优选第二章发酵工业微生物菌种制备原理和技术
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发酵工艺 第2章 发酵工业微生物菌种制备原理和技术
微生物菌种保藏机构名称和缩写
中国 缩写
ACCC
SH IA CCGMC AS-IV
CAF
IFFI
ID IV CIVBP
名称 中国农业微生物菌种保藏管理中 心 上海市农业科学院食用菌研究所 中国医学科学院抗菌素研究所 普通微生物菌种保藏管理中心 中国科学院武汉病毒研究所 中国林业科学院菌种保藏管理中 心 轻工业部食品发酵工业科学研究 所 中国医学科学院皮肤病研究所 中国医学科学院病毒研究所 中国兽医药品监察所
最常用的工业微生物
放线菌
– 链霉菌属 – 小单孢菌属 – 地中海诺卡氏菌 – 米苏里游动放线菌
藻类
藻类包括数种不同类以光 合作用产生能量的生物。 它们一般被认为是简单的 植物，并且一些藻类与比 较高等的植物有关。虽然 其它藻类看似从蓝绿藻得 到光合作用的能力，但是 在演化上有独立的分支。 所有藻类缺乏真的根、茎、 叶和其它可在高等植物上 发现的组织构造。藻类与 细菌和原生动物不同之处， 是藻类产生能量的方式为 光合自营性 ；琼脂（棕 藻）
国外重要菌种保藏机构
1、ATCC：美国模式培养物（菌）保藏中心 2、NRRL：美国农业部北方开发利用研究部 3、CSH：美国冷泉港研究所 4、IAM：日本东京大学应用微生物研究所 5、IFO：日本发酵研究所（大阪） 6、NCTC：英国国立标准菌种收藏所 7、CBS：荷兰真菌中心保藏所
三、生产中常用菌种的分离、选 育（screening ）
（一）微生物菌种的分离 四步骤： 样品采集 增值培养 纯种分离 生产性能的测定
1.施加选择压力分离法
施加选择性压力分离法
主要是利用不同种类的微生物其生长繁殖对环境和营 养的要求不同，如温度、pH、渗透压、氧气、碳源、 氮源等，人为控制这些条件，使之利于某类或某种微 生物生长，而不利于其他种类微生物的生存，以达到 使目的菌种占优势．而得以快速分离纯化的目的。如 可以控制培养时的氧，可将好氧微生物和厌氧微生物 分开；通过控制温度，可将嗜热微生物和非嗜热微生 物分开；控制pH，可将嗜酸、嗜碱微生物分离等。在 分离培养基中也可以加入不同的抗生素或试剂来增加 选择性。如在分离放线菌和细菌时，可加入抗真菌抗 生素；分离真菌时，可加入抗细菌药物。
发酵工程第二章发酵工业菌种
④抑菌圈法 抑菌圈法所用的工具菌是一些抗生素的敏 感菌。将待检菌涂布于含高浓度的工具菌的平板培养基 上进行培养，若被检菌能分泌某些抑制工具菌生长的物 质，如抗生素等，就会在被检菌的菌落周围形成工具菌 不能生长的抑菌圈，从而使被检菌很容易被鉴别出来。 采用抑菌圈法，不仅能筛选抗生素，还能筛选某些酶类。 例如，Meevootison等提出一套利用抑菌圈筛选青霉素 酰化酶产生菌的方法。工具菌是一种对6-氨基青霉烷酸 敏感而对苄青霉素有抗性的黏性沙雷氏菌，这种菌只有 当苄青霉素尚未被别种微生物的青霉素酰化酶转化为6氨基青霉烷酸时才能生长。将工具菌与苄青霉素混合于 平板培养基中，然后将待检菌涂布于平板上，进行培养， 周围出现抑菌圈的菌落就是青霉素酰化酶产生菌。
③生长圈法 生长圈法所用的工具菌是一些营 养缺陷型菌株。将待检菌涂布于含高浓度的工 具菌并缺少工具菌所需营养物的平板培养基上， 进行培养，若某菌株能合成工具菌所需营养物， 在该菌株的菌落周围就会形成一个浑浊的生长 圈。 例如，用嘌呤缺陷型大肠杆菌作为工具菌，与 不含嘌呤的培养基混合倒平板，在平板培养基 上涂布含菌样品并恒温培养，周围出现生长圈 的菌落即为嘌呤产生菌。
养后，在数量上占优势。
分离：利用分离技术得到纯种。 菌种的筛选： 通过常规生产性能测定，进一步筛选产物合成能
力较高的菌株。
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。
菌种保藏
等。
第二节 发酵工业菌种的分离筛选
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；
《发酵工程》课程教学大纲
《发酵工程》课程教学大纲课程名称：发酵工程课程类别：专业选修课适用专业：食品科学与工程考核方式：考察总学时、学分： 32 学时、2 学分一、课程教学目的发酵工程是整个生物技术的核心，是工业微生物实现试验室与工厂化生产的具体操作，是生物技术在生产实践中应用的原理及方法的一局部，是基因工程及酶工程等生物技术工业化的过程与方法。
因此，通过对《发酵工程》的学习，不仅把握发酵工程原理及发酵优化把握过程，而且对系统了解生物技术及其工业化应用都具有深远的意义。
另外，通过《发酵工程》试验及发酵工程各论的了解，不仅能够把握发酵工艺操作从小试到放大的具体过程及反响过程把握方法，而且进一步了解了目前发酵行业的具体产品生产工艺，从理论到方法学会发酵工程这一门技术，对发酵生产能够进展指导与分析。
二、课程教学要求通过本课程的教学，应使学生把握发酵工程学的根本学问和根本技能，了解现代生物工程技术的进展与应用状况，具备确定的微生物生产工程技能。
通过本课程的学习，使学生深刻理解发酵工程的微生物学原理，结实把握发酵工业菌种的筛选、驯化、培育与保藏，好氧、厌氧发酵工艺的调控与治理，了解发酵产品提取与精制的原理、流程及常见发酵产品的生产过程。
三、先修课程食品微生物学、生物化学。
四、课程教学重、难点重点：发酵工程的概念、特点；工业微生物菌种的退化、复壮与保藏；工业上常用作碳源、氮源的原料；淀粉水解糖的制备方法；微生物对培育基中的碳源代谢；酒精发酵机制；好氧发酵罐构造和功能；温度、 pH 和泡沫对发酵过程的影响；不同时间及染菌程度对发酵的影响；种子、空气、培育基和设备染菌及防治；细胞裂开方法及裂开率的测定；盐析法分别发酵产物。
难点：影响种子培育的因素和种子质量的把握；发酵生产的前体物质和促进剂、抑制剂有机酸发酵机制；染菌的检查推断及缘由分析；离子交换法原理和离子交换树指的构造与分类，膜和膜分别的根本理论。
五、课程教学方法与教学手段多媒体教学,课堂讲授与实践相结合。
【发酵工艺学总论】第二章_工业发酵菌种
代表微生物类型 革兰氏阳性球菌
高产培养基设计的几个原则
制备一系列的培养基，其中有各种类型的养分成为 生长限制因素； 使用一聚合或复合形式的生长限制养分； 避免使用容易同化的碳源或氮源，防止分解代谢物 阻遏； 确定含有所需的辅因子（Co2+,Mg2+,Mn2+,Fe2+）； 使用pH缓冲剂以减少pH变化； 前体、促进剂及抑制剂的采用。
酶发酵生产常用的微生物
微生物
枯草芽孢杆菌 大肠杆菌 黑曲霉 米曲霉 青霉 木霉 根霉
生产的酶类
