Análise do impacto da contaminação bacteriana na produção de fermentação em diferentes estágios

1. impacto da contaminação bacteriana em diferentes processos de fermentação

(1) processo de fermentação da penicilina:

A contaminação bacteriana afetará seriamente o rendimento e a qualidade da penicilina, porque muitas bactérias podem produzir penicilinase, que se decompõe e destrói a penicilina. Portanto, a contaminação bacteriana deve ser estritamente controlada nos estágios inicial, médio e tardio da fermentação.

(2) Processo de fermentação de nucleosídeo ou nucleotídeo:

Uma vez que as cepas de produção usadas são uma variedade de microrganismos nutricionalmente deficientes, sua capacidade de crescimento é pobre e o meio de cultura necessário é rico em nutrientes, eles são facilmente contaminados por bactérias. Após a contaminação bacteriana nos estágios iniciais e intermediários da fermentação, os nutrientes no meio de cultura são rapidamente consumidos, o que inibe seriamente o crescimento das bactérias de produção e a produção de metabólitos.

(3) Processo de fermentação de ácidos orgânicos como o ácido cítrico:

Geralmente, o valor de pH do líquido de fermentação é relativamente baixo após a produção de ácido, e é muito difícil para as bactérias crescerem. É improvável que a contaminação bacteriana ocorra nos estágios intermediário e tardio da fermentação. O principal é evitar a contaminação bacteriana no estágio inicial da fermentação.

(4) fermentação do ácido glutâmico:

O ciclo de fermentação do ácido glutâmico é curto, as bactérias de produção se reproduzem rapidamente e o meio de cultura não é muito rico, portanto, geralmente há menos contaminação por bactérias. Se o tanque de sementes estiver contaminado com bactérias, causará grandes danos, portanto, a ocorrência de contaminação de sementes deve ser estritamente controlada. Uma vez que as sementes estão contaminadas por bactérias, elas devem ser descartadas após a esterilização, e os tanques de sementes, tubos, etc. devem ser cuidadosamente inspecionados e completamente esterilizados.

2. o impacto de diferentes tempos de infecção na fermentação

2.1. Infecção durante a cultura de sementes

A cultura de sementes é principalmente sobre o crescimento e reprodução de bactérias. A concentração bacteriana é baixa e o meio de cultura é rico em nutrientes, o que facilita a infecção. A contaminação das sementes deve ser estritamente controlada. Quando as sementes são contaminadas, elas devem ser esterilizadas e descartadas, e os tanques de sementes e oleodutos devem ser inspecionados e completamente esterilizados. O impacto da infecção durante a cultura de sementes na fermentação é refletido principalmente nos seguintes aspectos:

(1) Obstrução metabólica: Se a cultura de sementes estiver infectada, o crescimento e a reprodução das bactérias de produção e a produção de metabólitos serão seriamente perturbados. Bactérias diversas competirão com as bactérias de produção por nutrientes e oxigênio, resultando na obstrução do crescimento das bactérias de produção.

(2) Diminuição da qualidade das sementes: A infecção levará a um declínio na qualidade das sementes, porque o crescimento de bactérias diversas consumirá os nutrientes no meio de cultura, impossibilitando que as bactérias de produção obtenham nutrientes suficientes, afetando assim seu desempenho no processo de fermentação.

(3) Instabilidade do processo de fermentação:

A contaminação bacteriana durante o período de cultura de sementes fará com que o processo de fermentação se torne instável, porque o crescimento e a reprodução de bactérias estranhas mudarão as propriedades físicas e químicas do líquido de fermentação, como uma diminuição no valor do pH, consumo rápido de açúcar e nitrogênio, etc., Que, por sua vez, afetará o metabolismo das bactérias de produção e a produção de produtos.

(4) degradação da qualidade do produto:

Se a contaminação bacteriana ocorrer durante o período de cultura de sementes, terá um impacto negativo na qualidade do produto. Por exemplo, após a fermentação de fungos filamentosos estar contaminados, uma grande quantidade de micélio será autolisada, o líquido de fermentação ficará pegajoso e alguns até cheirarão mal. É difícil filtrar o líquido de fermentação, e é ainda mais difícil filtrar as bactérias contaminadas no estágio inicial da fermentação, o que afeta seriamente a taxa de extração e a qualidade do produto.

