2重要的工业微生物种类_霉菌
工业微生物基本类型及其基础知识
微生物具有体积小、种类多、分布广、繁殖快、便于培养和容易发生变异等特点,并且在生产中不易受时间、季节、地区的限制,所以在工业生产上越来越广泛地被重视和应用。
如前所述,发酵工程是以微生物的生命活动为中心的,各种发酵生产都必须有相应的微生物。
微生物的生物学性状和发酵条件决定了其相应产物的生成。
工业上用的全部微生物都称为工业微生物。
此外还要和杂菌污染打交道,杂菌污染会严重影响甚至完全破坏我们所需的工业发酵过程。
此外,有些微生物既是工业生产茵,又可能是杂菌。
例如,醋酸菌在生产醋时是生产菌,但会引起酒类的败坏。
工业生产上常用的微生物和经常遇到的杂菌主要是细菌、放线菌、酵母菌和霉菌。
由于发酵工程本身的发展以及基因工程正在进入发酵过程,病毒、藻类等其它微生物也正在逐步地变为工业生产菌。
本章主要介绍与发酵工程有关的主要微生物类群。
一、细菌细菌是自然界中分布最广、数量最多的一类微生物,属单细胞原核生物,具有较典型的核分裂或二分分裂繁殖。
体形微小,通常在1000倍的光学显微镜成电子显微镜下才能看到。
工业生产常用的细菌有以下几种:1,枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)枯草芽孢杆菌为生孢孢的需氧菌。
营养细胞杆状,大小一般为0.7~0.8×2~3μm。
菌端半圆形。
单个或呈短链。
在细胞中央部位形成芽孢,芽孢为椭、圆形,大小约为0.6~0.7×1.0~1.5μm。
芽孢萌发,沿赤道分裂,为中腰发芽。
细胞侧生鞭毛,能运动。
革兰氏染色阳性。
生长温度为30~39℃,但在50、56。
℃时尚能生长。
最适pH为6.7~7.2。
属需菌菌。
芽孢耐高温,一般在100℃3h才能杀死。
有的芽孢抗高温能力更强,在100℃煮沸8h尚能发育生长,故需高温灭菌才行。
它能在铵盐液体中发酵各种糖类生成酸。
由于芽孢能耐高温,所以分布较广,常存于枯草和土壤中。
一般来说为腐败茵,如在酱油、酱类和白酒制曲时,如果水分含量大,温度较高,就容易造成枯草杆菌迅速繁殖。
霉菌
6.红曲霉属(Monascus van Tieghem) 属子囊菌纲、曲霉目、曲霉科。红曲霉菌落初期白色, 老熟后变为淡粉色、紫红色或灰黑色等,通常都能形成红 色素。菌丝具横隔,多核,分枝繁多,分生孢子着生在菌 丝及其分枝的顶端,单生或成链,闭囊壳球形,有柄,内 散生十多个子囊,子囊球形,含8个子囊孢子,成熟后子 囊壁解体,孢子则留在薄壁的闭囊壳内。 红曲霉生长温 度范围为26~42℃,最适温度32~35℃,最适pH值为 3.5~5.0,能耐pH2.5及10%的乙醇,能利用多种糖类和 酸类为碳源,同化硝酸钠、硝酸铵、硫酸铵,而以有机氮 为最好的氮源。
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根霉的用途很广,其淀粉酶活力很强,酿酒工业上多 用来作淀粉质原料酿酒的糖化菌。我国最早利用根霉糖化 淀粉(即阿明诺法)生产酒精。根霉能产生有机酸(反丁烯二 酸、乳酸、琥 珀酸等),还能产生芳香性的酯类物质。根 霉亦是转化甾族化合物的重要菌类。 黑根霉(Rhizopus nigricans Ehrenberg --也称匐枝根 霉。匐枝根 霉分布广泛,常出现于生霉的食品上。瓜果 蔬菜等在运输和贮藏中腐烂及甘薯的软腐都与匐 枝根霉 有关。 此外还有米根霉、华根霉、无根根霉等。
3.犁头霉属(Absidia van Tieghem) 犁头霉的菌丝体与根霉相似,有匍匐枝和假根,但孢 囊梗在匍匐枝中间,不与假根对生,孢囊梗大多2~5个成 簇,常呈轮状或不规则分枝。孢子囊多呈梨形,孢囊基 部有明显的囊托,即孢子囊壁与囊轴汇合处呈漏斗状的基 部,囊轴锥形,近球形或其他形状 。接合孢子着生在匍 匐枝上,此属菌常为生产的污染菌,常存在于大曲酒用的 块曲中,但有些菌株对甾族化合物有转化作用