α -淀粉酶、蛋白酶、β -葡聚糖酶、碱性磷酸酶等 谷氨酸脱羧酶、天冬氨酸酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等 糖化酶、 α -淀粉酶、酸性蛋白酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶、过氧化氢 酶、核糖核酸酶、脂肪酶、纤维素酶等 糖化酶和蛋白酶、氨基酰化酶、磷酸二酯酶、果胶酶等 葡萄糖氧化酶、果胶酶、纤维素酶、磷酸二酯酶、脂肪酶、凝乳酶、核 酸酶等 纤维素酶等 糖化酶、 α -淀粉酶、转化酶、酸性蛋白酶、核糖核酸酶、脂肪酶、果 胶酶、纤维素酶等
样品的预处理
目的：提高分离效率 方法：
物理方法：热处理（减菌）；膜过滤法（浓缩）； 离心法（浓缩） 化学方法：通过在培养基中添加某些化学成分来增加特
定微生物的数量。
几丁质——放线菌；CaCO3——嗜碱性放线菌
诱饵法
石蜡、花粉、蛇皮、毛发等
分离方法的选择
根据目的菌有无选择性特征来选择分离方法 菌种的营养特征独特 选择性分离 生长特征独特 无选择性特征 根据产物的特征进行 随机分离
增加混合菌群中所需菌株数量的一种技术 技术特点：给混合菌群提供一些有利于目的菌株生长 或不利于目的菌以外的其他菌型生长的条件 培养方式 分批培养方式：以最大比生长速率 （μmax）筛选， 存在选择压力的控制、移种时间和次数等问题 连续培养方式：以比生长速率（ μ）筛选
2发酵工业菌种制备原理和技术(2)(精)
作为种子扩大培养的方法： ① 表面培养法 ② 固体培养法 ③液体培养法（三角瓶摇床震荡或转式培养）； ④载体培养法
24
固体培养法（曲法培养）
浅盘固体培养 深层固体培养
25
优点：
（1）酶活力高。 （2）生产过程中无菌程度要求不很严格。 （3）对于固体发酵，由于产物浓度大，易于分离，可以 有效的降低产品分离成本。
NICPB 卫生部药品生物制品监察所
IV
CIVBP
中国医学科学院病毒研究所
中国兽医药品监察所
CVCC
YM
兽医微生物菌种保藏管理中心
云南省微生物研究所
10
国外重要菌种保藏机构
1、ATCC：美国模式培养物（菌）保藏中心
2、NRRL：美国农业部北方开发利用研究部
3、CSH：美国冷泉港研究所
4、IAM：日本东京大学应用微生物研究所
9
微生物菌种保藏机构名称和缩写
中 国 缩写 ACCC SH IA CCGMC AS-IV CAF IFFI ID 名称 中国农业微生物菌种保藏管理中心 上海市农业科学院食用菌研究所 中国医学科学院抗菌素研究所 普通微生物菌种保藏管理中心 中国科学院武汉病毒研究所 中国林业科学院菌种保藏管理中心 轻工业部食品发酵工业科学研究所 中国医学科学院皮肤病研究所 缩写 ISF CACC SIA AS CFCC CICC CMCC 名称 中国农业科学院土壤肥料研究 所 抗菌素菌种保藏管理中心 四川抗菌素工业研究所 中国科学院微生物研究所 林业微生物菌种保藏管理中心 工业微生物菌种保藏管理中心 医学微生物菌种保藏管理中心
22
（5）接种量
移入种子的体积 接种量＝ ————————— 接种后培养液的体积
第二章发酵工业常用微生物及其培养
河内根霉 [R. tonkinensis Vuille-min]
结节根霉 [R. nodonus Nannyslowski]
甘薯根霉 [R. batas Nakazawa]
小麦曲根霉 [R. tritici Saito] 代氏根霉 [R. delemar (Boidin) Wehemer et
Haannzawa]
• 初级阶段——自然选育
• 发展阶段——代谢控制育种 （近代）
• 高级阶段——从诱发基因突变转向基因 重组，定向育种
第二章 发酵工业常用微生物及培养
4
§2 常用的工业微生物菌种
• 微生物在工业上的用途：
－直接利用微生物菌体 －利用其代谢产物 －利用它的酶
第二章 发酵工业常用微生物及培养
5
一、霉菌（Mould）
乳酸、反丁烯二酸，能转化甾族化合物， 耐高温(45℃能生长)
9.无根根霉 [R. arrhizus Fischer]
功能：能产生乳酸、反丁烯二酸、丁烯二酸， 脂肪酶，能对甾族化合物骨架C-6β、C-11α 起羟化作用
第二章 发酵工业常用微生物及培养
22
少根根霉（低倍镜见假根）
第二章 发酵工业常用微生物及培养
第二章 发酵工业常用微生物 及其培养
•发酵工业对微生物菌种的要求 •常用的工业微生物菌种 •微生物菌种选育和优化技术 •菌种的培养（培养基的设计与优化）
第二章 发酵工业常用微生物及培养
1
• 发酵工业以微生物的生命活动为基础
原核细胞型微生物－细菌、
衣原体、立克次氏体、
•
原核生物界
支原体、螺旋体、蓝绿 藻、放线菌
第二章 发酵工业常用微生物及培养
18
例如：胆固醇
发酵工程(2)第二章 工业微生物菌种的选育与扩大培养
孢子丝盘卷成球形孢囊，内形成孢酵母菌
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
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
第二章 微生物菌种选育
第二章 微生物菌种选育
• 优良的菌种是发酵工业的基础和关键，是 显著改善和提高产品种类、产量以及质量 的先决条件。 • 菌种选育，就是要利用微生物的遗传变异 的特性，采用各种手段，改变菌种的遗传 性状，使其符合工业生产的需要。
本章主要内容
• 第一节 微生物发酵工业的菌种类型及来源 • 第二节 微生物发酵高产菌种选育 • 第三节 菌种的退化和菌种保藏
土样的采集方法
使预被分解的物质成为唯一的碳源或氮源 pH7.0～7.5适于细菌和放线菌，pH4.5 ～6适于霉 菌和酵母 40℃利于放线菌孢子萌发，却不利于细菌生长 限制通入氧气使厌氧菌数量增加
采用平板划线法和稀 通过压力（高温、高压、抗生素）使非目的的 释法，以时间为变量， 类群比例减少 进行纯种分离
从一些发酵制品中分离目的菌株，如酒醪中 分离淀粉酶或糖化酶的产生菌，从酱油中分 离蛋白酶产生菌，从噬菌体污染的发酵液中 分离抗噬菌体的发酵菌株等。
三、菌种微生物的选择性分离
• 菌株的分离和筛选分为以下几步：
采 样 富 集 分 离 筛 选
各种生境下的土壤是 微生物菌种最全面的 来源 人为控制条件使所期 待的目的菌种占据优 势
是单产高的营养缺陷型突变菌株或调节突变菌株或野生菌株，最 好还是抗噬菌体能力强的菌株
菌种纯粹，不易变异退化，以保证稳定性
菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素（包括 抗生素、激素、毒素等），以保证安全
类型：包括细菌、酵母菌、霉菌和放线菌等类群，还有担子菌及藻类等
一、工业发酵常见的微生物种类
