Análisis del impacto de la contaminación bacteriana en la producción de fermentación en diferentes etapas

1. Impacto de la contaminación bacteriana en diferentes procesos de fermentación

(1) proceso de fermentación de penicilina:

La contaminación bacteriana afectará seriamente el rendimiento y la calidad de la penicilina, porque muchas bacterias pueden producir penicilinasa, que se descompondrá y destruirá la penicilina. Por lo tanto, la contaminación bacteriana debe controlarse estrictamente en las etapas temprana, media y tardía de la fermentación.

(2) Proceso de fermentación de nucleósido o nucleótidos:

Dado que las cepas de producción utilizadas son una variedad de microorganismos nutricionalmente deficientes, su capacidad de crecimiento es pobre y el medio de cultivo requerido es rico en nutrientes, son fácilmente contaminados por bacterias. Después de la contaminación bacteriana en las etapas temprana y media de la fermentación, los nutrientes en el medio de cultivo se consumen rápidamente, lo que inhibe seriamente el crecimiento de las bacterias de producción y la producción de metabolitos.

(3) proceso de fermentación de ácidos orgánicos como el ácido cítrico:

Generalmente, el valor de pH del líquido de fermentación es relativamente bajo después de la producción de ácido, y es muy difícil que las bacterias crezcan. Es poco probable que se produzca contaminación bacteriana en las etapas media y tardía de la fermentación. Lo principal es prevenir la contaminación bacteriana en la etapa temprana de la fermentación.

(4) Fermentación de ácido glutámico:

El ciclo de fermentación del ácido glutámico es corto, las bacterias de producción se reproducen rápidamente y el medio de cultivo no es demasiado rico, por lo que generalmente hay menos contaminación por bacterias. Si el tanque de semillas está contaminado con bacterias, causará un gran daño, por lo que la aparición de contaminación de semillas debe controlarse estrictamente. Una vez que se encuentre que las semillas están contaminadas por bacterias, deben desecharse después de la esterilización, y los tanques de semillas, las tuberías, etc. deben inspeccionarse cuidadosamente y esterilizarse completamente.

2. El impacto de diferentes tiempos de infección en la fermentación

2,1. Infección durante el cultivo de semillas

El cultivo de semillas se trata principalmente de cultivar y reproducir bacterias. La concentración bacteriana es baja y el medio de cultivo es rico en nutrientes, lo que facilita su infección. La contaminación de las semillas debe controlarse estrictamente. Cuando se encuentre que las semillas están contaminadas, deben esterilizarse y desecharse, y los tanques y tuberías de semillas deben inspeccionarse y esterilizarse completamente. El impacto de la infección durante el cultivo de semillas en la fermentación se refleja principalmente en los siguientes aspectos:

(1) Obstrucción metabólica: si el cultivo de semillas está infectado, el crecimiento y la reproducción de las bacterias de producción y la producción de metabolitos se verán seriamente perturbados. Las bacterias misceláneas competirán con las bacterias de producción por nutrientes y oxígeno, lo que resultará en la obstrucción del crecimiento de las bacterias de producción.

(2) de la calidad de la semilla Disminución: La infección conducirá a una disminución en la calidad de la semilla, porque el crecimiento de bacterias misceláneas consumirá los nutrientes en el medio de cultivo, haciendo imposible que las bacterias de producción obtengan suficientes nutrientes, afectando así su rendimiento en el proceso de fermentación.

(3) Inestabilidad del proceso de fermentación:

La contaminación bacteriana durante el período de cultivo de la semilla hará que el proceso de fermentación se vuelva inestable, porque el crecimiento y la reproducción de bacterias extrañas cambiarán las propiedades físicas y químicas del líquido de fermentación, como una disminución en el valor de pH, el consumo rápido de azúcar y nitrógeno, etc., Que a su vez afectará el metabolismo de las bacterias de producción y la producción de productos.

(4) Degradación de la calidad del producto:

Si se produce contaminación bacteriana durante el período de cultivo de la semilla, tendrá un impacto negativo en la calidad del producto. Por ejemplo, después de que la fermentación de los hongos filamentosos esté contaminada, se autolizará una gran cantidad de micelio, el líquido de fermentación se volverá pegajoso y algunos incluso olerán mal. Es difícil filtrar el líquido de fermentación, y es aún más difícil filtrar las bacterias contaminadas en la etapa temprana de la fermentación, lo que afecta seriamente la tasa de extracción y la calidad del producto.

