第2章 菌种选育及菌种扩培
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二章节菌种与种子扩大培养精品资料
经典分类鉴定方法：形态特征、生理生化特 征、血清学试验等。
现代分类鉴定方法：遗传特性、细胞化学组 分、计算机数值分析。
（6）毒性试验
自然界的一些微生物是在一定条件下产毒的，将 其作为生产菌种应当十分当心，尤其与食品工业有 关的菌种，更应慎重。据有的国家规定，微生物中 除啤酒酵母、脆壁酵母、黑曲霉、米曲霉和枯草杆 菌作为食用无须作毒性试验外，其他微生物作为食 用，均需通过两年以上的毒性试验。
中国医学科学院病毒研究所，北京：病毒。
5）抗生素菌种保藏管理中心（CACC）；
中圈医学科学院抗生素研究所，北京和四川抗生素工业研究所，成都：新 抗生素菌种。
华北药厂抗生素研究所，石家庄：生产用抗生素菌种 6）兽医微生物菌种保藏管理中心（CVCC）； 农业部兽医药品监察所，北京。
（二）菌种的衰退与复壮
（3） IAM （Institute of Applied Microbiology）， University of Tokyo，Japan。
日本东京大学应用微生物研究所，日本东京。
（4） IFO （Institute for Fermentation）， Osaka， Japan。
发酵研究所，日本大阪。
在我国为了推动菌种保臧事业的发展，1970午7月在国家 科委和中国科学院主持下，召开了第一次全国菌种保藏工作 会议，在会上成立了中国微生物菌种保减管理委员会 （CCCMS）委托中国科学院负责担负全国菌种保臧管理业务， 下设六个菌种保藏管理中心。
l）普通微生物菌种保臧管理中心（CCGMC）；
中国科学院微生物研究所，北京（AS）：真菌，细菌。
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。
有了优良的菌种，还要有合适的工艺条件和合 理先进的设备与之配合。
现代分类鉴定方法：遗传特性、细胞化学组 分、计算机数值分析。
（6）毒性试验
自然界的一些微生物是在一定条件下产毒的，将 其作为生产菌种应当十分当心，尤其与食品工业有 关的菌种，更应慎重。据有的国家规定，微生物中 除啤酒酵母、脆壁酵母、黑曲霉、米曲霉和枯草杆 菌作为食用无须作毒性试验外，其他微生物作为食 用，均需通过两年以上的毒性试验。
中国医学科学院病毒研究所，北京：病毒。
5）抗生素菌种保藏管理中心（CACC）；
中圈医学科学院抗生素研究所，北京和四川抗生素工业研究所，成都：新 抗生素菌种。
华北药厂抗生素研究所，石家庄：生产用抗生素菌种 6）兽医微生物菌种保藏管理中心（CVCC）； 农业部兽医药品监察所，北京。
（二）菌种的衰退与复壮
（3） IAM （Institute of Applied Microbiology）， University of Tokyo，Japan。
日本东京大学应用微生物研究所，日本东京。
（4） IFO （Institute for Fermentation）， Osaka， Japan。
发酵研究所，日本大阪。
在我国为了推动菌种保臧事业的发展，1970午7月在国家 科委和中国科学院主持下，召开了第一次全国菌种保藏工作 会议，在会上成立了中国微生物菌种保减管理委员会 （CCCMS）委托中国科学院负责担负全国菌种保臧管理业务， 下设六个菌种保藏管理中心。
l）普通微生物菌种保臧管理中心（CCGMC）；
中国科学院微生物研究所，北京（AS）：真菌，细菌。
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。
有了优良的菌种，还要有合适的工艺条件和合 理先进的设备与之配合。
第二章、菌种的扩大培养2010
实例
放线菌(抗生素生产) 放线菌的细胞生长繁殖速度较慢， 放线菌(抗生素生产)：放线菌的细胞生长繁殖速度较慢，常 常用三级种子扩大培养， 常用三级种子扩大培养，即将种子罐中之菌丝移植到较大的 种子罐中扩大培养后，再移入发酵罐中， 种子罐中扩大培养后，再移入发酵罐中，这种流程称为三级 发酵。一般50t发酵罐多采用三级发酵， 50t发酵罐多采用三级发酵 发酵。一般50t发酵罐多采用三级发酵，有的甚至采用四级 发酵，如链霉素生产。 发酵，如链霉素生产。 霉菌（酶制剂）：酶制剂发酵生产也采用三级发酵。 ）：酶制剂发酵生产也采用三级发酵 霉菌（酶制剂）：酶制剂发酵生产也采用三级发酵。 细菌(谷氨酸)：谷氨酸及其他氨基酸发酵所用的菌种是细菌， 细菌(谷氨酸) 谷氨酸及其他氨基酸发酵所用的菌种是细菌， 生长繁殖速度很快，所以采用二级发酵。 生长繁殖速度很快，所以采用二级发酵。
第二节、 第二节、种子扩大培养
扩大培养的目的：为每次发酵罐的投料，提供相当 扩大培养的目的：为每次发酵罐的投料， 数量的代谢旺盛的种子，以提高发酵效率。 数量的代谢旺盛的种子，以提高发酵效率。 种子的要求：一定的数量、代谢旺盛、不能染菌。 种子的要求：一定的数量、代谢旺盛、不能染菌。 种子扩大培养流程如下： 种子扩大培养流程如下： 斜面菌种---一级种子摇床培养---二级种子罐培 斜面菌种---一级种子摇床培养---二级种子罐培 ---一级种子摇床培养------发酵罐 发酵罐。 养----发酵罐。
接种量的确定
大量地接入成熟的菌种， 大量地接入成熟的菌种，可以缩短生长过程的缓慢 因而缩短发酵周期， 期，因而缩短发酵周期，节约了发酵培养的动力消 提高了设备利用率，并有利于减少染菌机会。 耗，提高了设备利用率，并有利于减少染菌机会。 接种量过多也无必要，因种子培养费时， 接种量过多也无必要，因种子培养费时，而且过多 地移入代谢废物，反而会影响正常发酵。 地移入代谢废物，反而会影响正常发酵。 接种量与菌种的生长速度有关， 接种量与菌种的生长速度有关，如霉菌接种量一般 10%，酵母5 10%，细菌1 5%。 为10%，酵母5-10%，细菌1-5%。 接种量与菌液中菌体的浓度有关，如使用孢子接种， 接种量与菌液中菌体的浓度有关，如使用孢子接种， 接种量可明高的营养缺陷型突 根据代谢控制的要求， 变菌株或调节突变菌株或野生菌株； 变菌株或调节突变菌株或野生菌株； 抗噬菌体能力强的菌株，不易感染噬菌体； 抗噬菌体能力强的菌株，不易感染噬菌体； 菌种纯粹，不易变异退化， 菌种纯粹，不易变异退化，以保证发酵生产和产品 质量的稳定性； 质量的稳定性； 不是病源菌， 不是病源菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒 包括抗生素、激素和毒素等) 以保证安全。 素(包括抗生素、激素和毒素等)，以保证安全。
