發酵染菌：芽孢桿菌污染全方位分析與防治

發酵生產中遇到芽孢桿菌污染確實非常棘手，它們的休眠體——芽孢，對高溫、干燥、輻射和許多化學消毒劑都有極強的抵抗力。要有效防治，我們需要一套系統性的策略。

下面這張圖梳理了從發現染菌到根治問題的完整行動路線，讓我們先有一個全局觀，后續再深入細節。

要解決問題，首先需知其原因。芽孢桿菌污染非單一因素所致，且其芽孢的特性是核心難點。

芽孢為何難對付？
當環境惡劣時，芽孢桿菌會在細胞內形成一個叫做芽孢（內生孢子）的休眠體。它有多層厚壁結構，新陳代謝幾乎停止，使其能抵御高溫（例如濕熱滅菌需121℃維持30分鐘才能殺滅）、干旱、輻射和多數化學消毒劑，在干燥狀態下可存活數十年。一旦環境適宜，芽孢便會萌發成新的營養細胞，迅速繁殖。

下表匯總了主要的污染途徑和背后的原因。

 染菌后的應急處理措施

發現染菌后，根據污染發生的時期和嚴重程度，需立即采取以下措施：

• ? 發酵早期染菌
• ? 措施：若培養基養分消耗不多，可迅速降低培養溫度，調整pH，并考慮重新滅菌（補加部分營養后）再接種。此舉或可挽救一批料液。
• ? 發酵中期染菌
• ? 措施：此時處理最為棘手。可嘗試降低培養溫度、減少或停止補料，密切監控代謝參數。如果產物單位已達到一定水平，應果斷提前放罐，以減少更大損失。
• ? 發酵后期染菌
• ? 措施：發酵液內已積累較多產物，對雜菌有一定抑制作用。若污染不嚴重，可繼續發酵；若污染嚴重且產物易被破壞，則需提前放罐。

重要提示：處理后的發酵液，在排放或進一步加工前，務必進行徹底滅菌，防止芽孢擴散造成更廣泛的環境污染。

 系統性排查與根治策略

應急處理只是“治標”，更關鍵的是“治本”，即找到并根除污染源。可遵循下圖所示的系統性排查路徑，從時間、菌型、規模三個維度交叉驗證，精準定位問題根源。

對于頑固或原因不明的污染，需升級策略：

1. 1. 技術升級：針對芽孢的特性
• ? 高效消毒劑：考慮引入過氧化氫銀離子復合型消毒劑或VHP（汽化過氧化氫）技術。這類消毒劑能有效穿透生物膜，殺滅芽孢，且分解后無殘留，對設備友好。
• ? 針對性清洗：對管道和設備，采用CIP（原位清洗） 結合特效消毒劑的方案，徹底清除生物膜和隱匿的芽孢。
2. 2. 流程優化：堵住管理漏洞
• ? 嚴格SOP：制定并嚴格執行標準操作規程，特別是滅菌、接種、補料等關鍵環節。
• ? 建立溯源記錄：對每一批次的種子、原料、關鍵操作進行詳細記錄，以便問題發生時快速溯源。
3. 3. 特殊情況的處理
• ? 若反復排查仍找不到明確原因，可對培養基在滅菌前進行80°C預處理（如加入少量甲醛），以降低初始菌量。
• ? 對染菌的罐體，可嘗試進行空罐熏蒸（如使用甲醛），徹底處理可能存在的死角。

 總結：構建防控體系

應對芽孢桿菌污染，最佳策略是建立預防為主、查治結合的體系。關鍵在于切斷污染源（設備死角、不潔空氣），優化內部環境（使工藝條件更利于生產菌），并確保生產菌的活力。
一旦發生污染，需冷靜分析，結合文中方法溯源，并善用新技術。