担子菌就是人们常说的菇类（mushroom）微生物。
担子菌资源的利用正引起人们的重视，如多糖、 橡胶物质和抗癌药物的研发。
6、藻类（alga）
• 优良的菌种是发酵工业的基础和关键，是 显著改善和提高产品种类、产量以及质量 的先决条件。 • 菌种选育，就是要利用微生物的遗传变异 的特性，采用各种手段，改变菌种的遗传 性状，使其符合工业生产的需要。
本章主要内容
• 第一节 微生物发酵工业的菌种类型及来源 • 第二节 微生物发酵高产菌种选育 • 第三节 菌种的退化和菌种保藏
土样的采集方法
使预被分解的物质成为唯一的碳源或氮源 pH7.0～7.5适于细菌和放线菌，pH4.5 ～6适于霉 菌和酵母 40℃利于放线菌孢子萌发，却不利于细菌生长 限制通入氧气使厌氧菌数量增加
采用平板划线法和稀 通过压力（高温、高压、抗生素）使非目的的 释法，以时间为变量， 类群比例减少 进行纯种分离
从一些发酵制品中分离目的菌株，如酒醪中 分离淀粉酶或糖化酶的产生菌，从酱油中分 离蛋白酶产生菌，从噬菌体污染的发酵液中 分离抗噬菌体的发酵菌株等。
三、菌种微生物的选择性分离
• 菌株的分离和筛选分为以下几步：
采 样 富 集 分 离 筛 选
各种生境下的土壤是 微生物菌种最全面的 来源 人为控制条件使所期 待的目的菌种占据优 势
是单产高的营养缺陷型突变菌株或调节突变菌株或野生菌株，最 好还是抗噬菌体能力强的菌株
菌种纯粹，不易变异退化，以保证稳定性
菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素（包括 抗生素、激素、毒素等），以保证安全
类型：包括细菌、酵母菌、霉菌和放线菌等类群，还有担子菌及藻类等
一、工业发酵常见的微生物种类
担子菌就是人们常说的菇类（mushroom）微生物。
担子菌资源的利用正引起人们的重视，如多糖、 橡胶物质和抗癌药物的研发。
6、藻类（alga）
第二章发酵工业微生物菌种ppt课件
第二章 发酵工业微生物菌 种制备原理和技术
2019
-
1
第一节 发酵工业微生物菌种的选育
一、工业微生物的特点 1. 能够利用廉价的原料，或使用来源丰富的原料. 2.菌体温度应适应较高的温度. 3. 遗传性能要相对稳定 4.菌对所采用的设备和生产过程的适应性 5.菌的产物得率和产物在培养基中的浓度 6.产物容易从发酵液（细胞）中提取
2019
-
6
(3) 放线菌 霉菌 放线菌是由不同长短的纤细菌丝所形成 霉菌与人类日常生活密切相关。除了用于传 的单细胞微生物。放线菌是抗生素的主 统的酿酒、制酱油外，近代广泛用于发酵工 要产生菌。除抗生素外，放线菌在甾体 业和酶制剂工业。工业上常用的霉菌，有子 激素生物合成和酶制剂生产上也有广泛 囊菌纲的红曲霉、藻状菌纲的毛霉、根霉和 应用。 犁头霉，以及半知菌纲的曲霉及青霉等
2019 17
自然选育在工业生产上的意义 问题： 高产菌株是正突变高，还是负突变高？ 回复突变：高产菌株在传代的过程中，由于自然突变导致 高产性状的丢失，生产性能下降，这种情况我们称为回复 突变 自然选育虽然突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的 重要措施。
2019
-
18
自然选育操作步骤： 一般习惯上将自然选育称为菌种的分离纯化。 单细胞(孢子)悬液的制备 平板分离 挑选单菌落(注意形态的观察) 发酵试验
7. 产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病 201）细菌 发酵工业上常用的细菌大多是杆菌，如枯草芽 孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、乳酸杆菌、梭 状芽孢杆菌大肠杆菌等。 (1) 醋酸杆菌（Acetobacter）：用于酿 醋，把乙醇氧化成乙酸。 (2) 假单胞菌（Pseudomonas）
2019 8
2019
-
1
第一节 发酵工业微生物菌种的选育
一、工业微生物的特点 1. 能够利用廉价的原料，或使用来源丰富的原料. 2.菌体温度应适应较高的温度. 3. 遗传性能要相对稳定 4.菌对所采用的设备和生产过程的适应性 5.菌的产物得率和产物在培养基中的浓度 6.产物容易从发酵液（细胞）中提取
2019
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(3) 放线菌 霉菌 放线菌是由不同长短的纤细菌丝所形成 霉菌与人类日常生活密切相关。除了用于传 的单细胞微生物。放线菌是抗生素的主 统的酿酒、制酱油外，近代广泛用于发酵工 要产生菌。除抗生素外，放线菌在甾体 业和酶制剂工业。工业上常用的霉菌，有子 激素生物合成和酶制剂生产上也有广泛 囊菌纲的红曲霉、藻状菌纲的毛霉、根霉和 应用。 犁头霉，以及半知菌纲的曲霉及青霉等
2019 17
自然选育在工业生产上的意义 问题： 高产菌株是正突变高，还是负突变高？ 回复突变：高产菌株在传代的过程中，由于自然突变导致 高产性状的丢失，生产性能下降，这种情况我们称为回复 突变 自然选育虽然突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的 重要措施。
2019
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18
自然选育操作步骤： 一般习惯上将自然选育称为菌种的分离纯化。 单细胞(孢子)悬液的制备 平板分离 挑选单菌落(注意形态的观察) 发酵试验
7. 产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病 201）细菌 发酵工业上常用的细菌大多是杆菌，如枯草芽 孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、乳酸杆菌、梭 状芽孢杆菌大肠杆菌等。 (1) 醋酸杆菌（Acetobacter）：用于酿 醋，把乙醇氧化成乙酸。 (2) 假单胞菌（Pseudomonas）
2019 8
发酵工程2发酵工业菌种
PPT文档演模板
发酵工程2发酵工业菌种
自然选育、诱变育种、抗噬菌体菌种的选育、 杂交育种、原生质体融合技术、基因工程、蛋 白质工程、代谢工程技术等都被用优良生产菌 种的选育。
PPT文档演模板
发酵工程2发酵工业菌种
菌株选育典型流程
出发菌株（砂土管或冷冻管）
原种特性考擦
斜面
或摇瓶培养24h
小试 培养基优化
PPT文档演模板
发酵工程2发酵工业菌种
3．酵母(yeast)
酵母是单细胞真核微生物,具有典型的细
胞结构,生长温度范围在4-30℃,最适温度为25-
30℃。酵母在自然界分布很广，主要生长在偏
酸性的含糖环境中。
