就會減少產(chǎn)物的產(chǎn)量，另外發(fā)酵液中還殘存較多量糖、氨基酸、消沫油、無機鹽離子等對發(fā)酵液過濾和產(chǎn)物提取時的樹脂交換有影響，增加溶媒萃取中乳化作用等。發(fā)酵過程工藝控制溫度的控制工業(yè)上發(fā)酵溫度控制，一般通過自動控制或手動控制調(diào)節(jié)夾套或蛇管中的換熱介質(zhì)量及溫度的方案來實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)。pH值的控制工業(yè)上控制pH值的方法①根據(jù)菌種特性和培養(yǎng)基性質(zhì)，選擇適當培養(yǎng)基成份和配比，有些成分可在中間補料時補充調(diào)節(jié)；②加入適量緩沖溶劑,以控制培養(yǎng)基pH的變化。常用緩沖溶劑有碳酸鈣、磷酸鹽等；③直接加酸加堿進行控制；④其它。如采用多加油、糖的辦法,以及適當降低空氣流量來調(diào)節(jié)，以降低pH值；補加酸堿物質(zhì)(尿素等)；提高通氣量加速脂肪酸代謝也可調(diào)節(jié)，以提高pH；采用中空纖維過濾器進行細胞循環(huán)(過濾發(fā)酵液,除去酸等)亦可使pH升高。溶氧的控制溶解氧量的調(diào)節(jié)可通過調(diào)節(jié)通氣量大小及攪拌強度實現(xiàn)（空氣流量增大、增加攪拌轉速可使供氧量提高，反之下降）。控制發(fā)酵液中菌絲濃度也可調(diào)節(jié)氧的供需情況，通過控制培養(yǎng)基濃度來實現(xiàn)菌絲濃度控制。生產(chǎn)中還可以通過調(diào)節(jié)罐溫、排去二氧化碳、改善發(fā)酵液的物理性質(zhì)、液化培養(yǎng)基、中間加水、使用表面活性劑等方法來控制溶氧濃度。控制補料速率及罐壓及空氣中氧氣含量也可調(diào)節(jié)溶氧量。菌體質(zhì)量與濃度控制工業(yè)上控制菌體濃度是通過定期測定發(fā)酵液中菌體的濃度，進而采取適當手段控制菌體濃度范圍。主要依靠調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的中限制性基質(zhì)的濃度來控制菌體的比生長速率，進而控制菌體的濃度。還可以利用菌體代謝產(chǎn)生二氧化碳量來控制補料率和稀釋率，以控制菌體生長和濃度?？刂平臃N量的大小，也可控制發(fā)酵液中的菌體濃度。對于補料分批發(fā)酵，可以控制稀釋率的大小，來控制菌體的濃度。發(fā)酵過程培養(yǎng)基濃度控制

發(fā)酵過程培養(yǎng)基濃度可采用補料或補加滅菌水來加以控制。補加滅菌水除了可以調(diào)節(jié)濃度外，還可降低發(fā)酵液的粘度。另外，也可采用適量速效和遲效碳源、氨源配比來控制基質(zhì)濃度，以滿足機體生長需要及避免速效營養(yǎng)物的分解代謝阻遏。控制碳源濃度可采用經(jīng)驗方法和動力學方法，在發(fā)酵過程中通過補料控制。為了調(diào)節(jié)發(fā)酵過程中菌體生長和防止衰老自溶，通過補加氮源，控制其濃度。主要方法有：補加具有生長代謝調(diào)節(jié)作用的有機氮源，如酵母粉、玉米漿、尿素、氨水及硫酸銨等。發(fā)酵后期，糖利用緩慢，菌體濃度變薄，pH下降，加尿素后改變并提高產(chǎn)量；當pH下降，常用氨水調(diào)節(jié)；當pH升高時，可用硫酸銨調(diào)節(jié)。其它無機化合物的控制采用補加或一次性加入至培養(yǎng)基中，其濃度要經(jīng)試驗進行確定。前體濃度控制采用少量多次或連續(xù)流加的方法加入。二氧化碳的控制

