تحليل تأثير التلوث الجرثومي على إنتاج التخمير في مراحل مختلفة

1. تأثير التلوث الجرثومي على عمليات التخمير المختلفة

(1) عملية تخمير البنسلين:

سيؤثر التلوث الجرثومي بشكل خطير على إنتاجية وجودة البنسلين ، لأن العديد من البكتيريا يمكن أن تنتج البنسليناز ، الذي سيتحلل ويدمر البنسلين. لذلك ، يجب التحكم في التلوث الجرثومي بشكل صارم في المراحل المبكرة والمتوسطة والمتأخرة من التخمير.

(2) عملية تخمير النوكليوسيد أو النوكليوتيدات:

نظرًا لأن سلالات الإنتاج المستخدمة هي مجموعة متنوعة من الكائنات الحية الدقيقة الناقصة من الناحية التغذوية ، فإن قدرتها على النمو ضعيفة ومتوسط الثقافة المطلوب غني بالمغذيات ، فهي ملوثة بسهولة بالبكتيريا. بعد التلوث الجرثومي في المراحل المبكرة والمتوسطة من التخمير ، يتم استهلاك المواد الغذائية في وسط الثقافة بسرعة ، مما يمنع بشكل خطير نمو البكتيريا المنتجة وإنتاج الأيضات.

(3) عملية تخمير الأحماض العضوية مثل حمض الستريك:

بشكل عام ، تكون قيمة الرقم الهيدروجيني لسائل التخمير منخفضة نسبيًا بعد إنتاج الحمض ، ومن الصعب جدًا على البكتيريا أن تنمو. من غير المرجح أن يحدث التلوث الجرثومي في المراحل المتوسطة المتأخرة من التخمير. الشيء الرئيسي هو منع التلوث الجرثومي في المرحلة المبكرة من التخمير.

(4) تخمير حمض الجلوتاميك:

دورة تخمير حمض الجلوتاميك قصيرة ، إنتاج البكتيريا تتكاثر بسرعة ، ومتوسط الثقافة ليست غنية جدا ، لذلك هناك تلوث أقل عموما بالبكتيريا. إذا كان خزان البذور ملوثًا بالبكتيريا ، فسيتسبب ذلك في ضرر كبير ، لذلك يجب التحكم بدقة في حدوث تلوث البذور. بمجرد أن يتم العثور على البذور ملوثة بالبكتيريا ، يجب التخلص منها بعد التعقيم ، ويجب فحص خزانات البذور والأنابيب وما إلى ذلك بعناية وتعقيمها جيدًا.

2. تأثير أوقات مختلفة من العدوى على التخمير

أو. العدوى أثناء زراعة البذور

زراعة البذور هي أساسا حول نمو وإعادة إنتاج البكتيريا. تركيز البكتيريا منخفض ومتوسط الثقافة غني بالمغذيات ، مما يجعل من السهل الإصابة. يجب التحكم في تلوث البذور بشكل صارم. عندما يتم العثور على البذور ملوثة ، يجب تعقيمها والتخلص منها ، ويجب فحص خزانات البذور وخطوط الأنابيب وتعقيمها بالكامل. ينعكس تأثير العدوى أثناء زراعة البذور على التخمير بشكل رئيسي في الجوانب التالية:

(1) عرقلة التمثيل الغذائي: إذا كانت زراعة البذور مصابة ، فإن نمو البكتيريا المنتجة وتكاثرها وإنتاج الأيضات سيتعرضوان إلى اضطراب خطير. سوف تتنافس البكتيريا المتنوعة مع البكتيريا المنتجة للمغذيات والأكسجين ، مما يؤدي إلى عرقلة نمو البكتيريا المنتجة.

(2) انخفاض جودة البذور: ستؤدي العدوى إلى انخفاض جودة البذور ، لأن نمو البكتيريا المتنوعة سيستهلك العناصر الغذائية في وسط الزراعة ، مما يجعل من المستحيل على بكتيريا الإنتاج الحصول على العناصر الغذائية الكافية ، مما يؤثر على أدائها في عملية التخمير.