工业上常用的包括面包酵母、酒精酵母、
啤酒酵母、葡萄酒酵母、假丝酵母、丝赤酵母
等。用于酿酒、制造面包、生产脂肪酶、单细PPT文档源自模板发酵工程2发酵工业菌种
3、富集培养 • 通过富集培养增加待分离的目标微生物的数量。 • 控制培养基的营养成分：碳源或氮源； • 控制培养条件：温度、pH、渗透压、溶解氧浓
度等。
PPT文档演模板
发酵工程2发酵工业菌种
4、菌种分离 • 平板划线分离法 • 稀释分离法 • 涂布分离法
PPT文档演模板
•常见的工业微生物： •细菌、放线菌、酵母菌、霉菌及危害细菌、 放线菌生长的噬菌体等 。
PPT文档演模板
发酵工程2发酵工业菌种
一、工业微生物常用菌种
1．细菌（bacteria ） 发酵工业常用的细菌有枯草芽孢杆菌、醋酸
杆菌、乳酸菌、棒状杆菌、短杆菌等。用于生 产酶制剂、醋酸、乳酸、氨基酸、肌苷酸等 。
纤维素酶等，它的变异菌株可产生柠檬酸、葡萄
糖酸、草酸及抗坏血酸。
发酵工程原理与技术
流加发酵是介于分批发酵和连续发酵之间的发酵形式。
发酵产品及分离提纯工艺
固液分离技术、细胞破碎技术、浓缩分离技术、精制技术、结 晶技术等
四、发酵工程的发展历史
发酵现象→酿造食品工业→非食品工业→青霉素→抗 菌素发酵工业→氨基酸,核酸发酵（代谢控制发酵） →基因工程菌→动物细胞大规模培养→植物细胞大规 模培养→藻类细胞大规模培养→转基因动物
发酵罐试验
摇瓶试验
三、发酵工业生产流程
发酵过程的操作方式
三种模式：间歇发酵、连续发酵和流加发酵 间歇发酵又称分批发酵，在发酵过程中，除气体进出外，与外
界没有其它的物料交换。分批发酵是一种操作简单并且广泛使 用的发酵方式。
连续发酵是指以一定的速度向培养系统内添加新鲜的培养基， 同时以相同的速度流出培养液，从而使培养系统内培养液的体 积维持恒定，使微生物细胞处于近似恒定状态下生长的微生物 发酵方式。
一般采用无菌空气作为氧气来源，高空采风，经空 气压缩机加压后采用加热灭菌或过滤除菌。
微生物种子的制备
一般都是由保存于冷冻管及砂土管或冰箱中的斜面 菌种开始，在正式使用前要先转接到新鲜斜面培养 基上活化后，再用于种子扩大培养。
扩大培养的方法可以根据需要采用固体培养或液体 培养两级不同方式。
菌种筛选
成品
三、发酵工业生产流程 发酵原料的预处理 原料不同处理方法也有所差异。 1.淀粉——利用前需变成糊精或葡萄糖。 方法：酸水解（高压、耐酸）、酶水解法 2.糖蜜——加热杀菌和用水冲稀，也可加酸处
理后再补充无机盐。 3.碳氢化合物：石油脱蜡——一定馏分的石油
经冷却脱蜡而获得的凝固点在-10℃的油，加 入适量无机盐进行接种发酵。
细菌是单细胞原核生物，具有环状DNA染 色体，以典型的二分分裂方式繁殖。 根据形态可分为三类：
发酵产品及分离提纯工艺
固液分离技术、细胞破碎技术、浓缩分离技术、精制技术、结 晶技术等
四、发酵工程的发展历史
发酵现象→酿造食品工业→非食品工业→青霉素→抗 菌素发酵工业→氨基酸,核酸发酵（代谢控制发酵） →基因工程菌→动物细胞大规模培养→植物细胞大规 模培养→藻类细胞大规模培养→转基因动物
发酵罐试验
摇瓶试验
三、发酵工业生产流程
发酵过程的操作方式
三种模式：间歇发酵、连续发酵和流加发酵 间歇发酵又称分批发酵，在发酵过程中，除气体进出外，与外
界没有其它的物料交换。分批发酵是一种操作简单并且广泛使 用的发酵方式。
连续发酵是指以一定的速度向培养系统内添加新鲜的培养基， 同时以相同的速度流出培养液，从而使培养系统内培养液的体 积维持恒定，使微生物细胞处于近似恒定状态下生长的微生物 发酵方式。
一般采用无菌空气作为氧气来源，高空采风，经空 气压缩机加压后采用加热灭菌或过滤除菌。
微生物种子的制备
一般都是由保存于冷冻管及砂土管或冰箱中的斜面 菌种开始，在正式使用前要先转接到新鲜斜面培养 基上活化后，再用于种子扩大培养。
扩大培养的方法可以根据需要采用固体培养或液体 培养两级不同方式。
菌种筛选
成品
三、发酵工业生产流程 发酵原料的预处理 原料不同处理方法也有所差异。 1.淀粉——利用前需变成糊精或葡萄糖。 方法：酸水解（高压、耐酸）、酶水解法 2.糖蜜——加热杀菌和用水冲稀，也可加酸处
理后再补充无机盐。 3.碳氢化合物：石油脱蜡——一定馏分的石油
经冷却脱蜡而获得的凝固点在-10℃的油，加 入适量无机盐进行接种发酵。
细菌是单细胞原核生物，具有环状DNA染 色体，以典型的二分分裂方式繁殖。 根据形态可分为三类：
发酵工程第二章发酵工业微生物菌种
施加选择性压力分离法 随机分离法 这两种方法都是针对菌种从样品中分离所采用的
方法，实际发酵工业上菌种分离的步骤要有很多 步骤。
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。
采样：有针对性地采集样品。 增殖：人为的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
工业上常用的微生物菌种
③ 霉菌： 工业上常用的霉菌有根霉、毛霉、红曲 霉、青霉等，主要生产酶制剂、抗生素、有机酸 和甾体激素等。
④ 放线菌： 工业上常用的有链霉菌属、小单胞菌 属和诺卡菌属，主要用于生产多种抗生素。
⑤ 担子菌： 即常说的蕈菌，主要用于生产多糖、 药物开发。
⑥ 藻类： 工业上常用的藻类有螺旋藻、单烈藻等， 主要用于生产食品，替代能源等。
新种分离与筛选的步骤
（三）培养分离 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。在 这一步，增殖培养的选择性控制条件还应进一 步应用，而且控制得细一点，好一点。纯种分 离的方法有划线分离法、稀释分离法。
施加选择性压力分离法
施加选择性压力分离法：利用不同种类微生物生 长繁殖对环境和营养要求不同，人为控制这些条 件，使之利于某类或者某种微生物生长，不利于 其他微生物生存，以达到使目的菌占优势，从而 快速分离纯化的目的。
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、最适值、提取工艺等。
新种分离与筛选的步骤
从自然界中分离培养微生物是菌种选育的重要和基础的 步骤。
到目前为止，还没有一种分离培养方法能揭示一个试样 中所包含的所有微生物总数和种类。
方法，实际发酵工业上菌种分离的步骤要有很多 步骤。
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。
采样：有针对性地采集样品。 增殖：人为的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
工业上常用的微生物菌种