生產(chǎn)上一般采取調(diào)節(jié)攪拌速率及通氣量的方法控制調(diào)節(jié)液相中二氧化碳濃度。加料方式的控制補料操作控制系統(tǒng)分為有反饋控制和無反饋控制兩類。壓力的控制不同生物對壓力環(huán)境的耐受程度不同，一般維持在0.2～0.5×105pa?？刂乒迚悍椒ㄒ话銥檎{(diào)節(jié)空氣進口閥門或排氣出口閥門的開啟度，變化進入或排出氣體的流量，維持工藝所需的壓力。發(fā)酵時間的控制

放罐時間有的掌握在菌絲開始自溶（一般菌絲自溶前總有些跡象，如氨基氮開始升高，pH上升，菌絲碎片增多，過濾速率降低等）前；有的掌握在部分菌絲自溶后；有的用殘留糖/氮作為放罐標準，以使菌體內(nèi)的殘留產(chǎn)品都全部釋放出來。生產(chǎn)中如出現(xiàn)異常：如染菌、代謝異常時，應根據(jù)不同情況對發(fā)酵時間進行進行調(diào)整，一般按正常確定時間進行。放罐前的發(fā)酵控制在接近放罐時，補糖、補料或加消沫劑都要慎重考慮殘留物質(zhì)對提煉工序的影響。補糖需根據(jù)后期糖的消耗速率，計算到放罐時允許的殘?zhí)橇縼砜刂?。消沫劑（尤其是消沫油）在不必要時可早些停止添加。其它，如通氨水、滴加葡萄糖或調(diào)節(jié)pH值等也應根據(jù)發(fā)酵具體情況，盡量早些結束。染菌及其防治、處理1．染菌分析培養(yǎng)液是否污染菌可從三方面進行分析：無菌試驗、培養(yǎng)液的顯微鏡檢查、培養(yǎng)液生化指標變化情況。無菌試驗是判斷染菌的主要依據(jù)。◆無菌試驗①顯微鏡檢查法（鏡檢法）用革蘭染色法對樣品進行涂片、染色，然后在顯微鏡下觀察微生物的形態(tài)特征，根據(jù)生產(chǎn)菌與雜菌的特征進行區(qū)別、判斷是否染菌。如發(fā)現(xiàn)有與生產(chǎn)菌形態(tài)特征不一樣的其它微生物的存在，就可判斷為發(fā)生了染菌。第四節(jié)

