第二章 微生物菌种选育(笔记类)
(生物工程)微生物菌种选育实验

微生物菌种选育一、实验目的1.了解诱变育种的基本原理。
2.学习用诱变育种筛选高产菌株的基本方法。
二、实验内容:1、蛋白酶产生菌枯草芽孢杆菌的诱变选育2、淀粉酶产生菌枯草芽孢杆菌的诱变选育三、实验原理自然界中分离所得的野生菌株其发酵活力一般很低,必须经过人工选育得到突变株,或通过细胞或基因工程操作成为工程菌后才能用于工业化生产。
突变可自发产生,也可诱发产生,但自发突变的频率往往很低,而诱发突变可大大提高突变频率。
所谓诱变就是用物理或化学诱变剂处理均匀分散的细胞群,促使其突变频率大幅度提高,然后采用简便、快速和高效的筛选方法从中挑选少数符合育种目的的突变株,以供生产实践或科学实验之用。
诱变可由化学或物理因素引起,其中紫外线是一种最简单、最常用的物理诱变剂,它能使DNA 链中两个相邻的嘧啶核苷酸形成二聚体而影响DNA的正常复制,从而造成基因突变。
诱变育种时应遵循以下几个原则:(1)选择简便有效的诱变剂;(2)挑选优良的出发菌株,如生产中选育过的自然变异菌株,或是有利性状多的菌株;(3)处理单孢子或单细胞悬液,以使诱变剂接触均匀,避免长出不纯菌落;(4)选用合适生理状态的细胞,细菌一般以对数期为好,孢子以稍加萌发后为好;(5)选用合适的诱变剂量,凡在高诱变率的基础上既能扩大变异幅度,又能促使变异移向正变范围的剂量就是最适剂量,对质量性状的诱变拟采用高致死剂量(95%~99%的致死率),而对产量性状,一般认为正变常出现在偏低剂量(75%~80%的致死率)中;(6)利用复合处理的协同效应,两种或多种诱变剂先后或同时使用,或同一种诱变剂重复使用;(7)设计和采用高效筛选方案;(8)创造和利用形态、生理与产量间的相关指标,以提高筛选效率。
物理诱变因子中以紫外线辐射的使用最为普遍,其他物理诱变因子则受设备条件的限制,难以普及。
一般用于诱变育种的物理因子有快种子、60Co、γ-射线和高能电子流β-射线等。
紫外线作为物理诱变因子用于工业微生物菌种的诱变处理具有悠久的历史,尽管几十年来各种新的诱变剂不断出现和被应用于诱变育种,但到目前为止,对于经诱变处理后得到的高单位抗生素产生菌种中,有80%左右是通过紫外线诱变后经筛选而获得的。
第二章:+微生物工程菌种的来源、选育及保...

出发菌株
(2)制备待处理的菌悬液
保证诱变剂与每个细胞或孢子机会 均等并充分地接触诱变剂,避免细胞团 中变异菌株与非变异菌株混杂,出现不 纯的菌落。
(3)诱变处理
诱变剂的选择:通常是根据经验来选择恰当的诱
变剂,对于已有诱变处理背景的菌株,变换使用其 他诱变剂也许会得到较好的效果。
二、氨基酸生产有关的微生物
50, 60年代以氨基酸发酵为代表的代谢控制发酵,是 发酵工业发展历史上的一个转折点: 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
三、食品酶制剂生产有关的微生物
四、诱变育种
用各种物理、化学诱变剂处理微生物,提高基因突变频率, 然后再通过适当的筛选方法,获得所需要的优良菌种的育 种方法。
诱变剂:能够提高生物体突变频率的物质称为诱变剂。
从 青 霉 素 产 量 看 诱 变 育 种
时间 发酵单位(u/ml)
1943 1943 1943 1945 1947 1955 1971 1977 目前
DSMZ
德国,柏林
UKNCC
英国,伦敦
KCTC NCTC
韩国,首尔 英国,伦敦
中国菌种保藏单位
缩写
ACCC
名称
中国农业微生物菌种保藏管理中 心
缩写
ISF
名称
中国农业科学院土壤肥料研究所
SH
IA CCGM C
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
CACC
第二章+菌种选育
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15
生产菌种的来源
温度的控制
控制培养的温度,仅适宜所需要的微生物
生长。
例:高温(50-60℃)可得分解硬脂酸的脂
肪酶产生菌; 低温(15 ℃)可得产不饱和脂肪酸的毛霉菌。
渗透压的控制
使用高糖或高盐培养基可得耐高渗菌株。
16
生产菌种的来源
O2的控制
控制培养过程的通风量以分离耗氧菌和 厌氧菌。
13
生产菌种的来源
营养成分的控制
专一性碳源、氮源、生长因子的控制。 例:纤维素酶产生菌—以纤维素为唯一碳源培养;
脂肪酶产生菌—以植物油为唯一碳源培养;
降解石油/蜡菌—以石油/蜡为唯一碳源培养。
14
生产菌种的来源
pH值的控制
控制增值培养的pH,抑制不需要的、对
酸、碱敏感的微生物生长。 例:筛选碱性蛋白酶产生菌株: 在pH=9.0的增殖培养基中培养,可抑 制嗜酸或中性菌的生长,提高分离效率。
形成单菌落
培养
涂布
单菌落逐一分别接种斜面, 摇瓶,测性能
29
2.2 菌种的选育
原理:依据微生物的代谢调节机制,人 为的定向控制目的产物的积累。
自然选育 人工育种
30
菌种的选育
2.2.1 自然选育
(1)定义
自然突变 在没有人工参与下微生物所发 生的突变。 自然选育 在生产过程中不经过人工处理, 利用微生物的自然突变而进行的菌种选育 过程。
菌种的分离
2.1.4.1 施加选择压力分离法
(富集培养法)
给混合菌株提供一些有利于所需菌株生长 或不利于其他菌株生长的条件,以促使所 需菌株大量繁殖,从而有利于分离它们。
12
生产菌种的来源
(1)条件控制
第二章 菌种选育
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(1)物理诱变剂
胸腺嘧啶(T)二聚体的形成是紫外线引起细胞突变的主要原因 ,改变了 正常的配对,破坏了腺嘌呤(A)的正常掺入作用。复制就会在这一点上 突然停止或错误地进行。 图2—3 ,图2—4 。
光复活作用 :
紫外线照射后造成的DNA损伤在可见光下可以被修复。