③ 霉菌： 工业上常用的霉菌有根霉、毛霉、红曲 霉、青霉等，主要生产酶制剂、抗生素、有机酸 和甾体激素等。
④ 放线菌： 工业上常用的有链霉菌属、小单胞菌 属和诺卡菌属，主要用于生产多种抗生素。
⑤ 担子菌： 即常说的蕈菌，主要用于生产多糖、 药物开发。
⑥ 藻类： 工业上常用的藻类有螺旋藻、单烈藻等， 主要用于生产食品，替代能源等。
新种分离与筛选的步骤
（三）培养分离 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。在 这一步，增殖培养的选择性控制条件还应进一 步应用，而且控制得细一点，好一点。纯种分 离的方法有划线分离法、稀释分离法。
施加选择性压力分离法
施加选择性压力分离法：利用不同种类微生物生 长繁殖对环境和营养要求不同，人为控制这些条 件，使之利于某类或者某种微生物生长，不利于 其他微生物生存，以达到使目的菌占优势，从而 快速分离纯化的目的。
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、最适值、提取工艺等。
新种分离与筛选的步骤
从自然界中分离培养微生物是菌种选育的重要和基础的 步骤。
到目前为止，还没有一种分离培养方法能揭示一个试样 中所包含的所有微生物总数和种类。
微生物工程发酵第二章菌种制备原理与技术
• Saccaromyces cerevisiae • Pichia pastoris • Candida glabrata • C. tropicals • Phaffia rhodozyma • Yarrowia lipolitica
霉菌 • 主要生产：抗生素、有机酸、酶、色素； • Penicillium chrysogenum • Aspergillus niger • A. oryzae • Rhizopus oryzae
霉菌 （蜗牛酶或纤维素酶）
2.1.5 适应性进化（菌株驯化）
• Adaptive evolution 通过人工措施使微生物逐 步适应某一条件，而定向选育微生物的方 法；
• （柠檬酸）
2.1.6 菌种的保藏
• 保藏、退化、复壮
• 菌种的退化和防止
• 菌种退化：菌株由于移接传代或保藏之后， 群体中某些生理特征或形态特征逐渐减退 或完全丧失的现象，主要表现为生长速度 变慢和目标产物生产能力的下降；
分离筛选工作在实际中应用的几个方面
• 从被污染的生产及科研用菌中分离目的菌； • 生产中长期使用的菌种的定期分离筛选 ； • 从各种育种方法处理的微生物材料中分离筛选适于
工业目的的优良菌株 ； • 从已知菌种和大自然中分离新菌株
– 寻找新的发酵产品的产生菌； – 寻找老产品的新的优良菌株。
/jpkc
2.1 发酵工业微生物菌种
2.1.1概述 菌种是微生物工程的核心； 选育、保藏、复壮
2.1.2 发酵工业常用微生物种类 细菌 主要生产氨基酸、核酸、酶、多糖、有机酸等 常用菌种： Escherichia coli; Bacillus subtilis; Lactobacillus lactis; Corynebacterium glutamicum
霉菌 • 主要生产：抗生素、有机酸、酶、色素； • Penicillium chrysogenum • Aspergillus niger • A. oryzae • Rhizopus oryzae
霉菌 （蜗牛酶或纤维素酶）
2.1.5 适应性进化（菌株驯化）
• Adaptive evolution 通过人工措施使微生物逐 步适应某一条件，而定向选育微生物的方 法；
• （柠檬酸）
2.1.6 菌种的保藏
• 保藏、退化、复壮
• 菌种的退化和防止
• 菌种退化：菌株由于移接传代或保藏之后， 群体中某些生理特征或形态特征逐渐减退 或完全丧失的现象，主要表现为生长速度 变慢和目标产物生产能力的下降；
分离筛选工作在实际中应用的几个方面
• 从被污染的生产及科研用菌中分离目的菌； • 生产中长期使用的菌种的定期分离筛选 ； • 从各种育种方法处理的微生物材料中分离筛选适于
工业目的的优良菌株 ； • 从已知菌种和大自然中分离新菌株
– 寻找新的发酵产品的产生菌； – 寻找老产品的新的优良菌株。
/jpkc
2.1 发酵工业微生物菌种
2.1.1概述 菌种是微生物工程的核心； 选育、保藏、复壮
2.1.2 发酵工业常用微生物种类 细菌 主要生产氨基酸、核酸、酶、多糖、有机酸等 常用菌种： Escherichia coli; Bacillus subtilis; Lactobacillus lactis; Corynebacterium glutamicum
发酵工程第2章_菌种选育
• 脂肪酶产生菌的分离
• 为提高分离筛选效率，多采用固体平板的变色 圈法，以吐温为底物，尼罗蓝（Nile blue）作 为指示剂，根据变色圈大小来判断脂肪酶活性 的高低；也可用甘油三丁酸酯为底物，罗丹明 B为指示剂，以荧光圈的大小来测定。
• 乙醇产生菌的分离
• 通过平板上的变色圈还可以快速分离筛选产乙 醇的菌株。
4、琼脂平板在使用前应置于37℃培养箱中孵育l、 2天。
5、培养基的生物物理学参数，如pH及盐分也应调 节到与试样的生态系统参数值相近。
37
五、自然界中细菌的分离
（三）分离
• 目的微生物不纯，需分离纯化。采用简便迅速， 有一定准确性的检出方法，提高筛选效率。常 用平皿反应法：
• 纸片培养显色法：浸有指示剂滤纸。
• 淀粉酶产生菌的分离：
• 分离淀粉酶产生菌时，培养基以淀粉为 惟一碳源，待样品涂布到平板上，经过 培养形成单个菌落后，再用碘液浸涂， 根据菌落周围是否出现透明的水解圈来 区别产酶菌株。
• 碘可以杀菌，一旦染色就很容易把细菌杀死，而曲利 苯蓝只是对细菌有影响但不会杀死。，建议选用0.0050.01%含量。
• 大多数放线菌的分离培养是在贫脊或复杂底物 的琼脂平板上进行的。除嗜温性放线菌外，其 他放线菌一般在培养4-20天内在分离平板上缓 慢形成菌落。
• 在放线菌分离琼脂中通常都加入抗真菌剂制霉 菌素或放线菌酮，以抑制真菌的繁殖。
• 选择性地添加抗生素。 • 分离琼脂平板制备好后，一般皆应在37℃培养
箱中存放3天。
• 在以糖为碳源的琼脂平板的菌落上，覆盖一层 含有盐类的琼脂，该蓝色物质在醇脱氢酶和 NAD作用下（在少量乙醇存在时）反应产生的 电子脱色。因此生成乙醇的菌落便显出一个淡 白色的圈，晕圈的大小可初步表示乙醇的产量。
发酵工程 第二章 发酵工业微生物菌种制备原理和技术
第二章 发酵工业微生物菌种 制备原理和技术
发酵工程 工业生产水平的
生产菌种的性能 发酵和提取工艺条件
三个决定要素
生产设备
获得优良的生产菌种是实现高水平发酵工程工 业生产的第一环节。
本章内容
第一节 发酵工业常用的微生物菌种
第二节 自然界中微生物菌种的选择性分离