二章节菌种及其扩大培养4学时
生产车间阶段：种子培养在种子罐里面进行，一般在工程上归
为发酵车间管理。
7
第二章 菌种扩 大培养
2．1 实验室种子制备
2．1．1 种子保藏 2．1．2 菌种移接
8
第二章 菌种扩 大培养
菌种保藏的意义
菌种 –微生物学以及生命科学研究的基本材料 –世代时期很短，传代过程中易发生变异、死亡 –造成工业生产菌种的退化、使优良菌种丢失。 菌种保藏是微生物学研究和微生物育种工作的重要 组成部分 要采用最合适的保存方法使菌种的变异和死亡减少 到最低限度
第二章 菌种扩 大培养
生物反应工程
陈宏文 博士 华侨大学生物工程与技术系
1
第二章 菌种扩 大培养
第二章 菌种及其扩大培养
引言 种子扩大培养的目的与种子要求 2.1 实验室种子制备 2.2 生产车间种子制备 2.3 影响种子质量的因素 2.4 种子质量控制措施
2
第二章 菌种扩 大培养
目前工业规模的发酵发酵罐容积已达几十立方米 或几百立方米。如按百分之十左右的种子量计算， 就要投入几立方米或几十立方米的种子。 要从保藏在试管中的微生物菌种逐级扩大为生产 用种子，是一个由实验室制备到车间生产的过程。
10
第二章 菌种扩 大培养
斜面冰箱保藏法（低温）
短期、过渡的保藏方法 新鲜斜面接种后，置最适条件下培养到菌体或孢子 生长丰满后，放在4°C冰箱保存。 一般保存期为三个月到六个月。
11
第二章 保藏法（缺营养、低温）
适合于产孢子或芽孢的微生物。制备方法： 将沙与土洗净烘干过筛后，按沙与土的比例为1—2： 1混合均匀，分装于小试管中，装料高度约为1厘米左 右，121°C间歇灭菌三次，灭菌试验合格后烘干备用。 一般沙用80目过滤，土用80一100目过筛。 将斜面孢子制成孢子悬浮液接入沙土管中或将斜面孢 子刮下直接与沙土混合，置干燥器中用真空泵抽干， 放在冰箱内保存。一般保存期为一年左右。
第二章 菌种与种子扩大培养
3.同步培养
(1)温度 最适生长温度有利于细菌生长与分裂，不适 宜温度如低温不利于细菌生长与分裂。通过适 宜与不适宜温度的交替处理之后，通过培养可 获得同步细胞。
3.增殖培养
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他菌型生长的条 件以促使所需菌株大量繁殖，从而有利于分 离它们。
增殖培养（培养基）
例如：筛选纤维素酶产生菌时，以纤维素作为唯一碳
挑选出
2、菌种的纯化选优
微生物容易发生变异和染菌。 一般丝状菌的野生菌株多数为异核体。 生产菌在不断移代过程中，菌丝间接触、吻合后，易 产生异核体、部分结合子、杂合二倍体及自然产生突 变株等。 以上会造成细胞内遗传物质的异质化，使遗传性状不 稳定。 如果一个菌种遗传背景复杂，既不稳定，用诱变剂处 理后的变株中，负变率将增加。 特别对诱变史长的菌株，采用强烈诱变剂处理，效果 很差，发酵单位反而变得更低。
③生长圈法
通常用于分离筛选氨基酸、核苷酸和维生素的产生菌. 工具菌是一些相对应的营养缺陷型菌株。 将待检菌涂布于含高浓度的工具菌并缺少所需营养物 的平板上进行培养，若某菌株能合成平板所需的营养 物，在该菌株的菌落周围便会形成一个混浊的生长圈。 如：嘌呤营养缺陷型大肠杆菌与不含嘌呤的琼脂混合 倒平板，在其上涂布含菌样品保温培养，周围出现生 长圈的菌落为嘌呤产生菌。 同样，只要是筛选微生物所需营养物的产生菌，都可 采用营养缺陷型作为工具菌通过生长圈法筛选。
基因工 程
生产用菌种
第二章生物菌种与扩大培养
2
乳酸菌 由糖类生成乳酸的一类细菌。以链球菌(Streptococcus)、四联球菌 (Pediococcus)、明串珠菌(Leuconostoc)、乳杆菌(Lactobacillus)等属为重要， 都是革兰氏阳性、不运动性及异养厌氧型。分两个亚族： 链球菌亚属(Streptococeae)，其中有些菌种只产生乳酸，称为同型乳酸发 酵；另一些菌种除生成乳酸外还生成醋酸、乙醇及二氧化碳，称为异型 乳酸发酵(明川串株菌属)。 乳杆菌亚属(Lactobacilleae)，其中的德氏乳杆菌(L.pasterianus)等菌株广 泛用于乳制品工业和乳酸生产。
8
醋酸菌
醋酸菌 不生芽孢、革兰氏阴 性，好氧，分两个菌群。 一个菌群只将乙醇氧化生 成醋酸，醋酸是最终产品， 同时它也能将葡萄糖氧化 生成葡萄糖酸，一般称之 为醋单胞菌(Acetomonas) 或葡萄糖杆菌 (Gluconobacter)。另一群 醋酸菌不仅能将乙醇氧化 为醋酸，而且能将产生的 醋酸进一步氧化生成二氧 化碳和水，这一类菌就叫 醋酸杆菌。
10
双歧杆菌属：代表种：人体肠道中共有8种，其中数量最多的5种为： 两歧双歧杆菌（B.bifidum）、 婴儿双歧杆菌（B.infantis）、 青春双歧杆菌（B.adolescentis）、 长双歧杆菌（B.longum）、 短双歧杆菌(B.breve)。 双歧杆菌是人体肠道有益菌群，它可定殖在宿主的肠粘膜上形成生物 学屏障，具有拮抗致病菌、改善微生态平衡、合成多种微生素、提供营养、 抗肿瘤、降低内毒素、提高免疫力、保护造血器官、降低胆固醇水平等重 要生理功能，其促进人体健康的有益作用，远远超过其它乳酸菌。
19
（1）．米根霉（Rhizopus oryzae） 这个种在我国酒药和 酒曲中常看到，在土壤、空气，以及其它各种物质中亦常见。 菌落疏松，初期白色，后变为灰褐色到黑褐色，匍匐枝爬行， 无色。假根发达，指状或根状分枝，褐色，孢囊梗直立或稍 弯曲，2~4根，群生。尚未发现其形成接合孢子，发育温度 30~35℃，最适温度37℃，41℃亦能生长。此菌有淀粉酶、 转化酶，能产生乳酸、反丁烯二酸及微量的酒精。产L（+） 乳酸量最强，达70%左右。是腐乳发酵的主要菌种。 （2）．华根霉（Rhizopus chinensis ） 此菌多出现在 我国酒药和药曲中，这个种耐高温，于45℃能生长，菌落疏 松或稠密，初期白色，后变为褐色或黑色，假根不发达，短 小，手指状。孢子囊柄通常直立，光滑，浅褐色至黄褐色。 不生接合孢子，但生多数的厚垣孢子，发育温度为15~45℃， 最适温度为30℃。此菌淀粉液化力强，有溶胶性，能产生酒 精、芳香脂类、左旋乳酸及反丁烯二酸，能转化甾族化合物。