直接光复活 :通过光激活酶而发生的,该酶可以使胸腺 嘧啶二聚体解开而重新成为单体 。 黑暗复活或间接光复活 :不需要光照,细胞在黑暗中减 慢了大分子的合成速度,有利于某些细菌能够产生恢 复紫外线损伤的DNA的酶,该酶的产生不用可见光, 它包含特殊的核酸酶,把含有胸腺嘧啶二聚体的DNA 链形成单链,切断二聚体,修复、复制而形成新的 DNA的双螺旋。
现使用的生产菌种做出发菌株(最常用); 获得的突变株对生产工艺条件比较容易适应,缺点 是这类菌株的遗传性能均较为稳定,不易得到突 变株,有时需要多次或多种诱变因素处理,才能 得到预期的结果。 自然界中分离的野生菌株做出发菌株 一般在特定环境中筛选,如发酵厂区,葡萄园, 腐朽的草木等等。
5、考虑影响诱变效果的因素
2、诱变剂量的选择
一般以致死率选择采用的剂量。例如,UV处 理,致死率为90%~99.9%,现在,有的采用 低的剂量,70~80%,甚至30~70%。
一般认为,如果菌株不很稳定,要求稳定地提 高其发酵单位.宜用缓和的因子和低剂量为好。 如果出发菌株比较稳定,又要求突变幅度大, 则可考虑用较强的诱变剂和诱变剂量。
1、诱变剂的选择
可以选一种,(物理的或化学的)也可以二者复合使用 紫外线主要作用在DNA分子中的嘧啶上; 亚硝酸则主要作用于DNA分子的嘌呤上;
复合使用可使突变谱变宽,效果比单一因素好。但用 复合因子诱变后,由于突变的性状多而广,而且有些 突变呈隐性状态.在传代过程中易分离,不能符合纯 种的要求,因此一次复合因子处理后需经多次分离纯 化才能获得性状稳定的变异株。
新编生物工艺学第二章菌种选育
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2.2.4 杂交育种
(3)玻璃纸转移法 具体方法如下 a.玻璃纸混合培养 b.混合培养物的转移 混合培养物的转移时间取决于两 亲本相应的孢子浓度和生长情况 c.异核系的分离 在解剖显微镜下,用无菌的细针收集 异核系小菌丛
2.2.4 杂交育种
2.2.2 诱变育种
2.2.2.4 介绍几种物理、化学诱变剂的使用方法 (1)紫外线 紫外线是一种使用时间较久、值得推广的 诱变剂,它的辐射光源便宜,危险性小,诱变效果好, 故应用最广泛,研究得也最多。 (2)快中子 中子是原子核的组成部分、是不带电荷的 粒子,可由回旋加速器、静电加速器或原子反应堆产生。
2.2.4 杂交育种
2.2.4.1 细菌的杂交 实验已证明,如果把上述两种菌株分别接种到一个特制 的 U形管的两端去培养,中间放一片可以使培养液流通, 但不能使细菌通过的烧结玻璃隔开,那么基本培养基上 就不会出现菌落,这一事实说明细胞的接触是导致基因 重组的必要条件 2.2.4.2 放线菌的杂交育种
(4)多糖产生菌的筛选 经自然界分离、筛选获得的有 价值的菌种,在用于工业生产之前必须经人工选育以得 到具一定生产能力的菌种。特别是用于医药上的抗生素, 还需通过一系列的安全试验及临床试验,以确定是否是 一种有效而安全的新药。
2.2 菌种的选育
1 自然选育 2 诱变育种 3 抗噬菌体菌株的选育 4 杂交育种 5 原生质体融合技术 6 DNA重组技术 7 菌种保藏
2.1.2.5 菌落的选择
菌落的选择常常是分离步骤中最易受挫折和最耗时间的 阶段。采用怎样的选择菌落方式取决于筛选的最终目的。 常用以下两种筛选方法 (1)铺菌法 于分离平板上铺一层单一的试验菌的办法 可用来测定各个菌落的抗生素生产能力。 (2)复印平板法 将菌落复印在平板上的办法来研究它 们对一系列试验菌的作用。
第二章菌种选育
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增殖培养的控制的方法
营养成分的控制
PH值的控制 PH值的控制 添加选择性抑制剂 温度的控制
纯种的分离
通常的分离的方法有两种,即稀释法和划 线法。 两种分离方法的比较:划线法分离简单且较 快,但是有时分离的机率不是很大。稀释 法操作起来比较繁琐,但是这种方法在培 养基上分离的菌落单一均匀,获得纯种的 机率更大些。
筛选工程菌的方法
选择最佳的培养条件 放大培养 稳定三批次 在线检测相关指标
菌种选育实例
基因工程的基本要素与操作步骤:
“手术刀” :基因工程所用的手术刀为限制性核酸内切酶, 手术刀” 用以在某一生物细胞的核酸分子上切取所需要的遗传基因。 称为外来基因。 “运载工具” :即载体。载体其经内切酶处理后,可与外 运载工具” :即载体。载体其经内切酶处理后, 源性基因结合, 形成重组DNA 。 源性基因结合 , 形成重组 DNA。 选择合适的载体可以运输 目的基因到宿主细胞体内。 目的基因到宿主细胞体内。常用的载体有大肠杆菌 转染:载体带着新基因进入一种生物细胞(即宿主细胞) 转染:载体带着新基因进入一种生物细胞(即宿主细胞)。 扩增:新基因在宿主细胞内定居,借助宿主细胞不断复制、 扩增:新基因在宿主细胞内定居,借助宿主细胞不断复制、 繁殖, 繁殖,得以大量扩增 分离提取:
1.去除了细胞壁的障碍,亲株基因组直接融合、交换,实 现重组,不需要有已知的遗传系统。 2原生质体融合后两亲株的基因组之间有机会发生多次交 换,产生各种各样的基因组合而得到多种类型的重组子 3.重组频率特别高,因为有聚乙二醇作助溶剂。如天蓝色 链霉菌的种内重组频率可达到20% 4.可以和其他育种技术相结合,把其他方法得到的优良性 状通过原生质体融合再组合到一个单株中。 5.可以用温度、药物、紫外线等处理、纯化亲株的一方或 双方,然后使之融合,再在再生菌落中筛选重组子。
【生物科技公司】第二章微生物菌种选育(笔记类)
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(生物科技行业)第二章微生物菌种选育(笔记类)第二章工业微生物基础●知识要点和教学要求1)、了解微生物的特点2)、了解常见的工业微生物3)、掌握工业微生物菌种的分离和选育4)、掌握工业微生物菌种的改良5)、掌握工业微生物菌种的保藏6)、掌握工业微生物菌种的扩大培养●能力培养要求通过本章节的学习,学生能掌握工业微生物菌种的分离和选育、改良和保藏方法,以及菌种扩大培养的基本工艺。
