噬菌體是感染細菌、真菌、藻類 、放線菌或螺旋體等微生物的病毒的總稱，因部分能引起宿主菌的裂解，故稱為噬菌體。當發(fā)酵液受到噬菌體嚴重污染時，可能會對發(fā)酵過程產(chǎn)生不良影響，甚至導致整個發(fā)酵過程的失敗。因此，在發(fā)酵過程中，要采取有效的預防和控制措施，避免發(fā)酵液受到噬菌體污染。這包括加強發(fā)酵設備、原材料、水質(zhì)等方面的衛(wèi)生管理，以及定期進行微生物學檢測和噬菌體檢測等。
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，不能脫離宿主而自行生長繁殖。如果不同菌株的親緣關系比較近，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。
2)不耐熱性。游離的噬菌體在45℃條件下10min就可使其失活。
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。
五種有尾噬菌體的基本結(jié)構及其結(jié)構蛋白所在的部位
03噬菌體染菌的現(xiàn)象 1)發(fā)酵周期延長，甚至產(chǎn)物生成量減少或停止；2)發(fā)酵（OD值）光密度不上升或回降；3)pH逐漸上升；4)氨利用停止；5)糖耗、溫升緩慢或停止；6)產(chǎn)生大量泡沫，發(fā)酵液呈黏膠狀；7)發(fā)酵液變清，鏡檢時菌體數(shù)量顯著減少，甚至找不到完整的菌體。
1)樣品處理：將細菌樣品混合于緩沖液中，加入適量的噬菌體，混合均勻。將混合液在室溫下放置一段時間，使噬菌體充分感染細菌。
2)細菌培養(yǎng)：將上述混合液涂布在合適的固體培養(yǎng)基上，于恒溫器中培養(yǎng)一段時間，使細菌生長并被噬菌體感染。3)噬菌斑檢測：觀察培養(yǎng)皿上的菌落，尋找由于噬菌體感染而形成的透明斑，即噬菌斑。用記號筆標記噬菌斑的位置。4)定量檢測：可以采用酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELISA）或聚合酶鏈式反應（PCR）等方法，對噬菌體進行定量檢測。
5)宿主范圍檢測：將不同的細菌菌株與噬菌體共同培養(yǎng)，觀察是否能形成噬菌斑。通過這種方式可以檢測噬菌體對不同細菌的感染能力，即宿主范圍。
6)生物學特性分析：對噬菌體的生物學特性進行分析，如基因組大小、感染能力、復制周期等。這些特性可以反映噬菌體的種類和特點，有助于對其進行分類和研究。
① 菌種本身帶噬菌體，特別是溶源性噬菌體，對這種菌種，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，應立即棄去② 發(fā)酵車間環(huán)境里噬菌體隨空氣進入發(fā)酵罐污染。盡管發(fā)酵罐有空氣過濾器，但如果環(huán)境空氣存在噬菌體，空氣過濾器無法過濾攔截，從空氣過濾原理得知只能攔截一部分的噬菌體。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。
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，其實預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。