問題分析及處理手段②肉湯培養(yǎng)法用組成為0.3%牛肉膏、0.5%葡萄糖、0.5%氯化鈉、0.8%蛋白胨、0.4%酚紅溶液（pH=7.2）的葡萄糖酚紅肉湯作為培養(yǎng)基，將待檢樣品直接接入經(jīng)完全滅菌后的肉湯培養(yǎng)基中，分別于37℃、27℃進行培養(yǎng)，隨時觀察微生物的生長情況，并取樣進行鏡檢，判斷是否有雜菌。此法常用于檢查培養(yǎng)基和無菌空氣是否帶菌，也可用于噬菌體的檢查。③平板劃線培養(yǎng)將待檢樣品在無菌平板上劃線，分別于37℃、27℃進行培養(yǎng)，一般24小時后即可進行鏡檢觀察，檢查是否染菌。為了提高平板培養(yǎng)的靈敏度，也可以將需要檢查的樣品先置于37℃條件下培養(yǎng)6小時，使雜菌迅速增殖后再劃線培養(yǎng)。④雙碟培養(yǎng)法種子罐和發(fā)酵罐培養(yǎng)基滅菌后就取樣，稱為消后取樣，以后通常種子罐及發(fā)酵罐每隔8小時取樣一次（？）（必要時種子罐每隔4小時取樣一次），種子罐取樣時在裝有9mL肉湯的試管內(nèi)加入2～5mL試樣，然后在無菌室內(nèi)通過無菌操作在事先鋪好瓊脂培養(yǎng)基的雙碟內(nèi)劃線。剩下的肉湯培養(yǎng)物，在37℃條件下培養(yǎng)6小時后復劃一次，即另劃一雙碟以作比較。發(fā)酵取樣時，用空白試管取樣5～15mL左右，于在37℃條件下培養(yǎng)6小時后劃碟，雙碟放置在37℃條件下培養(yǎng)，24小時內(nèi)的雙碟，每隔2～3小時在燈光下檢查一次，以防生長緩慢的雜菌漏檢。2．染菌判斷（1）判斷依據(jù)以肉湯和雙碟培養(yǎng)的反應為主，鏡檢為輔。每8(4、2)小時一次的無菌試驗，至少用2只酚紅肉湯及1只雙碟同時取樣。試驗時，如果肉湯連續(xù)三次發(fā)生變色反應或產(chǎn)生混濁，或平板培養(yǎng)連續(xù)三次發(fā)現(xiàn)有異常菌落的出現(xiàn)，即可判斷為染菌。（2）染菌率的統(tǒng)計染菌罐批次應包括染菌重消后的重復染菌批（次）在內(nèi)。3．染菌情況分析（1）染菌因素①公用系統(tǒng)a.空氣系統(tǒng)水冷式空氣冷卻器穿孔，導致空氣系統(tǒng)進水；空氣夾套加熱器穿孔，導致蒸汽進入空氣系統(tǒng)，使空氣的相對濕度在60%以上，導致空氣除菌過濾器失效。b.蒸汽系統(tǒng)不飽和蒸汽(過熱蒸汽和低溫過濕蒸汽)都將影響滅菌效果，尤其是過熱的干蒸汽，無法保證空罐滅菌的效果。c.種子系統(tǒng)設置接種站，將所有種子罐的接種管路都引至接種站。接種時，無論哪個種子罐的種子都將通過接種站和接種總管移入發(fā)酵罐。.這樣的配置易產(chǎn)生消毒死角，單罐染菌易造成整個系統(tǒng)污染，使種子罐和發(fā)酵罐的大規(guī)模染菌機率大為增加。d.補料系統(tǒng)總補料罐染菌造成整個補料系統(tǒng)和被補料發(fā)酵罐的染菌。e.培養(yǎng)基連消系統(tǒng)連續(xù)滅菌時管線較長，連消塔、維持罐和管路內(nèi)壁易發(fā)生結垢現(xiàn)象。維持罐內(nèi)的存料由于長期與高溫蒸汽接觸，易變性結塊，其中蛋白質(zhì)變性會形成海綿狀物質(zhì)，糖類變性會產(chǎn)生炭化物，這兩種物質(zhì)都具有很高的比表面積，容易“藏污納垢”，形成死角，導致培養(yǎng)基滅菌不徹底。連消塔混料不勻也會導致生料進入維持罐而造成染菌。連消設備中的噴淋冷卻蛇管穿孔，導致噴淋冷卻水進入已滅菌完畢的培養(yǎng)基中。連消系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，例如閥門、法蘭墊片泄漏，也會造成打料系統(tǒng)染菌。②設備滲漏和死角a.閥門泄漏最常見，例如：種子罐排氣閥泄漏，導致接種時罐壓“掉壓”造成染菌。維持罐罐底閥滲漏，部分生料未經(jīng)維持而通過旁通管路進入罐中。尤其值得注意的是罐上的冷卻水閥，一旦泄漏不僅會導致空罐滅菌溫度不夠，還可能由于冷水與蒸汽接觸時的劇烈撞擊導致冷卻盤管焊縫處的損壞滲漏。b.罐或空氣管路上監(jiān)控儀表套筒滲漏，導致導熱油流入罐中；減速機油封滲漏，導致潤滑油沿攪拌軸流入罐中；罐內(nèi)冷卻盤管穿孔，導致冷卻水滲入罐中。c.設備存在死角

罐內(nèi)部件如擋板、人梯、攪拌軸拉桿、聯(lián)軸器、冷卻管及支撐件、監(jiān)控儀表套筒焊接處、空氣分布管內(nèi)、罐底閥等處容易存料，形成死角而造成染菌；罐頂部位，由于發(fā)酵過程中可能發(fā)生的泡沫頂罐，泡沫粘到發(fā)酵罐封頭上的人孔、視鏡口、各種接管口處，若清洗不及時不徹底，粘料會變成硬塊，形成死角。