●教案内容2.1微生物的特点(1)种类多,分布广目前已发现的微生物在10万种以上。
不同种类的微生物具有不同的代谢方式,能分解各式各样的有机物质和无机物质,当前国内外积极利用微生物来防治公害,分解三废中许多毒性强、结构复杂的物质。
另一方面,不同微生物在生化过程中积累不同的代谢产物,所以发酵工业上常利用各种微生物来生产各种产品,如酒类、酒精、丙酮丁醇、抗生素、酶制剂、有机酸、氨基酸、核酸、维生素、菌体蛋白、医药产品和化工产品等到。
(2)高面积-体积比,代谢能力强(3)生长迅速,繁殖快(4)适应性强,容易培养(5)易变性2.2常见的工业微生物广义的微生物包括病毒、立克次氏体、细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、单细胞藻类、原生动物和支原体等。
在发酵工业中经常遇到的是细菌、放线菌、酵母菌、霉菌及危害、放线菌生长的噬菌体。
微生物工业的范围微生物工业越来越深地同国民经济各部门发生关系,涉及的范围十分广泛,而且越来越大,大致可分为下列14类:(1)酿酒工业(啤酒、葡萄酒、白酒等)(2)食品工业(酱、酱油、食醋、腐乳、面包、酸乳等)(3)有机溶剂发酵工业(酒精、丙酮、丁醇等)(4)抗生素发酵工业(青霉素、链霉素、土霉素等)(5)酶制剂发酵工业(柠檬酸、葡萄糖酸等)(6)酶制剂发酵工业(淀粉酶、蛋白酶等)(7)氨基酸发酵工业(谷氨酸、赖氨酸等)(8)核苷酸类物质发酵工业肌苷酸、肌苷等)(9)维生素发酵工业(维生素B2、维生素B12等)(10)生理活性物质发酵工业(激素、赤霉素等)(11)微生物菌体蛋白发酵工业(酵母、单细胞蛋白等)(12)微生物环境净化工业(利用微生物处理废水、污水等)(13)生物能工业(沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙烯等能源物质)(14)微生物冶金工业(利用微生物探矿、冶金、石油脱硫等)2.3工业微生物菌种的分离和选育2.3.1微生物菌种的分离从自然界分离新菌种一般包括以下几个步骤;采样、增殖培养、纯种分离和性能测定等几个步骤。
第二章 微生物菌种选育(笔记类)
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第二章工业微生物基础●知识要点和教学要求1)、了解微生物的特点2)、了解常见的工业微生物3)、掌握工业微生物菌种的分离和选育4)、掌握工业微生物菌种的改良5)、掌握工业微生物菌种的保藏6)、掌握工业微生物菌种的扩大培养●能力培养要求通过本章节的学习,学生能掌握工业微生物菌种的分离和选育、改良和保藏方法,以及菌种扩大培养的基本工艺。
●教案内容2.1微生物的特点(1)种类多,分布广目前已发现的微生物在10万种以上。
不同种类的微生物具有不同的代谢方式,能分解各式各样的有机物质和无机物质,当前国内外积极利用微生物来防治公害,分解三废中许多毒性强、结构复杂的物质。
另一方面,不同微生物在生化过程中积累不同的代谢产物,所以发酵工业上常利用各种微生物来生产各种产品,如酒类、酒精、丙酮丁醇、抗生素、酶制剂、有机酸、氨基酸、核酸、维生素、菌体蛋白、医药产品和化工产品等到。
(2)高面积-体积比,代谢能力强(3)生长迅速,繁殖快(4)适应性强,容易培养(5)易变性2.2常见的工业微生物广义的微生物包括病毒、立克次氏体、细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、单细胞藻类、原生动物和支原体等。
在发酵工业中经常遇到的是细菌、放线菌、酵母菌、霉菌及危害、放线菌生长的噬菌体。
微生物工业的范围微生物工业越来越深地同国民经济各部门发生关系,涉及的范围十分广泛,而且越来越大,大致可分为下列14类:(1)酿酒工业(啤酒、葡萄酒、白酒等)(2)食品工业(酱、酱油、食醋、腐乳、面包、酸乳等)(3)有机溶剂发酵工业(酒精、丙酮、丁醇等)(4)抗生素发酵工业(青霉素、链霉素、土霉素等)(5)酶制剂发酵工业(柠檬酸、葡萄糖酸等)(6)酶制剂发酵工业(淀粉酶、蛋白酶等)(7)氨基酸发酵工业(谷氨酸、赖氨酸等)(8)核苷酸类物质发酵工业肌苷酸、肌苷等)(9)维生素发酵工业(维生素B2、维生素B12等)(10)生理活性物质发酵工业(激素、赤霉素等)(11)微生物菌体蛋白发酵工业(酵母、单细胞蛋白等)(12)微生物环境净化工业(利用微生物处理废水、污水等)(13)生物能工业(沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙烯等能源物质)(14)微生物冶金工业(利用微生物探矿、冶金、石油脱硫等)2.3工业微生物菌种的分离和选育2.3.1微生物菌种的分离从自然界分离新菌种一般包括以下几个步骤;采样、增殖培养、纯种分离和性能测定等几个步骤。
2 微生物的菌种选育和保藏

到提高。
选择培养基
定义:是用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群
体中分离出来的培养基。
方法:根据不同种类微生物的特殊营养需求或对某种
化学物质的敏感性不同,在培养基中加入相应的特殊
营养物质或化学物质,抑制不需要的微生物的生长,
有利于所需微生物的生长。
一种类型选择培养基是依据某些微生物的特殊营养 需求设计的。如:
取内生菌的时候,先将植物根、茎或叶进行表 面消毒,然后切取的一小块(纵剖开),放入 培养基中培养。
3. 增殖培养
原因:采集到的样品,可能含有我们所需要的微生物, 但数量较少,而且杂菌混生,因而不易直接分离纯化, 需要增殖培养。 方法:往样品中加入适合某些微生物生长繁殖的物质, 或创造适合某些微生物生长繁殖的环境条件,这样就 促进了某些微生物的大量繁殖。
单细胞真核,含糖,偏酸,腐生,出芽繁 殖,假丝….