乳酸菌 由糖类生成乳酸的一类细菌。以链球菌(Streptococcus)、四联球菌 (Pediococcus)、明串珠菌(Leuconostoc)、乳杆菌(Lactobacillus)等属为重要， 都是革兰氏阳性、不运动性及异养厌氧型。分两个亚族： 链球菌亚属(Streptococeae)，其中有些菌种只产生乳酸，称为同型乳酸发 酵；另一些菌种除生成乳酸外还生成醋酸、乙醇及二氧化碳，称为异型 乳酸发酵(明川串株菌属)。 乳杆菌亚属(Lactobacilleae)，其中的德氏乳杆菌(L.pasterianus)等菌株广 泛用于乳制品工业和乳酸生产。
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醋酸菌
醋酸菌 不生芽孢、革兰氏阴 性，好氧，分两个菌群。 一个菌群只将乙醇氧化生 成醋酸，醋酸是最终产品， 同时它也能将葡萄糖氧化 生成葡萄糖酸，一般称之 为醋单胞菌(Acetomonas) 或葡萄糖杆菌 (Gluconobacter)。另一群 醋酸菌不仅能将乙醇氧化 为醋酸，而且能将产生的 醋酸进一步氧化生成二氧 化碳和水，这一类菌就叫 醋酸杆菌。
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双歧杆菌属：代表种：人体肠道中共有8种，其中数量最多的5种为： 两歧双歧杆菌（B.bifidum）、 婴儿双歧杆菌（B.infantis）、 青春双歧杆菌（B.adolescentis）、 长双歧杆菌（B.longum）、 短双歧杆菌(B.breve)。 双歧杆菌是人体肠道有益菌群，它可定殖在宿主的肠粘膜上形成生物 学屏障，具有拮抗致病菌、改善微生态平衡、合成多种微生素、提供营养、 抗肿瘤、降低内毒素、提高免疫力、保护造血器官、降低胆固醇水平等重 要生理功能，其促进人体健康的有益作用，远远超过其它乳酸菌。
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（1）．米根霉（Rhizopus oryzae） 这个种在我国酒药和 酒曲中常看到，在土壤、空气，以及其它各种物质中亦常见。 菌落疏松，初期白色，后变为灰褐色到黑褐色，匍匐枝爬行， 无色。假根发达，指状或根状分枝，褐色，孢囊梗直立或稍 弯曲，2~4根，群生。尚未发现其形成接合孢子，发育温度 30~35℃，最适温度37℃，41℃亦能生长。此菌有淀粉酶、 转化酶，能产生乳酸、反丁烯二酸及微量的酒精。产L（+） 乳酸量最强，达70%左右。是腐乳发酵的主要菌种。 （2）．华根霉（Rhizopus chinensis ） 此菌多出现在 我国酒药和药曲中，这个种耐高温，于45℃能生长，菌落疏 松或稠密，初期白色，后变为褐色或黑色，假根不发达，短 小，手指状。孢子囊柄通常直立，光滑，浅褐色至黄褐色。 不生接合孢子，但生多数的厚垣孢子，发育温度为15~45℃， 最适温度为30℃。此菌淀粉液化力强，有溶胶性，能产生酒 精、芳香脂类、左旋乳酸及反丁烯二酸，能转化甾族化合物。
二章菌种扩大培养
(3)一级种子质量要求 种龄：12h，pH值：6.4±0.1 光密度：净增OD值0.5以上 残糖：0.5％以下 无菌检查：(-) 噬菌体检查：(-) 镜检：菌体生长均匀、粗壮，排列整齐 革兰氏阳性反应。
3、二级种子培养 为了获得发酵所需要的足够数量的菌体，在一级种子培养的 基础上进而扩大到种子罐的二级种子培养。种子罐容积大小取 决于发酵罐大小和种量比例。 (1)培养基组成
2、一级种子培养 一级种子培养的目的在于大量繁殖活力强的菌体，培养基组 成应以少含糖分，多含有机氮为主，培养条件从有利于长菌考 虑。 (1)培养基组成 葡萄糖 2.5%，尿素 0.5%，硫酸镁 0.04%，磷酸氢二钾 0.1% ，玉米浆 2.5~3.5%( 按质增减 ) ，硫酸亚铁、硫酸锰各 2ppm ， pH7.0。 (2)培养条件 用1000mL三角瓶装入培养基200mI，灭菌后置于冲程7.6cm、 频率 96 次 /min 的往复式摇床上振荡培养 12h ，培养温度 33~34℃ 。
第二章
菌种扩大培养
第一节
生产菌种的扩大培养
发酵罐容积几百立方米。 生产用种子是一个由实验室制备到车间生产的过程。 其生产方法与条件随不同的生产品种和菌种种类而异。 如细菌、酵母菌、放线菌或霉菌生长的快慢；产孢子能 力的大小；营养、温度、需氧等条件要求均有所不同。 种子扩大培养应根据菌种的生理特性，选择合适的培 养条件来获得代谢旺盛、数量足够的种子。种子接入发 酵罐后，将使发酵生产周期缩短，设备利用率提高。种 子液质量的优劣对发酵生产起着关键性的作用。
（二）液体种子制备 1、好氧培养 对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，如产链霉素的灰 色链霉菌（S. griseus）可以用摇瓶液体培养法。将孢子接入 含液体培养基的摇瓶中，恒温振荡培养，获得菌丝体，作为种 子。其过程如下： 试管→三角瓶→摇床→种子罐 2、厌氧培养 酵母菌（啤酒，葡萄酒，清酒等）其种子的制备过程如下： 试管→三角瓶→卡式罐→种子罐
第二章 菌种选育与扩大培养
一、常见微生物 （一）细菌（bacteria）
球 形
杆 形 棒 状
螺弧 旋形 形
1、枯草芽孢杆菌 (Bacillus subtilis)
分布广，常存在于枯草、土壤等，一般为
腐生菌；
在酱油、酱类和白酒制曲时，如果水分含
量大，温度较高，就容易造成枯草杆菌迅速 繁殖；不仅消耗原料蛋白质和淀粉，而且生 成刺眼鼻的氨味，造成曲子发粘发臭，使制 曲失败。
展开青霉 ( P. patulum )： 又名寻麻青霉，主要用于生产灰黄霉素（一种 有效的可口服抗生素，用于治疗真菌性皮肤病、痢 疾及灰指甲） 橘青霉 ( P. citrinum ) : 许多菌系可产生橘霉素，也能产生脂肪酶、葡 萄糖氧化酶和凝乳酶 有的菌系产生5`-磷酸二酯酶，可用它生产5`核苷酸 （肌苷酸和鸟苷酸具有很强的助鲜作用）
可生产醋酸
7、棒状杆菌 (Corynebacterium)
以葡萄糖为原料发酵产生酸，是谷氨酸和其他氨基酸 的高产菌 生产谷氨酸等 如北京棒杆菌AS1.299，钝齿棒杆菌AS1.542
8、短杆菌 (Brevibacterium)
氨基酸、核苷酸工业生产中常用的菌种，也是酶法 合成生产辅酶A的菌种
3、曲霉 ( Aspergillus )
米曲霉 ( Aspergillus oryzae )
有较强的蛋白分解能力，同时又具有糖化能力
酿酒中的糖化菌；蛋白酶和淀粉酶的生产菌
黑曲霉 ( Aspergillus niger )
◇具有多种强大的酶系，如淀粉酶、蛋白酶、果 胶酶、纤维素酶和葡萄糖氧化酶等； ◇还能产生多种有机酸，如抗坏血酸、柠檬酸、 葡萄糖酸和没食子酸等 ◇是生产柠檬酸和葡萄糖酸的重要菌种