微生物学-第三章2霉菌
子囊
伪侧丝
子囊孢子
(4)担孢子:菌丝经过特殊的分化和有性结合形
成担子,在担子上形成的有性孢子即为担孢子。
a~d.双核细胞;
e.核融合; f~g.核分裂;
h.担孢子形成;
i.担孢子成熟并释放 a b c d e f g h i
霉菌有性孢子繁殖的特点:
a)霉菌的有性繁殖不如无性繁殖那么经常与普 遍,多发生在特定条件下,往往在自然条件下较 多,在一般培养基上不常见。 b)有性繁殖方式因菌种不同而异,有的两条营 养菌丝就可以直接结合,有的则由特殊的性细胞 (性器官)--------配子囊或由配子囊产生的配子 来相互交配,形成有性孢子。
乳 头 状 突 起 式
喙 状 分生孢子梗 子座 刚 毛 状
分生孢子器
B. 产生有性孢子的、结构复杂的子实体,
称为子囊果(ascocarp)。
在子囊和子囊孢子发育过程中,从原 来的雌器和雄器下面的细胞上生出许多菌 丝,它们有规律地将产囊菌丝包围,形成
了有一定结构的子囊果。
子囊果按其外形可分3类
体转变为假菌核,当孢子萌
发,虫体死亡,菌自虫体内 生长出子实体。含有虫草酸
,是名贵中药。
(8)菌索:一般由伞菌等产生,为白色根状菌丝
组织,功能为促进菌体蔓延和抵御不良环境。
2)气生菌丝体的特化形态
气生菌丝体主要特 化成各种形态的子实体
(fruiting body),
即在其里面或上面可产 无性或有性孢子,有一 定形状和构造的任何菌 丝体组织。
萌发
营养菌丝
3. 菌丝的特化
为适应不同的环境条件和更有效地摄取营养满足生 长发育的需要,许多霉菌的菌丝可以分化成一些特殊的 形态和组织,这种特化的形态称为菌丝的变态。
工业生产中常用的微生物菌种1
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 营养菌丝分隔; 分生孢子梗短,大多从 气丝上生出; 分生孢子从顶端长出后 推至侧旁,靠黏液连成 假头状,遇水散开
4、诺卡氏菌属 (Norcadia)
一般无气丝,基丝培养十几小时形成横隔,并 断裂成杆状或球状孢子。 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)
孢子丝盘卷成球形孢囊,内形成孢囊孢子,孢囊孢 子无鞭毛 产多霉素、创新霉素
第二节
第三节
菌种来源
菌种选育
第四节
菌种保藏
第一节 发酵工业常用的微生物p69
一、发酵工业对微生物菌种的要求
尽管工业用微生物菌种多种多样,但作为大规模生 产,选择菌种应遵循以下原则: 1、能在廉价原料制成的培养基上迅速生长,并形成 所需的代谢产物,产量高。 2、可以在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵, 且所需酶活力高。 3、根据代谢控制的要求,选择单产高的营养缺陷型突 变株或调节突变株或野生菌株。
1、链霉菌属 ( Streptomyces )
灰色链霉菌(Streptomyces griseus) 生产链霉素 金霉素链霉菌 (Streptomyces aureofaciens)
在PDA培养基上生长时,基内菌丝产生金黄 色色素
生产金霉素 红霉素链霉菌 (Streptomyces erythreus) 产红霉素
第三组 长宽比大于2
发酵工业菌种概述
发酵工业化菌种的要求
能够利用廉价的原料,简单培养基,大量高效地合成产物。 有关合成产物的途径尽可能地简单,或者说菌种改造的可
操作性要强。 遗传性能要相对稳定。 不易感染它种微生物或噬菌体。 产生菌及其产物的毒性必须考虑(在分类学上最好与致病
菌无关。 生产特性要符合工艺要求。
发酵工业菌种概述
未培养微生物 是指迄今所采用微生物纯培养分离方法还未获得
的纯培养微生物,其在自然环境微生物群落中占有 非常高的比例,约为99%。
一些极端微生物,例如:高温、高压、低温、高 盐、高辐射、极强酸碱环境。