2.2. Contaminação bacteriana no estágio inicial da fermentação

O estágio inicial da fermentação é principalmente o crescimento e a reprodução das bactérias, e muito poucos metabólitos são produzidos. Neste momento, é fácil ser contaminado. Após a contaminação, as bactérias estranhas se multiplicarão rapidamente, competindo com as bactérias de produção por nutrientes e oxigênio, interferindo seriamente no crescimento e reprodução das bactérias de produção e na produção de produtos. É particularmente importantePara evitar a contaminação bacteriana no estágio inicial da fermentação. Quando a contaminação bacteriana ocorre no estágio inicial da fermentação, se o consumo de nutrientes não for grande, deve ser rapidamente re-esterilizado, os nutrientes necessários devem ser suplementados, e a fermentação deve ser re-inoculada. O impacto da contaminação bacteriana no estágio inicial da fermentação na fermentação reflete-se principalmente nos seguintes aspectos:

(1) atividade enzimática:

A contaminação bacteriana no estágio inicial da fermentação afetará a quantidade de enzimas. Bactérias diversas se reproduzem rapidamente, consomem nutrientes no meio de cultura, afetam a reprodução das bactérias de produção e, assim, reduzem a quantidade de enzimas.

(2) efeito de aplicação da enzima:

A contaminação bacteriana no estágio inicial da fermentação afetará o efeito de aplicação das enzimas. Bactérias diversas produzirão alguns metabólitos, que podem inibir competitivamente as enzimas das bactérias de produção, afetando assim o efeito de aplicação das enzimas.

(3) sequência de produção:

A contaminação bacteriana no estágio inicial da fermentação afetará a sequência de produção. Após a contaminação, o equipamento precisa ser desinfetado, o que afetará o progresso da produção e o plano de descarga do tanque. Além disso, se bactérias diversas se reproduzem demais, isso pode ter um impacto negativo na qualidade do líquido de fermentação.

2.3. Contaminação bacteriana no estágio intermediário da fermentação

A contaminação bacteriana no estágio intermediário da fermentação interferirá seriamente no metabolismo das bactérias de produção e afetará a produção de produtos. Algumas bactérias produzem substâncias ácidas após a reprodução, o que diminui o valor do pH, consome açúcar e nitrogênio rapidamente, faz com que o micélio (hifas) se autolize, torna o líquido de fermentação pegajoso, produz muita espuma, e rapidamente reduz ou pára a acumulação de produtos metabólicos. Alguns dos produtos produzidos também serão utilizados ou destruídos, e alguns líquidos de fermentação terão um cheiro ruim. O impacto da contaminação bacteriana no meio da fermentação na fermentação é refletido principalmente nos seguintes aspectos:

(1) interferência com o metabolismo:

A contaminação bacteriana no meio da fermentação irá interferir seriamente com o metabolismo das bactérias de produção. A grande quantidade de ácido produzido pelas bactérias faz com que o pH do líquido de cultura caia, o que pode danificar a membrana celular e a parede celular da bactéria de produção e afetar seu crescimento e reprodução. Ao mesmo tempo, a taxa de consumo de açúcar e nitrogênio é acelerada, fazendo com que o líquido de fermentação se torne pegajoso, o micélio se autolize e a secreção do produto diminua ou pare.

(2) Produzir toxinas:

Algumas bactérias produzem toxinas, que podem ser tóxicas para a produção de bactérias e até causar falha na fermentação. Por exemplo, a contaminação por Escherichia coli pode fazer com que o líquido da cultura fique preto, fedorento e produza muita espuma.

(3) destruir produtos:

Às vezes, as bactérias usam os produtos que foram produzidos para se reproduzir, o que destruirá a estrutura e a função dos produtos e causará uma diminuição na qualidade e quantidade dos produtos. (4) Impacto no processamento posterior: Se o caldo de fermentação estiver seriamente contaminado por bactérias estranhas, pode ter um impacto negativo no processo de processamento posterior. Por exemplo, o crescimento excessivo de bactérias estranhas tornará a filtração difícil e afetará a extração e o refino do produto.