是酿酒重要霉菌，也是酸性蛋 白酶和腐乳生产中的重要菌种。
二章节菌种扩大和培养
自然选育（自然分离）的一般程序，是把菌种制备 成单孢子悬浮液，经过适当的稀释以后，在固体平板 上进行分离，挑取部分单菌落进行生产能力的测定， 经反复筛选，以确定生产能力更高的菌株代替原来的 菌株。
在过去40年间曾筛选出许多产生新的 有用的次级代谢物的菌种。这些菌种 多半是以经验式的筛选方法获得的。 大多数的抗生素均由放线菌纲产生。
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。为了使土 样中微生物的数量和类型尽少变化，宜将样品逐 步分批寄回，以便及时分离。
前述介绍放线菌纲为主的分离方法 原理和发展:
选择性分离方法大致可分为五个步骤： 含微生物材料的选择；材料的预处理；所需
菌种的分离；培养；菌落的选择和纯化。
小结：菌种的分离简介
一、菌种的来源
根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂 或菌种保藏部门索取或购买；
从大自然中分离筛选新的微生物菌种。
菌种筛选主要步骤
调查ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ究及查阅充分的资料 ↓
设计实验方案 ↓确定采集样品的生态环境
采样 ↓确定特定的增殖条件
增殖培养 ↓确定特殊的选择培养基及可能的 ↓定性或半定量快速检出法
平板分离 ↓
原种斜面 ↓确定发酵培养基础条件
筛选
↓ 初筛（1株1瓶）
↓ 复筛（1株3～5瓶）
↓结合初步工艺条件摸索 再复筛（1株3～5瓶）
本节思考题
1、什么是自然选育？自然选育（自然分离） 的一般程序是什么？
2. 3工业微生物菌种的选育
一、微生物菌种的自然选育
在过去40年间曾筛选出许多产生新的 有用的次级代谢物的菌种。这些菌种 多半是以经验式的筛选方法获得的。 大多数的抗生素均由放线菌纲产生。
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。为了使土 样中微生物的数量和类型尽少变化，宜将样品逐 步分批寄回，以便及时分离。
前述介绍放线菌纲为主的分离方法 原理和发展:
选择性分离方法大致可分为五个步骤： 含微生物材料的选择；材料的预处理；所需
菌种的分离；培养；菌落的选择和纯化。
小结：菌种的分离简介
一、菌种的来源
根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂 或菌种保藏部门索取或购买；
从大自然中分离筛选新的微生物菌种。
菌种筛选主要步骤
调查ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ究及查阅充分的资料 ↓
设计实验方案 ↓确定采集样品的生态环境
采样 ↓确定特定的增殖条件
增殖培养 ↓确定特殊的选择培养基及可能的 ↓定性或半定量快速检出法
平板分离 ↓
原种斜面 ↓确定发酵培养基础条件
筛选
↓ 初筛（1株1瓶）
↓ 复筛（1株3～5瓶）
↓结合初步工艺条件摸索 再复筛（1株3～5瓶）
本节思考题
1、什么是自然选育？自然选育（自然分离） 的一般程序是什么？
2. 3工业微生物菌种的选育
一、微生物菌种的自然选育
第2章菌种选育及菌种扩培
9. 热带假丝酵母 [C. tropicalis (Cast.) Berkhout]
来 源：人体唾液、乳酒、小虾、牛的盲肠中层
特 点：氧化烃类能力强，可利用煤油， 亦可用农副产品和工业废料培养
用 途：生产石油蛋白的重要酵母，（在230～290℃ 石 油馏分的培养基中经22hr培养后可得到相当 于烃类重量92%的菌体），可做饲料 。
7. 产朊假丝酵母 [Candida utilis (Henneb.) L. et Kregerv. R.]
异名：食用圆酵母 (Torula utilis Henneberg) 或 食用拟酵母 [Torulopsis utilis (Henneb.) Lodder]
培 养：以尿素和硝酸为碳源， 不需加入其它生长因子即可生长。
所以可挖掘的潜力还很大。
（一）细菌（Bacteria）
工业常用的细菌
➢发酵工业中常用的细菌：
1. 醋酸菌 (Acetobacter)
分 类：不生芽孢，革兰氏阴性，好气。 分两个菌群： a. 醋单胞菌(Acetomonas)或葡萄糖杆菌(Gluconobacter) 作用：将乙醇氧化成醋酸（最终产品）， 将葡萄糖氧化生成葡萄糖酸。 b. 醋酸杆菌(Acetobacter) 作用：将乙醇→（氧化）→醋酸→CO2 ＋H2O
细胞
假菌丝
热带假丝酵母
10. 白色球拟酵母 [T.candide (Saito) Lodder]
特点和用途：能转化葡萄糖为D-阿拉伯糖醇及赤藓 醇，利用烃类生产蛋白质 。
11. 球形球拟酵母 [T. globosa (olson et Hammer) Lodder et Kreger van Rij]
乳杆菌 (Lactobacillus)
二章节菌种及其扩大培养4学时
操作方法：
① 安培管的要求
② 菌种准备及分装
③ 冻结（常温过渡到低温）
④ 重新培养（迅速解冻）
14
第二章
菌种扩 2．1 实验室种子制备
大培养
2．1．1 种子保藏 2．1．2 菌种移接
15
第二章
菌种扩 大培养
2.1.2 菌种移接
1）摇瓶液体培养 ：产孢子能力不强、孢子
发芽慢（灰色链霉菌）和不产孢子的菌种（谷 氨酸棒状杆菌、酿酒酵母）
第二章 菌种扩 大培养
斜面冰箱保藏法（低温）
短期、过渡的保藏方法 新鲜斜面接种后，置最适条件下培养到菌体或孢子
生长丰满后，放在4°C冰箱保存。 一般保存期为三个月到六个月。
11
第二章 菌种扩 大培养
沙土管保藏法（缺营养、低温）
适合于产孢子或芽孢的微生物。制备方法： ① 将沙与土洗净烘干过筛后，按沙与土的比例为1—2：
– 一般接种量：5-15％，过大过小都不好，最终以实 践定，如大多数抗生素为7-15%。但是一般认为大 一点好。
32
第二章 菌种扩 大培养
– 接种量较大：可以缩短发酵罐中菌丝繁殖到 达高峰的时间，使产物的形成提前到来。 这是由于种子量多，同时种子液中含有大量 体外水解酶类，有利于对基质的利用，并且 生产菌迅速被占据了整个培养环境，则对减 少杂菌生长的机会。
虽然种子罐级数随产物的品种及生产规模而定，但 也与所选用工艺条件有关。如改变种子罐的培养条 件，加速了孢子发芽及菌体的繁殖也可相应地减少 种子罐的级数。