5.2 殺死噬菌體的方法 1)物理方法：可以采取高溫滅菌、紫外線輻射、過濾等方法去除噬菌體。這些方法簡單易行，但也有其局限性，比如過濾方法只能去除噬菌體的一部分，而高溫滅菌和紫外線輻射對設備和物品也會造成一定的損害。2)化學方法：可以使用化學消毒劑去除噬菌體，例如過氧乙酸、氯氣等。這些化學消毒劑具有強烈的殺菌作用，可以去除大部分的噬菌體，但也需要注意消毒劑的濃度和使用方法，以避免對生產(chǎn)設備和人員產(chǎn)生不利影響。3)生物方法：可以使用其他細菌或病毒對噬菌體進行防治，例如利用具有廣譜殺菌作用的細菌或利用分子生物學技術針對特定的噬菌體進行干預。這些方法相對于物理和化學方法而言更加精準和有效，但也需要特定的技術和設備支持。 5.3 預防噬菌體的措施
① 精度為0.01um的空氣過濾器能阻攔噬菌體空氣。過濾器中的0.01um的精度不是單指膜的精度，他是把布朗運動、撞擊等攔截都計算在內(nèi)的，故0.01um只是個相對精度，實際上膜的絕對精度在0.2um左右，故0.01um的空氣過濾器可以擋住一部分噬菌體，但不能擋住。用過濾器的洗脫液經(jīng)電鏡觀察，可以看到噬菌體的存在。
② 噬菌體不耐熱，65℃以上的溫度可殺死噬菌體。我們所說的熱滅菌是指達到一定的溫度并維持一定的時間，使微生物致死的過程，可在實際生產(chǎn)中我們經(jīng)常會遇到溫度達到了使噬菌體致死的溫度，可是卻殺不死噬菌體，主要原因在于維持時間不夠。這就很容易解釋為什么空氣在進罐前就已經(jīng)加熱到70C，可噬菌體仍然能活著進罐。
③ 噬菌體對藥物敏感。甲醛等消毒劑可殺死噬菌體原理同上，雖然藥的濃度和劑量足夠，可是如果維持時間不夠仍起到不殺菌效果。用5%的甲醛對全廠區(qū)噴灑，而后在環(huán)境中取樣測定，仍有很多活噬菌體。
④ 預防噬菌體是發(fā)酵車間的事情，與其他車間無關。噬菌體的防治是要上下齊動手，人人都參與。發(fā)酵要做好是需要各部門配合且長期堅持下去。
⑤ 生產(chǎn)正常時，對噬菌體的警惕可以放松一點了。對于噬菌體的防治，我們要做到時刻警惕。
由于噬菌體缺乏獨立代謝的酶體系，不能脫離寄生而自行生長繁殖，因而噬菌體的繁殖必須依存于寄生菌的繁殖，噬菌體只能在活的、正處于生長繁殖階段的細胞中進行繁殖，而在死的、老的或休眠狀態(tài)的細胞中以及代謝產(chǎn)物上都不能繁殖。因此，如果我們能夠不讓活的生產(chǎn)菌在環(huán)境中生長蔓延，也就切斷了噬菌體的食物來源，破壞了噬菌體的滋生場地和繁殖條件。
① 每次上罐前對發(fā)酵罐進行空氣試漏處理，防止由于設備原因造成活菌的外泄和噬菌體的進入。
② 在接完種后，必須對殘余種子液、接種瓶、種子罐及其連接管道附件等用蒸汽或藥物消毒，沒經(jīng)過滅活處理的種子液不得排入污水池。
③ 在發(fā)酵過程中，需要知道細菌的生長情況，要求定時取樣對發(fā)酵液進行檢測分析。取樣最好在無風的條件下進行，取樣口下方需設一個裝有堿液（(pH≥11）的容器，除了加蓋取樣瓶中的料液外，其余料液必須全部進入該堿容器，切勿噴灑或直接進入下水道。取完樣后，要用消毒水對取樣者的手、取樣瓶、裝堿容器和以取樣品為中心的上下左右1m的空間進行立體的噴灑；取樣瓶需裝在盛有消毒水的容器中直到化驗室。
④ 化驗室檢測的對象就是帶有活菌的料液，檢測完pH后的電極需先用新潔爾滅沖洗，沖洗水入pH≥11的堿桶中；測OD時，移取原液的移液管或移液槍頭須入堿水浸泡，比色管、比色器皿用新潔爾滅清洗浸泡30min后才可繼續(xù)使用；離心管用新潔爾滅清洗浸泡30分鐘后才可繼續(xù)使用，且離心后固相及其清洗水須入堿桶中，凡是與料液有直接接觸的液體廢棄物須入堿桶，嚴禁直接排入下水池；凡是與料液有直接接觸的固體廢棄物須有pH≥11堿水浸泡2h后方可廢棄。
⑤ 在發(fā)酵罐運行過程中有大量的尾氣要外排，而這尾氣中就含有活菌體，故尾氣需經(jīng)過處理并且要排到遠離車間100m以上的車間下風口位置。
