發(fā)酵工業(yè)噬菌體的污染與防治科四四組第1頁/共14頁噬菌體污染的來源工廠周邊環(huán)境原材料空氣與設(shè)備溶源性細(xì)菌第2頁/共14頁工廠周邊環(huán)境在自然界中，噬菌體的分布受寄主范圍的影響，通常條件下噬菌體會因其宿主菌的存在而存在。對發(fā)酵生產(chǎn)來說，首先就需要考慮工廠的建設(shè)地點。工廠地點設(shè)在污水處理廠、河流、湖泊等附近，發(fā)酵生產(chǎn)遭受噬菌體污染的概率較高。一般而言，工業(yè)發(fā)酵所使用的微生物在自然界中分布廣泛，大多屬于芽孢桿菌屬(Bacillus)、梭菌屬(Clostridium)或者假單胞菌屬等。因此，選擇合適的工廠建設(shè)地點，對于降低噬菌體侵染的機(jī)率有著積極的影響。第3頁/共14頁原材料

任何進(jìn)入發(fā)酵設(shè)備的天然原材料都有可能攜帶噬菌體，如作為一些乳酸菌生態(tài)位的原料乳中含有噬菌體。依據(jù)噬菌體侵染頻率和工廠規(guī)模，發(fā)酵前首先需要分析原材料中是否存在噬菌體，確定初始噬菌體含量是否會帶來發(fā)酵失敗的風(fēng)險。如果發(fā)現(xiàn)原材料中含有噬菌體，應(yīng)采取有效的控制方法就地處理，不能使被噬菌體污染的原料從生產(chǎn)地流出。第4頁/共14頁空氣與設(shè)備

噬菌體可以通過不同的方式污染發(fā)酵生產(chǎn)過程，但其主要方式之一是通過空氣進(jìn)入發(fā)酵罐。原因可能是空氣過濾過程中濾膜破損或者濾膜不能完全阻止噬菌體粒子。空氣濾膜性能也與空氣濕度有關(guān)，不正確的滅菌方法以及濾膜老化也會嚴(yán)重影響過濾性能。由于生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備自身原因，生物反應(yīng)器很難保持清潔是污染噬菌體的潛在根源管道與閥門難以清理、取樣口頻繁操作以及接種方式不合理等都容易使發(fā)酵系統(tǒng)受到噬菌體污染。第5頁/共14頁溶源性細(xì)菌

人們認(rèn)為在工廠環(huán)境中存在能感染工廠生產(chǎn)位的噬菌體,而且可能還存在這種噬菌體的溶源菌。生產(chǎn)菌也很容易在工廠周圍的廢棄培養(yǎng)液、泥土、污水里增殖,噬菌體則在這些細(xì)菌里每天重復(fù)著感染、復(fù)制周期。第6頁/共14頁噬菌體污染的檢測雙層瓊脂平板法顯微鏡檢測法PCR檢測法流式細(xì)胞術(shù)檢測法生物傳感器檢測法第7頁/共14頁噬菌體污染的防治生產(chǎn)環(huán)境的凈化菌種輪換抗噬菌體菌株的選育噬菌體抑制劑的使用第8頁/共14頁生產(chǎn)環(huán)境的凈化盡可能保持發(fā)酵所用設(shè)備的清潔；定期清理發(fā)酵罐、管道、閥門、電極等；廢料清理方式得當(dāng)，特別是含有微生物的懸浮液。第9頁/共14頁菌種輪換

菌種輪換的基礎(chǔ)是噬菌體宿主的特異性，同一噬菌體感染不同微生物菌種的可能性較小。發(fā)酵生產(chǎn)中輪換使用的菌種主要有以下特點：(1)具有相同或相似的生存環(huán)境和發(fā)酵生產(chǎn)效率；(2)對相同烈性噬菌體的侵染具有不同的敏感性。第10頁/共14頁抗噬菌體菌株的選育

合理使用抗噬菌體菌株是解決噬菌體污染問題的有效措施之一。對于不能使用菌種輪換的發(fā)酵生產(chǎn)來說，使用抗噬菌體菌株也是一種比較經(jīng)濟(jì)的方法。目前，抗噬菌體菌株的選育一般采用自然突變、物理誘變和化學(xué)誘變3種方法。通過自然突變分離抗噬菌體菌株是一個簡單、“天然”的途徑，在發(fā)酵工業(yè)中使用這種抗噬菌體菌株不會有任何限制。第11頁/共14頁噬菌體抑制劑的使用噬菌體的吸附需要體系中某些二價陽離子達(dá)到一定濃度才能進(jìn)行，所以可以利用金屬螯合劑降低發(fā)酵液中的二價陽離子的濃度，從而達(dá)到有效抑制噬菌體吸附的目的。在發(fā)酵工業(yè)中常用的噬菌體抑制劑主要有抗生素、檸檬酸、六偏磷酸鈉、草酸、肌醇六磷酸等。一些氨基酸及其衍生物、維生素對某些噬菌體的增殖也有明顯的抑制作用。從乳球菌c2噬菌體結(jié)構(gòu)蛋白中制備的肽段，可以有效抑制其噬菌體的吸附和增殖。第12頁/共14頁