27
第二章
菌种扩 大培养
2.2 生产车间种子制备
2．2．1 菌种移接 2．2．2 种子罐级数的确定 2．2．3 接种龄与接种量 2．2．4 种子质量判断
第二章 菌种与种子扩大培养
3、菌种保藏的方法
菌种保藏的方法很多，一般有下面几种： A 斜面冰箱保藏法（酵母）
斜面保藏是一种短期、过渡的保藏方法，用新鲜斜面接种Байду номын сангаас，置最适条 件下培养到菌体或孢子生长丰满后，放在4℃冰箱保存。一般保存期为三个 月到六个月。
B 石蜡油封存法（酵母） 向培养成熟的菌种斜面上，倒入一层灭过菌的石蜡油，用量要高出斜面
b 操作方法及步骤
（1）安瓿管要求 由于液氮保存于超低温状态，所使用的安瓿 管需能承受大的温差而不致于破裂，一般用95料或GCl7的玻璃 管，安瓿管选好后印上标记，加棉塞后灭菌，烘干后备用。
（2）菌种准备及分装 因为液氮法菌种要经受超低温的冷冻过 程。所以也需要保护剂，常用的保护剂为10％甘油。用保护剂 制备好菌液后，加入准备好的安瓶管中，一般安瓿管的装量为 0.2－1mL。
这种方法的基本操作过程是先将微生物制成悬浮液，再与保护剂混合，然后放在特 制的安瓶管内，用低温酒精或干冰，使其迅速冻结，在低温下用真空泵抽干，最后 将安瓿管真空熔封，并低温保藏。
保护剂一般采用脱脂牛奶或血清。保护剂的作用可能是在冷冻干燥的脱水过程中代 替结合水而稳定细胞成分（细胞膜）的构型，防此细胞膜因为冻结而破坏。保护剂 还可以起支持作用，使微生物疏松地固定在上面。牛奶可以离心或加热的方法脱脂。
D真空冷冻干燥保减法（细菌，防线菌 ）
真空冷冻干燥保臧法是目前常用的较理想的一种方法。其基本原理是在较低的温度 下（－15℃），快速她将细胞冻结，并且保持细胞完整，然后在真空中使水分升华。 在这样的环境中，微生物的生长和代谢都暂时停止，不易发生变异。
因此，菌种可以保存很长时间，一般5年左右。这种保藏方法虽然需要一定的设备， 要求亦比较严格，但由于该方法保藏效果好，对各种微生物都适用。所以，国内外 都已较普遍地应用。
第二章 生产菌种的扩大培养、选育与保藏[1]
![第二章 生产菌种的扩大培养、选育与保藏[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/2aaf8376a417866fb84a8e83.png)
第二章生产菌种的扩大培养、选育与保藏目前工业规模的发酵罐容积已达到几十立方米或几百立方米。
如按百分之十左右的种子量计算，就要投入几立方米或几十立方米的种子。
要从保藏在试管中的微生物菌种逐级扩大为生产用种子是一个由实验室制备到车间生产的过程。
其生产方法与条件随不同的生产品种和菌种种类而异。
如细菌、酵母菌、放线菌或霉菌生长的快慢；产孢子能力的大小；及对营养、温度、需氧等条件的要求均有所不同。
因此，种子扩大培养应根据菌种的生理特性，选择合适的培养条件来获得代谢旺盛、数量足够的种子。
这种种子接入发酵罐后，将使发酵生产周期缩短，设备利用率提高。
种子液质量的优劣对发酵生产起着关键性的作用。
种子扩大培养：是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。
这些纯种培养物称为种子。
发酵工业生产过程中的种子的必须满足以下条件：（1）菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期短；（2）生理形状稳定；（3）菌体总量及浓度能满足大容量发酵罐的要求；（4）无杂菌污染；（5）保持稳定的生产能力。
第一节种子的制备过程在发酵生产过程中，种子制备的过程大致可分为两个阶段：（1）实验室种子制备阶段（2）生产车间种子制备阶段一、实验室种子的制备实验室种子的制备一般采用两种方式：对于产孢子能力强的及孢子发芽、生长繁殖快的菌种可以采用固体培养基培养孢子，孢子可直接作为种子罐的种子，这样操作简便，不易污染杂菌。
对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，可以用液体培养法。
（一）孢子的制备1，细菌孢子的制备细菌的斜面培养基多采用碳源限量而氮源丰富的配方。
培养温度一般为37℃。
细菌菌体培养时间一般为1~2天，产芽孢的细菌培养则需要5~10天。
2，霉菌孢子的制备霉菌孢子的培养一般以大米、小米、玉米、麸皮、麦粒等天然农产品为培养基。
培养的温度一般为25~28℃。
《发酵工程》第2章 菌种与种子扩大培养
基酸生产中应用较多。控制菌体在不同生 长期的条件。（营养生长与代谢产物积累
时条件不同）
eg: 酶制剂两步法液体深层培养
特点：将菌体生长条件（营养期）与产酶条件（自我繁 殖期）区分开来。 操作：菌种先在营养丰富的培养基上大量繁殖→收 集菌体浓缩物→洗涤→添加诱导物的产酶培养基中 培养
eg: 氨基酸生产的两步法液体深层培养：
二、工业上常用的微生物
微生物在工业上的用途很广，包括化工、
医药、食品、水产、国防、纺织、石油 勘探及石油化工等方面。 微生物的代谢产物多，已超过1300多种， 而用于大规模工业生产的不足100多种； 微生物酶有近千种，而工业上用的不过 40－50种。微生物具有巨大的潜力可挖 掘。 工业上常用菌种举例：
A、固体培养 （曲法培养）
浅盘固体培养 深层固体培养
B、液体培养
浅盘液体培养 液体深层培养：
目前几乎所有的好
气发酵均采用液体深
层发酵法；
C、载体培养：用天然（或人工）多孔材料
（如脲脘泡沫塑料）代替麦麸之类固态基质作 微生物生长的载体，营养成分可严格控制。
D、两步法液体深层培养：在酶制剂和氨
保藏时首先要挑选优良纯种，最好是它们的休眠体 （孢子、芽孢等），其次是要创造一个最有利于休眠的 环境，如低温、干燥、缺氧和缺乏营养物质等，以达到 降低其代谢活动，延长保存期的目的。
3、菌种保藏的方法：
斜面保藏法、矿物油保藏法、砂土保管保藏法、真空 冷冻干燥法、冷冻法、液态真空干燥法、琼脂穿刺封 口保藏法、曲法保藏、麦粒保藏法、无水硅胶保藏法。
四、防止菌种退化的措施
1、菌种退化：菌种的发酵能力降低、繁
殖能力降低、发酵产品的得率降低
区别于杂菌污染：
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维生素，成为无毒高蛋白精饲料，用于喂养家禽和 家畜，据说加喂1吨石油酵母饲料，可多生产700 多 千克猪肉。
细胞 假菌丝
解脂假丝酵母解脂变种
9. 热带假丝酵母 [C. tropicalis (Cast.)
