菌种与种子扩大培养
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
‹#›
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 。
❖ 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；
❖ 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(Molds)
‹#›
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， 来自百度文库于细菌和真菌之间，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 ，膨胀、萌发，成为新的放线菌。
一些产芽孢的细菌 植物或动物来源
‹#›
氨基酸生产有关的微生物
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： 棒杆菌属，短杆菌属、节杆菌属或小 杆菌属的棒型细菌
其它氨基酸生产菌： 常规菌种一般也是以谷氨酸生产菌 选育而成；工程菌，大肠杆菌，枯 草芽孢杆菌
‹#›
食品工业微生物
❖ 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。
‹#›
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；红霉素等）
真菌（青霉素、头孢等）
❖ 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 ---- 霉菌(Molds)
‹#›
从自然界中分离菌种的一般过程
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。
‹#›
新种分离与筛选的步骤
❖ 定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生 长培养特性。
❖ 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。
包括：酿造业，酶制剂等 食品用的微生物需经过严格的毒理试验，目前已同意 使用的仅仅少数微生物能用于生产食品用酶。 α—淀粉酶：黑曲霉、米曲霉、米根酶、枯草芽孢杆菌
和地衣芽孢杆菌
‹#›
诱变育种
❖ 以微生物的自然变异作为基础的生产选种的机率并 不很高，一个基因的自然突变频率仅10-6~10-10左右 。
❖ 诱变育种： 利用各种物理因素和化学试剂处理微生物细胞，提 高基因突变频率，再通过适当的筛选方法获得所需 要的高产优质菌种的育种方法。
❖ 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。
‹#›
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)
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
‹#›
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； 诱变育种：诱变是工业发酵稳产高产的重要保证； 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。
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 。
❖ 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；
❖ 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(Molds)
‹#›
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， 来自百度文库于细菌和真菌之间，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 ，膨胀、萌发，成为新的放线菌。
一些产芽孢的细菌 植物或动物来源
‹#›
氨基酸生产有关的微生物
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： 棒杆菌属，短杆菌属、节杆菌属或小 杆菌属的棒型细菌
其它氨基酸生产菌： 常规菌种一般也是以谷氨酸生产菌 选育而成；工程菌，大肠杆菌，枯 草芽孢杆菌
‹#›
食品工业微生物
❖ 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。
‹#›
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；红霉素等）
真菌（青霉素、头孢等）
❖ 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 ---- 霉菌(Molds)
‹#›
从自然界中分离菌种的一般过程
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。
‹#›
新种分离与筛选的步骤
❖ 定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生 长培养特性。
❖ 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。
包括：酿造业，酶制剂等 食品用的微生物需经过严格的毒理试验，目前已同意 使用的仅仅少数微生物能用于生产食品用酶。 α—淀粉酶：黑曲霉、米曲霉、米根酶、枯草芽孢杆菌
和地衣芽孢杆菌
‹#›
诱变育种
❖ 以微生物的自然变异作为基础的生产选种的机率并 不很高，一个基因的自然突变频率仅10-6~10-10左右 。
❖ 诱变育种： 利用各种物理因素和化学试剂处理微生物细胞，提 高基因突变频率，再通过适当的筛选方法获得所需 要的高产优质菌种的育种方法。
❖ 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。
‹#›
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)
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
‹#›
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； 诱变育种：诱变是工业发酵稳产高产的重要保证； 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。