啤酒酵母----酿酒、细胞色素C、单细胞蛋 白、 甘油、琥珀酸
假丝酵母----面包、石油脱蜡、饲料
类酵母----脂肪酶
酵母菌
4. 霉菌
丝状真菌
生产菌种:根霉、毛霉、红曲霉、青霉等
产品:酶制剂、抗生素、有机酸、甾体激素
霉菌
其他生物:ຫໍສະໝຸດ A: 担子菌:所谓的担子菌就是人们通常所说的菇类
枯草芽孢杆菌---- 淀粉酶、蛋白酶
嗜热乳杆菌----乳酸 醋酸杆菌----醋酸 棒状杆菌----氨基酸 短杆菌----肌苷酸
质粒 (plasmid):
定义:除核区 DNA外,还存在可进行自主复制的遗传
因子,称为质粒。
特点: (1)它是裸露的环状DNA分子,所含遗传信息量为2~200个基 因,能进行自我复制,有时能整合到核DNA中去。 (2)细菌可以失去质粒DNA而无妨于正常代谢活动。 (3)质粒DNA在遗传工程研究中很重要,常用作基因重组与 基因转移的载体。
微生物菌种的选育方法(两篇)
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引言:微生物菌种的选育是一项重要的研究领域,其在农业、医药、环境保护等多个领域具有广泛的应用价值。
本文结合相关研究成果,探讨了微生物菌种选育的方法,旨在为相关领域的科研工作者提供参考。
概述:微生物菌种的选育是指通过对微生物的筛选和培养,选择出具有特殊功能或者优良特性的微生物菌株。
其方法包括了菌种筛选、培养条件优化等多个环节。
本文将以此为主线,结合实际案例,详细阐述微生物菌种选育的方法。
正文内容:1. 菌种筛选1.1 传统筛选方法传统筛选方法包括菌落形态观察、生理生化指标检测、抗性测定等。
通过对菌落形态和生理生化特性的观察,可以初步确定菌株的特性。
同时,通过对菌株的抗性测定,可以筛选出具有耐药或者耐环境逆境特性的菌株。
1.2 分子生物学方法分子生物学方法可以应用PCR等技术,快速检测目标菌株的特定基因或者特性。
这些特定基因可能与目标菌株的优良性状相关,通过筛选出含有这些特定基因的菌株,可以更加精确地进行微生物菌种的选育。
2. 菌种培养条件优化2.1 培养基配方优化培养基是微生物菌种培养的基础,其配方的优化对于菌种的生长和代谢具有重要影响。
通过调整培养基中的碳源、氮源、矿质元素等成分,可以优化菌株的生长条件。
2.2 培养条件控制培养条件的控制对于微生物菌株的生长和产生特定代谢产物等方面具有重要影响。
温度、pH值、培养时间等因素的调控,可以使菌株在适宜的环境中进行生长和代谢,从而保证其优良特性的表达。
3. 菌株遗传改良3.1 重组DNA技术重组DNA技术可以通过将目标基因导入到菌株中,使其具有特定的功能特性。
通过引入外源基因,可以使菌株产生特定的代谢产物,或者具有特定的酶活性等特性。
3.2 融合技术融合技术是指将两个或者多个菌株进行融合,从而形成新的菌株。
融合后的菌株可能具有不同菌株的优点,如抗性能力、代谢能力等,从而提高菌株的综合性能。
4. 菌株功能验证4.1 体外实验通过在实验室中建立靶点验证体系,对选育出的菌株进行功能验证。
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)
微生物菌种

再复筛
1株3-5瓶 较优菌株
种子培养
保藏及进一步做生产性能试 验或作为育种的出发菌株
某些必要试验和毒性试验
《发酵工程》 分离与筛选的设计要求
第二章 微生物菌种选育
在筛选所需菌株时应考虑以下一些重要指标:
1、菌的营养特征
2、菌的生长温度
一般要求采用廉价的培养基或使用来源丰 富的原料
3、菌的稳定性
4、菌的产物得率和产物在培养液中的浓度 5、菌对所采用的设备和生产过程的适应性 6、容易从培养液中回收产物 3-6是用来衡量菌种的生产性能,如能满足这几条, 便有希望成为效益高的生产菌株
《发酵工程》
第二章 微生物菌种选育
分离某种产生有机酸的菌株时,也通常采用透明圈 法初筛
在选择培养基中加入碳酸钙,使平板呈混浊状, 产酸菌能够把菌落周围的碳酸钙水解,形成清晰的透 明圈。
透明圈的大小不能完全作为选择高产菌的依据, 因为在深层培养中的产酶单位与平板上圈的大小之间 并不完全成正比。 但作为初筛的手段是有意义的
虽然遗传工程等新的育种方法迅速发展,但诱变育种仍是目 前广泛使用的育种手段。
《发酵工程》
第二章 微生物菌种选育
原始菌株(出发菌株)
活细胞计数 诱变剂处理 活细胞计数 中间培养
突变株分离
诱变预备处 理
初筛 复筛 生产性能试验
《发酵工程》
第二章 微生物菌种选育
第二章 微生物菌种选育
《发酵工程》
第二章 微生物菌种选育 生产菌种的性能
发酵工程工业生产水 平的三个决定要素
发酵和提取工艺条件
生产设备
获得优良的生产菌种是实现高水平微生物工程
工业生产的第一环节.
