噬菌體是感染細菌、真菌、藻類 、放線菌或螺旋體等微生物的病毒的總稱，因部分能引起宿主菌的裂解，故稱為噬菌體。當發(fā)酵液受到噬菌體嚴重污染時，可能會對發(fā)酵過程產(chǎn)生不良影響，甚至導致整個發(fā)酵過程的失敗。因此，在發(fā)酵過程中，要采取有效的預防和控制措施，避免發(fā)酵液受到噬菌體污染。這包括加強發(fā)酵設備、原材料、水質(zhì)等方面的衛(wèi)生管理，以及定期進行微生物學檢測和噬菌體檢測等。
1)專一的寄生性。噬菌體只能在專一的宿主細胞中生長繁殖，只能在活的、處于繁殖階段的細胞中生長繁殖，不能脫離宿主而自行生長繁殖。如果不同菌株的親緣關(guān)系比較近，那么此菌株也是會感染的，特別是針對長期生產(chǎn)同一產(chǎn)品的發(fā)酵工廠要特別注意，在換新菌株之前必須了解其背景。
2)不耐熱性。游離的噬菌體在45℃條件下10min就可使其失活。
3)不耐藥性。直接在噬菌體上噴灑1%新潔爾滅、75%酒精、1%雙氧水、5%的甲醛等都可使其失活。
五種有尾噬菌體的基本結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)蛋白所在的部位
03噬菌體染菌的現(xiàn)象 1)發(fā)酵周期延長，甚至產(chǎn)物生成量減少或停止；2)發(fā)酵（OD值）光密度不上升或回降；3)pH逐漸上升；4)氨利用停止；5)糖耗、溫升緩慢或停止；6)產(chǎn)生大量泡沫，發(fā)酵液呈黏膠狀；7)發(fā)酵液變清，鏡檢時菌體數(shù)量顯著減少，甚至找不到完整的菌體。
1)樣品處理：將細菌樣品混合于緩沖液中，加入適量的噬菌體，混合均勻。將混合液在室溫下放置一段時間，使噬菌體充分感染細菌。
2)細菌培養(yǎng)：將上述混合液涂布在合適的固體培養(yǎng)基上，于恒溫器中培養(yǎng)一段時間，使細菌生長并被噬菌體感染。3)噬菌斑檢測：觀察培養(yǎng)皿上的菌落，尋找由于噬菌體感染而形成的透明斑，即噬菌斑。用記號筆標記噬菌斑的位置。4)定量檢測：可以采用酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELISA）或聚合酶鏈式反應（PCR）等方法，對噬菌體進行定量檢測。
5)宿主范圍檢測：將不同的細菌菌株與噬菌體共同培養(yǎng)，觀察是否能形成噬菌斑。通過這種方式可以檢測噬菌體對不同細菌的感染能力，即宿主范圍。
6)生物學特性分析：對噬菌體的生物學特性進行分析，如基因組大小、感染能力、復制周期等。這些特性可以反映噬菌體的種類和特點，有助于對其進行分類和研究。
① 菌種本身帶噬菌體，特別是溶源性噬菌體，對這種菌種，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，應立即棄去② 發(fā)酵車間環(huán)境里噬菌體隨空氣進入發(fā)酵罐污染。盡管發(fā)酵罐有空氣過濾器，但如果環(huán)境空氣存在噬菌體，空氣過濾器無法過濾攔截，從空氣過濾原理得知只能攔截一部分的噬菌體。③ 罐體、管道清洗消毒不 到位，或時間久了存在管道頑固性生物膜給予的再次污染。
④ 車間管理的疏忽大意。認為發(fā)酵只是發(fā)酵車間的事情與其他無關(guān)，其實預防噬菌體必須人人參與，提高意識，各部門配合且長期堅持下去。
5.2 殺死噬菌體的方法 1)物理方法：可以采取高溫滅菌、紫外線輻射、過濾等方法去除噬菌體。這些方法簡單易行，但也有其局限性，比如過濾方法只能去除噬菌體的一部分，而高溫滅菌和紫外線輻射對設備和物品也會造成一定的損害。2)化學方法：可以使用化學消毒劑去除噬菌體，例如過氧乙酸、氯氣等。這些化學消毒劑具有強烈的殺菌作用，可以去除大部分的噬菌體，但也需要注意消毒劑的濃度和使用方法，以避免對生產(chǎn)設備和人員產(chǎn)生不利影響。3)生物方法：可以使用其他細菌或病毒對噬菌體進行防治，例如利用具有廣譜殺菌作用的細菌或利用分子生物學技術(shù)針對特定的噬菌體進行干預。這些方法相對于物理和化學方法而言更加精準和有效，但也需要特定的技術(shù)和設備支持。 5.3 預防噬菌體的措施