2.4. Contaminação no estágio de fermentação tardia

No estágio tardio de fermentação, o produto se acumula mais e nutrientes como o açúcar estão prestes a se esgotar. Se a quantidade de contaminação não for demais, a fermentação pode continuar; se a contaminação for séria e o dano for grande, medidas podem ser tomadas para liberar o tanque com antecedência. O impacto da contaminação no estágio de fermentação tardia na fermentação é refletido principalmente nos seguintes aspectos:

(1) Destruição de produtos: No estágio de fermentação tardia, uma grande quantidade de produtos, especialmente antibióticos, se acumulou no caldo de fermentação. Esses antibióticos têm um certo efeito inibitório ou mortal em bactérias estranhas. Se a contaminação ocorrer nesta fase, pode fazer com que os produtos já gerados se decomponham, resultando em perda de produto e degradação da qualidade.

(2) Deterioração da qualidade do caldo de fermentação: Na fase de fermentação tardia, a contaminação levará a um declínio na qualidade do caldo de fermentação. O crescimento de bactérias estranhas consumirá os nutrientes no meio de cultura, alterará o valor do pH e produzirá alguns metabólitos. Estes produtos podem ter um destruEfeito ctivo na membrana celular e na parede celular das bactérias de produção, afetando a qualidade e o rendimento do produto.

(3) Aumento do risco de contaminação bacteriana: Nos estágios posteriores da fermentação, a contaminação bacteriana pode fazer com que o líquido de fermentação fede, fique preto e produza uma grande quantidade de espuma. Esses fenômenos podem aumentar o risco de contaminação bacteriana e tornar o processo de fermentação mais instável e incontrolável.

3. prevenção e controle de contaminação bacteriana

Durante o processo de fermentação, a contaminação bacteriana é uma questão que requer muita atenção. A contaminação bacteriana pode levar a um declínio na qualidade dos produtos fermentados, uma diminuição no rendimento e até mesmo a falha do processo de fermentação. Portanto, a prevenção e o controle da contaminação bacteriana são de grande importância para a indústria de fermentação. A seguir irá discutir as medidas de prevenção e controle para a fermentação contaminação bacteriana a partir dos aspectos de controle de matéria-prima, esterilização, purificação de inoculação, limpeza de equipamentos, monitoramento de processos, prevenção da poluição do ar, preservação da tensão e tratamento de águas residuais.

(1) controle de matéria-prima

O controle da matéria-prima é a primeira linha de defesa para evitar a contaminação bacteriana da fermentação. Matérias-primas qualificadas são o pré-requisito para o bom andamento do processo de fermentação. Portanto, as matérias-primas devem ser rigorosamente rastreadas para garantir que não contenham bactérias estranhas. Ao mesmo tempo, o armazenamento e o gerenciamento de matérias-primas também são cruciais. O armazém de matéria-prima deve ser mantido limpo e seco para evitar que as matérias-primas sejam úmidas, mofadas e contaminadas. Matérias-primas não qualificadas devem ser manuseadas e substituídas em tempo hábil. Além disso, a gestão dos fornecedores de matérias-primas deve ser reforçada para garantir a confiabilidade da cadeia de abastecimento de matérias-primas.

(2) Esterilização

A esterilização é um passo fundamental na prevenção da contaminação bacteriana da fermentação. Antes do início da fermentação, o meio de cultura, o equipamento de fermentação, os dutos, etc. precisam ser completamente esterilizados. Os métodos comuns de esterilização incluem esterilização por calor seco, esterilização por calor úmido e esterilização por radiação. A escolha de um método de esterilização adequado requer a consideração de fatores como as propriedades e a resistência ao calor do produto de fermentação. Ao mesmo tempo, escolher um desinfetante adequado também é uma parte importante da esterilização. O desinfetante deve ter propriedades antibacterianas de amplo espectro e ser capaz de matar efetivamente várias bactérias. Ao mesmo tempo, seu efeito residual também deve ser considerado. Ao usar desinfetantes, é necessário seguir as instruções de uso para garantir a eficácia e segurança do desinfetante.