(3) عدم استقرار عملية التخمير:

سيؤدي التلوث الجرثومي خلال فترة زراعة البذور إلى جعل عملية التخمير غير مستقرة ، لأن نمو وتكاثر البكتيريا الأجنبية سيغيرون الخصائص الفيزيائية والكيميائية لسائل التخمير ، مثل انخفاض قيمة الرقم الهيدروجيني ، والاستهلاك السريع للسكر والنيتروجين ، وما إلى ذلك ، والتي سوف تؤثر بدورها على عملية التمثيل الغذائي للبكتيريا إنتاج وإنتاج المنتجات.

(4) تدهور جودة المنتج:

إذا حدث تلوث بكتيري خلال فترة زراعة البذور ، فسيكون لذلك تأثير سلبي على جودة المنتج. على سبيل المثال ، بعد تلوث تخمير الفطريات الخيطية ، سيتم إعادة تحلل كمية كبيرة من الميسيليوم ، وسيصبح سائل التخمير لزجًا ، وسيشم البعض رائحة سيئة. من الصعب تصفية سائل التخمير ، ومن الأصعب تصفية البكتيريا الملوثة في المرحلة المبكرة من التخمير ، مما يؤثر بشكل خطير على معدل الاستخراج وجودة المنتج.

أو. التلوث الجرثومي في المرحلة المبكرة من التخمير

المرحلة المبكرة من التخمير هي بشكل رئيسي نمو وتكاثر البكتيريا ، ويتم إنتاج عدد قليل جدًا من المستقلبات. في هذا الوقت ، من السهل أن تكون ملوثة. بعد التلوث ، تتكاثر البكتيريا الأجنبية بسرعة ، وتتنافس مع البكتيريا المنتجة للمغذيات والأكسجين ، وتتدخل بشكل خطير في نمو وتكاثر البكتيريا المنتجة وإنتاج المنتجات. هذا مهم بشكل خاصلمنع التلوث الجرثومي في المرحلة المبكرة من التخمير. عندما يحدث التلوث الجرثومي في المرحلة المبكرة من التخمير ، إذا لم يكن استهلاك المواد الغذائية كبيرًا ، فيجب إعادة تعقيمه بسرعة ، ويجب استكمال العناصر الغذائية الضرورية ، ويجب إعادة تلقيح التخمير. ينعكس تأثير التلوث الجرثومي في المرحلة المبكرة من التخمير على التخمير بشكل رئيسي في الجوانب التالية:

(1) نشاط الإنزيم:

سيؤثر التلوث الجرثومي في المرحلة المبكرة من التخمير على كمية الإنزيمات. تتكاثر البكتيريا المتنوعة بسرعة ، وتستهلك العناصر الغذائية في وسط الثقافة ، وتؤثر على تكاثر بكتيريا الإنتاج ، وبالتالي تقلل من كمية الإنزيمات.

(2) تأثير تطبيق الإنزيم:

سيؤثر التلوث الجرثومي في المرحلة المبكرة من التخمير على تأثير تطبيق الإنزيمات. سوف تنتج البكتيريا المتنوعة بعض المستقلبات ، والتي قد تمنع بشكل تنافسي إنزيمات البكتيريا المنتجة ، مما يؤثر على تأثير تطبيق الإنزيمات.

(3) تسلسل الإنتاج:

سيؤثر التلوث الجرثومي في المرحلة المبكرة من التخمير على تسلسل الإنتاج. بعد التلوث ، يجب تطهير المعدات ، مما سيؤثر على تقدم الإنتاج وخطة تفريغ الخزان. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كانت البكتيريا المتنوعة تتكاثر أكثر من اللازم ، فقد يكون لها تأثير سلبي على جودة سائل التخمير.

أو. التلوث الجرثومي في المرحلة الوسطى من التخمير

سوف يتداخل التلوث الجرثومي في المرحلة الوسطى من التخمير بشكل خطير مع عملية التمثيل الغذائي للبكتيريا الإنتاجية وتؤثر على إنتاج المنتجات. تنتج بعض البكتيريا مواد حمضية بعد التكاثر ، مما يقلل من قيمة الرقم الهيدروجيني ، ويستهلك السكر والنيتروجين بسرعة ، ويسبب الميسيليوم (الخفق) إلى إعادة تحلل ، ويجعل سائل التخمير لزجًا ، وينتج الكثير من الرغوة ، ويقلل أو يوقف تراكم المنتجات الأيضية بسرعة. كما سيتم استخدام أو تدمير بعض المنتجات التي تم إنتاجها ، وبعض سوائل التخمير ستشم رائحة سيئة. ينعكس تأثير التلوث الجرثومي في منتصف التخمير على التخمير بشكل رئيسي في الجوانب التالية:

(1) التدخل في التمثيل الغذائي:

سوف يتداخل التلوث الجرثومي في منتصف عملية التخمير بشكل خطير مع عملية التمثيل الغذائي لبكتيريا الإنتاج. تؤدي كمية كبيرة من الأحماض التي تنتجها البكتيريا إلى انخفاض درجة الحموضة في سائل الزراعة ، مما قد يؤدي إلى تلف غشاء الخلية وجدار الخلية لبكتيريا الإنتاج وتؤثر على نموه وتكاثره. في الوقت نفسه ، يتم تسريع معدل استهلاك السكر والنيتروجين ، مما يؤدي إلى أن يصبح سائل التخمير لزجًا ، ويتحول الميسيليوم إلى محلول ذاتي ، ويقل إفراز المنتج أو يتوقف.

(2) إنتاج السموم:

تنتج بعض البكتيريا السموم ، والتي قد تكون سامة لبكتيريا الإنتاج وحتى تسبب فشل التخمير. على سبيل المثال ، قد يتسبب تلوث الإشريشيا القولونية في تحول سائل الزراعة إلى اللون الأسود ، ورائحة كريهة ، وإنتاج الكثير من الرغوة.

(3) تدمير المنتجات:

في بعض الأحيان تستخدم البكتيريا المنتجات التي تم إنتاجها للتكاثر ، مما يدمر هيكل ووظيفة المنتجات ويسبب انخفاضًا في جودة وكمية المنتجات. (4) التأثير على المعالجة اللاحقة: إذا كان مرق التخمير ملوثًا بشكل خطير بالبكتيريا الأجنبية ، فقد يكون له تأثير سلبي على عملية المعالجة اللاحقة. على سبيل المثال ، النمو المفرط للبكتيريا الأجنبية سيجعل الترشيح صعبًا وسيؤثر على استخراج وتكرير المنتج.

أو. التلوث في مرحلة التخمير المتأخرة

في مرحلة التخمير المتأخرة ، يتراكم المنتج أكثر وتوشك العناصر الغذائية مثل السكر على الاستنفاد. إذا لم تكن كمية التلوث كبيرة جدًا ، فيمكن أن يستمر التخمير ؛ إذا كان التلوث خطيرًا والضرر كبيرًا ، فيمكن اتخاذ تدابير لتحرير الخزان مسبقًا. ينعكس تأثير التلوث في مرحلة التخمير المتأخرة على التخمير بشكل رئيسي في الجوانب التالية:

(1) تدمير المنتجات: في مرحلة التخمير المتأخرة ، تراكمت كمية كبيرة من المنتجات ، وخاصة المضادات الحيوية ، في مرق التخمير. هذه المضادات الحيوية لها تأثير مثبط أو قتل معين على البكتيريا الأجنبية. إذا حدث التلوث في هذه المرحلة ، فقد يتسبب في تحلل المنتجات التي تم إنشاؤها بالفعل ، مما يؤدي إلى فقدان المنتج وتدهور الجودة.

(2) تدهور جودة مرق التخمير: في مرحلة التخمير المتأخرة ، سيؤدي التلوث إلى انخفاض في جودة مرق التخمير. سوف يستهلك نمو البكتيريا الأجنبية العناصر الغذائية في وسط الثقافة ، ويغير قيمة الرقم الهيدروجيني ، وينتج بعض الأيضات. قد يكون لهذه المنتجات ديستروتأثير كتيفي على غشاء الخلية وجدار الخلية لبكتيريا الإنتاج ، مما يؤثر على جودة وإنتاجية المنتج.

(3) زيادة خطر التلوث الجرثومي: في المراحل الأخيرة من التخمير ، قد يتسبب التلوث الجرثومي في رائحة سائل التخمر ، ويتحول إلى اللون الأسود ، وينتج كمية كبيرة من الرغوة. قد تزيد هذه الظاهرة من خطر التلوث الجرثومي وتجعل عملية التخمير غير مستقرة وغير قابلة للتحكم.

