生產(chǎn)中丙丁菌及其常見雜菌的鏡檢形態(tài)研究

黃玉濤 呂曉丹 薛 寶 鄭世文

（河南天冠企業(yè)集團(tuán)有限公司，河南 南陽 473000）

生產(chǎn)中丙丁菌及其常見雜菌的鏡檢形態(tài)研究

黃玉濤 呂曉丹 薛 寶 鄭世文

（河南天冠企業(yè)集團(tuán)有限公司，河南 南陽 473000）

根據(jù)長期的鏡檢經(jīng)驗(yàn)，對丙丁菌整個(gè)生長周期菌體形態(tài)進(jìn)行具體劃分，另外，對常見的雜菌也進(jìn)行鏡檢分析，以使不同的員工可以通過鏡檢快速地掌握菌體情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)前期染菌等異?，F(xiàn)象，為生產(chǎn)提供決策。

丙丁菌；雜菌；鏡檢

丙酮丁醇簡稱總?cè)軇?，是一種重要的有機(jī)溶劑和化工原料，廣泛應(yīng)用于噴漆、炸藥、塑料、制藥、植物抽提取及有機(jī)玻璃、合成橡膠等工業(yè)，具有十分廣闊的前景[1]。丙酮丁醇梭狀芽孢桿菌2018菌株（簡稱丙丁菌）是發(fā)酵法生產(chǎn)總?cè)軇┑闹匾?，此菌株?duì)I厭氧兼中性生長，跟大多數(shù)的細(xì)菌相似，在菌體整個(gè)發(fā)酵過程中，可分為靜止期、發(fā)酵期、結(jié)束期三個(gè)階段，按菌齡則可分為幼年期、青年期、中年期、壯年期和老年期五個(gè)階段，每個(gè)階段菌體都有其自身的形態(tài)，通過長期的鏡檢可以很輕松地判斷出菌體的生長階段和健康程度，特別是對于丙丁菌來說，早期的鏡檢更是發(fā)現(xiàn)雜菌污染的重要手段，雜菌中最重要的一種就是乳酸桿菌[2]，該菌初始時(shí)候形態(tài)跟丙丁菌很相似，沒有充足鏡檢經(jīng)驗(yàn)的鏡檢工是很難在早期發(fā)現(xiàn)的，往往是等鏡檢發(fā)現(xiàn)的時(shí)候，乳酸菌已經(jīng)大量繁殖，丙丁發(fā)酵已經(jīng)失敗無可挽回。所以對丙丁發(fā)酵的菌體鏡檢進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)非常必要，根據(jù)在天冠集團(tuán)溶劑分廠多年從事丙丁發(fā)酵并且產(chǎn)業(yè)化的工作經(jīng)歷，細(xì)化總結(jié)出丙丁菌的各個(gè)階段的菌體形態(tài)及雜菌的經(jīng)驗(yàn)，使之細(xì)化統(tǒng)一，并應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，對于鏡檢員工的快速培養(yǎng)，減少染菌都具有一定的作用

1 丙丁菌劃分依據(jù)

在生產(chǎn)上一般是根據(jù)菌體形態(tài)結(jié)合發(fā)酵pH曲線（或酸度曲線）來劃分各個(gè)不同時(shí)期，因?yàn)殡S著pH的不斷變化，丙丁菌的功能也不斷的發(fā)生變化，比如對于pH-t曲線圖。

從上圖我們可以很明顯劃分出五個(gè)階段：0-12 h屬于幼年期，12-20 h屬于青年期，20-32 h屬于中年期，32-40 h屬于壯年期，40 h以后菌體逐步衰老，進(jìn)入老年期。

雖然不同的影響因子或多或少的影響到丙丁菌發(fā)酵曲線，但總的來說，對于單罐間歇發(fā)酵來說，變化不大。

2 丙丁菌的鏡檢標(biāo)準(zhǔn)

陳陶聲、陸祖祺發(fā)酵法丙酮丁醇生產(chǎn)技術(shù)③一書中，介紹了一種生產(chǎn)上老鏡檢工所自制的一套鏡檢評語標(biāo)準(zhǔn)如下：

生長時(shí)期幼年期青年期中年期壯年期老年期評語剛發(fā)量少分裂3分嫩4分小4分尸體3分拉長分裂嫩3分大4分小3-4分稍老3分粗壯續(xù)裂嫩3-4分粗壯4分小3分老了

這是一套很詳細(xì)的方法，但是由于時(shí)代久遠(yuǎn)，有些術(shù)語難于理解，并且根據(jù)實(shí)際工作情況來看沒有必要分的這么詳細(xì)，在丙丁菌的發(fā)酵過程中，幼年期、青年期和老年期的劃分都相對來說比較容易，主要是中年期和壯年期這兩個(gè)時(shí)期菌體比較相似，加上時(shí)間段也比較短所以不是太好區(qū)分，因此，筆者認(rèn)為只要把這幾個(gè)階段的菌體寫清楚，使鏡檢工人能夠很快的掌握就可以了，以使生產(chǎn)上能夠有判斷標(biāo)準(zhǔn)。

丙丁菌的鏡檢需在油鏡下觀察，觀察的項(xiàng)目主要有：菌體大小，長短，粗細(xì)，數(shù)目如何？菌體排列形狀，菌體形態(tài)是否均勻？有無破損，卷曲，空洞現(xiàn)象，有無芽孢？染色是否正常？鏡檢的時(shí)候要綜合考慮這些因素，才能準(zhǔn)確地把握住發(fā)酵效果。具體五個(gè)時(shí)期的菌體形態(tài)如下所述：