① 精度為0.01um的空氣過濾器能阻攔噬菌體空氣。過濾器中的0.01um的精度不是單指膜的精度，他是把布朗運動、撞擊等攔截都計算在內(nèi)的，故0.01um只是個相對精度，實際上膜的絕對精度在0.2um左右，故0.01um的空氣過濾器可以擋住一部分噬菌體，但不能擋住。用過濾器的洗脫液經(jīng)電鏡觀察，可以看到噬菌體的存在。
② 噬菌體不耐熱，65℃以上的溫度可殺死噬菌體。我們所說的熱滅菌是指達到一定的溫度并維持一定的時間，使微生物致死的過程，可在實際生產(chǎn)中我們經(jīng)常會遇到溫度達到了使噬菌體致死的溫度，可是卻殺不死噬菌體，主要原因在于維持時間不夠。這就很容易解釋為什么空氣在進罐前就已經(jīng)加熱到70C，可噬菌體仍然能活著進罐。
③ 噬菌體對藥物敏感。甲醛等消毒劑可殺死噬菌體原理同上，雖然藥的濃度和劑量足夠，可是如果維持時間不夠仍起到不殺菌效果。用5%的甲醛對全廠區(qū)噴灑，而后在環(huán)境中取樣測定，仍有很多活噬菌體。
④ 預防噬菌體是發(fā)酵車間的事情，與其他車間無關(guān)。噬菌體的防治是要上下齊動手，人人都參與。發(fā)酵要做好是需要各部門配合且長期堅持下去。
⑤ 生產(chǎn)正常時，對噬菌體的警惕可以放松一點了。對于噬菌體的防治，我們要做到時刻警惕。
由于噬菌體缺乏獨立代謝的酶體系，不能脫離寄生而自行生長繁殖，因而噬菌體的繁殖必須依存于寄生菌的繁殖，噬菌體只能在活的、正處于生長繁殖階段的細胞中進行繁殖，而在死的、老的或休眠狀態(tài)的細胞中以及代謝產(chǎn)物上都不能繁殖。因此，如果我們能夠不讓活的生產(chǎn)菌在環(huán)境中生長蔓延，也就切斷了噬菌體的食物來源，破壞了噬菌體的滋生場地和繁殖條件。
① 每次上罐前對發(fā)酵罐進行空氣試漏處理，防止由于設備原因造成活菌的外泄和噬菌體的進入。
② 在接完種后，必須對殘余種子液、接種瓶、種子罐及其連接管道附件等用蒸汽或藥物消毒，沒經(jīng)過滅活處理的種子液不得排入污水池。
③ 在發(fā)酵過程中，需要知道細菌的生長情況，要求定時取樣對發(fā)酵液進行檢測分析。取樣最好在無風的條件下進行，取樣口下方需設一個裝有堿液（(pH≥11）的容器，除了加蓋取樣瓶中的料液外，其余料液必須全部進入該堿容器，切勿噴灑或直接進入下水道。取完樣后，要用消毒水對取樣者的手、取樣瓶、裝堿容器和以取樣品為中心的上下左右1m的空間進行立體的噴灑；取樣瓶需裝在盛有消毒水的容器中直到化驗室。
④ 化驗室檢測的對象就是帶有活菌的料液，檢測完pH后的電極需先用新潔爾滅沖洗，沖洗水入pH≥11的堿桶中；測OD時，移取原液的移液管或移液槍頭須入堿水浸泡，比色管、比色器皿用新潔爾滅清洗浸泡30min后才可繼續(xù)使用；離心管用新潔爾滅清洗浸泡30分鐘后才可繼續(xù)使用，且離心后固相及其清洗水須入堿桶中，凡是與料液有直接接觸的液體廢棄物須入堿桶，嚴禁直接排入下水池；凡是與料液有直接接觸的固體廢棄物須有pH≥11堿水浸泡2h后方可廢棄。
⑤ 在發(fā)酵罐運行過程中有大量的尾氣要外排，而這尾氣中就含有活菌體，故尾氣需經(jīng)過處理并且要排到遠離車間100m以上的車間下風口位置。
(3)環(huán)境衛(wèi)生，消滅噬菌體與雜菌
① 加強環(huán)境消毒：車間內(nèi)部用漂白水和新潔爾滅輪流對所有地面角落進行噴灑，定點放置固體二氧化氯，使車間內(nèi)部能聞到淡淡的藥味。每天早晚一次對車間地溝用漂白粉消毒，保持地溝內(nèi)清潔無積水。車間周圍用二氧化氯、漂白粉每天噴灑2次。
