生產中丙丁菌及其常見雜菌的鏡檢形態研究

黃玉濤 呂曉丹 薛 寶 鄭世文

（河南天冠企業集團有限公司，河南 南陽 473000）

生產中丙丁菌及其常見雜菌的鏡檢形態研究

黃玉濤 呂曉丹 薛 寶 鄭世文

（河南天冠企業集團有限公司，河南 南陽 473000）

根據長期的鏡檢經驗，對丙丁菌整個生長周期菌體形態進行具體劃分，另外，對常見的雜菌也進行鏡檢分析，以使不同的員工可以通過鏡檢快速地掌握菌體情況，及時發現前期染菌等異常現象，為生產提供決策。

丙丁菌；雜菌；鏡檢

丙酮丁醇簡稱總溶劑，是一種重要的有機溶劑和化工原料，廣泛應用于噴漆、炸藥、塑料、制藥、植物抽提取及有機玻璃、合成橡膠等工業，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）是發酵法生產總溶劑的重要菌株，此菌株營厭氧兼中性生長，跟大多數的細菌相似，在菌體整個發酵過程中，可分為靜止期、發酵期、結束期三個階段，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階段，每個階段菌體都有其自身的形態，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，早期的鏡檢更是發現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]，該菌初始時候形態跟丙丁菌很相似，沒有充足鏡檢經驗的鏡檢工是很難在早期發現的，往往是等鏡檢發現的時候，乳酸菌已經大量繁殖，丙丁發酵已經失敗無可挽回。所以對丙丁發酵的菌體鏡檢進行經驗總結非常必要，根據在天冠集團溶劑分廠多年從事丙丁發酵并且產業化的工作經歷，細化總結出丙丁菌的各個階段的菌體形態及雜菌的經驗，使之細化統一，并應用于生產實踐，對于鏡檢員工的快速培養，減少染菌都具有一定的作用

1 丙丁菌劃分依據

在生產上一般是根據菌體形態結合發酵pH曲線（或酸度曲線）來劃分各個不同時期，因為隨著pH的不斷變化，丙丁菌的功能也不斷的發生變化，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酵曲線，但總的來說，對于單罐間歇發酵來說，變化不大。

2 丙丁菌的鏡檢標準

陳陶聲、陸祖祺發酵法丙酮丁醇生產技術③一書中，介紹了一種生產上老鏡檢工所自制的一套鏡檢評語標準如下：

生長時期幼年期青年期中年期壯年期老年期評語剛發量少分裂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分粗壯續裂嫩3-4分粗壯4分小3分老了

這是一套很詳細的方法，但是由于時代久遠，有些術語難于理解，并且根據實際工作情況來看沒有必要分的這么詳細，在丙丁菌的發酵過程中，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時期菌體比較相似，加上時間段也比較短所以不是太好區分，因此，筆者認為只要把這幾個階段的菌體寫清楚，使鏡檢工人能夠很快的掌握就可以了，以使生產上能夠有判斷標準。

丙丁菌的鏡檢需在油鏡下觀察，觀察的項目主要有：菌體大小，長短，粗細，數目如何？菌體排列形狀，菌體形態是否均勻？有無破損，卷曲，空洞現象，有無芽孢？染色是否正常？鏡檢的時候要綜合考慮這些因素，才能準確地把握住發酵效果。具體五個時期的菌體形態如下所述：

幼年期

幼年期Ⅰ：菌體單個居多，有很少數幾個短鏈狀分裂，排列雜亂無規律，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，有的可以達到好幾個鏡檢視野的程度，少數單個或短鏈，菌體形態比較均勻，密度明顯增大。如果菌體粗壯，顏色均勻統一，則表明生長旺盛，如果菌體拉長，但比較纖細瘦弱，則發酵不好。幼年期一般對應發酵時間在0-12 h之間。

青年期

菌體全部為長鏈或大部分斷裂為單個或短鏈狀，同時斷裂開來的菌體變得短、小，梭狀非常明顯，鏡檢時能看到有的地方菌體數多，有的地方菌體數少，成扎堆式扇形分布，菌體分裂現象明顯，菌體形態不均勻，有的菌體較長，有的菌體較短，還有剛分裂出的菌體最小，幾乎成為一個圓點。如果染乳酸雜菌，這個時期也是鏡檢的關鍵時期。此時期對應12-20 h左右。

中年期

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

壯年期

壯年期菌體的長度、粗細均達到最大。沒有任何排列規律而言，視野下全部是密密麻麻交錯排列的菌體，顏色很均勻，兩端的梭狀比較明顯.如果染乳酸雜菌，經阿培式染色后可以清晰地看出乳酸雜菌。這個時期對應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，有的中空、斷裂等殘缺，菌體短小瘦弱；老年期Ⅱ：菌體數量很少，完整的菌體不多，大部分呈單個，有的缺失，菌體進一步收縮卷曲，最后消失，有時能看到單個圓球形孢子。

以上五個標準經班組項目推廣以后，取得了明顯的效果，鏡檢效率大大提高，準確性也有保障，受到了一致好評。

3 丙丁發酵常見雜菌的鏡檢

丙丁菌發酵工業中，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，單個或成短串珠狀，一般是風過濾器積水夾帶所染，在鏡檢過程中也比較容易辨認，由于此雜菌不會對丙丁發酵造成影響，只是與丙丁菌共生，消耗基質而已，并且只要加強風系統的管理維護，就能避免這種雜菌污染，所以并不嚴重。

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，個大，且染色比較重，繁殖也非常慢，對生產也幾乎沒有影響。

丙丁發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出現三個亮點，兩端和中間各一個，因此被稱為三頭菌，一旦染上這種菌，酸度就會很快上升，不像正常的丙丁發酵那樣當酸度升到最高后，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候是檢測不到的，只有經過十幾個小時的繁衍，在鏡檢視野中密度達到兩三個視野有一個雜菌的時候才能被熟練的鏡檢工發現，雖然這種雜菌和丙丁菌非常相似，但在鏡檢的時候還是能看出在美蘭染色后此菌比較有柔韌感，稍顯細長，染色不均勻，再經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。所以鏡檢工的經驗就非常重要，早發現幾小時，就可以及時地采取重滅菌，加藥等一系列滅菌挽救措施，對于大生產來說經濟效益十分可觀。

[1]沈兆兵，杜風光，史吉平，董青山，王文博.丙酮丁醇生產技術進展[J].廣州化工，2007，（10）35.

[2]陳陶聲，陸祖祺.發酵法丙酮丁醇生產技術[M].北京：化學工業出版社，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。