第三节 微生物菌种的选育
第四节 微生物菌种的退化、复壮和保藏 第五节 工业微生物菌种的扩大培养 第六节 种子培养基及其制备
集的培养物到固体培养基，分离优势微生物的单
菌落。
移种时间是关键，应在所需菌占优势时移种。
连续富集培养（恒化式富集培养）
改变限制性基质浓度来控制两种菌的比生长速率。 用于连续发酵生产的菌种选育特别适合。
固体培养基的使用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
常用于分离酶产生菌，选择培养基中常含有所
需的基质，以便促使酶产生菌的生长，并在菌落
使目的微生物在种群中占优势，使筛选 1. 目的：
变得可能。
2. 两种方案：
（1）施加选择性压力分离法：采用特定的有利于 目的微生物富集的条件进行培养，使目的微生物 占优势，以实现快速分离纯化的目的。 （2）随机分离法：不能提供任何有助于筛选产生 菌的信息时，只能通过随机分离法进行分离。
（1）施加选择性压力分离法
酵母(既是微生物又是真核细胞)
生长迅速，营养要求不高，易培养； 安全性好； 比哺乳动物细胞操作简单； 具有一定的修饰蛋白的能力。
中国仓鼠卵巢细胞（CHO细胞）表达系统
具有准确的转录后修饰功能； 具有产物胞外分越功能，便于下游产物分离纯化； 具有重组基因的高效扩增和表达能力； 具有贴壁生长特性，也可进行悬浮生长； CHO很少分泌自身的内源蛋白。
发酵工程 工业生产水平的
生产菌种的性能 发酵和提取工艺条件
三个决定要素
生产设备
获得优良的生产菌种是实现高水平发酵工程工 业生产的第一环节。
本章内容
第一节 发酵工业常用的微生物菌种
第二节 自然界中微生物菌种的选择性分离
第三节 微生物菌种的选育
第四节 微生物菌种的退化、复壮和保藏 第五节 工业微生物菌种的扩大培养 第六节 种子培养基及其制备
集的培养物到固体培养基，分离优势微生物的单
菌落。
移种时间是关键，应在所需菌占优势时移种。
连续富集培养（恒化式富集培养）
改变限制性基质浓度来控制两种菌的比生长速率。 用于连续发酵生产的菌种选育特别适合。
固体培养基的使用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
常用于分离酶产生菌，选择培养基中常含有所
需的基质，以便促使酶产生菌的生长，并在菌落
使目的微生物在种群中占优势，使筛选 1. 目的：
变得可能。
2. 两种方案：
（1）施加选择性压力分离法：采用特定的有利于 目的微生物富集的条件进行培养，使目的微生物 占优势，以实现快速分离纯化的目的。 （2）随机分离法：不能提供任何有助于筛选产生 菌的信息时，只能通过随机分离法进行分离。
（1）施加选择性压力分离法
酵母(既是微生物又是真核细胞)
生长迅速，营养要求不高，易培养； 安全性好； 比哺乳动物细胞操作简单； 具有一定的修饰蛋白的能力。
中国仓鼠卵巢细胞（CHO细胞）表达系统
具有准确的转录后修饰功能； 具有产物胞外分越功能，便于下游产物分离纯化； 具有重组基因的高效扩增和表达能力； 具有贴壁生长特性，也可进行悬浮生长； CHO很少分泌自身的内源蛋白。
第二章 微生物菌种制备原理与技术
4）保存期：1年以上。
冷冻干燥法
Hale Waihona Puke 1）方法 将菌种制成悬浮液，与保护剂(一般为脱脂牛奶或血 清等)混合，用低温酒精或干冰(－15℃以下)速冻，用真 空泵抽干，最后真空密封，低温保存。 2）范围：大多数微生物
3）优点：菌种不易发生变异
4）保存期：5-10年
液氮超低温保藏法
1）方法： 菌种加10％保护剂（甘油、二甲基亚砜），以 1℃/min速度降温到-35℃，置于液氮气相中（-196℃）保 藏。 2）优点：防止菌种退化最有效的方法
原理
挑选典型菌种的优良纯种，采用其休眠体
创造适合其长期休眠的环境条件
3.工业微生物菌种的保藏
方法
斜面低温保藏法
液体石蜡油保藏法
砂土管保藏法 冷冻干燥保藏法
液氮超低温保藏法
斜面低温保藏法
将微生物在适宜的斜面培养基和温度条件下培养并生 长良好后，放入4-5℃冰箱中保藏。
1）影响因素：菌种保藏培养基和培养条件
工业微生物获得途径
向菌种保藏机构索取有关的菌株，从中筛选所需菌株 由自然界采集样品，从中进行分离筛选 从一些发酵制品中分离目的菌株
从自然界分离筛选微生物的方法
含微生物样品的采集
一般土壤采集，注意有机质含量、通气情况、酸碱度、植被情况 等 控制培养基营养成分；控制培养条件；抑制不需要的菌类 稀释涂布和划线分离法 利用平皿中生化反应（透明圈、变色圈、生长圈、抑菌圈） 组织分离法 通过控制营养和培养条件分离 初筛、复筛
3）适用菌：适用于各种微生物保藏
3）保存期：永久。
微生物菌种制备原理与技术
微生物分类
根据微生物的形态、遗传、生态 等特点，将微生物分为不同的种 类和属，为菌种筛选提供基础。
微生物菌种筛选的原理与方法
微生物菌种筛选原理
通过特定条件和培养基的筛选，获得 具有特定性状的微生物菌株。
微生物菌种筛选方法
包括富集培养、选择性培养、抗性筛 选等方法，可根据不同需求选择合适 的方法。
微生物菌种筛选的应用
品的发酵和生产。
03
微生物菌种保藏原 理
微生物菌种保藏的意义与原则
意义
微生物菌种是生物资源的重要组成部分，具有极高的科研价 值和生产应用潜力。通过保藏，可以保护微生物资源免受环 境、人为等因素的影响，确保其遗传稳定性和存活率，为后 续的研究和应用提供可靠的来源。
原则
微生物菌种保藏应遵循安全、有效、稳定和经济等原则，确 保菌种的安全性、可靠性和可重复性。同时，要关注菌种的 遗传稳定性和长期存活率，采取适当的措施进行监测和维护 。
工业生产
筛选具有高生产能力的菌种，用 于发酵、酶催化等工业生产中，
提高生产效率和产品质量。
生物治理
筛选具有降解或转化特定物质 功能的菌种，用于废水处理、 土壤修复等生物治理领域。
生物医药
筛选具有药用价值的菌种，用 于抗生素、酶抑制剂等生物医 药产品的研发和生产。
食品工业
筛选具有优良发酵性能和风味 的菌种，用于酸奶、酒类等食
工业生产
通过微生物菌种改良，可以提高工业生产中原料的利用率、产物的产量和质量，降低生产 成本和环境污染。例如，通过改良菌种提高乙醇、乳酸、酶制剂等的生产效率。
环境保护
微生物菌种改良在环境保护领域的应用主要包括废水处理、污染物降解、重金属离子去除 等。通过改良菌种，可以提高污染物的降解效率和重金属离子的去除率，降低环境污染。
根据微生物的形态、遗传、生态 等特点，将微生物分为不同的种 类和属，为菌种筛选提供基础。
微生物菌种筛选的原理与方法
微生物菌种筛选原理
通过特定条件和培养基的筛选，获得 具有特定性状的微生物菌株。
微生物菌种筛选方法
包括富集培养、选择性培养、抗性筛 选等方法，可根据不同需求选择合适 的方法。
