菌种与种子扩大培养(I)

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1、第一章菌种与种子扩大培养决定发酵工业生产水平三要素：生产菌种性能；发酵过程的工艺及设备；产物提取过程的工艺及设备诱变育种：诱变是工业发酵稳产高产的重要保证；从自然界分离：目前土壤中已分离的微生物约为自然界总数的1-5%，微生物的多样性仍然是以后若干年的研究重点；基因重组：基因定向改造技术大大加快了生物产品开发的进程。分离思路新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。从自然界中分离菌种的一般过程新种分离与筛选的步

2、骤定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。采样：有针对性地采集样品。增殖：人为地通过控制养分或培养条件，使所需菌种增殖培养后，在数量上占优势。分离：利用分离技术得到纯种。发酵性能测定：进行生产性能测定。这些特性包括形态、培养特征、营养要求、生理生化特性、发酵周期、产品品种和产量、耐受最高温度、生长和发酵最适温度、最适pH值、提取工艺等。采样1、采样对象以采集土壤为主。一般园田土和耕作过的沼泽土中，以细菌和放线菌为主；富含碳水化合物的土壤（如一些野果生长区和果园内）和沼泽地中，酵母和霉菌较多；采样的对象也可以是植物或动植物残体，腐败物

3、品，霉菌较多；某些水域厌氧菌含量较多。2、采样季节：以温度适中，雨量不多的秋初为好。3、采土方式：在选好适当地点后，用小铲子除去表土，取离地面5-15cm处的土约10g，盛入清洁的牛皮纸袋或塑料袋中，扎好，标记，记录采样时间、地点、环境条件等，以备查考。采好的样应及时处理，暂不能处理的也应贮存于4℃下，但贮存时间不宜过长。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他菌型生长的条件，以促使目标菌株大量繁殖，从而有利于分离它们。例如碳源利用的控制，可选定糖，淀粉、纤维素，或者石油等，以其中的一种为唯一碳源，那么只有利用这一碳源的微生

4、物才能大量正常生长，而其它微生物就可能死亡或淘汰。这样对下阶段的纯种分离就会顺利得多。纯种分离尽管通过增殖培养效果显著，但还是处于微生物的混杂生长状态。因此还必须分离，纯化。纯种分离的方法有划线分离法、稀释分离法。性能测定这一步是采用与生产相近的培养基和培养条件，通过三角瓶的容量进行小型发酵试验，以求得适合于工业生产用菌种。这种直接从自然界分离得到的菌株称为野生型菌株，以区别于用人工育种方法得到的变异菌株。工业生产常用菌种细菌(Bacteria)放线菌(Actinomycetes)单细胞真菌----酵母(Yeast)多细胞真菌----霉菌(Mo

5、lds)1细菌(Bacteria)形状和大小：单细胞微生物；有球型、杆型和螺旋型；典型直径0.5～1微米，长度～10微米；繁殖方式：裂殖，倍增时间25～45分钟。工业上重要的细菌：G+：枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、北京棒杆菌等。G-：醋酸杆菌、大肠杆菌。产品：淀粉酶制剂，乳酸，乙酸，氨基酸等2放线菌(Actinomycetes)形状和大小：细胞呈长丝状，菌落呈放线状，介于细菌和真菌之间，菌丝直径0.2～1.2微米，与杆菌接近；生长和繁殖：低等的(如诺卡氏菌)通过菌丝断裂繁殖；高等的(如链霉菌)在孢子丝成熟后分化成许多孢子，孢子在适宜的环境中吸收水分

6、，膨胀、萌发，成为新的放线菌。2放线菌(Actinomycetes)工业上重要的放线菌龟裂链霉菌（土霉素）金黄色链霉菌（金霉素）灰色链霉素（链霉素）红链霉菌（红霉素）红小单胞菌（庆大霉素）委内瑞拉链霉菌（氯霉素）卡那链霉菌（卡那霉素）3单细胞真菌----酵母(Yeast)形状和大小：单细胞，卵圆形，圆形或圆柱形；比细菌大，直径约1～5微米，长约5～30微米。生长与繁殖：酵母分有性和无性繁殖，以无性繁殖为主。无性繁殖分为芽殖和裂殖，以芽殖为主。工业上重要的酵母菌啤酒酵母(酒精、啤酒等)假丝酵母(单细胞蛋白、柠檬酸、脂肪酸、石油脱蜡)。4多细胞真菌

7、----霉菌(Molds)形状和大小：分支状，菌丝体盘结交错，形成浓密菌落，使发酵液粘稠。比放线菌大，直径3～10μm生长与繁殖：片段菌丝可以生长成新的菌丝体；有性和无性方式，产生孢子进行繁殖；无性繁殖是主要方式，生长中，菌丝伸长和分支，从菌丝体顶端形成新的孢子，继而形成细胞。新细胞具有菌龄，典型的倍增时间为4～8小时；4多细胞真菌----霉菌(Molds)工业上重要的霉菌曲霉属:黑曲霉—淀粉酶、蛋白酶、柠檬酸和葡萄糖酸米曲霉—酱油青霉属:产黄青霉—青霉素展开青霉—灰黄霉素根霉属:米根霉—制曲、乳酸抗生素生产有关的微生物放线菌（链霉素四环素；红

8、霉素等）真菌（青霉素、头孢等）一些产芽孢的细菌植物或动物来源氨基酸生产菌的要求：代谢途径比较清楚，代谢途径比较简单谷氨酸发酵的菌种：其它氨基酸生产菌：