(3)環(huán)境衛(wèi)生，消滅噬菌體與雜菌
① 加強環(huán)境消毒：車間內(nèi)部用漂白水和新潔爾滅輪流對所有地面角落進行噴灑，定點放置固體二氧化氯，使車間內(nèi)部能聞到淡淡的藥味。每天早晚一次對車間地溝用漂白粉消毒，保持地溝內(nèi)清潔無積水。車間周圍用二氧化氯、漂白粉每天噴灑2次。
② 加強普查力度：定期(3天1次) 對車間內(nèi)部和車間周圍環(huán)境中的雜菌含量進行普查統(tǒng)計，重點部位要求每天普查，對測得不合格的區(qū)域進行重點消毒，并且分析雜菌的來源。定期檢測噬菌體案例與檢測空氣中噬菌體的方法。
③ 車間四周、角落及樓周圍不要亂堆東西，要保持整齊、清潔，定期清掃、沖刷，撒漂白粉或石灰等。
④ 加強對蛇管的檢查力度。特別是彎頭和焊接部分，極易受到料液的腐蝕而穿孔。蛇管中循環(huán)水的壓力一般大于罐內(nèi)壓力，不管穿孔多少，水中的噬菌體會源源不斷的進入發(fā)酵罐中，需特別引起重視。
(4)嚴防噬菌體進入種子罐或發(fā)酵罐內(nèi)
2)種子室與發(fā)酵車間分開、遠離，使種子工作不處于有噬菌體和雜菌污染的環(huán)境中，以確保種子進行的第一環(huán)不染噬菌體。
3)加強噬菌體檢測工作。定期檢測環(huán)境中噬菌體，掌握噬菌體情況。
① 加強種子室滅菌、無菌操作及安全衛(wèi)生措施。感染噬菌體的培養(yǎng)物不得帶入無菌室、搖瓶間(因噬菌體可透過紗布棉塞飛揚)，種子室應盡量減少與外界接觸。
③ 消滅設備死角。定期檢查設備，尤其是種子罐，罐頂、擋板、冷卻管、罐底.攪拌器、罐壁與節(jié)門等處、滲漏及結(jié)垢，及時解決。設備要易于清洗與維修。管路要簡化，閥門要可靠。
④ 認真進行培養(yǎng)液、發(fā)酵設備、空氣凈化系統(tǒng)及管路的消毒工作。
在發(fā)酵中，因為需要大量通入空氣，所以必須高度注意由空氣而來的污染。噬菌體在干燥狀態(tài)比濕潤狀態(tài)穩(wěn)定，從空氣中分離到的耐干燥的噬菌體，能長時間存活而浮游于空氣中，是造成噬菌體污染的重要原因，要特別重視。
(5)感染噬菌體后的發(fā)酵罐及其相關聯(lián)的系統(tǒng)處理
1)發(fā)酵罐要經(jīng)過空消121℃，30min→5%甲醛100°C，4h→4%堿水100°C，4h→空消121℃，30min處理；2)所有與罐體直接相連的閥門拆下來肢解后用4%堿水浸泡4h，然后組裝好試壓 （0.8MPa的壓縮空氣）不漏后待用。3)物料管道用5%甲醛熏蒸4h，然后用4%熱堿水浸泡30min以上，用清水清洗干凈備用。4)移種管道用5%甲醛熏蒸4h，煮罐后的堿水通過移種管道排出，再用蒸汽消毒1h，要求每個排污閥都要微開，確保有水或汽排出。
5)把補料罐先清空，補料管道用5%甲醛熏蒸4h，煮罐后的堿水通過移種管道排出，再用蒸汽消毒1h，要求每個排污閥都要微開，確保有水或汽排出。
6)放料管道用5%甲醛熏蒸4h，煮罐后的堿水通過放料管道排出，再用蒸汽消毒1h。
7)空氣總管用5%甲醛熏蒸4h，要求每個支路都要消到，再用蒸汽沖刷3h，最后用空氣吹干。
奧克泰士在發(fā)酵生產(chǎn)領域的作用和優(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。
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，提供科學針對性的解決方案。
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