微生物菌种筛选的应用
品的发酵和生产。
03
微生物菌种保藏原 理
微生物菌种保藏的意义与原则
意义
微生物菌种是生物资源的重要组成部分，具有极高的科研价 值和生产应用潜力。通过保藏，可以保护微生物资源免受环 境、人为等因素的影响，确保其遗传稳定性和存活率，为后 续的研究和应用提供可靠的来源。
原则
微生物菌种保藏应遵循安全、有效、稳定和经济等原则，确 保菌种的安全性、可靠性和可重复性。同时，要关注菌种的 遗传稳定性和长期存活率，采取适当的措施进行监测和维护 。
工业生产
筛选具有高生产能力的菌种，用 于发酵、酶催化等工业生产中，
提高生产效率和产品质量。
生物治理
筛选具有降解或转化特定物质 功能的菌种，用于废水处理、 土壤修复等生物治理领域。
生物医药
筛选具有药用价值的菌种，用 于抗生素、酶抑制剂等生物医 药产品的研发和生产。
食品工业
筛选具有优良发酵性能和风味 的菌种，用于酸奶、酒类等食
工业生产
通过微生物菌种改良，可以提高工业生产中原料的利用率、产物的产量和质量，降低生产 成本和环境污染。例如，通过改良菌种提高乙醇、乳酸、酶制剂等的生产效率。
环境保护
微生物菌种改良在环境保护领域的应用主要包括废水处理、污染物降解、重金属离子去除 等。通过改良菌种，可以提高污染物的降解效率和重金属离子的去除率，降低环境污染。
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或调节突变株或野生突变株； 5、抗噬菌体和杂菌能力强，不易被感染； 6、菌种纯粹，遗传性状稳定（不易变异退化），以保证发酵生产和产品
质量的稳定性。 7、菌体不是病源菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素。
三、发酵工业用菌种的分离与筛选
（一）微生物菌种分离
1、工业用菌种的来源 ：
有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或 购买；
收集到的样品，如含目标菌株较多，可直接进行分离。如果 样品含目标菌种很少，就要设法增加该菌的数量，进行增殖 (富集)培养。
富集培养就是给混合菌群提供一些有利于所需菌株生长或不 利于其它菌型生长的条件，以促使目标菌株大量繁殖，从而 有利于分离它们。
定义：利用不同种类的微生物其生长繁殖对环境和营养要求 的不同，如碳、氮源、pH、温度、渗透压、需氧等生理因素 等，认为控制这些条件，使之利于某类或某种微生物生长， 而不利于其它种类微生物的生存，以达到使目的菌种占优势， 而得以快速分离纯化的目的。
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。
菌种筛选主要步骤
调查研究及查阅充分的资 料
设计实验方案
确定采集样品的生态环境
菌种纯化是指在特定环境中只让1种来自同一祖先的微生物群 体生存的技术。
菌株分离、筛选虽为两个环节，但却不能绝然分开，因为分 离中的一些措施本身就具有筛选作用。工业微生物产生菌的 筛选一般包括两大部分：一是从自然界分离所需要的菌株， 二是把分离到的野生型菌株进一步纯化并进行代谢产物鉴别。
3、分离思路
高温酶产生菌：温度较高的南方，或温泉、火山爆发 处及北方的堆肥中采集样品；
低温酶产生菌：寒冷的地方，如南北极地区、冰窖、 深海中采样；
耐压菌：海洋底部采样。 耐高渗透压酵母菌：通常到甜果、蜜饯或甘蔗渣堆积
处采样。如有人曾在花蜜中分离到一株能耐30%高糖的 耐高渗透压的酵母菌。
（3）含微生物样品的富集培养（优化的过程） ----施加选择性压力分离法
从大自然中分离筛选新的微生物菌种。 经过诱变的菌株； 通过DNA重组的工程菌； 原生质体融合菌株。
2、菌株分离（separation）和筛选（screening）定义
分离和筛选就是将一个混杂着各种微生物的样品通过分离技 术区分开，并按照实际要求和菌株的特性采Байду номын сангаас迅速、准确、 有效的方法对他们进行分离、筛选，进而得到所需微生物的 过程。
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。
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。
4、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。 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
（2） 根据微生物生理特点采样
A、根据微生物营养类型（局部环境） 每种微生物对碳\氮源的需求不一样，分布也有差 异。研究表明，微生物的营养需求和代谢类型与其 生长环境有着很大的相关性。如： 纤维素酶产生菌：森林土； 蛋白酶和脂肪酶的产生菌：肉类加工厂附近和饭店 排水沟的污水、污泥中； 蛋白酶、糖化酶的菌株：在面粉加工厂、糕点厂、 酒厂及淀粉加工厂等场所；
以糖质为原料的酵母菌：通常到蜂蜜、蜜饯、甜果及 含糖浓度高的植物汁液中采样。
果胶酶产生菌：柑橘、草莓及山芋等果蔬样品的腐烂 部分及果园土；
筛选代谢合成某种化合物的微生物：从大量使用、生 产或处理这种化合物的工厂附近采集样品；
利用碳氢化合物为碳源的菌株：在油田附近的土壤。
筛选一些具有特殊性质的微生物时，需根据该微生物独特 的生理特性到相应的地点采样（极端环境）。如：
从自然界筛选
B、采样季节：以温度适中，雨量不多的秋初为好。
C、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。
优选第二章发酵工业微 生物菌种制备原理和技 术
二、发酵工业生产对菌种的要求
1、能在易得、价廉的原料制成的培养基上迅速生长，且代谢产物产量高。 2、可以在要求不高、易于控制的培养条件下迅速生长和发酵； 3、生长速度快，发酵周期较短。发酵周期短的优点在于感染杂菌的机会
减少；提高设备的利用率。 4、满足代谢控制的要求：根据代谢控制要求，选择单产高的营养缺陷型
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）
3～5株
单株纯种分离 生产性能试验、毒性试
菌种验鉴定
（1）采样
A、采样途径 向菌种保藏机构索取有关的菌株，从中筛选所需菌株。 由自然界采集样品，如土壤、水、动植物体等，从中进 行分离筛选。总体来讲土壤样品的含菌量最多。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 碳水化合物的土壤和沼泽地中，酵母和霉菌较多，如一 些野果生长区和果园内。 从一些发酵制品中分离目的菌株，如从酱油中分离蛋白 酶产生菌，从酒醪中分离淀粉酶或糖化酶的产生菌等。