2,2. Contaminación bacteriana en la etapa temprana de la fermentación

La etapa temprana de la fermentación es principalmente el crecimiento y la reproducción de las bacterias, y se producen muy pocos metabolitos. En este momento, es fácil estar contaminado. Después de la contaminación, las bacterias extrañas se multiplicarán rápidamente, compitiendo con las bacterias de producción por nutrientes y oxígeno, interfiriendo seriamente con el crecimiento y la reproducción de las bacterias de producción y la producción de productos. Es particularmente importantePara prevenir la contaminación bacteriana en la etapa temprana de la fermentación. Cuando la contaminación bacteriana ocurre en la etapa temprana de la fermentación, si el consumo de nutrientes no es grande, debe volver a esterilizarse rápidamente, los nutrientes necesarios deben complementarse, y la fermentación debe ser re-inoculada. El impacto de la contaminación bacteriana en la etapa temprana de la fermentación en la fermentación se refleja principalmente en los siguientes aspectos:

(1) Actividad enzimática:

La contaminación bacteriana en la etapa temprana de la fermentación afectará la cantidad de enzimas. Las bacterias diversas se reproducen rápidamente, consumen nutrientes en el medio de cultivo, afectan la reproducción de las bacterias de producción y, por lo tanto, reducen la cantidad de enzimas.

(2) Efecto de aplicación de enzima:

La contaminación bacteriana en la etapa temprana de la fermentación afectará el efecto de aplicación de las enzimas. Las bacterias misceláneas producirán algunos metabolitos, que pueden inhibir competitivamente las enzimas de las bacterias de producción, afectando así el efecto de aplicación de las enzimas.

(3) secuencia de producción:

La contaminación bacteriana en la etapa temprana de la fermentación afectará la secuencia de producción. Después de la contaminación, el equipo debe desinfectarse, lo que afectará el progreso de la producción y el Plan de descarga del tanque. Además, si las bacterias misceláneas se reproducen demasiado, puede tener un impacto negativo en la calidad del líquido de fermentación.

2,3. Contaminación bacteriana en la etapa intermedia de la fermentación

La contaminación bacteriana en la etapa intermedia de la fermentación interferirá seriamente con el metabolismo de las bacterias de producción y afectará la producción de productos. Algunas bacterias producen sustancias ácidas después de la reproducción, lo que reduce el valor de pH, consume azúcar y nitrógeno rápidamente, hace que el micelio (hifas) se autolique, hace que el líquido de fermentación sea pegajoso, produce mucha espuma, Y reduce o detiene rápidamente la acumulación de productos metabólicos. Algunos de los productos que se han producido también se utilizarán o destruirán, y algunos líquidos de fermentación olerán mal. El impacto de la contaminación bacteriana en medio de la fermentación en la fermentación se refleja principalmente en los siguientes aspectos:

(1) interferencia con el metabolismo:

La contaminación bacteriana en medio de la fermentación interferirá seriamente con el metabolismo de las bacterias de producción. La gran cantidad de ácido producido por las bacterias hace que el pH del líquido de cultivo baje, lo que puede dañar la membrana celular y la pared celular de las bacterias de producción y afectar su crecimiento y reproducción. Al mismo tiempo, la tasa de consumo de azúcar y nitrógeno se acelera, lo que hace que el líquido de fermentación se vuelva pegajoso, el micelio se autolique y la secreción del producto disminuya o se detenga.

(2) Producir toxinas:

Algunas bacterias producen toxinas, que pueden ser tóxicas para la producción de bacterias e incluso causar fallas en la fermentación. Por ejemplo, la contaminación por Escherichia coli puede hacer que el líquido se vuelva negro de cultivo, maloliente y produzca mucha espuma.

(3) Destruir productos:

A veces, Las bacterias utilizan los productos que se han producido para reproducirse, lo que destruirá la estructura y función de los productos y provocará una disminución en la calidad y cantidad de los productos. (4) Impacto en el procesamiento posterior: si el caldo de fermentación está gravemente contaminado por bacterias extrañas, puede tener un impacto negativo en el proceso de procesamiento posterior. Por ejemplo, el crecimiento excesivo de bacterias extrañas dificultará la filtración y afectará la extracción y refinación del producto.