③操作不合理固形物含量多的培養(yǎng)基滅菌不徹底。a.實罐滅菌罐內(nèi)空氣未排盡，形成“假壓力”，致使實際滅菌溫度不足；實罐滅菌升溫階段泡沫頂罐，泡沫中夾帶培養(yǎng)基滅菌不徹底；實罐滅菌過程中閥門調(diào)節(jié)迅速，料液大幅波動。b.連續(xù)滅菌操作的致死溫度或維持時間不足；連續(xù)滅菌過程中閥門調(diào)節(jié)過于迅速，或蒸汽壓力劇烈波動，都會導致維持罐內(nèi)料液發(fā)生返混，使滅菌時間無法保證，更嚴重的是未達到致死溫度的“生料”進入維持罐而導致染菌。c.空罐滅菌閥門開度不合理，造成罐內(nèi)蒸汽流動不暢，形成死角。d.空氣除菌過濾器滅菌不合理，造成滅菌不徹底，造成過濾器濾芯的損壞，導致有菌空氣進入罐中。e.罐的清洗工作不徹底，尤其是染菌罐的處理措施不到位。異常情況的發(fā)生也能導致染菌，比如大范圍的停電，造成空壓機停止運行，空氣系統(tǒng)壓力“掉壓”，不僅導致罐壓“掉0”，嚴重的還可能發(fā)生料液倒流進入空氣系統(tǒng)的現(xiàn)象，污染空氣過濾器。（2）染菌分析及判斷①染菌規(guī)模個別罐偶爾染菌應重點分析滅菌操作過程是否合理，種子的無菌情況，其次要從罐體方面分析，檢查是否有設備閥門滲漏及死角現(xiàn)象。個別罐連續(xù)染菌應重點從罐體設備本身尋找原因：檢查所有與罐直接相連的閥門是否泄漏，罐內(nèi)是否有滲漏和死角，檢查空氣除菌過濾器是否損壞失效。種子罐大規(guī)模染菌應重點檢查斜面、母瓶的無菌狀況。發(fā)酵罐大規(guī)模染菌應重點從補料系統(tǒng)方面查找原因。種子罐和發(fā)酵罐同時大規(guī)模染菌，空氣系統(tǒng)出現(xiàn)問題的可能性是最大的。②染菌類型

發(fā)酵過程染菌，多種菌型出現(xiàn)的機率多，單菌型機率較少。染的是耐熱芽孢桿菌時，這與培養(yǎng)基滅菌不徹底或設備內(nèi)有“死角”關系甚大。雜菌是不耐熱的球菌或桿菌時，可從空氣凈化系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、種子帶菌、設備滲漏和操作等進行追查。染大腸桿菌則懷疑是否有臟水污染，如蛇管穿孔。若污染是真菌，就可能是由于設備或冷卻盤管的滲透。③染菌時間消后培養(yǎng)基就染菌，通常是培養(yǎng)基或設備滅菌不徹底以及設備等原因造成的。消后未染菌，接種后開始染菌，應重點從母瓶狀況和接種操作環(huán)節(jié)方面查找原因。消后和接種都未染菌，發(fā)酵前期開始染菌，且雜菌繁殖速度很快，應重點從空氣系統(tǒng)查找原因。發(fā)酵中后期染菌，大多是因為補料系統(tǒng)方面的原因，也不排除空氣系統(tǒng)和設備方面的問題。染菌原因復雜，可能是多種因素迭加而成的，因此對以上三方面的情況要結合分析，根據(jù)具體情況和實際經(jīng)驗綜合判斷，絕不能硬搬硬套。

