微生物应用工业

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菌體的成分
• 菌體之主要成分---水
– 生活(營養)細胞(vegetable cell):70-85% – 孢子:很少
• 灰分:
– 細菌:1-14%,酵母: 6-11%,黴菌: 5-13% – 一般以P,K最多
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菌體的成分
• 有機成分(See biochem)
– Proteins
Only L amino acids are constituents of pro10teins
• 外生菌根:菌絲不會進入根細胞,如松茸 • 內生菌根:菌絲會進入根細胞
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自然界微生物之存在(4/5)
• 動物與微生物
– 腸內菌
• 大腸菌 • 腸球菌 • 乳酸桿菌
– 反芻動物
• Rummen細菌為主
– 以纖維素分解菌最重要(Table3-8)
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自然界微生物之存在(5/5)
• 昆蟲與微生物
– 微生物常被昆蟲利用作為食物 – 微生物殺蟲劑
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微生物的增殖與環境因子
• Light and Radiation • 靜水壓 • 化學藥品
– 抗微生物性物質: 能殺滅細菌或抑制其生長的物質
• 微生物間的交互作用
– 互利共生 – 拮抗作用
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微生物之化學反應
• 氧化反應
-CHOH
• 還原反應 -C-CO
-CO
-CHOH
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微生物之化學反應
– 從屬營養菌(Heterotrophic microbe)
• 氮固定菌 • No-exacting 菌 • 胺基酸要求菌 • 生長素要求菌 • 胺基酸及生長素要求菌
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微生物之營養--一般必需之營養素
• 碳源
– 單糖類:葡萄糖 & 果糖 – 雙糖類: 蔗糖or麥芽糖
• 氮源 • 無機鹽類: P • 生長素
– 細菌: Sphaerotilns or Beggiotoa – 黴菌: Geotrichum Candidum
– 海洋:存在很多革蘭氏陰性菌
• 海洋細菌多屬好鹽性,且大部為好冷菌
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自然界微生物之存在(3/5)
• 植物與微生物
– 根圈 – 根瘤: 豆科植物的根瘤中共生一種能固定空
中氮的根瘤菌 – 菌根: 植物的根共生真菌類
– 獨立營養菌(Autotrophic microbe)
• 光合成菌: 利用光以產生能量 • 化學合成菌: 氧化無機物獲得能量以合成菌體
– 從屬營養菌(Heterotrophic microbe)
• 活物寄生:病原菌 • 死物寄生: 發酵或腐敗微生物
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微生物之營養--分類(續)
(Table 3-17)
• 死亡速度: -dx/dt=kx
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微生物的增殖與環境因子
•氧
– 好氣性菌 – 通性厭氣性菌 – 厭氣性菌
• 溫度
– 好冷菌 – 好溫菌 – 好熱菌
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微生物的增殖與環境因子
• 溫度
– 殺菌法
• 間歇 • 高壓
• 乾燥與水分活性 • pH Value • 滲透壓:
– 微生物在高滲透壓不易生長,故保存食品常添加鹽 或糖
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培養基及其調製法
• 常用的天然培養基
– 麴汁 – 麥芽汁 – 肉汁
• 常用的人工培養基 • 緩衝液
– Phosphate buffer – Tris buffer
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微生物之增殖
• 測定法
– Dry cell weight method – Cell volume method – Cell nitrogen content – Spectrophotomatic method – Total cell measurement(See Fig3-15&3-16) – Viable cell counts
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微生物之營養--微生物定量法
• Fig 3-10原理
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培養基及其調製法
• 分類
– 依來源分
• 天然培養基 • 合成培養基 • 半合成培養基
– 依形狀分
• 液體 • 固體
– 依用途分
• 普通 • 特殊
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培養基及其調製法
• 製備
– 過濾 – pH值的調節 – 分注 – 殺菌 – 斜面及柱狀培養基 – 培養基之保存
• Decarboxylation
-CH2-COOH • Deamination
-CHNH2
• Glycosylation
-CH3
-CH2-
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微生物之化學反應
• Hydrolysis
H-C-O-CH + H2OH-C-OH + HO-C-H
• Methylation(加CH3)
RS-SR RS-CH3
微生物應用工業 Ch3. 微生物之一般特性
阮雪芬 2003 Oct
NTUT
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生理特性
• 微生物的細胞含:
– 碳水化合物 – 脂肪 – 蛋白質 – 核酸 – 各種維生素和礦物質
• 培養基
– 營養物質 – 代謝物質
• 小麥與綠藻之生產成本比較(表3-1) • 人類細胞與微生物呼吸速度之比較(表3-2)
菌體的成分--有機成分
– Nucleic acids: DNA & RNA – Carbohydrate:10-60%
• 貯存物質 • 細胞構造物質 • 核酸成分
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菌體的成分--有機成分
– Lipids
• Free lipid • Bound lipid
– Vitamins
• Vitamin B: Co-enzyme
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微生物之增殖 生長曲線與菌體增殖動力學
• dx/dt=ux • In E. Coli, one generation=20 mins3
times/1hr72times/24hrs • Theoretically, 272=4.72 x 1019, but
not.
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微生物之增殖 生長曲線與菌體增殖動力學
• 空氣中之微生物
– 微生物以本身, 或附在塵粒中,或含在水滴中 – 空中落下菌之菌群別分布(Table3-4)
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自然界微生物之存在(2/5)
• 淡水及海洋中之微生物
– 淡水:Pseuodomonas屬 & Alcaligenes屬
• 自淨作用 • BOD: 生物化學的氧需求量 • 污水常見微生物:
• 生長曲線: 半對數曲線
– Lag phase – Log phase (Exponential phase) – Stationary phase – Death phase
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微生物之增殖 生長曲線與菌體增殖動力學
• 同調培養(Synchronous culture) • 方法:
– 調節生理條件 – 應用機械的物理方法
– B1: Cocarboxylase – B2: FAD – B6: Pyridoxal phosphate – Pantothenic acid: Coenzyme A – Nicotinic acid: NAD, NADP
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微生物之營養--分類
(Table 3-17)
• 微生物同化”碳”營養素有二種形式
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微生物對自然界物質循環 之任務
• 地球上之物質循環(Fig 3-1) • 氮元素之循環(Fig3-2)
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自然界ห้องสมุดไป่ตู้生物之存在(1/5)
• 土壤中之微生物:
– 種類與數量為自然界最多 – 又以細菌為最多(107/1g) – 放線菌次之(105~6/1g) – 黴菌(104~5/1g) – 酵母很少
• Esterification
-COOH +R-OH -COOR
• Dehyration
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微生物之化學反應
• Condensation • Amination • Acetylation • Amidation
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无悔无愧于昨天，丰硕殷实 的今天，充满希望的明天。
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