工业微生物菌种
发酵工程2发酵工业菌种(精)
增殖、纯化和性能测定。
1、样品的采集 采样原则： 材料来源越广泛，越有可能获得新的菌种。在一 些极端环境（高温、高压、高盐等），可找到能
适应苛刻条件的微生物类群。
了解目标产物的性质和可能产目标产物的微生物
种类及其生理特征，可提高效率，事半功倍。
2、样品的预处理 目的：提高菌种分离效率。
物理方法：热处理（用于减少样品中的细菌数）；
1、退化的表现
菌落和细胞形态的改变：如苏云金芽孢杆菌的芽
孢和伴孢晶体变得小而少； 生长速度缓慢，产孢子越来越少：如细黄链霉菌 的菌苔变薄、生长缓慢，不再产生典型而丰富的 橘红色分生孢子层；
代谢产物生产能力下降：如藤仓赤霉产赤霉素
能力下降；
抗不良环境条件（抗噬菌体、抗低温等）能力
的减弱。
4、菌种分离
平板划线分离法
稀释分离法 涂布分离法
5、菌种的筛选 对菌株的筛选必须要有一个好的方法（最 简单的方法）来加以鉴定，如颜色的变化、抑
菌圈、透明圈等。
四、发酵工业菌种鉴定
1、经典的分类鉴定方法
形态学特征： 生理生化特性： 血清学试验与噬菌体分型： 氨基酸顺序和蛋白质分析：
2、现代分类鉴定方法
2
思考题
发酵工业菌种
1、常见的工业微生物包括哪些类群？
2、作为工业生产菌株应具备哪些基本特性？ 3 、了解发酵工业中的细菌、酵母菌、霉菌、放 线菌及其生产的产品。 4、掌握菌种分离筛选的基本过程。
5、诱变育种及其原理。
6、常用的化学诱变剂。
7、菌种退化、原因与防治。
8、菌种保藏的方法。
广义的微生物：
现象。有些霉菌如用其分生孢子传代易于衰退，
而改用其子囊孢子接种，则能避免退化。 5）采用有效的菌种保藏方法
第三章 工业发酵菌种
第三章发酵工业微生物菌种微生物发酵工业是利用微生物的生长和代谢活动生产各种有用物质的现代工业，它是以培养微生物进行发酵为主。
而在这个过程中，优良的菌种是一个现代化的发酵工业必不可少的，最为重要的环节。
其他如先进的生产工艺和先进的设备，则是为了更充分发挥优良菌种的性能而设计的。
第一节工业微生物菌种的分离和选育第二节工业微生物菌种的改良第三节发酵工业中菌种的退化第四节工业微生物菌种的保藏第五节工业微生物菌种的扩大培养第一节工业微生物菌种的分离和选育一般来说，从自然界直接分离到的菌种，不能立即适应实际的生产需要，只有通过选育，才能提高代谢产物的产量、改进产品质量直至简化工艺。
在微生物发酵工业中生产菌种的选育方法有：•微生物菌种的分离和选育•菌种的改良第一节工业微生物菌种的分离和选育一、微生物菌种的选育二、微生物常规育种三、根据代谢的调节机理选择高产突变菌株一、微生物菌种的选育从自然界分离新菌种一般包括以下几个步骤：1、采样2、增殖培养3、纯种分离4、性能测定1、采样采样地点的确定要根据筛选的目的、微生物的分布概况及菌种的主要特征与外界环境关系等，进行综合、具体地分析来决定。
如果不了解某种生产菌的具体来源，一般可以从土壤中分离。
①、确定选好地点取离地面5——15cm处的土壤几十克，盛入预先消毒好的牛皮纸袋或塑料袋中，扎好，记录采样时间、地点、环境情况等，以备查考。
②、尽快分离一般土壤中芽孢杆菌、放线菌和霉菌孢子忍耐不良环境能力较强，不太容易死亡。
但一般应尽快分离。
③、酵母菌或霉菌类微生物采样酵母菌或霉菌类微生物，它们对碳水化合物的需要量比较多，一般又喜欢偏酸环境，所以在普通植物花朵、瓜果种子及腐植质等上面比较多。
2、增殖培养收集到的样品，如含有所需的菌种较多，可直接进行分离。
如果样品含有所需要的菌种很少，就要设法增加该菌种的数量，进行增殖（富集）培养。
富集培养：富集培养就是指利用不同微生物之间的生命活动特点的不同，制定出特定的环境条件，使仅仅适应于这种条件的微生物旺盛生长，从而使其在群落中的数量大大增加的微生物的分离方法。