《发酵工程》
第二章 微生物菌种选育
02 菌种选育
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02 菌种选育本章内容:第一节菌种的来源2.1.1 生物物质产生菌的筛选2.1.1.1 M—生物产物的来源M是各种生物活性产物的丰富资源,要获得所需生物特性的新产物,关键是:①、选择M;②、筛选方案(检测系统)。
M细胞内含物及其培养基成分极其复杂,且所需的产物可能每毫升只有微克到毫克,在选择筛选方法时必须考虑选择性和灵敏度两个方面,即需灵敏度很高的专一性检测方法。
2.1.1.2 待筛选样品的性质寻找新产物的产生菌可用固体或液体培养基筛选。
但次级代谢物的大规模生产是用沉没培养法进行的,由于在固体培养基和液体培养基中产生的次级代谢物的方式不一样,因此有些研究人员以液体培养法为惟一的筛选手段。
2.1.1.3 筛选方案的设计基本上可利用以下三种不同的筛选方法:①、整体生物;②、完整细胞;③、亚细胞制剂。
2.1.2 M选择性分离的原理和方法大多数抗生素均由放线菌产生。
下面介绍放线菌为主的分离方法原理的发展。
选择性分离方法大致可分为五个步骤:①、含M材料的选择;②、材料预处理;③、所需菌种分离;④、菌种培养;⑤、菌种选择和纯化。
以上任何一个阶段都可引人选择压力。
2.1.2.1 含M材料的选择在选择菌种来源时,存在一些选择标准。
对于天然材料,如土壤的选择,来源越是广泛的样品,含有目的类型的M的可能性越大,获得新菌种的可能性越高;另一方面,可寻找已适应相当苛刻的环境压力的M类群。
这种方法已获得某些成功(见表2-1)。
从被污染的实验室培养基中分离出嗜盐菌(Actinopolyspora halophila),从盐场分离出嗜盐链霉菌,说明在富盐环境中存在一类尚待开发的放线菌。
酸性土壤圈的放线菌类群与其紧接下层的中性圈的放线菌类群有很大不同。
因此,也有可能利用同一生态环境内的不同环境条件分离出更多种类的菌株。
自然环境的菌群可因人类的活动而改变。
于土壤中加入去莠津(atrazine)会导致放线菌菌群数量的增加。
如诺卡氏菌属能生长在Carboxanilide杀真菌剂中。
第二章 菌种选育

四、菌种衰退的原因
(一) 菌种遗传特性的改变
1.异核现象—导致菌种这一微生物群体发生变异
相邻菌丝融合 异核体 菌种遗传特性发生改变
2.自发突变—导致菌种遗传特性改变 3.回复突变—形成具有不同基因型的个体
(二)不适宜的培养和保胞悬浮液 稀释 固体平板 分离 优良菌株 部分单菌落 反复筛选 生产能力测定 留种保藏
第二章 菌种选育理论与技术
在微生物工业应用中, 微生物菌种工作主要包括 以下四方面:
① 菌种的选育 ② 菌种的制备 ③ 菌种的保藏: 一切生产菌种都要使它避免死 亡和生产性能的下降,这是菌种保藏工作的任务。 ④ 退化菌种的复壮: 如果发现菌种的生产性能 下降,就要设法使它恢复,这是菌种复壮工作的任 务。
育种的目的
1.提高产量,改进产品质量 2.增加产品品种 3.对不良环境产生抗性 如抗噬菌体 4.简化生产工艺条件,缩短生产周期
几种选育方法
一 二 三 四
自然选育 诱变育种 杂交育种 分子育种
经验育种
主要通过突变和筛选 来获得优良菌株 主要通过DNA重组来 获得优良菌株
定向育种
第一节 自 然 选 育
一、目前生产用菌种的特点: 1.多为人工诱变而来。
2.代谢调控系统失控。
3.活力比野生菌株弱。 4.容易发生变异(自然变异)。 5.需要经常进行自然选育。
二、 自然选育的定义
自然选育:在生产过程中,不经过人工诱变处理, 根据菌种的自发突变而进行菌种筛选的过程。
三、 自然选育的目的 淘汰衰退的菌株、保存优良的菌株、纯化菌 种、防止菌种衰退、稳定生产、提高发酵产 量
细菌应转种到新鲜肉汤液体中培养,取得分散的菌体 b. 放线菌或霉菌的孢子,采用玻璃珠或石英砂振荡打散孢子后再过滤, 对粘性大的孢子,可以加入0.05%的分散剂(如Tween 80)
2第二章 菌种的选育、保藏和复壮

② 色素:对于产生色素的菌落,特别从有色变为白 色者,更要挑选出来,因为色素对于产品质量有关,避 免色素产生可以简化提炼过程。 ③生理生化:变异不容易直接辨认。实践中常采用 特别方法加以测定。例如在含有酪蛋白的培养基上,是 否有透明圈出现,以及透明圈大小可用来判断该菌是否 能产生蛋白酶以及酶活力的强弱。