3. الوقاية والسيطرة على التلوث الجرثومي

أثناء عملية التخمير ، يعد التلوث الجرثومي مشكلة تتطلب اهتمامًا وثيقًا. قد يؤدي التلوث الجرثومي إلى انخفاض جودة المنتجات المخمرة ، وانخفاض في الغلة ، وحتى فشل عملية التخمير. لذلك ، فإن الوقاية من التلوث الجرثومي والسيطرة عليه لها أهمية كبيرة لصناعة التخمير. فيما يلي مناقشة تدابير الوقاية والسيطرة على التلوث الجرثومي بالتخمر من جوانب التحكم في المواد الخام والتعقيم وتنقية التطعيم وتنظيف المعدات ومراقبة العمليات ومنع تلوث الهواء ، الحفاظ على السلالة ومعالجة مياه الصرف الصحي.

(1) مراقبة المواد الخام

التحكم في المواد الخام هو خط الدفاع الأول لمنع التلوث الجرثومي بالتخمر. المواد الخام المؤهلة هي الشرط الأساسي للتقدم السلس في عملية التخمير. لذلك ، يجب فحص المواد الخام بدقة للتأكد من أنها لا تحتوي على بكتيريا أجنبية. في الوقت نفسه ، يعد تخزين المواد الخام وإدارتها أمرًا مهمًا أيضًا. يجب الحفاظ على مستودع المواد الخام نظيفًا وجافًا لمنع المواد الخام من أن تكون رطبة ومتعفنة وملوثة. يجب التعامل مع المواد الخام غير المؤهلة واستبدالها في الوقت المناسب. بالإضافة إلى ذلك ، يجب تعزيز إدارة موردي المواد الخام لضمان موثوقية سلسلة توريد المواد الخام.

(2) التعقيم

التعقيم هو خطوة رئيسية في منع التلوث الجرثومي بالتخمر. قبل بدء التخمير ، يجب تعقيم وسط الثقافة ، ومعدات التخمير ، وخطوط الأنابيب ، وما إلى ذلك. تشمل طرق التعقيم الشائعة التعقيم بالحرارة الجافة والتعقيم الحراري الرطب والتعقيم بالإشعاع. يتطلب اختيار طريقة التعقيم المناسبة النظر في عوامل مثل خصائص منتج التخمير ومقاومته للحرارة. في الوقت نفسه ، يعد اختيار مطهر مناسب أيضًا جزءًا مهمًا من التعقيم. يجب أن يكون للمطهر خصائص مضادة للبكتيريا واسعة الطيف وأن يكون قادرًا على قتل البكتيريا المختلفة بشكل فعال. وفي الوقت نفسه ، ينبغي أيضا النظر في تأثيره المتبقي. عند استخدام المطهرات ، من الضروري اتباع تعليمات الاستخدام لضمان فعالية وسلامة المطهر.

(3) تلقيح وتنقية

يعد التطعيم والتنقية جزءًا مهمًا من منع تلوث بكتيريا التخمير. قبل التطعيم ، يجب تنقية السلالات وفحصها للتأكد من أنها لا تحتوي على البكتيريا. في الوقت نفسه ، تحتاج معدات التخمير وخطوط الأنابيب وما إلى ذلك إلى تنظيفها وتطهيرها تمامًا لتجنب بقايا البكتيريا. أثناء عملية التطعيم ، يجب تجنب إدخال البكتيريا ، مثل استخدام معدات التطعيم المعقمة وإجراءات التشغيل الموحدة. بعد التطعيم ، يحتاج سائل التخمير إلى اختبار الجودة. إذا تم العثور على تلوث البكتيريا ، ينبغي اتخاذ تدابير في الوقت المناسب للتعامل معها.