工业微生物菌种
微生物工业对菌种的要求
①培养基原料来源广、廉价 ②培养条件易控制（pH值、温度、渗透压） ③发酵周期短； ④菌株高产 ⑤抗病毒（噬菌体）能力强； ⑥菌株性状稳定，不易变异退化； ⑦菌体本身不能是病原菌；
工业常用的微生物
1、细菌类： 短杆菌：氨基酸发酵（谷氨酸） 枯草芽孢杆菌：淀粉酶（BF7658）、碱性蛋白酶等 地衣芽孢杆菌：耐高温α-淀粉酶) 苏云金芽孢杆菌：BT生物农药 梭状芽孢杆菌：丙酮、丁酸等发酵
5、过滤除菌法：利用过滤方法阻留微生物 以达到灭菌目的的方法
培养基的灭菌方法 1、连续灭菌：培养基在发酵罐外经过一 套灭菌设备连续的加热灭菌，冷却后送 入空消后的发酵罐的灭菌法 2、间歇灭菌：指将配制好的培养基输入 发酵罐内直接通入蒸汽，使培养基和设 备同时灭菌的一种灭菌方式 3、固体培养基灭菌
4、放线菌 5、担子菌 6、藻类
常用菌种保藏方法
方法名称
主要措施
适宜菌种
保藏期
冰箱保藏法 （斜面）
低温
各ห้องสมุดไป่ตู้类
3~6月
液氮超低温保藏 法
超低温
甘油低温封藏法 低温、缺氧
各类 各大类
长期 1年以上
沙土保藏法 冷冻干燥法
干燥、无营养 产孢子微生物
1~10年
干燥、无氧、低 温、有保护剂
各大类
5~15年以上
灭菌与消毒的区别
灭菌：指利用物理或化学的方法杀灭或 去除物料及设备中所有的生命物质（包 括营养细胞、细菌芽孢和孢子）的技术 或工艺过程。
消毒：是利用物理或化学的方法杀死物 料、容器、器具内外及环境中的病源微 生物的技术或工艺过程，一般只能杀死 营养细胞而不能杀死芽孢。
消毒不一定能达到灭菌要求，灭菌则可 达到消毒的目的。
工业微生物
☐第二章工业微生物☐本章知识概要☐工业用微生物菌种要求☐工业用微生物常用菌种☐第一节工业用微生物菌种要求☐微生物菌体发酵☐微生物酶发酵☐微生物代谢产物发酵☐微生物转化发酵☐基因工程药物☐第一节工业用微生物菌种要求☐1、菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性活性物质和毒素，保证产品的安全性。
☐2、生长速度快、发酵周期短、表达目的产物产量高。
☐3、菌种纯净、健壮，遗传稳定性强、不宜退化，产品产量、质量稳定。
☐4、能在要求不高，易于控制的条件下（糖浓度、温度、pH、O2、渗透压）生长，对设备要求低。
☐5、抗噬菌体能力强，不易被噬菌体感染。
☐6、对诱变剂敏感，可通过诱变达到提高菌种优良性状的目的。
☐7、能够利用廉价原材料，对原材料成分波动敏感性小。
☐8、目的产物最好分泌到细胞外、以利于产物分离。
☐第二节工业微生物常用菌种☐细菌：分布最广、形状、G、质粒。
1、枯草芽孢杆菌（Bacillus Subtilis）：芽孢杆菌属G+、周生鞭毛、无荚膜。
淀粉酶和蛋白酶的产生菌。
BF7658－生产淀粉酶，AS1.398生产中性蛋白酶和制造风味独特食品纳豆。
2、大肠杆菌（Escherichia coli）：G－、运动者周身鞭毛、一般无荚膜。
存在表示动物排泄物污染，食品卫生、公共卫生安全指标，发酵生产Asp、Thr、Val，分子生物学、基因工程材料。
3、乳酸菌（lactic acid bacteria）：杆状、球状G+☐表1 产生乳酸的细菌属①乳杆菌属：营养要求严格在无糖和酵母膏培养基上不生长，pH3-4.5能生长，德氏乳杆菌属、保加利亚乳杆菌、巴氏乳杆菌。
②乳链球菌属：卵球形，呈短链或长链状排列，发酵多种糖类，乳制品生产和传统食品工业中。
③肠膜状明串球菌：制糖工业中有害菌，但是在蔗糖溶液中，细胞外常有一层厚的胶质状的，葡聚糖荚膜（代血浆）4、醋酸菌（Acetobacter）:椭圆形，杆状，无芽孢。
5、其他菌种：①产氨短杆菌：氨基酸、核苷酸工业生产中的常用菌种，合成辅酶A的菌种。
