在谷氨酸发酵中往往出现这样的现象，发酵前期，耗糖慢、产酸低，糖酸转化率低，0D值增长缓慢。发酵中期耗糖才有所增加，产酸也有所提高。但在发酵后期，菌体活力明显下降，耗糖不产酸，糖酸转化率低，总体发酵产酸水平比正常发酵低，糖酸转化率低。轻者产酸少0．5-1个百分点，重者少2～3个百分点，甚至更低。镜检看，菌体个头小、发圆，产酸越低，菌体越小、越圆，甚至看似球菌而不是棒杆菌，排列不整齐不规则。这就是平常我们所说的异常发酵。这是什么原因引起的呢?
这里先从菌体形态发生变化谈起。大家知道，目前国内用于谷氨酸发酵的菌种大多数是生物素缺陷型，接人发酵罐的二级种子在发酵前期，主要是生长繁殖，只有当菌体达到一定的数量后，罐内的生物素也已消耗基本完毕，菌体内代谢发生异常，在发酵条件适宜下才开始转向产酸，这叫转化期 。同时，菌体形态也由增殖型变成产酸型。这一段时间一般在发酵6h左右开始，到14h左右结束。而菌体的产酸形态应该是稍长而膨大，花生形，中间有横隔。那么异常发酵中的菌体为什么个小，发圆呢?众所周知，谷氨酸棒杆菌繁殖是靠裂殖，首先通过分裂个体，而后再长大，再分裂、再长大，一代一代的繁殖下去『3]。而异常发酵的菌体个小，发圆，那是由于菌体分裂后生长缓慢所造成的。之所以分裂后的菌体生长缓慢就是因为发酵培养基中有不适合或阻碍菌体生长的因素存在，也就是说，这种的发酵环境不适合或阻碍了菌体的迅速生长发育，使菌体分裂后不能迅速长大，所以镜检看来菌体是小个，发圆的。同时，由于菌体不能迅速长大，生物素大量过剩，也就造成菌体一方面在继续适应恶劣环境，一方面适应后又在缓慢的生长，0D值在缓慢增加。这种状况下也就不可能存在转化期，更谈不到大量产酸了。只有在生物素消耗基本完毕，也就是到了发酵中期，菌体产酸才多点。但是由于菌体在前期长的不好，这一时期菌体也不可能大量产酸，只不过比发酵前期好点罢了。到了发酵后期，正由于菌体前期长的不好，到了后期迅速丧失活力，菌体老化，也就是只耗糖不产酸，或产其他副产物了
这里所讨论的并不包括噬菌体污染所造成的异常现象，如果是噬菌体污染，情况将更为严重，那就不是这种情况了。
那么，是什么原因造成发酵培养基环境恶劣的呢?原因比较复杂，但主要是由于发酵污染和原料质量差造成的，如糖液变质或其中焦糖或色素过多；玉米浆、糖蜜变质、变味；无机原料质量不合格，杂质太多等等。这其中容易被忽略的是无机原料中的磷酸氢二钠。有的发酵工厂使用的磷酸氢二钠质量很差，甚至是假冒伪劣产品。这样的磷盐配人发酵培养基后常常会出现上述异常现象。因为这样的磷盐含磷少，又难溶于水，尤其是冷水，进入发酵罐后，起初磷不足或菌体利用困难，造菌体细胞合成困难，生长缓慢。因而发酵前期生物素过剩，影响菌体转型产酸，耗糖慢、产酸慢，最终结果是产酸低，糖酸转化率低。这样的罐批，如果发现前期耗糖慢就一味增加生物素，更会造成发酵中期长菌不产酸，菌体量大，糖酸转化率低。笔者在某谷氨酸发酵工厂就曾遇到这种情况：某厂使用的磷酸氢二钠是一种假冒伪劣产品。该磷盐含量只有43％， 同时还含有大量的氯化钠等杂质。由于缺乏检验手段，原料购入后没有检测，而直接用于生产。之后发现发酵过程耗糖慢、产酸低，甚至有的时间段不耗糖、不产酸，0D增长一直延续到22h，镜检菌体个小、发圆，排列很不规则，最后造成发酵倒罐。开始查找原因总认为是严重污染杂菌，最后才发现是磷盐质量差造成的。
关于污染问题，危害最大。杂菌污染不仅导致杂菌争耗营养 ，而且产生的代谢产物中的毒素严重的影响生产菌的生长繁殖。这种污染，重度污染比较容易判断，最难判断的是轻度污染。这是因为不仅造成轻度污染的原因和途径很多，如空气系统效能下降；环境空气质量很差，空气中杂菌浓度过大，或过于潮湿，或空气中有害气体和微尘太多；设备死角多、灭菌不透，利设备渗漏等等。而且轻度污染，尤其开始阶段，通过镜检、划线培养很难发现杂菌。因为lmL发酵液中含有1个杂菌，lm 发酵液中就含有10 个杂菌，这足以对发酵造成危害，只是危害较轻罢了。而取lml发酵液来镜检或划线，接种圈所沾的发酵液就不容易沾上这个杂菌，使镜检时或划线时看不到有杂菌存在。像这种情况，最好按污染处理。有的工厂出于种种原因，一提到是污染就好象是失职，总愿意说成是别的原因，这都不是客观的做法。
关于空气质量差造成的污染，这也是最难发现的问题。大家知道，过滤器的过滤作用不是把空气中的杂质全都过滤掉，而是有一个过滤效率，也就是说空气中的杂质只能过滤掉一部分。所以如果空气中的杂质浓度大时，显然透过过滤器的杂质数量就多，空气中杂质浓度越大，杂质进入发罐越多l 5l。这就不难看出空气质量差，杂菌浓度高会造成发酵污染的原因了。基于如此，加强管理，平常搞好环境卫生，做好环境和空气的消毒，尽可能降低环境空气中的杂菌浓度是预防发酵污染最基本也是最有效的办法。
另外，空气过于潮湿，空气过滤器的过滤效能就下降翻，也容易造成污染。所以西北地区空气比较干躁，杂菌透过过滤器进入发酵罐不太容易；长江以南雨水多，杂菌透过过滤器进入发酵罐就比较容易。最后，关于空气中的微尘浓度大或存在有害气体的问题，镜检更看不出什么问题，但这种污染一般在工业比较发达、工厂比较集中的地区容易出现，而且往往和气候或季节以及风向的变化有很大的关系。但这种污染一般不是一个厂单独出现，而是同一地区的几个厂同时出现，而且也是短时间的。
以上是我们多年来通过观察、分析和处理多家谷氨酸发酵厂中的异常发酵所积累的经验和看法，供国内谷氨酸发酵厂和同行参考、指正。