左:MSA:可抑制葡萄球菌以外之菌的生长,发酵甘露 醇的葡萄球菌会使培养基变黃。
中:淀粉培养基:测定微生物是否具有淀粉酶。 右:血液培养基:用於测定微生物是否具有溶血性。
马康基氏培养基:可抑制革兰氏阳性菌生長,乳糖发酵 菌会生成红色菌落,非乳糖发酵菌則形成无色的菌落。
三酪脂琼脂培养基:测定微生物是否具有解脂酵素
④一次处理和分次处理的效果一样。但时间间隔 不能太久。5s+5s =10s ⑤具体操作:开灯预热20min(使光波稳定)→5mL 菌悬液→φ6cm培养皿→离灯30cm处→照射。 注意: a.培养皿底要平整并要摇动或利用磁力搅拌 设备,以求照射均匀。 b.对于有光复活作用的菌体,照射后须在红光 下操作。 c.处理后的菌悬液增殖培养期间,可用黑纸 包住平皿。
(一)诱变剂的种类
①物理诱变剂 射线如紫外线、X-射线、γ-射线,快中子 ②化学诱变剂 碱基类似物、 5- 氟尿嘧啶、烷化剂、亚硝 基胍和甲基磺酸乙酯等。
化学诱变剂,比物理诱变剂电离辐射有效, 而且很很经济,但大部分诱变剂是致癌剂,危 害性大。
(二)诱变育种的基本步骤
1.基本步骤 •出发菌株的选择
胞系统内进行复制和表达的育种方法(又称
分子克隆)。
四、杂交育种
两个不同基因型的菌株通过结合或原生
质体融合遗传物质重新组合,在从中分离和
筛选初具有新性状菌株的育种方法
第二章 微生物菌种选育(笔记类)
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第二章工业微生物根底●知识要点和教学要求1〕、了解微生物的特点2〕、了解常见的工业微生物3〕、掌握工业微生物菌种的别离和选育4〕、掌握工业微生物菌种的改进5〕、掌握工业微生物菌种的保藏6〕、掌握工业微生物菌种的扩大培养●能力培养要求通过本章节的学习,学生能掌握工业微生物菌种的别离和选育、改进和保藏方法,以与菌种扩大培养的根本工艺。
●教案内容2.1微生物的特点〔1〕种类多,分布广目前已发现的微生物在10万种以上。
不同种类的微生物具有不同的代谢方式,能分解各式各样的有机物质和无机物质,当前国内外积极利用微生物来防治公害,分解三废中许多毒性强、结构复杂的物质。
另一方面,不同微生物在生化过程中积累不同的代谢产物,所以发酵工业上常利用各种微生物来生产各种产品,如酒类、酒精、丙酮丁醇、抗生素、酶制剂、有机酸、氨基酸、核酸、维生素、菌体蛋白、医药产品和化工产品等到。
〔2〕高面积-体积比,代谢能力强〔3〕生长迅速,繁殖快〔4〕适应性强,容易培养〔5〕易变性2.2常见的工业微生物广义的微生物包括病毒、立克次氏体、细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、单细胞藻类、原生动物和支原体等。
在发酵工业中经常遇到的是细菌、放线菌、酵母菌、霉菌与危害、放线菌生长的噬菌体。
微生物工业的X围微生物工业越来越深地同国民经济各部门发生关系,涉与的X围十分广泛,而且越来越大,大致可分为以下14类:〔1〕酿酒工业〔啤酒、葡萄酒、白酒等〕〔2〕食品工业〔酱、酱油、食醋、腐乳、面包、酸乳等〕〔3〕有机溶剂发酵工业〔酒精、丙酮、丁醇等〕〔4〕抗生素发酵工业〔青霉素、链霉素、土霉素等〕〔5〕酶制剂发酵工业〔柠檬酸、葡萄糖酸等〕〔6〕酶制剂发酵工业〔淀粉酶、蛋白酶等〕〔7〕氨基酸发酵工业〔谷氨酸、赖氨酸等〕〔8〕核苷酸类物质发酵工业肌苷酸、肌苷等〕〔9〕维生素发酵工业〔维生素B2、维生素B12等〕〔10〕生理活性物质发酵工业〔激素、赤霉素等〕〔11〕微生物菌体蛋白发酵工业〔酵母、单细胞蛋白等〕〔12〕微生物环境净化工业〔利用微生物处理废水、污水等〕〔13〕生物能工业〔沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙烯等能源物质〕〔14〕微生物冶金工业〔利用微生物探矿、冶金、石油脱硫等〕2.3工业微生物菌种的别离和选育2.3.1微生物菌种的别离从自然界别离新菌种一般包括以下几个步骤;采样、增殖培养、纯种别离和性能测定等几个步骤。
第二章 微生物菌种选育.