最新21工业常用菌种汇总
– 常用啤酒酵母、假丝 酵母、类酵母等，
– 用于酿酒、制造面包 、生产脂肪酶以及可 食用、药用和饲料用 酵母菌体蛋白等。
• 霉菌：
– 在培养基质上形成绒 毛状、网状或絮状菌 丝真菌
– 以无性孢子或有性孢 子繁殖
– 根霉、毛霉、犁头霉、 红曲霉、曲霉、青霉 等，
– 用于生产多种酶制剂、 抗生素、有机酸及甾 体激素等。
• 宏基因组（Metagenome ）分析法
– 筛选功能基因或集群基因组，了解代谢途 径和基因调控机制，构建超级基因工程菌
目前主要研究的是油层、环境污水及火 山口、温泉、高盐等极端环境中的未培 养微生物及代谢基因
• Patrick Lorenz, Jürgen Eck. Metagenomics and industrial applications. Nature Reviews Microbiology 3, 510-516 (June 2005)
21工业常用菌种
第一节 工业生产常用的微生物及要求
一、工业生产常用的微生物
• 可培养微生物 • 未培养微生物
（1）可培养微生物
1. 细菌（bacteria）
2. 酵母菌（yeast）
3. 霉菌（mould）
4. 放线菌（actinomycetes）
5. 担子菌（basidiomycetes） 6. 藻通用类常于（所 多说糖al菇、ga类橡e（胶）物mu质s和hr抗oo癌m药）物微的生开物发，。
二、微生物工业对菌种的要求
① 原料廉价、生产迅速、目的产物产量高。 ② 易于控制培养条件，酶活性高，发酵周期
较短。 ③ 抗杂菌和噬菌体污染的能力强。 ④ 菌种遗传性能稳定，不易变异和退化， ⑤ 菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物
工业微生物菌种3篇
工业微生物菌种第一篇：工业微生物菌种的分类与应用工业微生物菌种是指能够利用化学物质或有机物质转化成特定化合物，以达到一定目的的微生物菌株。
依据其代谢能力和异质化位置，可分为原核菌和真核菌，其中原核菌包括细菌、古细菌；真核菌包括酵母菌、放线菌等。
在工业上，微生物菌种具有广泛的应用，与生活息息相关，主要包括以下几个领域：1. 食品工业：微生物菌种常用于食品生产中，如酵母菌用于发酵生面团糕点，用于制作面包、饮料和乳制品等。
2. 医药工业：微生物菌种还常用于生产药品，如链霉菌可以生产许多抗生素，烟酸噻唑可以生产类固醇药品，还有其他微生物菌株用于生产胰岛素、维生素等。
3. 化工工业：微生物菌株也可以生产某些有机化合物，如酪氨酸或芳香族氨基酸等。
4. 冶金工业：微生物菌株可以生产有色金属和稀土，提高金属矿物的回收率和分离纯度。
5. 废水处理：微生物菌株可以用于废水处理，将污染物转化为无害物质。
总之，微生物菌株在工业生产中发挥了极为重要的作用，能够提高工业生产效率，减少资源浪费，发挥环保作用，同时也推动了生态文明建设。
第二篇：工业微生物菌种的筛选与改良不同的工业微生物菌种在特定条件下具有不同的代谢能力和异质化位置，因此为了实现特定的工业目的，需要筛选合适的微生物菌株进行改良。
常用的微生物菌株改良方法包括自然选择、基因重组、适应性进化等。
1. 自然选择：生境中的微生物菌株不断进行自然选择和适应性进化，这种方式可以得到一定程度的微生物菌株改良，但改良效果较为有限。
2. 基因重组：通过DNA重组技术，将外源基因植入到微生物菌株中，使其获得特定的代谢能力。
这种方式可针对单一化合物进行改良，但同时也会增加微生物菌株的复杂度和不稳定性。
3. 适应性进化：通过连续的培养和筛选，逐步培育出筛选出符合特定目的的微生物菌株，此方式是较为广泛和有效的微生物菌株改良方法。