4．防止和制服染菌的方法（1）重視日常工作①觀察水冷式空氣冷卻器的出口溫度和下吹口水量，濕熱季節(jié)應加大檢查頻率，發(fā)生穿孔現(xiàn)象能及時發(fā)現(xiàn)。觀察經(jīng)過空氣夾套加熱器加熱后的空氣溫度和預總空氣過濾器的下吹口排放情況，檢測各罐分過濾器的下吹口空氣濕度，保證進罐的空氣相對濕度不高于60%。②空氣除菌過濾器定期滅菌。應保證蒸汽的質(zhì)量，嚴格按操作規(guī)程操作，避免因溫度過高、流量過大或結束時的切換操作過猛而損壞濾芯。③觀察總蒸汽溫度和壓力是否對應，保證所用蒸汽均為飽和蒸汽。如果是過熱蒸汽，應使用蒸汽增濕裝置；如果是過濕蒸汽，應適當延長空消時間。④定期拆檢連消塔、維持罐，檢查內(nèi)件堅固情況、存料及結垢情況，及時清理內(nèi)垢。檢查噴淋冷卻管路及物料管路上相關閥門的泄漏情況。⑤強化菌種保藏管理，嚴格執(zhí)行無菌室管理制度，避免在種子擴培、移種過程中發(fā)生污染。對菌種培養(yǎng)基和器具進行嚴格的滅菌操作，保證滅菌鍋內(nèi)的空氣排盡，以免形成“假壓力”而導致滅菌不徹底。⑥認真做好罐的清理、沖洗工作，清除死角。原則上每批罐放罐并將有害氣體置換完全后，應下罐檢查。重點是清理易存料的罐內(nèi)部件如擋板、人梯、攪拌軸拉桿、聯(lián)軸器、冷卻管及支撐件、監(jiān)控儀表套筒焊接處、空氣分布管內(nèi)、罐底閥等；認真沖洗罐頂部位的人孔、視鏡口、各種接管口，清除泡沫；檢查冷卻盤管、監(jiān)控儀表套筒、減速機軸封的情況，及時發(fā)現(xiàn)泄漏點。⑦定期進行堿水煮罐。用堿水煮罐是最有效的辦法：堿水配制濃度不低于1mol/L，體積加到接近排氣口，蒸汽加熱至90℃以上，微開罐底蒸汽閥，全開排氣閥，保持堿水在微沸狀態(tài)，煮8小時以上。如果條件允許，通過連消系統(tǒng)將堿水打入罐中是更好的選擇。完成后通過罐底管路用空氣壓入另一個發(fā)酵罐繼續(xù)煮罐。一般三個月到半年煮一輪即可。⑧根據(jù)培養(yǎng)基情況選擇正確的滅菌形式。一般來說，淀粉質(zhì)原料在升溫過快或混合不均勻時容易結塊，使團塊中心部位“夾生”，蒸汽不易進入，在發(fā)酵過程中這些團塊會散開，而造成染菌。同樣由于培養(yǎng)基中諸如麩皮、黃豆餅一類的固形物含量較多，在投料時濺到罐壁或罐內(nèi)的各種支架上，容易形成堆積，這些堆積物在滅菌過程中由于傳熱較慢，一些雜菌也不易被殺滅，在后續(xù)過程中堆積物重新返回至發(fā)酵液中造成染菌。淀粉類培養(yǎng)基的滅菌采用實罐滅菌較好，一般在升溫前先通過攪拌混合均勻，并加入一定量的淀粉酶進行液化；有大顆粒存在時應先經(jīng)過篩除去，再進行滅菌；對于麩皮、黃豆餅粉一類的固形物含量較多的培養(yǎng)基，采用罐外預先配料，再轉至發(fā)酵罐內(nèi)進行實罐滅菌較為有效。⑨嚴格按標準操作規(guī)程進行滅菌，合理控制滅菌指標在規(guī)定范圍，避免超標如：在實罐滅菌操作的升溫階段，應合理控制主消蒸汽閥和排氣閥的開度，防止升溫過快，一方面易發(fā)生泡沫頂罐而逃液；一方面冷空氣可能未完全排盡，使罐內(nèi)溫度與壓力表指示不對應，產(chǎn)生所謂“假壓力”，培養(yǎng)基及罐頂局部空間的溫度達不到滅菌要求。⑩對發(fā)酵輔助設備儀表進行定期保養(yǎng)和檢修（2）異常情況處理①對染菌罐放罐后的處理對于連續(xù)染菌的罐，除常規(guī)的下罐檢查、清理沖洗外，根據(jù)染菌原因的判斷，應拆檢罐上所有閥門及相關管路上的閥門，進行打壓試漏，泄漏的立即更換；拆檢相關設備，如維持罐、除菌過濾器等。這些工作完成后，在進罐之前，還要進行甲醛熏蒸12個小時以上。甲醛熏蒸對于淺表部位和排氣系統(tǒng)的滅菌效果較為明顯，但對硬垢的滅菌效果不理想，應進行堿水煮罐。以上工作都應制度化、規(guī)范化，及時記錄，做到有章可尋，有據(jù)可查。②種子培養(yǎng)期染菌的處理對于已染菌的種子，不能移入發(fā)酵罐，應經(jīng)滅菌后棄掉，并對種子罐及管道等進行仔細檢查和徹底滅菌。同時采用備用種子，選擇生長正常無雜菌的種子接入發(fā)酵罐，繼續(xù)進行發(fā)酵生產(chǎn)。如無備用種子，進行“倒種”處理，接入新鮮的培養(yǎng)基中進行發(fā)酵生產(chǎn)。③發(fā)酵早期染菌處理如果早期染菌，原則上可適當改變生長參數(shù)，使有利于生產(chǎn)菌而不利于染菌的生長，如降低發(fā)酵溫度、調(diào)節(jié)pH值、調(diào)整補料量、補加培養(yǎng)基等；加入某些抑制染菌的化合物，條件是這種化合物對生產(chǎn)菌無害，對生產(chǎn)影響不大和在下游精制階段能被完全去除；如培養(yǎng)基中碳、氮含量還比較高時，終止發(fā)酵，將培養(yǎng)基加熱至規(guī)定溫度，重新進行滅菌處理后，再接入種子進行發(fā)酵；如果染菌已造成很大危害，培養(yǎng)基中碳、氮源消耗量已比較多，則可放掉部分發(fā)酵液，補充新鮮的培養(yǎng)基，重新進行滅菌后，再接種進行發(fā)酵。④中后期染菌的處理