研究方法:模拟自然培养法、宏基因组分析法 (metagemomic analysis)
发酵工业菌种概述
• 细菌类:
短杆菌:GA, Gln, lys…… 枯草芽孢杆菌:淀粉酶(BF7658)、碱性 蛋白酶等
地衣芽孢杆菌:HASS(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、丁酸等的发酵
发酵工业菌种概述
放线菌:各种抗生素:链霉素、金、土、 庆大、卡那霉素等 链霉菌属:小单孢菌属 链霉素:灰色链霉菌、 氯霉素:委内瑞拉链霉菌 卡那霉素:卡那霉素链霉菌 葡萄糖异构酶:密苏里游动放线菌 庆大霉素:绛红小单孢菌、棘孢绛红小单
பைடு நூலகம்
发酵工业菌种概述
酵母菌 1 啤酒酵母:酿酒酵母、辅酶类物质的发酵 酒精酵母: 汉逊酵母:乙酸乙酯的发酵 假丝酵母:scp生产,石油发酵 担子菌:抗癌药物-1,2-B-葡萄糖苷酶 藻类 保健食品:螺旋藻
发酵工业菌种概述
霉菌 :曲霉属、青酶属、 黑曲霉:柠檬酸工业、酿酒业(UV-11,UV-48)、 酶制 剂工业(糖化酶) 黄曲霉:酱油生产(3042),面酱 青霉菌:青霉素的生产 红曲霉:红曲制造,用于南方红曲酒(女儿红)的生产; 使用红色色素的生产;豆腐乳的生产赤霉菌:赤霉素的 生产,是一种植物生长激素
《工业微生物学》试题1有答案
《微生物学》学期考试题1(参考答案附后)一、填空题(每小题2.5分,共25分)1.微生物是指的一群最低等生物。
2.微生物主要包括等五大类,其主要特性是(l) (2)(3) (4) 。
3.细菌细胞壁的主要成分是,它是由聚合而成的大分子化合物,其结构是由构成骨架, 接在上,相邻的短肽交叉相联而形成。
4.原核生物的细胞核比较原始简单,没有包住,不具,故称拟核, 它实际上是一条很长的环状结构,其功能是。
5.噬菌体是病毒,它是一种大分子微生物,其生长繁殖过程可分为五个步骤。
6.微生物的四大营养类型是。
微生物的营养五要素是。
7.从自然界中分离筛选菌种一般可分为等四个步骤。
营养缺陷型的选育过程一般可分为等六个步骤。
8.称为基本培养基。
称为完全培养基。
9.化学诱变剂按其作用方式可分为等四大类。
紫外线(uv)是诱变剂, 它引起DNA 结构改变的形式主要有10.常用的六种菌种保藏方法是。
二、名词解释(每小题3分,共18分)Ⅰ.革兰氏染色法 2.巴斯德消毒法 3.营养缺陷型4. 溶源性细菌5.活性污泥6.生物传感器三、问题解答(共57分)l.何谓大肠菌群? 简述食品中大肠菌群数的测定方法。
(6分) 2.现有一培养基配方如下: 可溶性淀粉5%、蛋白胨1.5%、磷酸二氢钾0.5%、硫酸镁0.1%、琼脂2%, pH5.0,试回答下列问题: (l)按营养物质来源分类, 属何种类型培养基? 为什么? (2)此培养基适于培养哪类微生物? 为什么? (3)简述配制200ml该斜面培养基的操作过程。
(7分)3.现拟从自然界中分离筛选出α-淀粉酶产量较高的枯草芽抱杆菌,试回答下列问题: (l)你认为应该到什么地方采集含此菌的样品较为适宜? (2)进行纯种分离时,为提高效率,根据该菌的何种特性可采用哪些相应的措施? (3)可采用哪些纯种分离方法? (4)在进行性能测定时, 可采用何种简化的初筛方法? (7分)4.对于分支合成途径, 怎样才能积累大量的末端产物? 试以简图表示并说明之。
微生物课件第二章-霉菌精选全文
霉菌的菌丝
霉菌的菌丝根据形态和功能不同,可区分为三部分: ➢ 营养菌丝:生长在固体基质中,吸收营养; ➢ 气生菌丝:从营养菌丝向空中生长的菌丝; ➢ 繁殖菌丝:由气生菌丝分化、进一步发育成子实体 的菌丝,形态多样;
霉菌的菌丝直径约为2~10mm ; 某些霉菌的营养菌丝可能有分化,形成一些具有特定
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散囊菌纲(Eurotiomycetes)