总之，针对不同的工业目的，需要选取不同的微生物菌株进行改良，以得到更加适应工业要求的工业微生物菌株，在最大限度的发挥微生物菌株的作用的同时，也提高了工业的生产效率和产品质量。
工业微生物常用菌种
制性因子的环境下顽强生存的微生物，一般统称为极端环
境微生物。
高温环境 极寒环境 高压环境 强酸碱环境
嗜热菌 嗜冷菌 嗜压菌 嗜碱菌 或嗜酸菌 嗜盐菌
热稳定性好、催化反应速率高，易于在室 温下保存 避免了一些高温下不必要的化学反应 的发生，在食品工业中保持食品风味 耐高温和厌氧生长的嗜压菌有望用于 油井下产气增压和降低原油粘度
嗜碱菌在发酵工业中，可作为许多 种酶制剂的生产菌
嗜酸细菌被广泛用于铜等金属的细菌浸出
高盐环境
可用于海水淡化、盐碱地改造利用以 及能源开发
微生物代谢产物据统计已超过1300多种，而大规模工业生 产总计不超过100多种；微生物的酶有近千种，而已在工业上 利用的不过四五十种。 微生物资源非常的丰富，而目前利用起来的只是冰山一角。
“问渠哪得清如许，为有源头活水来。”
无处不在的微生物
空气
“微生物只是匆匆过客。”
解释一下空气污染和呼吸道传染病之间的关系。
无处不在的微生物
极端环境
所谓极端环境是指高低温环境，高盐环境，高酸碱环 境，高压环境，还有其他特定环境如油田、矿山、火山地、 沙漠的干旱地带、地下的厌气环境、原子炉等高放射能环 境、高卤环境以及低营养环境等。能够在这些具有强烈限
中取样应当注意的事项。
第二章 工业微生物菌种的选育、保藏与培养
第一节，工业微生物常用菌种
了解微生物在自然界中分布的广泛性
熟悉不同发酵产品所对应的微生物类型
了解极端环境微生物用作工业菌种的特殊之处
初步了解从自然界中选育菌种的一般规律和原则
发酵产品离我们有多远？
常见工业微生物 啤酒 味精 醋 酸奶 柠檬酸 青霉素 红霉素 沼气 酱油
17世纪80年代 19世纪60年代 20世纪40年代 21世纪
发酵工程(2)第二章 工业微生物菌种的选育与扩大培养
单细胞真核，主 分布于含糖质较多的 偏酸性环境中，如水 果、蔬菜、花蜜和植 物叶子上，以及果园 土壤中。
1、酿酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae)
又称啤酒酵母。细胞多为圆形、 卵形，能产生子囊孢子。能发酵 葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和半乳糖 等多种糖类，但不发酵乳糖和蜜 二糖。
5、白地霉 ( Geotrichum candidum )
➢ 节孢子单个或连接成链。
➢ 白地霉菌体蛋白营养价值很高，可供食用和饲 料用，也可用来提取核酸，在废料废水的利用上很 用价值。
6、产黄头孢霉 ( Cephalosporium chrysogen ) 头孢霉素、先锋霉素
3、游动放线菌属 （Actinoplanes）
➢ 一般不形成气生菌丝，孢子球形，有时端生1-40 根鞭毛，能运动。 ➢ 济南游动放线菌生产创新霉素(creatmycin; 1964).
4、诺卡氏菌属 (Norcadia)
➢ 菌落较小，边缘多呈树根 毛状。 ➢ 生产利福霉素、蚊霉素等
5、孢囊链霉菌属 (Streptosporangium)
4、青霉 ( Penicillum )
产黄青霉 ( Penicillum chrysogenum ) 生产青霉素，也可用来生产葡萄
糖氧化酶、葡萄糖酸、柠檬酸和抗坏 血酸。
娄地青霉 ( Penicillum roqueforti ) 属不对称青霉组，具有分解油
脂和蛋白质的能力，用于制造干酪； 该菌孢子能将甘油三酯氧化为甲基 酮。
第二章 工业微生物菌种的选育与扩大培养
第一节 发酵工业常用微生物 第二节 菌种来源 第三节 菌种选育 第四节 种子扩大培养 第五节 菌种保藏