Berkhout]
来 源：人体唾液、乳酒、小虾、牛的盲肠中层
特 点：氧化烃类能力强，可利用煤油， 亦可用农副产品和工业废料培养 用 途：生产石油蛋白的重要酵母，（在230～290℃ 石 油馏分的培养基中经22hr培养后可得到相当 于烃类重量92%的菌体），可做饲料 。
细胞
假菌丝
热带假丝酵母
10. 白色球拟酵母 [T.candide (Saito) Lodder] 特点和用途：能转化葡萄糖为D-阿拉伯糖醇及赤藓 醇，利用烃类生产蛋白质 。 11. 球形球拟酵母 [T. globosa (olson et Hammer) Lodder et Kreger van Rij] 培 养：可生长在浓糖基质上，如炼乳、蜜饯、果 脯等处。 特 点：耐高渗透压 。
作 用：能将碳水化合物转化为各种酸类 用 途：其中谷氨酸微球菌 (Micrococcus glutamicus)
的许多变种可生产谷氨酸，经过变异以后还
能生产其他氨基酸； 另外，一些菌株也能利用烃类生产菌体蛋白。
5. 乳酸菌 (Lactobacteriaceae)
作 用：由糖类生成乳酸的一类细菌。 重要的乳酸菌：
链球菌 (Streptococcus) 四联球菌 (Pediococcus) 明串珠菌 (Leuconostoc) 乳杆菌 (Lactobacillus)
其分类学特征：革兰氏阳性，不运动性，通性嫌气性。
乳酸菌分为两个亚族：
a. 链球菌亚族(Streptococceae)： 同型发酵——某些菌发酵只生成乳酸 异型发酵——另一些菌不仅生成乳酸，还生成 醋酸、乙醇、CO2
微生物在工业上的用途很广，包括化工、医药、 食品、水产、国防、纺织、石油勘探和石油化 工等方面。 目前已被研究过的微生物代谢产物超过1300 种，而进行大规模工业生产的尚不足100种； 被研究过的微生物酶有近千种，而在工业上得 到利用的不过50种。 所以可挖掘的潜力还很大。
（一）细菌（Bacteria）
• 葡萄汁酵母与啤酒酵母的主要区别： 全发酵棉子糖
按细胞大小分为三群：
第一群：(4.0～10.0)μ×[5.5～16.0(～25)]μ
第二群：(2.5～6.5)μ×[5.0～11.5(～22)]μ 第三群：(3.5～8.0)μ×[5.0～11.0(～20)]μ
3. 德巴利酵母 (Debaryo myces Lodder et Kreger-van Ki) 特 点：产柠檬酸，能利用烷烃作碳源
来 源：动物排泄物（污染，是食品卫生和公共卫生
的重要指标）。
用 途：工业上利用大肠杆菌的谷氨酸脱羧酶进行谷
氨酸定量分析；利用大肠杆菌制取天冬氨酸、 苏氨酸、缬氨酸等；制造天冬酰胺酶；分子 生物学的研究材料。
大肠埃希菌纯培养的镜下形态 （革兰染色，阴性）
大肠埃希菌在血琼脂平板上 的菌落特征（10～12h）
（明串珠菌属(Lactobacteriaceae)——属于异型发酵菌，
还生成粘性物质——多糖 此菌是制药工业生产右旋糖酐、多糖、人造血浆的重要 菌；但却是制糖工业的有害菌，常使糖汁粘稠而无法加工)
b. 乳杆菌亚族(Lactobacilleae)：
德氏乳杆菌(L. delbrukii) —— 广泛用于乳制品工业 和乳酸工业 巴氏乳酸杆菌(L. pasterianus) 同上
运动单胞菌 (Zymomonas)：酒精发酵
固氮菌 (Azotobacter)：固定大气中游离的氮
根瘤菌 (Rhizobium)和农业细菌 (Agrobacterium)： 固定氮气并与豆科作物共生
发酵工业有关细菌的分类纲要：
（二）酵母（Yeast）
工业常用的酵母菌
发酵特性：都能发酵葡萄糖、果糖、甘露糖，生成 酒精和甘油。 － 有些也能发酵半乳糖 － 一般不发酵戊糖 － 一些酵母能全部或部分发酵双糖、三糖 (如蔗糖、麦芽糖、乳糖、棉子糖等)
大肠肝菌（革兰阴性短杆菌）
大肠肝菌（科氏Gram染色阴性，两端钝圆，长约2 ～3，宽约0.6，多数有鞭毛，能运动，无荚膜）
7. 芽孢杆菌 (Bacillus)
用 途：是高产淀粉酶和蛋白酶的产生菌。
还可用来生产多肽类抗生素、氨基酸、VB12 、 2,3-丁二醇、果胶酶等 。
如枯草芽孢杆菌BF 7658 是生产淀粉酶的主要菌种 枯草芽孢杆菌AS 1.398 是生产中性蛋白酶和制造 日本独特风味食品纳豆的主要菌种
第二章 工业微生物菌种选育
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
菌种的来源 微生物菌种的分离筛选 发酵高产菌种选育 菌种保藏 微生物菌种的扩大培养
目的要求：
了解发酵工业对微生物菌种的要求 熟悉常用的工业微生物菌种 掌握发酵工业菌种的分离筛选 了解微生物菌种选育 了解发酵工业对生产用菌种的要求及种子扩大 培养的目的。 掌握生产菌种扩大培养的方法，以及种子质量 控制的措施。
11. 甲烷短杆菌 (Methylotropic bacteria)
用 途：以甲烷或甲醇作为碳源生产菌体蛋白
12. 甲烷产生菌
主要菌：甲烷杆菌 (Methanobacterium)
甲烷八叠球菌 (Methanosarcina) 甲烷球菌 (Methanococcus)
用
途：有机废料的甲烷发酵
13. 其他细菌
第一节 菌种的来源
一、发酵工业对微生物菌种的要求 二、工业发酵常见的微生物种类 三、工业微生物的来源
一、发酵工业对微生物菌种的要求
生长迅速，产量高 容易控制 选择缺陷型 抗感染 不易退化 不是病原菌
二、工业发酵常见的微生物种类 (p47-49)
细菌 酵母菌 霉菌 放线菌 食用真菌（担子菌） 病毒、藻类
2. 黄单胞杆菌 (Xanthomonas)
用 途：发酵生产VB12
3. 假单胞菌 (Pseudomonas)
用 途：发酵生产VB12、丙氨酸、谷氨酸、葡萄糖酸、
色素、α-酮基-葡萄糖酸、果胶酶、某些抗 生素、类固醇（甾体）的转化，有些菌株可 利用烃类生产菌体蛋白(SCP) 。
4. 微球菌 (Micrococcus)
9. 谷氨酸棒杆菌 (Corynebacterium)
作 用：以葡萄糖为原料发酵产生酸 用 途：如北京棒杆菌AS 1.299
钝齿棒杆菌AS 1.542 等
是谷氨酸和其他氨基酸的高产菌
10. 产气短杆菌 (Brevibacteriaceae)
用 途：氨基酸、核苷酸工业生产常用的菌种，
也是酶法合成生产辅酶A的菌种
作用：将乙醇→（氧化）→醋酸→CO2 ＋H2O
液化颗粒杆菌（Gluconobacter liquefaciens）：
由葡萄糖生成2,5-二酮葡萄糖酸
弱氧化醋酸杆菌（A. suboxydans）：
由葡萄糖及各种糖醇生成对应的各种化合物 D-山梨醇→L-山梨糖 D-甘露醇→D-果糖 甘油→二羟丙酮
有些菌株能生产麦角固醇、苹果酸、磷酸甘露聚糖。
6. 粟酒裂殖酵母 (Schizosaccharomyces pombe Lindner) 来 源：从非洲人饮用的粟酒中得到， 甘蔗糖蜜和水果上也能找到。 用 途：用菊芋（鬼子姜）制成的未水解糖液发酵 能得到非常高产量的酒精 。
7. 产朊假丝酵母 [Candida utilis (Henneb.) L. et Kregerv. R.]