2,4. Contaminación en la etapa de fermentación tardía

En la etapa de fermentación tardía, el producto acumula más y nutrientes como el azúcar están a punto de agotarse. Si la cantidad de contaminación no es demasiado, la fermentación puede continuar; si la contaminación es grave y el daño es grande, se pueden tomar medidas para liberar el tanque con anticipación. El impacto de la contaminación en la etapa de fermentación tardía en la fermentación se refleja principalmente en los siguientes aspectos:

(1) Destrucción de productos: en la etapa de fermentación tardía, se ha acumulado una gran cantidad de productos, especialmente antibióticos, en el caldo de fermentación. Estos antibióticos tienen cierto efecto inhibidor o mortal sobre las bacterias extrañas. Si se produce contaminación en esta etapa, puede hacer que los productos ya generados se descompongan, lo que provoca la pérdida del producto y la degradación de la calidad.

(2) Deterioro de la calidad del caldo de fermentación: en la etapa de fermentación tardía, la contaminación conducirá a una disminución en la calidad del caldo de fermentación. El crecimiento de bacterias extrañas consumirá los nutrientes en el medio de cultivo, cambiará el valor del pH y producirá algunos metabolitos. Estos productos pueden tener un destruEfecto sobre la membrana celular y la pared celular de las bacterias de la producción, afectando la calidad y el rendimiento del producto.

(3) riesgo de contaminación bacteriana Mayor: En las últimas etapas de la fermentación, la contaminación bacteriana puede hacer que el líquido de fermentación apeste, se vuelva negro y produzca una gran cantidad de espuma. Estos fenómenos pueden aumentar el riesgo de contaminación bacteriana y hacer que el proceso de fermentación sea más inestable e incontrolable.

3. Prevención y Control de la contaminación bacteriana

Durante el proceso de fermentación, la contaminación bacteriana es un tema que requiere mucha atención. La contaminación bacteriana puede conducir a una disminución en la calidad de los productos fermentados, una disminución en el rendimiento e incluso el fracaso del proceso de fermentación. Por lo tanto, la prevención y el control de la contaminación bacteriana es de gran importancia para la industria de la fermentación. Los siguientes discutirán las medidas de prevención y control para la contaminación bacteriana de la fermentación de los aspectos de control de la materia prima, esterilización, purificación de inoculación, limpieza de equipos, monitoreo de procesos, prevención de la contaminación del aire, preservación de la CEPA y tratamiento de aguas residuales.

(1) Control de la materia prima

El control de la materia prima es la primera línea de defensa para prevenir la contaminación bacteriana de la fermentación. Las materias primas calificadas son el requisito previo para el progreso suave del proceso de fermentación. Por lo tanto, las materias primas deben revisarse estrictamente para garantizar que no contengan bacterias extrañas. Al mismo tiempo, el almacenamiento y la gestión de las materias primas también son cruciales. El almacén de materias primas debe mantenerse limpio y seco para evitar que las materias primas estén húmedas, mohosas y contaminadas. Las materias primas no calificadas deben manipularse y reemplazarse de manera oportuna. Además, se debe fortalecer la gestión de los proveedores de materias primas para garantizar la fiabilidad de la cadena de suministro de la materia prima.

(2) esterilización

La esterilización es un paso clave para prevenir la contaminación bacteriana de la fermentación. Antes de que comience la fermentación, el medio de cultivo, el equipo de fermentación, las tuberías, etc. deben esterilizarse a fondo. Los métodos de esterilización comunes incluyen Esterilización por calor seco, esterilización por calor húmedo y esterilización por radiación. Elegir un método de esterilización adecuado requiere considerar factores como las propiedades y la resistencia al calor del producto de fermentación. Al mismo tiempo, elegir un desinfectante adecuado también es una parte importante de la esterilización. El desinfectante debe tener propiedades antibacterianas de amplio espectro y poder matar eficazmente varias bacterias. Al mismo tiempo, también debe considerarse su efecto residual. Al usar desinfectantes, es necesario seguir las instrucciones de uso para garantizar la eficacia y seguridad del desinfectante.

