菌种的选育

第一章菌种选育

第一节工业常用微生物及要求

一、常见微生物

（一）细菌（bacteria）

发酵工业中常用的细菌主要是杆菌,主要有：

醋杆菌属（Acetobacter）

乳杆菌属（Lactobacillus）

杆菌属（Bacillus）:α-淀粉酶，蛋白酶，肌苷、鸟苷等核苷。其中最为重要的是枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）

短杆菌属（Brevibacterium）：谷氨酸

棒杆菌属（Corynebacterium）：谷氨酸

（二）放线菌（actinomyces）

属原核微生物（有菌丝体，无横隔，不具完整的核。）最大的经济价值在于产生多种抗生素（antibiotic）。

链霉菌（Streptomyces）：红，金，土，氯，链霉素

小单孢菌属（Micromonospora）：庆大霉素

（三）霉菌（mould）

亦称丝状真菌（不是分类学上的名词，凡在营养基质上形成绒毛状，网状或絮状菌丝的真菌统称霉菌。）

1.曲霉属（Aspergillus）

黑曲霉（A. niger）产蛋白酶，淀粉酶，果酸酶，变异菌株产柠檬酸

米曲霉（A. oryzae）产淀粉酶，蛋白酶，酿酒的糖化曲和酱油曲

黄曲霉（A. flavus）产黄曲霉毒素

米曲霉和黄曲霉均为半知菌。

2.青霉属（Penicillum）：例如桔子上的绿色斑点

桔青霉（P. citrinum）：产生5’－磷酸二酯酶，降解核糖核酸为四个单核苷酸。

3.根霉属（Rhizopus）接合菌

米根霉（R. oryzae）

华根霉（R. chinensis）

酒药和酒曲中含有米根霉或华根霉。

4.红曲霉属（Monascus）

淀粉酶，麦芽糖酶，蛋白酶，柠檬酸等。可生产食用红色素。

（四）酵母（yeast）

单细胞真核微生物，低等真菌。

①酵母属（Saccharomyces）

啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）

②假丝酵母属（Candida）

产朊假丝酵母（Candida utilis）生产饲料酵母，其蛋白质和维生素含量都比啤酒酵母高。可利用糖蜜，土豆淀粉废液生产人畜可食用蛋白质。

③毕赤酵母属（Pichia）

产膜酵母，在液面形成白膜，是酿造物和酒类饮料的污染菌。

（五）其它微生物

1.担子菌（basidiomycetes）

即菇类（mushroom）担子菌资源的利用已经引起人们的重视。可用于多糖及抗癌药物开发。

2. 藻类（alga）是分布极广的一类自养微生物资源，许多国家把它用作人类保健

食品和饲料。从蛋白质产率看，螺旋藻是大豆的 28倍，每公顷珊列藻所得蛋白质是小麦的20～35倍。

（六）噬菌体（phage）凡用细菌和放线菌为生长菌株的发酵工业，均存在噬菌体的危害问题。噬菌体在自然界分布极为广泛。其三大特点是：

①体积比细菌小的多，可以通过细菌滤器。

②没有细胞结构，由核酸的蛋白质构成。

③营专性活物寄生，即只能在特异性寄主细胞中增殖。

烈性噬菌体——引起寄主细胞迅速裂解。受感染的细菌称敏感性细菌。

温和噬菌体——随寄主细胞的繁殖而繁殖。含温和噬菌体的细菌称溶原性细菌。

噬菌体危害以细菌和放线菌为生产菌株的发酵工业。

二、微生物工业对菌种的要求

1.原料廉价，生长迅速，目的产物产量高。

2.易控制培养条件，发酵周期较短。

3.抗杂菌和噬菌体的能力强。

4.菌种遗传性能稳定，不易变异和退化，不产生任何有害的生物活性物质和毒素，

保证安全生产。

第二节工业微生物菌种的选育

在正常生理条件下，微生物依靠其代谢调节系统，趋向于快速生长和繁殖。

但发酵工业需要培养微生物使其积累大量的代谢产物。所以要采取种种措施打破菌的正常代谢，积累所需要的代谢产物。如青霉素的原始菌种产黄色素，经菌种选育，可使产生菌不再分泌黄色素。土霉素产生菌产生大量泡沫，经诱变处理改变遗传特性可使泡沫减少，节省大量消泡剂。菌种经诱变获得抗phage的特性。

菌种选育的目的是改良菌种的特性，使其符合工业生产的要求。

一、自然选育：从自然界分离获得菌种，根据菌种的自发突变进行筛选而获得菌

种

㈠从自然界分离获得菌种

1.采样：取地面5～15 cm的土壤。

2.增殖培养：(富集培养enrichment) 提供有利于所需菌株生长而不利于其它菌

型生长的条件，使所需菌株大量繁殖，从而有利于分离它们。

方法：

（1）控制培养基的营养成分：如淀粉琼脂培养基用于丝状真菌增殖。

（2）控制培养条件：

细菌，放线菌：pH7.0～7.5 35～37℃

霉菌，酵母菌：pH 4.5～6.0 20～28℃

（3）抑制不需要的菌类

分离细菌：加入丙酸钠以抑制霉菌，酵母

分离厌氧菌：焦性没食子酸与氢氧化钠反应除氧

3.纯种分离

（1）划线法：简单、快速。

（2）稀释法：在培养基上分离的菌落单一均匀，获得纯种的几率大，适合分离具有蔓延性的微生物。

固体培养基四区划法接种法

步骤一

接种针先以火焰灭菌法灭菌

步骤二

轻触营养平板上无菌的琼脂处冷却

步骤三

以接种针轻触菌落，使接种针上沾有细菌。

步骤四

更换一个新的无菌营养平板

步骤五

将接种针上的细菌划于一个新的营养平板上。此为第一菌区。

步骤六

重复第一步骤，将接种针以火焰灭菌法灭菌，然后轻触琼脂无菌处冷却。

步骤七

由第五步骤的第一区中划出第二区，如右上图。

步骤八

重复第六以及第七步骤，由第七步骤的第二区中划出第三区，如右上图。

步骤九

重复第六以及第七步骤，由第八步骤的第三区中划出第四区，划满剩下的空间。

完成后的营养平板，如右上图。

步骤十

在营养平板上贴好标签，标示好接种日期、操作者姓名、菌种学名以及培养基名称。

固体培养基的稀释涂抹接种法

【目的】用来分离单一菌落或用来估计样本中微生物的数目。

需要使用的仪器——震荡机