(3) inoculação e purificação

A inoculação e a purificação são uma parte importante da prevenção da contaminação de bactérias de fermentação. Antes da inoculação, as cepas precisam ser purificadas e rastreadas para garantir que não contenham bactérias. Ao mesmo tempo, o equipamento de fermentação, dutos, etc., precisam ser cuidadosamente limpos e desinfetados para evitar o resíduo de bactérias. Durante o processo de inoculação, a introdução de bactérias deve ser evitada, como o uso de equipamentos de inoculação estéril e procedimentos operacionais padronizados. Após a inoculação, o líquido de fermentação precisa ser testado com qualidade. Se a contaminação por bactérias for encontrada, medidas oportunas devem ser tomadas para lidar com isso.

(4) limpeza do equipamento

A limpeza de equipamentos é uma das medidas importantes para evitar que as bactérias da fermentação sejam contaminadas. A limpeza do equipamento inclui limpeza, desinfecção e remoção de poeira da superfície do equipamento. O equipamento de limpeza pode remover sujeira, bactérias e outros detritos na superfície do equipamento para evitar que se torne um terreno fértil para bactérias. Ao mesmo tempo, escolher o agente de limpeza e desinfetante certo também é fundamental. Os agentes de limpeza e desinfetantes devem ter propriedades antibacterianas de amplo espectro e ser capazes de matar efetivamente várias bactérias. Ao mesmo tempo, seus efeitos residuais e segurança de uso também devem ser considerados. Durante o processo de limpeza e desinfecção, deve-se prestar atenção a locais facilmente esquecidos, como cantos mortos e lacunas no equipamento, para garantir o efeito de limpeza do equipamento.

(5) Monitoração do processo

O monitoramento do processo é um meio importante para evitar a contaminação por bactérias de fermentação. O monitoramento do processo inclui monitoramento e registro em tempo real de parâmetros como temperatura, umidade, pressão, composição do gás e fluxo de material durante o processo de fermentação para detectar prontamente o proManchas como contaminação por bactérias. Ao mesmo tempo, após a fermentação ser concluída, o líquido de fermentação precisa ser testado quanto à qualidade. Se forem encontrados problemas como a contaminação por bactérias, as causas devem ser analisadas e resumidas em tempo hábil, e medidas devem ser tomadas para melhorá-las.

(6) Prevenindo a poluição do ar

O ar é uma das maneiras importantes de as bactérias se espalharem. Para evitar a poluição do ar, é necessário tomar uma série de medidas. Primeiro, a fonte de poluição deve ser controlada para evitar o uso de matérias-primas e equipamentos contendo bactérias. Em segundo lugar, a ventilação deve ser reforçada para manter a oficina de fermentação limpa e seca para evitar que a umidade e a poeira no ar afetem o processo de fermentação. Além disso, filtros de ar e outros métodos podem ser usados para remover bactérias e poeira no ar, reduzindo assim a poluição do ar para o processo de fermentação.

(7) preservação da tensão

A preservação da cepa é uma das medidas importantes para prevenir a contaminação bacteriana. A seleção de condições e métodos de preservação apropriados pode estender a vida útil da cepa e evitar a contaminação bacteriana. Os métodos de preservação comumente usados incluem preservação de glicerol, preservação de secagem a vácuo, preservação de nitrogênio líquido, etc. Durante o processo de preservação, atenção deve ser dada ao controle de parâmetros como temperatura, umidade e oxigênio para garantir a segurança e estabilidade da tensão. Ao mesmo tempo, a cepa deve ser testada regularmente quanto à qualidade. Se problemas como contaminação bacteriana forem encontrados, medidas oportunas devem ser tomadas para lidar com eles.

(8) tratamento de águas residuais

O tratamento de águas residuais é um dos elos importantes na prevenção da contaminação bacteriana na indústria de fermentação. O tratamento de águas residuais deve seguir padrões rígidos de tratamento de águas residuais para garantir que as águas residuais descarregadas atendam aos requisitos de proteção ambiental. Os métodos de tratamento de águas residuais comumente usados incluem métodos físicos, métodos químicos e métodos biológicos. Ao escolher um método de tratamento de águas residuais, fatores como a natureza e a composição das águas residuais precisam ser considerados. Ao mesmo tempo, a seleção de equipamentos de tratamento de águas residuais também é crucial. O equipamento deve ser eficiente, estável e durável, e ser capaz de efetivamente remover bactérias e substâncias nocivas nas águas residuais para garantir a eficácia e confiabilidade do tratamento de águas residuais.