② 加強普查力度：定期(3天1次) 對車間內(nèi)部和車間周圍環(huán)境中的雜菌含量進行普查統(tǒng)計，重點部位要求每天普查，對測得不合格的區(qū)域進行重點消毒，并且分析雜菌的來源。定期檢測噬菌體案例與檢測空氣中噬菌體的方法。
③ 車間四周、角落及樓周圍不要亂堆東西，要保持整齊、清潔，定期清掃、沖刷，撒漂白粉或石灰等。
④ 加強對蛇管的檢查力度。特別是彎頭和焊接部分，極易受到料液的腐蝕而穿孔。蛇管中循環(huán)水的壓力一般大于罐內(nèi)壓力，不管穿孔多少，水中的噬菌體會源源不斷的進入發(fā)酵罐中，需特別引起重視。
(4)嚴防噬菌體進入種子罐或發(fā)酵罐內(nèi)
2)種子室與發(fā)酵車間分開、遠離，使種子工作不處于有噬菌體和雜菌污染的環(huán)境中，以確保種子進行的第一環(huán)不染噬菌體。
3)加強噬菌體檢測工作。定期檢測環(huán)境中噬菌體，掌握噬菌體情況。
① 加強種子室滅菌、無菌操作及安全衛(wèi)生措施。感染噬菌體的培養(yǎng)物不得帶入無菌室、搖瓶間(因噬菌體可透過紗布棉塞飛揚)，種子室應盡量減少與外界接觸。
② 二級種子接種時停風扇關(guān)門窗，用焰火封閉。
③ 消滅設備死角。定期檢查設備，尤其是種子罐，罐頂、擋板、冷卻管、罐底.攪拌器、罐壁與節(jié)門等處、滲漏及結(jié)垢，及時解決。設備要易于清洗與維修。管路要簡化，閥門要可靠。
④ 認真進行培養(yǎng)液、發(fā)酵設備、空氣凈化系統(tǒng)及管路的消毒工作。
在發(fā)酵中，因為需要大量通入空氣，所以必須高度注意由空氣而來的污染。噬菌體在干燥狀態(tài)比濕潤狀態(tài)穩(wěn)定，從空氣中分離到的耐干燥的噬菌體，能長時間存活而浮游于空氣中，是造成噬菌體污染的重要原因，要特別重視。
(5)感染噬菌體后的發(fā)酵罐及其相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)處理
1)發(fā)酵罐要經(jīng)過空消121℃，30min→5%甲醛100°C，4h→4%堿水100°C，4h→空消121℃，30min處理；2)所有與罐體直接相連的閥門拆下來肢解后用4%堿水浸泡4h，然后組裝好試壓 （0.8MPa的壓縮空氣）不漏后待用。3)物料管道用5%甲醛熏蒸4h，然后用4%熱堿水浸泡30min以上，用清水清洗干凈備用。4)移種管道用5%甲醛熏蒸4h，煮罐后的堿水通過移種管道排出，再用蒸汽消毒1h，要求每個排污閥都要微開，確保有水或汽排出。
5)把補料罐先清空，補料管道用5%甲醛熏蒸4h，煮罐后的堿水通過移種管道排出，再用蒸汽消毒1h，要求每個排污閥都要微開，確保有水或汽排出。
6)放料管道用5%甲醛熏蒸4h，煮罐后的堿水通過放料管道排出，再用蒸汽消毒1h。
7)空氣總管用5%甲醛熏蒸4h，要求每個支路都要消到，再用蒸汽沖刷3h，最后用空氣吹干。
奧克泰士在發(fā)酵生產(chǎn)領(lǐng)域的作用和優(yōu)勢：
1)廣譜型殺菌，一種產(chǎn)品就能全面殺滅細菌、真菌等，包括芽孢、噬菌體、耐熱菌、霉菌、雜菌等各種類型微生物。
2)有效應對高抗性微生物污染，高數(shù)量等級微生物污染。
3)多用途，適用于發(fā)酵車間環(huán)境、管道、發(fā)酵罐、水處理系統(tǒng)等等各環(huán)節(jié)的消毒殺菌工作。
4)食品級生態(tài)型，產(chǎn)品性狀為無色無味的透明液體，作用完畢后分解為水和氧氣。
6)來自德國，提供德國和歐盟先進的微生物控制理念。
7)相關(guān)案例支持，擁有豐富的微生物處理經(jīng)驗。8)根據(jù)現(xiàn)場具體的微生物狀況，提供科學針對性的解決方案。
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