双歧杆菌纯培养的镜下形态（革兰染色，阳性）
嗜酸乳杆菌纯培养的镜下形态（革兰染色）
“福佳”酸乳中的乳杆菌
“福佳”酸乳中的球菌
“蒙牛”酸乳中的乳杆菌
“蒙牛”酸乳中的球菌
6. 肠杆菌科 (Enterobacteriaceae)
代表菌：
大肠埃希氏菌 (Escherichia coli) 产气气杆菌 (Aerobacter aerogenes)
异名：食用圆酵母 (TorFra bibliotekla utilis Henneberg) 或 食用拟酵母 [Torulopsis utilis (Henneb.) Lodder]
培 养：以尿素和硝酸为碳源， 不需加入其它生长因子即可生长。 用 途：能利用造纸工业的亚硫酸废液中的五碳糖和 六碳糖，也能利用糖蜜、土豆淀粉肥料、木材
三组：长︰宽＞２。 典型菌：台湾396号 特 点：耐高渗透压，可以经受高浓度盐。 用 途：甘蔗糖蜜原料生产酒精，亦可生产食 用、药用、饲料用酵母（维生素、蛋 白质含量高），可提取核酸、麦角 醇、谷胱甘肽、细胞色素Ｃ、凝血 质、辅酶Ａ、三磷酸腺苷 。
啤酒酵母纯培养镜下形态（芽殖方式）
啤酒酵母（在SDA培养基上）菌落形态
工业常用的细菌
发酵工业中常用的细菌：
1. 醋酸菌 (Acetobacter)
分 类：不生芽孢，革兰氏阴性，好气。
分两个菌群：
a. 醋单胞菌(Acetomonas)或葡萄糖杆菌(Gluconobacter) 作用：将乙醇氧化成醋酸（最终产品）， 将葡萄糖氧化生成葡萄糖酸。 b. 醋酸杆菌(Acetobacter)
枯草芽孢杆菌纯培养 的镜下形态 （革兰染色）
枯草芽 孢杆菌 在营 养琼脂 平板上 的菌 落特征（18～24h）
8. 梭状芽孢杆菌 (Clostridium)
来 源：土壤中生芽孢的嫌气性杆菌 用 途：由淀粉或糖嫌气发酵生产丁二醇、丙酮、
细胞 假菌丝
解脂假丝酵母解脂变种
9. 热带假丝酵母 [C. tropicalis (Cast.)
Berkhout]
来 源：人体唾液、乳酒、小虾、牛的盲肠中层
特 点：氧化烃类能力强，可利用煤油， 亦可用农副产品和工业废料培养 用 途：生产石油蛋白的重要酵母，（在230～290℃ 石 油馏分的培养基中经22hr培养后可得到相当 于烃类重量92%的菌体），可做饲料 。
细胞
假菌丝
热带假丝酵母
10. 白色球拟酵母 [T.candide (Saito) Lodder] 特点和用途：能转化葡萄糖为D-阿拉伯糖醇及赤藓 醇，利用烃类生产蛋白质 。 11. 球形球拟酵母 [T. globosa (olson et Hammer) Lodder et Kreger van Rij] 培 养：可生长在浓糖基质上，如炼乳、蜜饯、果 脯等处。 特 点：耐高渗透压 。
作 用：能将碳水化合物转化为各种酸类 用 途：其中谷氨酸微球菌 (Micrococcus glutamicus)
的许多变种可生产谷氨酸，经过变异以后还
能生产其他氨基酸； 另外，一些菌株也能利用烃类生产菌体蛋白。
5. 乳酸菌 (Lactobacteriaceae)
作 用：由糖类生成乳酸的一类细菌。 重要的乳酸菌：
链球菌 (Streptococcus) 四联球菌 (Pediococcus) 明串珠菌 (Leuconostoc) 乳杆菌 (Lactobacillus)
其分类学特征：革兰氏阳性，不运动性，通性嫌气性。
乳酸菌分为两个亚族：
a. 链球菌亚族(Streptococceae)： 同型发酵——某些菌发酵只生成乳酸 异型发酵——另一些菌不仅生成乳酸，还生成 醋酸、乙醇、CO2
微生物在工业上的用途很广，包括化工、医药、 食品、水产、国防、纺织、石油勘探和石油化 工等方面。 目前已被研究过的微生物代谢产物超过1300 种，而进行大规模工业生产的尚不足100种； 被研究过的微生物酶有近千种，而在工业上得 到利用的不过50种。 所以可挖掘的潜力还很大。
（一）细菌（Bacteria）
• 葡萄汁酵母与啤酒酵母的主要区别： 全发酵棉子糖
按细胞大小分为三群：
第一群：(4.0～10.0)μ×[5.5～16.0(～25)]μ
第二群：(2.5～6.5)μ×[5.0～11.5(～22)]μ 第三群：(3.5～8.0)μ×[5.0～11.0(～20)]μ
3. 德巴利酵母 (Debaryo myces Lodder et Kreger-van Ki) 特 点：产柠檬酸，能利用烷烃作碳源
来 源：动物排泄物（污染，是食品卫生和公共卫生
的重要指标）。
用 途：工业上利用大肠杆菌的谷氨酸脱羧酶进行谷
氨酸定量分析；利用大肠杆菌制取天冬氨酸、 苏氨酸、缬氨酸等；制造天冬酰胺酶；分子 生物学的研究材料。
大肠埃希菌纯培养的镜下形态 （革兰染色，阴性）
大肠埃希菌在血琼脂平板上 的菌落特征（10～12h）
（明串珠菌属(Lactobacteriaceae)——属于异型发酵菌，
还生成粘性物质——多糖 此菌是制药工业生产右旋糖酐、多糖、人造血浆的重要 菌；但却是制糖工业的有害菌，常使糖汁粘稠而无法加工)
b. 乳杆菌亚族(Lactobacilleae)：
德氏乳杆菌(L. delbrukii) —— 广泛用于乳制品工业 和乳酸工业 巴氏乳酸杆菌(L. pasterianus) 同上
运动单胞菌 (Zymomonas)：酒精发酵
固氮菌 (Azotobacter)：固定大气中游离的氮
根瘤菌 (Rhizobium)和农业细菌 (Agrobacterium)： 固定氮气并与豆科作物共生