散囊菌亚纲(Eurotiomycetidae) ➢ 散囊菌目(Eurotiales) ✓ 大团囊菌科(Elaphomycetaceae) – 红曲霉属(Monascus) ✓ 发菌科(Trichocomaceae) ✓ 丝分孢子发菌科(mitosporic Trichocomaceae) – 曲霉属(Aspergillus) – 拟青霉属(Paecilomyces) – 青霉属(Penicillium) – 缨霉属(Thysanophora)
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霉菌的无性孢子
霉菌中常见的无性孢子有四种,区别在于形成无性孢子 的具体形式有较大差异; ➢ 节孢子 ➢ 厚垣孢子 ➢ 孢囊孢子 ➢ 分生孢子
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节孢子(arthospore)
一段营养菌丝形成横隔膜, 分割成小段,然后断裂成 大小为(4.9-7.6mm)× (5.4-16.6μm)的节孢子;
分生孢子梗从特化的厚壁而膨大的称为足细胞的菌丝 细胞上长出;分生孢子梗顶部膨大形成棍棒形、椭圆 形、半球形或球形的顶囊;
顶囊表面呈放射状生出单层或双层的小梗,小梗顶端 形成链状排列,有特定形状和颜色的分生孢子;
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曲霉属的菌落
曲霉属的菌落颜色多样 ,常见有绿、黄、橙、褐、黑 等颜色;黑曲霉(A. niger),米曲霉(A. oryzae), 黄曲霉(A. flavus),土曲霉 (A. terreus),泡盛曲霉 (A. awamori)等;
霉菌的危害
霉菌的危害
霉菌在自然界分布很广,种类繁多。
由于其霉菌能形成极小的孢子,因而很容易通过空气及其他途径传播,有些霉菌被用于食品发酵工业的应用,但有些霉菌能产毒素,造成人、畜误食引起霉菌毒素性食物中毒。
霉菌引起的食物中毒是真菌性食物中毒的典型代表,霉菌毒素是霉菌产生的有毒的次级代谢产物。
目前发现能引起人畜中毒的霉菌毒素有150种以上。
(1)曲霉菌属
曲霉菌属中有些种类被广泛用用于食品工业,如黑曲霉发酵产生柠檬酸、黑曲酶、米曲霉生产酸性蛋白酶等。
但曲霉也是引起食品腐败变质的重要微生物,有些种如黄曲霉、岛青霉、赫曲霉、杂色曲霉、烟曲霉等能产生不同的曲霉毒素。
(2)青霉属
青霉分布广泛,种类繁多,除土壤外,经常出现在粮食及果蔬上,引起粮食及果蔬的腐败变质。
有些种或菌株同时可能产生毒素,如橘青霉、黄绿青霉、红色青霉、纯绿青霉等。
(3)镰刀菌属
镰刀菌属大部分是植物的病原菌,其种类很多,并能产生毒素。
玉米赤霉、无孢镰刀菌、串珠镰刀菌等。
另外,其他菌属如木霉属、交链孢霉属、黑色葡萄穗霉等。
霉菌产生毒素需要一定的条件,如基质或食品、水分、温度、温度等。
首先是霉菌污染食品,其次是霉菌能否在食品上繁殖,霉菌在食品上的繁殖与食品种类及环境等多种因素有关。
不同的食品污染和繁殖的霉菌种类不同。
花生、玉米的黄曲霉及黄曲霉毒素检出率很高,而大米主要的青霉及其毒素等。
霉菌毒素通常耐高温,无抗原性,它们对人体的不同部位发生急性中毒,如肝中毒、肾中毒、神经中毒及其他中毒类型,而且某些毒素具有致癌、致畸作用。
食品微生物—霉菌
食品微生物—霉菌霉菌是一种常见的食品微生物,可以在食品中生长和繁殖,对食品的品质和安全性产生重要影响。
霉菌在食品中的生长和繁殖取决于多种因素,包括温度、湿度、食品成分等。
本文将介绍霉菌的生长特点、对食品的影响以及控制霉菌的方法。
霉菌是一种真菌,具有丝状菌丝,可以在固体或半固体培养基上生长。
霉菌的生长速度比细菌慢,但具有更强的耐受性,可以在广泛的温度和湿度条件下生长。
霉菌可以在食品中繁殖,并产生有毒的代谢产物,如黄曲霉素和伏马菌素等,对人类健康产生潜在威胁。