(3) inoculación y purificación

La inoculación y la purificación es una parte importante para evitar que las bacterias de fermentación se contaminen. Antes de la inoculación, las cepas deben purificarse y examinarse para asegurarse de que no contengan bacterias. Al mismo tiempo, el equipo de fermentación, las tuberías, etc. deben limpiarse y desinfectarse a fondo para evitar el residuo de bacterias. Durante el proceso de inoculación, se debe evitar la introducción de bacterias, como el uso de equipos de inoculación estériles y procedimientos operativos estandarizados. Después de la inoculación, el líquido de fermentación debe ser probado de calidad. Si se encuentra la contaminación por bacterias, se deben tomar medidas oportunas para lidiar con ella.

(4) Limpieza del equipo

La Limpieza de equipos es una de las medidas importantes para evitar que las bacterias de fermentación se contaminen. La limpieza del equipo incluye limpieza, desinfección y eliminación de polvo de la superficie del equipo. Los equipos de limpieza pueden eliminar suciedad, bacterias y otros desechos en la superficie del equipo para evitar que se convierta en un caldo de cultivo para las bacterias. Al mismo tiempo, elegir el agente de limpieza y desinfectante adecuados también es clave. Los agentes de limpieza y desinfectantes deben tener propiedades antibacterianas de amplio espectro y poder matar eficazmente varias bacterias. Al mismo tiempo, también deben considerarse sus efectos residuales y seguridad de uso. Durante el proceso de limpieza y desinfección, se debe prestar atención a los lugares que se pasan por alto fácilmente, como las esquinas muertas y los espacios en el equipo, para garantizar el efecto de limpieza del equipo.

(5) Seguimiento del proceso

La Monitorización del proceso es un medio importante para prevenir la contaminación por bacterias de fermentación. El monitoreo del proceso incluye monitoreo y registro en tiempo real de parámetros como temperatura, humedad, presión, composición del gas y flujo de material durante el proceso de fermentación para detectar rápidamente proBlemas como la contaminación por bacterias. Al mismo tiempo, después de que se completa la fermentación, el líquido de fermentación debe probarse para determinar su calidad. Si se encuentran problemas como la contaminación por bacterias, se deben analizar y resumir oportunamente las causas, y se deben tomar medidas para mejorarlas.

(6) Prevención de la contaminación del aire

El aire es una de las formas importantes de propagación de las bacterias. Para prevenir la contaminación del aire, es necesario tomar una serie de medidas. Primero, la fuente de contaminación debe controlarse para evitar el uso de materias primas y equipos que contienen bacterias. En segundo lugar, la ventilación debe reforzarse para mantener el taller de fermentación limpio y seco para evitar que la humedad y el polvo en el aire afecten el proceso de fermentación. Además, se pueden utilizar filtros de aire y otros métodos para eliminar las bacterias y el polvo en el aire, reduciendo así la contaminación del aire al proceso de fermentación.

(7) Preservación de la CEPA

La Preservación de la CEPA es una de las medidas importantes para prevenir la contaminación bacteriana. La Selección de condiciones y métodos de conservación adecuados puede extender la vida útil de la CEPA y prevenir la contaminación bacteriana. Los métodos de preservación comúnmente utilizados incluyen Preservación de glicerol, preservación de secado al vacío, preservación de nitrógeno líquido, etc. Durante el proceso de preservación, se debe prestar atención al control de parámetros como la temperatura, la humedad y el oxígeno para garantizar la seguridad y estabilidad de la tensión. Al mismo tiempo, la CEPA debe probarse regularmente para determinar su calidad. Si se encuentran problemas como la contaminación bacteriana, se deben tomar medidas oportunas para enfrentarlos.

Tratamiento de aguas residuales (8)

El tratamiento de aguas residuales es uno de los eslabones importantes en la prevención de la contaminación bacteriana en la industria de la fermentación. El tratamiento de aguas residuales debe seguir estrictos estándares de tratamiento de aguas residuales para garantizar que las aguas residuales descargadas cumplan con los requisitos de protección ambiental. Los métodos de tratamiento de aguas residuales comúnmente utilizados incluyen métodos físicos, métodos químicos y métodos biológicos. Al elegir un método de tratamiento de aguas residuales, se deben considerar factores como la naturaleza y la composición de las aguas residuales. Al mismo tiempo, la selección de equipos de tratamiento de aguas residuales también es crucial. El equipo debe ser eficiente, estable y duradero, y ser capaz de eliminar eficazmente las bacterias y sustancias nocivas en las aguas residuales para garantizar la eficacia y confiabilidad del tratamiento de aguas residuales.