a.加入一定量的殺菌劑或抗生素以及正常的發(fā)酵液，以抑制雜菌的生長，繼續(xù)進行發(fā)酵生產(chǎn)。如抗生素發(fā)酵，發(fā)酵液中已產(chǎn)生一定濃度的抗生素，對染菌已有一定抑制作用。b.可降低培養(yǎng)溫度、降低通風量、停止攪拌、少量補糖等。c.如果發(fā)酵液中產(chǎn)物濃度已達一定數(shù)值，則可放罐。對于沒有提取價值的發(fā)酵液，廢棄前應加熱至120℃以上，保持30分鐘后才能排放。⑤噬菌體污染的防止及處理

噬菌體可通過環(huán)境污染、設備的滲漏或“死角”、空氣凈化系統(tǒng)、培養(yǎng)基滅菌過程、補料過程及操作過程等進入發(fā)酵系統(tǒng)而引起染菌。感染噬菌體后，常使發(fā)酵液理化性質(zhì)發(fā)生變化。如氨基酸發(fā)酵過程中，感染噬菌體后，常使發(fā)酵液的光密度在發(fā)酵初期不上升或回降；pH值逐漸上升，可到8.0以上，氨的利用率停止；鏡檢時可發(fā)現(xiàn)菌體數(shù)量顯著減少，找不到完整的菌體；CO2排氣量異常，產(chǎn)物含量急劇下降；發(fā)酵液發(fā)紅、發(fā)灰、泡沫很多等。當噬菌體危害嚴重時，稠厚的發(fā)酵液經(jīng)過數(shù)小時后即迅速變稀，泡沫增多，短期內(nèi)大量菌絲自溶，在平板上出現(xiàn)典型的噬菌斑，菌的代謝和產(chǎn)物合成均停滯。防止噬菌體污染是一項系統(tǒng)工程，從培養(yǎng)基的制備、滅菌，種子培養(yǎng)，空氣凈化系統(tǒng)，環(huán)境衛(wèi)生，設備、管道、車間布局及職工工作責任心等諸多方面，分段檢查把關，才能做到根治噬菌體的危害。生產(chǎn)中一旦污染噬菌體，可采取下列措施a.并罐法利用噬菌體只能在處于生長繁殖細胞中增殖的特點，當發(fā)現(xiàn)發(fā)酵罐初期污染噬菌體時，可采用并罐法。即將其它罐批發(fā)酵16～18小時左右的發(fā)酵液，以等體積混合后分別發(fā)酵，利用其活力旺盛的種子，不進行加熱滅菌，亦不需另行補種，便可正常發(fā)酵。但要肯定，并入罐的發(fā)酵液不能染雜菌，否則兩罐都將染菌。b.輪換使用菌種或使用抗性菌株發(fā)現(xiàn)噬菌體后，停止攪拌，小通風，降低pH值，立即培養(yǎng)要輪換的菌種或抗性種子，培養(yǎng)好后接入發(fā)酵罐，并補加1/3正常量的玉米漿（不調(diào)pH值）、磷酸鹽和鎂鹽。如pH值仍偏高，不開攪拌，適當通風，至pH值正常，OD值增長后，再開攪拌正常發(fā)酵。c.放罐重消d.罐內(nèi)滅噬菌體法發(fā)現(xiàn)噬菌體后，停止攪拌，小通風，降低pH值，間接加熱到70～80℃，并自頂蓋計量器管道（或接種，加油管）內(nèi)通入蒸汽，自排氣口排出。因噬菌體不耐熱，加熱可殺死發(fā)酵液內(nèi)的噬菌體，通蒸汽殺死發(fā)酵罐及管道內(nèi)的噬菌體。冷卻后，如pH值過高，停止攪拌，小通風，降低pH值，接入2倍量的原菌種，至pH值正常后開始攪拌。e.噬菌體污染情況嚴重，上述方法無法解決時，應調(diào)換菌種，或停產(chǎn)全面消毒，待空間和環(huán)境中噬菌體密度下降后，再恢復生產(chǎn)。（3）合理安裝與設計①管路的配置和安裝。和無菌環(huán)境直接接觸的管路同樣也要求無菌，對這些管路的配置和安裝有三個原則：a與蒸汽管路直接或間接相連，可用蒸汽直接消毒;b管路盡量短，彎頭和閥門盡量少，閥門與罐體直接相連的短節(jié)在不影響操作的前提下盡量短;c直接與罐體相連的截止閥必須倒裝。②在發(fā)酵罐數(shù)量不大的情況下，建議采用公用接種管路方案，不要采用接種站方式。a發(fā)酵罐的排氣管路建議單獨配置，避免采用主管匯集的方式，如果通氣量較大，最好一臺罐的排氣管對應一臺旋風分離器，這樣就徹底避免了因逃液或倒壓引起的各罐串聯(lián)染菌的現(xiàn)象。b接觸無菌環(huán)境的管路最好使用不銹鋼材質(zhì)，法蘭、彎頭等管件焊接安裝時，必須采用氬氣保護焊接方式，避免采用電焊，以保證焊縫的平滑和潔凈，不留死角。c接觸料液的管路，其法蘭墊圈不要用石棉板材質(zhì)的，使用過程中會發(fā)生老化分層現(xiàn)象而形成死角，最好選用耐腐蝕且光滑的聚四氟乙烯材質(zhì)。墊片的安裝注意中心對正，以免凸出部位擋料，而凹入部位存料。發(fā)泡及其控制泡沫產(chǎn)生原因