B、控制培养条件 通过它们对pH、温度及通气量等其他一些条件的特 殊要求加以控制培养，达到有效的分离目的。如： 细菌、放线菌的生长繁殖一般要求偏碱（7.0～ 7.5），霉菌和酵母菌要求偏酸（4.5～6）。 筛选极端微生物时，需针对其特殊的生理特性， 设计适宜的培养条件，达到富集的目的。
A、控制培养基的营养成分 在分离该类菌株之前，可在增殖培养基中人为加入相 应的底物作惟一碳源或氮源。如： 筛选纤维素酶产生菌时，以纤维素作为唯一碳源进 行增殖培养； 分离耐高渗酵母菌：首先要到含糖分高的花蜜、糖 质中去取样。富集培养基为5%～6%的麦牙汁，30%～ 40%葡萄糖，pH3～4，在20～25℃温度下进行培养， 可以达到富集的目的。
质量的稳定性。 7、菌体不是病源菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素。
三、发酵工业用菌种的分离与筛选
（一）微生物菌种分离
1、工业用菌种的来源 ：
有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或 购买；
收集到的样品，如含目标菌株较多，可直接进行分离。如果 样品含目标菌种很少，就要设法增加该菌的数量，进行增殖 (富集)培养。
富集培养就是给混合菌群提供一些有利于所需菌株生长或不 利于其它菌型生长的条件，以促使目标菌株大量繁殖，从而 有利于分离它们。
定义：利用不同种类的微生物其生长繁殖对环境和营养要求 的不同，如碳、氮源、pH、温度、渗透压、需氧等生理因素 等，认为控制这些条件，使之利于某类或某种微生物生长， 而不利于其它种类微生物的生存，以达到使目的菌种占优势， 而得以快速分离纯化的目的。
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。
菌种筛选主要步骤
调查研究及查阅充分的资 料
设计实验方案
确定采集样品的生态环境
菌种纯化是指在特定环境中只让1种来自同一祖先的微生物群 体生存的技术。
菌株分离、筛选虽为两个环节，但却不能绝然分开，因为分 离中的一些措施本身就具有筛选作用。工业微生物产生菌的 筛选一般包括两大部分：一是从自然界分离所需要的菌株， 二是把分离到的野生型菌株进一步纯化并进行代谢产物鉴别。
3、分离思路
高温酶产生菌：温度较高的南方，或温泉、火山爆发 处及北方的堆肥中采集样品；
低温酶产生菌：寒冷的地方，如南北极地区、冰窖、 深海中采样；
耐压菌：海洋底部采样。 耐高渗透压酵母菌：通常到甜果、蜜饯或甘蔗渣堆积
处采样。如有人曾在花蜜中分离到一株能耐30%高糖的 耐高渗透压的酵母菌。
（3）含微生物样品的富集培养（优化的过程） ----施加选择性压力分离法
从大自然中分离筛选新的微生物菌种。 经过诱变的菌株； 通过DNA重组的工程菌； 原生质体融合菌株。
2、菌株分离（separation）和筛选（screening）定义
分离和筛选就是将一个混杂着各种微生物的样品通过分离技 术区分开，并按照实际要求和菌株的特性采Байду номын сангаас迅速、准确、 有效的方法对他们进行分离、筛选，进而得到所需微生物的 过程。
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。
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。
4、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。 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
（2） 根据微生物生理特点采样
A、根据微生物营养类型（局部环境） 每种微生物对碳\氮源的需求不一样，分布也有差 异。研究表明，微生物的营养需求和代谢类型与其 生长环境有着很大的相关性。如： 纤维素酶产生菌：森林土； 蛋白酶和脂肪酶的产生菌：肉类加工厂附近和饭店 排水沟的污水、污泥中； 蛋白酶、糖化酶的菌株：在面粉加工厂、糕点厂、 酒厂及淀粉加工厂等场所；
以糖质为原料的酵母菌：通常到蜂蜜、蜜饯、甜果及 含糖浓度高的植物汁液中采样。
果胶酶产生菌：柑橘、草莓及山芋等果蔬样品的腐烂 部分及果园土；
筛选代谢合成某种化合物的微生物：从大量使用、生 产或处理这种化合物的工厂附近采集样品；
利用碳氢化合物为碳源的菌株：在油田附近的土壤。
筛选一些具有特殊性质的微生物时，需根据该微生物独特 的生理特性到相应的地点采样（极端环境）。如：
从自然界筛选
B、采样季节：以温度适中，雨量不多的秋初为好。
C、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。
优选第二章发酵工业微 生物菌种制备原理和技 术
二、发酵工业生产对菌种的要求
1、能在易得、价廉的原料制成的培养基上迅速生长，且代谢产物产量高。 2、可以在要求不高、易于控制的培养条件下迅速生长和发酵； 3、生长速度快，发酵周期较短。发酵周期短的优点在于感染杂菌的机会
减少；提高设备的利用率。 4、满足代谢控制的要求：根据代谢控制要求，选择单产高的营养缺陷型
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）
3～5株
单株纯种分离 生产性能试验、毒性试
菌种验鉴定
（1）采样
A、采样途径 向菌种保藏机构索取有关的菌株，从中筛选所需菌株。 由自然界采集样品，如土壤、水、动植物体等，从中进 行分离筛选。总体来讲土壤样品的含菌量最多。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 碳水化合物的土壤和沼泽地中，酵母和霉菌较多，如一 些野果生长区和果园内。 从一些发酵制品中分离目的菌株，如从酱油中分离蛋白 酶产生菌，从酒醪中分离淀粉酶或糖化酶的产生菌等。
B、控制培养条件 通过它们对pH、温度及通气量等其他一些条件的特 殊要求加以控制培养，达到有效的分离目的。如： 细菌、放线菌的生长繁殖一般要求偏碱（7.0～ 7.5），霉菌和酵母菌要求偏酸（4.5～6）。 筛选极端微生物时，需针对其特殊的生理特性， 设计适宜的培养条件，达到富集的目的。
A、控制培养基的营养成分 在分离该类菌株之前，可在增殖培养基中人为加入相 应的底物作惟一碳源或氮源。如： 筛选纤维素酶产生菌时，以纤维素作为唯一碳源进 行增殖培养； 分离耐高渗酵母菌：首先要到含糖分高的花蜜、糖 质中去取样。富集培养基为5%～6%的麦牙汁，30%～ 40%葡萄糖，pH3～4，在20～25℃温度下进行培养， 可以达到富集的目的。