[工程科技]第二章 菌种与种子扩大培养

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1、第二章：菌种的来源及扩大培养第一节发酵工业常用微生物菌种及要求第二节工业微生物菌种选育第三节生产菌种的改良第四节种子的扩大培养第一节发酵工业常用微生物菌种及要求一、发酵常用的工业微生物菌种细　　菌放　线　菌霉　　菌酵　母　菌担子菌藻类从自然界分离的菌种产品基因工程诱变育种遗传育种生产用菌种扩大培养原料微生物菌体代谢产物分离　提纯发酵罐发酵条件控制接种培养基配置灭菌1.细菌（bacteria)种属用途醋杆菌属（Acetbobacter）氧化醋杆菌　巴氏醋杆菌　许氏醋杆菌　弱氧化醋杆菌山梨糖、5-酮葡萄糖、酒石酸乳杆菌属（Lactobacillus）乳酸、乳酸钙、葡萄糖、麦芽糖芽孢杆菌属（Bac

2、illus）淀粉酶、5‘-核苷酸酶、肌苷、鸟苷等核苷大肠杆菌（Escherichiacoli）天冬酰胺酶、谷氧脱羧酶、天冬氨酸。苏氨酸、缬氨酸产氨短杆菌(Brevibacteriumambroniagenes）氨基酸、核苷酸、辅酶2.放线菌(actinomyces)链霉菌（灰色链霉菌、金色链霉菌、龟裂链霉菌、委内瑞拉链霉菌）链霉素、金霉素、土霉素、氯霉素诺卡氏菌形放线菌（诺卡菌、拟无分枝酸菌、糖多孢菌）利福霉素、万古霉素、瑞斯托菌素、红霉素等游动放线菌葡萄糖异构酶、游壁菌素、四聚假糖、紫素霉素小单孢菌（绛红小单孢菌、棘孢小单孢菌）庆大霉素、利福霉素3.霉菌(mould)曲霉属（黑曲霉、米曲霉

3、）发酵工业、医药工业、食品工业、粮食贮存青霉属（产黄青霉、枯青霉、娄地青霉、展开青霉）多种酶类、有机酸、青霉素、葡萄糖氧化酶、凝乳酶等根霉属（黑根霉、米根霉、华根霉、毛根根霉）果胶酶、微生物转化甾类化合物、酒药酒曲、脂肪酶、淀粉液化等红曲霉属淀粉酶、麦芽糖酶、蛋白酶、食用红色色素等4.酵母(yeast)酵母属(Saccharomyces)酒精、啤酒、白酒、葡萄酒、各种果酒假丝酵母属(Candida)生产饲料、发酵煤油、石油发酵脱蜡、酒精等球拟酵母属——产生甘油、甘露醇、烃类等。红酵母属——具有产脂肪的能力酵母由于酵母细胞内含有丰富的蛋白质、维生素和各种酸，所以，酵母细胞本身又是医药、化工和食

4、品工业的重要原料。如单细胞蛋白(一种饲料蛋白)、酵母片、核糖核酸、核苷酸、辅酶A及酶制剂等。微生物资源目前已确定的微生物种数在十万种左右,但仍正以每年发现几百至上千个新种的趋势。(05年发现494种，韩国68种，日本为59种，美国44种，中国42种，德国41种）已经初步研究的不超过自然界微生物总量的10%。微生物的代谢产物据统计已超过1300多种，而大规模生产的不超过100多种；微生物酶有近千种，而工业利用的不超过四五十种。可见潜力很大。二、工业化菌种的要求原料廉价，生长迅速，目的产物产量高。易于控制培养条件，酶活性高，发酵周期短。抗杂菌和噬菌体的能力强。菌种遗传性能稳定，不易变异和退化。产

5、生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关）第二节工业微生物菌种选育一、自然选育——根据菌种的自发突变而进行菌种筛选过程。突变频率低。二、诱变选育——通过诱变剂处理，突变频率提高，随机性大，如果筛选方法得当，也有可能定向地获得好的变异株。目的：提高产量提高质量增加品种改善工艺条件例：青霉素色素土霉素泡沫红霉素噬菌体如：第一株青霉素生产菌是从美国伊利诺斯州长霉的葡萄柚中分离出来的；第一株头孢霉素生产菌则来自于意大利撒丁岛的污水中。（黄青霉支顶孢菌生产头孢菌素C——顶头孢霉菌）目前工业上应用的优良菌种，几乎都是经过诱变处理后获得的突变株。在40年内青霉素生产菌通过诱变育种使青霉素产量

6、增加了近万倍,达到10万u/ml左右。谷氨酸产生菌经紫外诱变处理,产酸率提高了31%;一、自然选育自然选育的一般过程1.制定方案首先查阅资料，了解所需菌种的生长和培养特性，制定方案，才能有针对性地采集样品和分离菌种。例如与水、空气相比，土壤具备了微生物所需的养分，是微生物最集中的地方。但不同的微生物由于生理特性不同，采集的场所有所选择。采样地点要根据筛选目的、微生物的分布及菌种的主要特征与外界环境关系等，进行综合、具体地分析。如果预先不了解某种生产菌的具体来源，一般可从土壤中分离。2.标本采集取离地面5~15cm处的土壤几十克，盛入预先消毒好的牛皮纸袋中，扎好，记录采样时间、地点、环境情况等

7、如：森林土有相当多的枯枝落叶和腐烂的木头等，富含纤维素，适合利用纤维素作碳源的纤维素酶生产菌的生长。又如：在肉类加工厂附近和饭店排水沟的污水、污泥中，由于有大量腐肉、豆类、脂肪类存在，因而，在此处采样能分离到蛋白酶和脂肪酶的生产菌。收集到的样品，如含所需菌种较多，可直接进行分离。如果样品含所需菌种很少，就要设法增加该菌的数量，进行增殖(富集)培养。所谓增殖培养就是给混合菌群提供一些有利于所需菌株生长或不利于其