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2、酵母菌
——假丝酵母(Candida)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
热带假丝酵母
白色假丝酵母
几种酵母的菌落形态
用途:假丝酵母的蛋白质和维生素B含量都比啤酒酵母高。它能以尿素 和硝酸盐作氮源,在培养基中不加其它因子即可生长。它能利用造纸 工业中的亚硫酸废液,也能利用糖蜜、马铃薯淀粉和木材水解液等。 因此能利用假丝酵母来处理工业和农副产品加工业的废弃物,生产可 食用的蛋白质,在综合利用中很有价值。此属中有的菌能转化50%的 糖成为甘油。 假丝酵母也是脂肪酶的生产菌种,在工业上可用于绢纺原料的脱脂。
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
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
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 菌种退化 菌种复壮 菌种保藏
一、菌种退化
• 通常指在较长时期传代保藏后,菌株的一个或多个生理状态和形态特 征逐渐减退或消失的现象。 (一)在生产中菌种退化的表现:菌种的发酵力(如糖、氮的消耗)下降、 繁殖力(如孢子的产生)下降、发酵产品的得率降低等。 (二)菌种退化的原因 1.菌种保藏不妥。 2.连续传代,或经诱变得来的新菌株发生回复突变,发生基因突变。 3.菌种生长的要求没有得到满足,或是遇到某些不利条件,或是失 去某些需要的条件。 4.菌种混杂。在菌种继代培养过程中,不同品种间交叉感染,导致 原有的性状丢失。 (三)防止退化的措施 第一,合理育种,避免使用多核细胞,诱变后经培养及分离纯化再保存 第二,做好菌种的保藏工作,使菌种的优良特性得以保存。 第三,应该满足其生长的要求。 第四,尽量减少传代次数。 第五,防止菌种混杂,定期纯化菌种。
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第二章工业微生物基础●知识要点和教学要求1)、了解微生物的特点2)、了解常见的工业微生物3)、掌握工业微生物菌种的分离和选育4)、掌握工业微生物菌种的改良5)、掌握工业微生物菌种的保藏6)、掌握工业微生物菌种的扩大培养●能力培养要求通过本章节的学习,学生能掌握工业微生物菌种的分离和选育、改良和保藏方法,以及菌种扩大培养的基本工艺。
●教案内容2.1微生物的特点(1)种类多,分布广目前已发现的微生物在10万种以上。
不同种类的微生物具有不同的代谢方式,能分解各式各样的有机物质和无机物质,当前国内外积极利用微生物来防治公害,分解三废中许多毒性强、结构复杂的物质。
另一方面,不同微生物在生化过程中积累不同的代谢产物,所以发酵工业上常利用各种微生物来生产各种产品,如酒类、酒精、丙酮丁醇、抗生素、酶制剂、有机酸、氨基酸、核酸、维生素、菌体蛋白、医药产品和化工产品等到。
(2)高面积-体积比,代谢能力强(3)生长迅速,繁殖快(4)适应性强,容易培养(5)易变性2.2常见的工业微生物广义的微生物包括病毒、立克次氏体、细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、单细胞藻类、原生动物和支原体等。
在发酵工业中经常遇到的是细菌、放线菌、酵母菌、霉菌及危害、放线菌生长的噬菌体。
微生物工业的范围微生物工业越来越深地同国民经济各部门发生关系,涉及的范围十分广泛,而且越来越大,大致可分为下列14类:(1)酿酒工业(啤酒、葡萄酒、白酒等)(2)食品工业(酱、酱油、食醋、腐乳、面包、酸乳等)(3)有机溶剂发酵工业(酒精、丙酮、丁醇等)(4)抗生素发酵工业(青霉素、链霉素、土霉素等)(5)酶制剂发酵工业(柠檬酸、葡萄糖酸等)(6)酶制剂发酵工业(淀粉酶、蛋白酶等)(7)氨基酸发酵工业(谷氨酸、赖氨酸等)(8)核苷酸类物质发酵工业肌苷酸、肌苷等)(9)维生素发酵工业(维生素B2、维生素B12等)(10)生理活性物质发酵工业(激素、赤霉素等)(11)微生物菌体蛋白发酵工业(酵母、单细胞蛋白等)(12)微生物环境净化工业(利用微生物处理废水、污水等)(13)生物能工业(沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙烯等能源物质)(14)微生物冶金工业(利用微生物探矿、冶金、石油脱硫等)2.3工业微生物菌种的分离和选育2.3.1微生物菌种的分离从自然界分离新菌种一般包括以下几个步骤;采样、增殖培养、纯种分离和性能测定等几个步骤。
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。
如果预先不了解某种生产菌的具体来源,一般可从土壤中分离。
采土方法多在选好地点后,用小铲去除表土,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。
一般土壤中芽孢杆菌、放线菌和霉素的孢子2.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)。
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。
例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,使得不能分解纤维素的菌不能生长;筛选脂肪酶产生菌时,以植物油作为唯一碳源进行增殖培养,能更快更准确地将脂肪酶产生菌分离出来。
3.纯种分离:通过增殖培养还不能得到微生物的纯种,生产菌在自然条件下通常是与各种菌混杂在一起的,所以有必要进行分离纯化,才能获得纯种。
分离方法很多,常用的有划线法和稀释法。
4.生产性能的测定:一般采用两步法,即初筛和复筛,经过多次重复筛选,直至获得者-3株较好的菌株,供发酵条件的摸索和生产试验,进而作为育种的出发菌株。
2.3.2菌种选育菌种选育就是按照生产的要求,根据微生物的遗传和变异的理论,用人工方法造成菌种变异,再经过筛选而达到菌种选育的目的。
育种的目的,就是要改善菌种的特性,使能提高产量、改进质量、降低成本、改革工艺、方便管理及综合利用等。
工业微生物育种的基本方法的包括自然选育、生产育种、抗噬菌体菌株的选育、诱变育种、代谢控制育种及基因重组定向育种等。
