关键词：发酵工程、大肠杆菌菌种、大肠杆菌自溶现象、发酵罐感染噬菌体、发酵染菌解决方案

发酵中大肠杆菌自溶的现象及影响因素

一、摘要

在发酵工业中，大肠杆菌作为一种重要的微生物菌种，被广泛应用于生产各种生物制品。然而，在发酵过程中，大肠杆菌自溶的现象时有发生，这可能导致发酵过程的不稳定和产品质量的下降。本文旨在探讨发酵中大肠杆菌自溶的现象，以及噬菌体和非噬菌体引起自溶的因素，并特别介绍奥克泰士（Oxytech）德国微生物控制专家及消毒技术在预防和控制大肠杆菌自溶方面的应用。

二、大肠杆菌工业化生产的基本形式

大肠杆菌工业化生产的基本形式主要包括高密度发酵和基因工程菌的构建。高密度发酵是通过优化培养条件，使大肠杆菌在较短的时间内达到较高的密度和产量。而基因工程菌的构建则是通过基因工程技术，将目标基因导入大肠杆菌中，使其表达并生产所需的蛋白质或代谢产物。这两种方式都为大肠杆菌的工业化生产提供了重要的基础。

三、发酵中大肠杆菌自溶的现象

在发酵过程中，大肠杆菌自溶是指大肠杆菌菌体自行死亡并破裂的现象。这种现象常常导致菌种整体生长速度过慢以及菌种发酵量的不足，从而严重影响项目的进程。

3.1噬菌体引起大肠杆菌自溶的因素

噬菌体是导致大肠杆菌自溶的一个重要因素。噬菌体主要通过寄生于菌体中，并依靠菌种自身的合成途径合成自带噬菌体，或者依靠本身的分裂增殖途径利用菌体的合成组分进行增殖。待繁殖的噬菌体成熟后，它们会压迫菌体，导致其破裂释放更多的噬菌体，并重复上述过程。鉴于噬菌体惊人的增殖速度以及其本身简单结构带来的存活性，一旦发生噬菌体感染，务必停止产线运行进行消杀，并将产线暂存15日以上，以确保消灭噬菌体避免其扩散。

3.2非噬菌体引起大肠杆菌自溶的因素

非噬菌体引起大肠杆菌自溶的因素有多种，主要包括：

1. 代谢产物：如多粘菌素B Sub-MICs等。研究发现，随着培养时间的延长，多粘菌素B Sub-MICs会导致大肠杆菌淡染程度加重、活菌数量减少、电镜下细菌胞壁缺损甚至破坏，内容物或部分丧失。

2. 外源蛋白质表达与大肠杆菌宿主自身的胁迫应激机制：在生物反应器中表达ScFv大肠杆菌细胞自溶的分析中发现，外源蛋白高效表达并积累在细胞内，可能导致大部分活细胞较野生菌提前进入活着但不可培养（VBNC）状态，进而发生细胞自溶。

四、奥克泰士在预防和控制大肠杆菌自溶中的应用

奥克泰士（Oxytech）是一种高效的消毒剂，具有广谱杀菌、无刺激性和环境友好等特点。在发酵工业中，奥克泰士可以用于预防和控制大肠杆菌自溶。具体而言，奥克泰士可以：

1. 杀灭噬菌体：奥克泰士具有强大的杀菌能力，可以有效杀灭大肠杆菌中的噬菌体，减少噬菌体对发酵过程的影响。

2. 降低代谢压力：通过优化发酵条件，如添加适量的营养物质、调整培养温度等，可以降低大肠杆菌的代谢压力，减少自溶现象的发生。奥克泰士的使用可以与这些优化措施相结合，提高发酵过程的稳定性。

3. 抑制外源蛋白质表达：对于需要在大肠杆菌中表达外源蛋白质的情况，奥克泰士可以通过降低外源蛋白质的表达量或改善蛋白质结构等方式，减少其对细胞的毒性作用，降低自溶现象的发生。

大肠杆菌自溶是发酵工业中常见的问题，它可能由噬菌体感染、代谢产物、外源蛋白质表达和环境因素等多种因素引起。为了预防和控制大肠杆菌自溶，需要采取综合性的措施，包括使用奥克泰士等高效的消毒剂、优化发酵条件、降低代谢压力等。这些措施可以提高发酵过程的稳定性和效率，保证产品质量。