《菌种培养》PPT课件

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1、第二章菌种培养第一节微生物的生长一.生长现象和繁殖方式这里指微生物的群体生长，包括个体生长和个体繁殖，在发酵工业中，应用最多的是细菌、放线菌、酵母菌和霉菌1.细菌（bacteria）单细胞原核生物，主要靠分裂繁殖细菌分裂图2.放线菌单细胞丝状，主要靠无性孢子进行繁殖（图）3.酵母菌单细胞真核生物，出芽繁殖和子囊孢子繁殖（出芽）酵母菌子囊孢子4.霉菌单细胞或多细胞丝状真菌，发酵工业中应用最多的是青霉、曲霉、毛霉、木霉等（图）二.生长的测定微生物的生长和产物的生成有着密切的关系，因此测定生长对发酵的控制很重要1.测定细胞的数目1）浊度计比浊法2）计数器记数法对于单细胞的微生物或微生物的

2、孢子比较准确，对于菌丝体比较困难2.测定细胞重量1）细胞干重称量法2）细胞堆积容积测量法3）细胞组成分析法：蛋白质DNARNA4)营养物消耗分析法：测定培养基中不用于合成代谢产物的营养物，如磷酸盐、硫酸盐等5）产物重量分析法：测定培养中形成的CO2、ATP和H2等三.群体生长规律（典型细菌生长曲线）growthcurve（图）1.延滞期（lagphase）是微生物生长过程对外界的适应期个体重量增加，体积增大，活菌数为增加原生质均匀，嗜碱性强，RNA含量高，酶类的合成和诱导菌体对外界物理、化学因素的抵抗力弱，“幼龄期”，代谢活跃发酵生产中，早期保证营养和氧气，使幼龄菌很好生长2.对数

3、生长期（logphase）细胞的代时（generationtime）最短且恒定，群体细胞以几何级数增加，单位时间内细胞数目或细胞重量的增加（生长速率）恒定细胞分裂产生的所有菌都是活菌，总菌数与活菌数接近相等细胞的形态、生理特征一致在发酵工业中要设法延长此期，获得更多的活细胞（？？？）3.稳定期（stationaryphage）菌体的世代时间加长且不稳定，活菌数的增加与死菌数的增加接近平衡（原因？？？）如果出现溶菌现象，总菌数将下降溶菌的结果，使培养基变的更加复杂，导致培养物缓慢地二次生长原生质内出现贮藏物质，如糖原、异染颗粒、脂肪粒等，液泡，芽孢稳定期内代谢活动在进行，大量的初级和

4、次级代谢产物主要在此期形成（延长？？？）4.衰亡期（declineordeathphase）总菌数可以恒定，但活菌数逐渐减少细胞容易出现多形态，包括畸形，最后菌体自溶死亡在发酵工业中，由于活菌数大减，产物产生少，甚至破坏多，菌体自溶影响产物提取，及时结束发酵（？）霉菌和放线菌在发酵液中呈絮状菌丝体，在不断搅拌下均匀分布在发酵液中，生长规律不典型第二节微生物生长的动力学研究微生物生长速率、营养物消耗速度、产物生成速度及其相互关系研究影响反应速率的因素为获得理想的发酵参数、小型实验数据的放大、发酵生产设备的合理化和提高生成率提供理论依据生长动力学和产物生成动力学两部分组成比生长速率和比

5、产物生成率是重要参数一.比生长速率（specificgrowthrate）1.分批培养的比生长速率当微生物处在最高的生长时期，培养基中营养物过量，此时生长速率与营养物浓度无关，而与细胞浓度有关，其关系表现为微生物细胞浓度（以重量表示）的瞬时增长速率dX/dt和培养液中微生物细胞浓度X成正比，或任一瞬间生长速率与细胞浓度成正比dX/dt=µX（1）X:每毫升培养液中细胞的数量t：培养时间（h）µ：比生长速率，即每单位数量的细菌或物质在单位时间内（h）增加的量对（1）式积分，得lnNt-lnN0=µ(t1-t0)换成以10为底的对数lgNt-lgN0=µ(t1-t0)/2.303Nt与

6、N0分别代表t和t0时的细胞数量，测定从N0增加到Nt所用的时间和Nt与N0的量，就可以求出该条件下的µ如N0时每ml培养液中细菌数为104，经过4小时后该培养液中细菌的数目增加到108，求此条件下细菌的比生长速率（µ）µ=(lgNt-lgN0)/(t1-t0)2.303=(8-4)/42.303/h=2.303h代表在该条件下，每个细菌以每小时增加2.303个细菌的速度增加µ：细胞浓度的瞬时增大速率和细胞浓度的比例常数单位重量菌体的瞬时增量重量：g时间：hrµ:菌体的增重数/hr.g,g/g.hr二.生长的营养条件及其选择（一）营养物的影响和选择1.营养物对生长的影响1）微生

7、物所需的营养物：2）分析细胞的化学组成分析对营养物的需要3）满足营养需要，微生物才能正常发育4）营养物种类对微生物生长的影响，主要表现在对生长速率的影响速效性氮源：速效性碳源：迟效性氮源：迟效性碳源：5）对繁殖的影响，如不同碳源对Aspergillusniger产孢的影响6）微生物在单一碳源上和多种碳源上生长时的差异单一碳源二种碳源多种碳源2.营养物浓度对生长的影响对生长速率的影响和生长的抑制上当营养物浓度达到一定值，生长速度达到最高，在特定的温度、pH、营养物种类和