發(fā)酵過程中通入大量空氣，并配有機械攪拌，將氣流粉碎產(chǎn)生大量氣泡。另外，菌體代謝過程中產(chǎn)生CO2氣體及代謝產(chǎn)物及菌體本身使發(fā)酵液粘度增大，引起泡沫產(chǎn)生。如培養(yǎng)基內(nèi)含有各種餅粉、酵母粉、蛋白胨、玉米漿等發(fā)泡性蛋白質(zhì)極易產(chǎn)生泡沫。泡沫的控制及消除減少泡沫形成的機會減少泡沫形成的機會是控制泡沫的內(nèi)在內(nèi)素。因此減少泡沫可以從通氣攪拌的劇烈程度、罐壓高低和培養(yǎng)基組成、原材料性質(zhì)等著手。消除已形成的泡沫生產(chǎn)上一般采用機械法、化學法和分離回流法進行消泡。機械消泡是靠機械引起的強烈振動或壓力的變化促使氣泡破裂。機械消泡可分為罐內(nèi)消泡和罐外消泡兩種方法。前者靠罐內(nèi)消泡漿轉動打碎泡沫；后者是將泡沫引出罐外，通過噴嘴的加速作用或離心力來消除泡沫。

消沫劑消沫（化學消沫）是靠加入表面活性物質(zhì)，降低泡沫的局部表面張力，使泡沫破裂的方法。常用消沫劑主要有天然油脂類，高碳醇、脂肪酸和酯類，聚醚類，硅酮類4大類。其中以天然油脂類和聚醚類最為常用。消沫劑的用法可以一次添加、少次多量與多次少量，效果各不相同。分離回流法是利用特殊分離裝置，將逃逸泡沫中的氣體和料液、菌體分離，經(jīng)過過濾除菌的氣體排入大氣，而料液和菌體通過回流管回流入罐。這種設備稱為尾氣處理器，它利用逃液和排氣本身的動力工作，沒有動力和原料消耗，可有效增加裝料系數(shù)。適用于通氣量大，易產(chǎn)生泡沫的發(fā)酵生產(chǎn)，在需要嚴禁菌株外逃的場合，如基因工程菌的生產(chǎn)，則必須使用尾氣處理器。發(fā)酵液異常及其處理（1）發(fā)酵液轉稀①污染噬菌體，使菌體自溶。可補入抗噬菌體的種子液進行挽救；②罐溫長時間偏高，注意罐溫變化及時調(diào)整；③泡沫多，大量逃液，加消沫劑無效，被迫采取間歇停攪拌的方法，就在停攪拌的幾分鐘內(nèi)溶氧迅速下降到零，菌絲窒息死亡，造成菌絲自溶變稀。在剛出現(xiàn)變稀苗頭時及時補充氮源可以促進繁殖新菌體，使發(fā)酵恢復正常；有些品種，補入碳源也可防止變稀。補入氮源或碳源后，由于改變了發(fā)酵液表面張力，泡沫上升的情況也有所改善。（2）發(fā)酵液過濃是發(fā)酵液中氮源過多，造成菌體濃度大大增加，降低了溶氧濃度，影響發(fā)酵正常進行。向發(fā)酵罐內(nèi)補入大量水，除了使菌體濃度稍加稀釋外，還可降低發(fā)酵液粘度。視實際情況可分批或一次補水，補水量為發(fā)酵液體積5%～30%。