(4) تنظيف المعدات

تنظيف المعدات هو أحد التدابير الهامة لمنع تلوث البكتيريا التخمير. معدات التنظيف تشمل التنظيف والتطهير وإزالة الغبار من سطح المعدات. معدات التنظيف يمكن إزالة الأوساخ والبكتيريا وغيرها من الحطام على سطح المعدات لمنعها من أن تصبح أرضًا خصبة للبكتيريا. في الوقت نفسه ، يعد اختيار عامل التنظيف والمطهر المناسبين مفتاحًا أيضًا. يجب أن يكون لعوامل التنظيف والمطهرات خصائص مضادة للبكتيريا واسعة الطيف وأن تكون قادرة على قتل البكتيريا المختلفة بفعالية. وفي الوقت نفسه ، ينبغي أيضا النظر في آثارها المتبقية وسلامة استخدامها. أثناء عملية التنظيف والتطهير ، يجب الانتباه إلى الأماكن التي يتم تجاهلها بسهولة مثل الأركان الميتة والفجوات في المعدات لضمان تأثير تنظيف المعدات.

(5) مراقبة العملية

تعد مراقبة العملية وسيلة مهمة لمنع تلوث بكتيريا التخمير. تتضمن مراقبة العملية مراقبة وتسجيل المعلمات في الوقت الفعلي مثل درجة الحرارة والرطوبة والضغط وتكوين الغاز وتدفق المواد أثناء عملية التخمير للكشف الفوري عن المحترفينكدمات مثل التلوث بالبكتيريا. في الوقت نفسه ، بعد اكتمال التخمير ، يحتاج سائل التخمير إلى اختبار الجودة. إذا وجدت مشاكل مثل التلوث بالبكتيريا ، ينبغي تحليل الأسباب وتلخيصها في الوقت المناسب ، وينبغي اتخاذ تدابير لتحسينها.

(6) منع تلوث الهواء

الهواء هو أحد الطرق المهمة لانتشار البكتيريا. لمنع تلوث الهواء ، يجب اتخاذ سلسلة من التدابير. أولاً ، يجب التحكم في مصدر التلوث لتجنب استخدام المواد الخام والمعدات التي تحتوي على البكتيريا. ثانياً ، يجب تقوية التهوية للحفاظ على ورشة التخمير نظيفة وجافة لمنع الرطوبة والغبار في الهواء من التأثير على عملية التخمير. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام فلاتر الهواء والطرق الأخرى لإزالة البكتيريا والغبار في الهواء ، وبالتالي تقليل تلوث الهواء إلى عملية التخمير.

(7) الحفاظ على الإجهاد

الحفاظ على السلالة هو أحد التدابير المهمة لمنع التلوث الجرثومي. يمكن أن يؤدي اختيار شروط وطرق الحفظ المناسبة إلى إطالة عمر السلالة ومنع التلوث الجرثومي. تشمل طرق الحفظ المستخدمة بشكل شائع حفظ الجلسرين ، الحفاظ على تجفيف الفراغ ، الحفاظ على النيتروجين السائل ، إلخ. أثناء عملية الحفظ ، يجب الانتباه إلى التحكم في المعلمات مثل درجة الحرارة والرطوبة والأكسجين لضمان سلامة واستقرار الضغط. في الوقت نفسه ، يجب اختبار الضغط بانتظام للتأكد من الجودة. إذا تم العثور على مشاكل مثل التلوث الجرثومي ، ينبغي اتخاذ تدابير في الوقت المناسب للتعامل معها.

(8) معالجة مياه الصرف الصحي

معالجة مياه الصرف الصحي هي واحدة من الروابط الهامة في منع التلوث الجرثومي في صناعة التخمير. يجب أن تتبع معالجة مياه الصرف الصحي معايير صارمة لمعالجة مياه الصرف الصحي لضمان تلبية مياه الصرف الصحي التي يتم تصريفها لمتطلبات حماية البيئة. طرق معالجة مياه الصرف الصحي شائعة الاستخدام تشمل الطرق الفيزيائية والطرق الكيميائية والطرق البيولوجية. عند اختيار طريقة معالجة مياه الصرف الصحي ، يجب مراعاة عوامل مثل طبيعة وتركيب مياه الصرف الصحي. وفي الوقت نفسه ، فإن اختيار معدات معالجة مياه الصرف الصحي أمر بالغ الأهمية أيضا. يجب أن تكون المعدات فعالة ومستقرة ومتينة ، وأن تكون قادرة على إزالة البكتيريا والمواد الضارة في مياه الصرف الصحي بفعالية لضمان فعالية وموثوقية معالجة مياه الصرف الصحي.