诱变育种一般采用物理、化学诱变因素使微生物DNA的碱基排列发生变化,以使排列错误的DNA 模板形成异常的遗传信息,造成某些蛋白结构变异,而使细胞的功能发生改变。
代谢控制育种主要有两个方面:一方面是改变代谢通路的育种,另一方面改变代谢自动调节系统的育种。
而基因重级的方法一般有转化、转导及杂交等。
有关育种的方法在微生物学中已详细介绍,这里不再赘述。
2.5工业微生物菌种的保藏菌种保藏的目的在于使菌种的生命得以延续并保持它们原有的生物学特性。
在基础的研究中,可保证同一菌种在工作过程及工作结束后,均可获得重复的实验结果。
对于有经济价值的生产菌,良好的保藏条件可保持其高产、高抗性等优良的性能。
对于通过生物工程技术所得的重组菌,则需保持其遗传特性的稳定。
菌种的保藏方法有很多,但其基本原理是大同不异的,主要是根据微生物生理、生化特点,人工地创造条件,使微生物处于代谢不活泼、生长繁殖受抑制的休眠状态。
这些人式造成的环境主要是低温、干燥、缺氧三方面,使菌株尽可能少发生突变,以达到保持纯种的目的。
2.5.1 斜面保藏法和穿刺保藏法2.5.2 干燥保藏法2.5.3 悬液保藏法2.5.4 冷冻干燥保藏法2.5.5 液氨保藏法2.5.6 低温保藏法2.6 工业微生物菌种的扩大培养2.6.1 微生物的培养方法1.表面培养表面培养是将纯种微生物接种在固体或液体培养基的表面的在恒温条件下进行静置培养的方法。
如实验室中进行的固体斜面培养、固体平板培养都是表面培养;进行液体培养时,若细胞在液面生长繁殖,形成一层膜状物,也为表面培养。
表面培养的特点是生长在培养基表面上的微生物既能与空气接触吸收氧气,又能与培养基接触吸收营养。
但是由于表面培养近于自然培养,因此存在生长缓慢,占用面积大,容易染菌等缺点,在大规模工业生产中很少采用,仅在实验室或小试中用得较多。
2.固体培养固体培养法是将纯种微生物接种在固体培养基上。
工业上常用大米、麸皮、米糠、谷壳、木屑等为基本原料,适当补充一些其他营养成分和水分,经灭菌后制成微生物培养基。
固体培养基的特点是疏松,在培养基内部充满了空气,因此既可以静置培养,又可以通风培养。
固体培养是介于表面培养和深层培养之间的一种培养方式,它的优点是设备简单,投资少,适合于小规模生产。
缺点是占地面积大,劳动强度高,产品质量不太稳定。
3.液体深层培养液体深层培养又叫液体通风培养,菌体在液体培养基中处于悬浮状态,导入培养基中的空气通过气液界面传质进入液相,再扩散进入细胞内部。
液体深层培养是在专门的发酵罐中进行的。
它的优点是可以根据微生物在生长过程中对碳源、氮源、生长因子等营养物质及温度、PH值、需氧量等条件的不同需要,合理配制,补加各种营养物质和随时调节温度、PH值和通风量,这就有可能把微生物培养过程的生长、代谢都控制在最佳状态而收到最好的培养效果。
2.7 种子扩大培养1、种子扩大培养的任务现代的发酵工业生产规模越来越大,每只发酵罐的容积有几十立方米甚至几百立方米,要使小小的微生物在几十小时的较短时间内,完成如此巨大的发酵转化任务,那就必须具备数量巨大的微生物细胞才行。
菌种扩大培养的目的就是要为每次发酵罐的投料,提供相当数量的代谢旺盛的种子。
因为发酵时间的长短和接种量的大小有关,接种量大,发酵时间则短。
将较多数量的成熟菌体接入发酵罐中,就有利于缩短发酵时间,提高发酵罐利用率,并且也有利于减少染菌的机会。
因此,种子扩大培养的任务,不但要得到纯而壮的培养物,而且要获得活力旺盛的、接种数量足够的培养物。
对于不同产品的发酵过程来说,必须根据菌种生长繁殖速度快慢来决定种子扩大培养的级数。
抗生素生产中,放线菌的细胞生长繁殖速度较慢,常常用三级种子培养,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,这种流程称为三级发酵。
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。
有些酶制剂发酵生产也采用三级发酵。
而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。
二级发酵的流程如下:斜面菌种一级种子摇床培养二级种子罐培养发酵罐2.种子罐级数种子罐级数是指制备种子需逐级扩大培养的次数,一般根据种子的生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度,以及发酵罐的容积而定。
对于生长快的细菌,种子用量少,帮种子罐数相应也少。
如谷氨酸生产,种子接入种子罐后于32C培养7-10h,菌浓达到108-109个/ml,即可接入发酵罐作为种子,这称为一级种子罐扩大培养,也称二级发酵。
生长较慢的菌种,如青霉素生产菌种,种子接入一级种子罐27C培养40h后,再需移入装有新鲜培养基的第二级种子罐,于27C培养10-24h移至发酵罐作为种子,这称为二级种子罐扩大培养,也称三级发酵。
一般50m3发酵罐都采用三级发酵。
种子罐的级数越少,越有利于简化工艺和控制,并可减少由于多次移种而带来染菌的机会。
但也必须考虑尽量延长发酵罐最终代谢产物积累的时间,缩短由于种子发芽、生长而占用的非生产时间,以提高发酵罐的生产率。
3. 接种龄与接种量接种龄是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。
通常接种龄以菌丝处于生命极为旺盛的对数生长期,且培养液中菌体尚未达到最高峰时较为合适。
对于年轻的种子接入发酵罐后往往会出现前期生长缓慢,整个发酵周期延长;过老的种子会引起生产能力下降而菌丝过早自溶。
不同品种或同一品种而工艺条件不同,其接种龄是不一样的,一般要以过多次试验来确定。
接种量是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。
如大多数抗生素发酵的最适接种量为7%-15%,由棒状杆菌进行谷氨酸发酵的接种量只需用%。
采用较大的接种量可以缩短发酵罐中菌丝繁殖到达高峰的时间,但是,如果接种量过多,往往使菌丝生长过快,培养液粘度增加,造成溶解氧供应不足而影响产物的合成。
近年来,生产上多以加大种子量及采用丰富培养基作为获得高产的的措施。
有的产品采用两面三刀只种子罐接一只发酵罐的双种法。
如卡那霉素采用双种比单种的发酵单位提高8%;而且达到产量高峰的时间提前。
也有采用倒种法,即以适宜的发酵液倒出适量级另一发酵罐作种子。
例如链霉素发酵中,使用倒种法比单种的发酵单位提高12%。
11。