（3）糖、氮代謝緩慢原因很多a孢子及種子質(zhì)量不好，培養(yǎng)基消毒不好，培養(yǎng)基中磷酸鹽濃度下降等。這類情況可以補充適量合適的氮源或補充一部分磷酸鹽。如鏈霉素發(fā)酵前期菌絲生長階段，若磷酸鹽含量過低，必須立即補入一定量磷酸鹽，以利于生長，補料過遲效果就差。b培養(yǎng)中期出現(xiàn)碳/氮緩慢利用時，補加10～20mg/kg無機磷會有一定效果。c發(fā)酵后期殘?zhí)翘邥r，可適當提高罐溫，利于提高發(fā)酵單位及糖氮利用。有些品種發(fā)酵中，出現(xiàn)糖氮代謝及發(fā)酵單位生長間歇停頓，影響生產(chǎn)，有時pH上升，氨水通不進，發(fā)酵單位下跌，這往往與菌種的性能有關。（4）pH不正常由于培養(yǎng)基的滅菌質(zhì)量、原料質(zhì)量和水的pH值及發(fā)酵過程控制（如空氣流量太大，可以使pH上升；加糖、加油過多或過于集中可以引起pH下降等）引起的。當pH不正常時，可以加入酸或堿來調(diào)節(jié)，也可以加入一些生理酸性或生理堿性物質(zhì)來調(diào)節(jié)。（5）菌體生長異常

a種子質(zhì)量差或種子低溫放置時間長，導致菌體數(shù)量較少、停滯期延長、發(fā)酵液內(nèi)菌體數(shù)量增長緩慢、外形不整齊、菌體濃度偏低；b環(huán)境條件差、培養(yǎng)基質(zhì)量不好、接種量太少等也會引起菌體生長差、菌體濃度偏低；c罐溫長時間偏高或停止攪拌時間較長造成溶氧不足，或培養(yǎng)基滅菌不當導致營養(yǎng)條件差等影響菌體生長差；d接種量大或營養(yǎng)過于豐富將使菌體生長過于迅速，菌濃過高。（6）溶解氧水平異常

污染好氧性雜菌，使溶解氧量在很短時間內(nèi)下降，直至接近零，且在長時間內(nèi)不能回升；當污染是非好氧性雜菌或噬菌體，使生產(chǎn)菌由于受污染而抑制生長或造成溶菌，使耗氧量減少，溶解氧量升高；攪拌漿的脫落等也將造成溶解氧的突然下降。

四、其他（1）排氣中CO2異常如污染雜菌，糖耗加快，CO2含量增加；污染噬菌體后，糖耗減慢，CO2含量減少。（2）生產(chǎn)設備故障如遇罐內(nèi)攪拌葉脫落或軸套松脫無法運轉等，可采取緊急措施，將發(fā)酵液壓入另一待放發(fā)酵液的空罐，繼續(xù)運轉；待放發(fā)酵液的罐可采取空罐不消毒的措施來接受發(fā)酵液，如措施迅速得當，可完全避免損失。此外，還有一些異常發(fā)酵現(xiàn)象，如在青霉素發(fā)酵過程中有時會出現(xiàn)菌絲畸形，長不稠，不利用糖等現(xiàn)象，產(chǎn)生這種情況的原因沒有完全搞清楚，有時可能是多加了前體中毒現(xiàn)象