发酵工业有关细菌的分类纲要：
（二）酵母（Yeast）
工业常用的酵母菌
发酵特性：都能发酵葡萄糖、果糖、甘露糖，生成 酒精和甘油。 － 有些也能发酵半乳糖 － 一般不发酵戊糖 － 一些酵母能全部或部分发酵双糖、三糖 (如蔗糖、麦芽糖、乳糖、棉子糖等)
大肠肝菌（革兰阴性短杆菌）
大肠肝菌（科氏Gram染色阴性，两端钝圆，长约2 ～3，宽约0.6，多数有鞭毛，能运动，无荚膜）
7. 芽孢杆菌 (Bacillus)
用 途：是高产淀粉酶和蛋白酶的产生菌。
还可用来生产多肽类抗生素、氨基酸、VB12 、 2,3-丁二醇、果胶酶等 。
如枯草芽孢杆菌BF 7658 是生产淀粉酶的主要菌种 枯草芽孢杆菌AS 1.398 是生产中性蛋白酶和制造 日本独特风味食品纳豆的主要菌种
第二章 工业微生物菌种选育
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
菌种的来源 微生物菌种的分离筛选 发酵高产菌种选育 菌种保藏 微生物菌种的扩大培养
目的要求：
了解发酵工业对微生物菌种的要求 熟悉常用的工业微生物菌种 掌握发酵工业菌种的分离筛选 了解微生物菌种选育 了解发酵工业对生产用菌种的要求及种子扩大 培养的目的。 掌握生产菌种扩大培养的方法，以及种子质量 控制的措施。
11. 甲烷短杆菌 (Methylotropic bacteria)
用 途：以甲烷或甲醇作为碳源生产菌体蛋白
12. 甲烷产生菌
主要菌：甲烷杆菌 (Methanobacterium)
甲烷八叠球菌 (Methanosarcina) 甲烷球菌 (Methanococcus)
用
途：有机废料的甲烷发酵
13. 其他细菌
第一节 菌种的来源
一、发酵工业对微生物菌种的要求 二、工业发酵常见的微生物种类 三、工业微生物的来源
一、发酵工业对微生物菌种的要求
生长迅速，产量高 容易控制 选择缺陷型 抗感染 不易退化 不是病原菌
二、工业发酵常见的微生物种类 (p47-49)
细菌 酵母菌 霉菌 放线菌 食用真菌（担子菌） 病毒、藻类
2. 黄单胞杆菌 (Xanthomonas)
用 途：发酵生产VB12
3. 假单胞菌 (Pseudomonas)
用 途：发酵生产VB12、丙氨酸、谷氨酸、葡萄糖酸、
色素、α-酮基-葡萄糖酸、果胶酶、某些抗 生素、类固醇（甾体）的转化，有些菌株可 利用烃类生产菌体蛋白(SCP) 。
4. 微球菌 (Micrococcus)
9. 谷氨酸棒杆菌 (Corynebacterium)
作 用：以葡萄糖为原料发酵产生酸 用 途：如北京棒杆菌AS 1.299
钝齿棒杆菌AS 1.542 等
是谷氨酸和其他氨基酸的高产菌
10. 产气短杆菌 (Brevibacteriaceae)
用 途：氨基酸、核苷酸工业生产常用的菌种，
也是酶法合成生产辅酶A的菌种
作用：将乙醇→（氧化）→醋酸→CO2 ＋H2O
液化颗粒杆菌（Gluconobacter liquefaciens）：
由葡萄糖生成2,5-二酮葡萄糖酸
弱氧化醋酸杆菌（A. suboxydans）：
由葡萄糖及各种糖醇生成对应的各种化合物 D-山梨醇→L-山梨糖 D-甘露醇→D-果糖 甘油→二羟丙酮
有些菌株能生产麦角固醇、苹果酸、磷酸甘露聚糖。
6. 粟酒裂殖酵母 (Schizosaccharomyces pombe Lindner) 来 源：从非洲人饮用的粟酒中得到， 甘蔗糖蜜和水果上也能找到。 用 途：用菊芋（鬼子姜）制成的未水解糖液发酵 能得到非常高产量的酒精 。
7. 产朊假丝酵母 [Candida utilis (Henneb.) L. et Kregerv. R.]
双歧杆菌纯培养的镜下形态（革兰染色，阳性）
嗜酸乳杆菌纯培养的镜下形态（革兰染色）
“福佳”酸乳中的乳杆菌
“福佳”酸乳中的球菌
“蒙牛”酸乳中的乳杆菌
“蒙牛”酸乳中的球菌
6. 肠杆菌科 (Enterobacteriaceae)
代表菌：
大肠埃希氏菌 (Escherichia coli) 产气气杆菌 (Aerobacter aerogenes)
异名：食用圆酵母 (TorFra bibliotekla utilis Henneberg) 或 食用拟酵母 [Torulopsis utilis (Henneb.) Lodder]
培 养：以尿素和硝酸为碳源， 不需加入其它生长因子即可生长。 用 途：能利用造纸工业的亚硫酸废液中的五碳糖和 六碳糖，也能利用糖蜜、土豆淀粉肥料、木材
三组：长︰宽＞２。 典型菌：台湾396号 特 点：耐高渗透压，可以经受高浓度盐。 用 途：甘蔗糖蜜原料生产酒精，亦可生产食 用、药用、饲料用酵母（维生素、蛋 白质含量高），可提取核酸、麦角 醇、谷胱甘肽、细胞色素Ｃ、凝血 质、辅酶Ａ、三磷酸腺苷 。
啤酒酵母纯培养镜下形态（芽殖方式）
啤酒酵母（在SDA培养基上）菌落形态
工业常用的细菌
发酵工业中常用的细菌：
1. 醋酸菌 (Acetobacter)
分 类：不生芽孢，革兰氏阴性，好气。
分两个菌群：
a. 醋单胞菌(Acetomonas)或葡萄糖杆菌(Gluconobacter) 作用：将乙醇氧化成醋酸（最终产品）， 将葡萄糖氧化生成葡萄糖酸。 b. 醋酸杆菌(Acetobacter)
枯草芽孢杆菌纯培养 的镜下形态 （革兰染色）
枯草芽 孢杆菌 在营 养琼脂 平板上 的菌 落特征（18～24h）
8. 梭状芽孢杆菌 (Clostridium)
来 源：土壤中生芽孢的嫌气性杆菌 用 途：由淀粉或糖嫌气发酵生产丁二醇、丙酮、