幼年期

幼年期Ⅰ：菌體單個(gè)居多，有很少數(shù)幾個(gè)短鏈狀分裂，排列雜亂無規(guī)律，也有少量的衰老和死菌體；幼年期Ⅱ：菌體大部分呈長鏈狀分裂，有的可以達(dá)到好幾個(gè)鏡檢視野的程度，少數(shù)單個(gè)或短鏈，菌體形態(tài)比較均勻，密度明顯增大。如果菌體粗壯，顏色均勻統(tǒng)一，則表明生長旺盛，如果菌體拉長，但比較纖細(xì)瘦弱，則發(fā)酵不好。幼年期一般對應(yīng)發(fā)酵時(shí)間在0-12 h之間。

青年期

菌體全部為長鏈或大部分?jǐn)嗔褳閱蝹€(gè)或短鏈狀，同時(shí)斷裂開來的菌體變得短、小，梭狀非常明顯，鏡檢時(shí)能看到有的地方菌體數(shù)多，有的地方菌體數(shù)少，成扎堆式扇形分布，菌體分裂現(xiàn)象明顯，菌體形態(tài)不均勻，有的菌體較長，有的菌體較短，還有剛分裂出的菌體最小，幾乎成為一個(gè)圓點(diǎn)。如果染乳酸雜菌，這個(gè)時(shí)期也是鏡檢的關(guān)鍵時(shí)期。此時(shí)期對應(yīng)12-20 h左右。

中年期

菌體在開始一段時(shí)間比較粗壯短小，分裂排布也有一定規(guī)律，這時(shí)不再呈扇形和扎堆式排列，而是呈現(xiàn)整齊的排狀分布，菌體形態(tài)比較均勻，沒有或很少有過嫩過老的菌體，密度達(dá)最大值，菌體呈短鏈交織在一起。如果染乳酸雜菌，這時(shí)候一般的鏡檢工是可以判斷出來的。這個(gè)時(shí)期對應(yīng)20-32 h左右。

壯年期

壯年期菌體的長度、粗細(xì)均達(dá)到最大。沒有任何排列規(guī)律而言，視野下全部是密密麻麻交錯(cuò)排列的菌體，顏色很均勻，兩端的梭狀比較明顯.如果染乳酸雜菌，經(jīng)阿培式染色后可以清晰地看出乳酸雜菌。這個(gè)時(shí)期對應(yīng)32-40 h左右。

老年期

老年期Ⅰ：菌體密度比壯年期明顯下降，菌體形態(tài)變得松散，一部分菌體彎曲成弧形或小圓圈狀，還有一些變短、變細(xì)，有的中空、斷裂等殘缺，菌體短小瘦弱；老年期Ⅱ：菌體數(shù)量很少，完整的菌體不多，大部分呈單個(gè)，有的缺失，菌體進(jìn)一步收縮卷曲，最后消失，有時(shí)能看到單個(gè)圓球形孢子。

以上五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)班組項(xiàng)目推廣以后，取得了明顯的效果，鏡檢效率大大提高，準(zhǔn)確性也有保障，受到了一致好評。

3 丙丁發(fā)酵常見雜菌的鏡檢

丙丁菌發(fā)酵工業(yè)中，常見的雜菌有兩大類，球形菌和桿狀雜菌，球形雜菌主要是乳酸菌，單個(gè)或成短串珠狀，一般是風(fēng)過濾器積水夾帶所染，在鏡檢過程中也比較容易辨認(rèn)，由于此雜菌不會(huì)對丙丁發(fā)酵造成影響，只是與丙丁菌共生，消耗基質(zhì)而已，并且只要加強(qiáng)風(fēng)系統(tǒng)的管理維護(hù)，就能避免這種雜菌污染，所以并不嚴(yán)重。

桿菌雜菌中有一種是比丙丁菌和桿狀乳酸菌粗兩三倍以上的粗桿菌，這種桿菌鏡檢視野很明顯，個(gè)大，且染色比較重，繁殖也非常慢，對生產(chǎn)也幾乎沒有影響。

丙丁發(fā)酵過程中危害最大的一種是桿狀乳酸菌，阿培氏染色后菌體上會(huì)出現(xiàn)三個(gè)亮點(diǎn)，兩端和中間各一個(gè)，因此被稱為三頭菌，一旦染上這種菌，酸度就會(huì)很快上升，不像正常的丙丁發(fā)酵那樣當(dāng)酸度升到最高后，然后下降還原成溶劑，此菌由于剛開始菌體少，在丙丁菌幼年期的時(shí)候是檢測不到的，只有經(jīng)過十幾個(gè)小時(shí)的繁衍，在鏡檢視野中密度達(dá)到兩三個(gè)視野有一個(gè)雜菌的時(shí)候才能被熟練的鏡檢工發(fā)現(xiàn)，雖然這種雜菌和丙丁菌非常相似，但在鏡檢的時(shí)候還是能看出在美蘭染色后此菌比較有柔韌感，稍顯細(xì)長，染色不均勻，再經(jīng)阿培氏染色后能看到有紅棕色菌體，而正常的丙丁菌是無色透明的。所以鏡檢工的經(jīng)驗(yàn)就非常重要，早發(fā)現(xiàn)幾小時(shí)，就可以及時(shí)地采取重滅菌，加藥等一系列滅菌挽救措施，對于大生產(chǎn)來說經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

[1]沈兆兵，杜風(fēng)光，史吉平，董青山，王文博.丙酮丁醇生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展[J].廣州化工，2007，（10）35.

[2]陳陶聲，陸祖祺.發(fā)酵法丙酮丁醇生產(chǎn)技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1991.

TS26

A

1671-0037（2014）06-26-1.5

黃玉濤（1984-），男，本科，助理工程師，研究方向：生物能源與生物化工。