霉菌在食品中的生长和繁殖会对食品的品质和安全性产生重要影响。
霉菌的生长会改变食品的外观和口感,使其失去原有的营养价值和食用价值。
霉菌会产生有毒的代谢产物,对人体健康产生潜在威胁。
例如,黄曲霉素是一种致癌物质,长期食用含有黄曲霉素的食品会增加患癌症的风险。
霉菌还会导致食品变质和腐败,引发食品安全问题。
为了控制霉菌的生长和繁殖,可以采用以下方法:低温储存:低温可以抑制霉菌的生长和繁殖,因此可以将食品储存在低温下以延长保质期。
干燥:干燥可以降低食品的水分含量,从而抑制霉菌的生长和繁殖。
添加防腐剂:防腐剂可以抑制霉菌的生长和繁殖,从而延长食品的保质期。
紫外线照射:紫外线可以杀死食品中的微生物,包括霉菌。
高压处理:高压可以破坏食品中的微生物细胞壁,从而抑制霉菌的生长和繁殖。
了解霉菌的生长特点和对食品的影响,采取有效的控制方法,有助于保障食品的安全性和品质。
在我们的日常生活中,微生物扮演着各种各样的角色。
它们既可以是人体中的有益菌,帮助我们消化食物,也可以是病原菌,导致各种疾病。
然而,在食品科学领域,微生物则有着更为特殊的地位。
它们不仅影响食品的品质和口感,还可能对人类的健康产生重要影响。
因此,了解食品中的微生物及其作用机理,对于我们合理选择和制备食品具有重要意义。
让我们来了解一下什么是食品微生物。
食品微生物学是一门研究食品中微生物的学科,它涉及到微生物的分类、特性、生长条件、与人类的关系等方面的内容。
工业用霉菌分类
工业用霉菌分类凡生长在营养基质上形成绒毛状、网状或絮状菌丝的真菌统称为霉菌。
霉菌在自然界分布很广,大量存在于土壤、空气、水和生物体内外等处。
霉菌喜偏酸性环境。
大多数为好氧性微生物。
多腐生,少数寄生。
工业上常用的霉菌有藻状菌纲的根霉、毛霉、犁头霉;子囊菌纲的红曲霉;半知茵类的曲霉、青霉等。
1,根霉(Rhizopus)根霉在自然界分布很广,是一种常见的霉菌。
它对环境的适应性很强,生长极迅速。
幼龄菌落为白色,棉絮状。
中期为灰黑色。
老熟后菌丝丛中密布黑色小点,即孢子囊。
菌丝无横隔,为单细胞真菌。
在培养基上生长时,由营养菌丝体产生弧形生长的匍匐菌丝,向四周蔓延。
匍匐菌丝接触培养基处,分化成一丛假根。
从假根着生处向上生出直立的孢子囊柄,其顶端膨大形成圆形的囊,称为孢子襄。
裹内生有许多孢子。
成熟后的孢子囊壁破裂,释放出孢子。
根霉在生命活动中分泌的淀粉酶,能将淀粉转化为糖。
因此,根霉可作为常用的糖化菌种。
我国民间酿制甜酒用的小曲主要含有根霉。
由于根霉能分泌丰富的淀粉酶,而且又含有酒化酶,所以在生产中可边糖化边发酵。
又因为根酶生长要求的温度较高,因而适于在高温季节使用。
根霉的应用十分广泛。
目前常用的菌种有米根霉、华根霉、河内根霉和甘薯根霉。
(1)米根霉(Rhizopus oryzae) 米根霉的最适温度37℃,41℃时还能生长。
米根霉的淀粉酶活力极强,多作糖化菌使用。
也具有酒精发酵能力及蛋白质分解能力。
大量存在于酒药与酒曲中。
此菌由于耐高温,特别为在夏季生产豆腐乳提供了方便条件,解决了豆腐乳旧法生产只能在冬季进行的困难。
(2)华根霉(Rhizopus chinentis) 华根霉的最适温度为30℃。
当发酵温度达45℃时,一般还能生长。
此种菌淀粉液化力强,有溶胶性。
能产生酒精、芳香脂类等物质。
在酒药与酒曲中大量存在。
它是酿酒所必需的主要霉菌,也是酸性蛋白酶和豆腐乳生产中的主要菌种。
2,毛霉(Mucor)毛霉分布亦较广,在基质表面生成灰色、白色或黄褐色的棉絮状菌落。
第二章工业微生物及其培养
实例:碱性纤维素酶产生菌的筛选(国家七五攻关项目) 文献:产生菌为中性芽孢杆菌,嗜碱芽孢杆菌、放线菌及霉菌 →80度30分钟处理 ↓ 0.0075%曲利本蓝+1%CMC(羧甲基纤维素),pH10.5 培养3~4天,选择有凹陷圈的菌落 采样(造纸厂) 26株为组成型 从285个土样中获得62株 36株为诱导型
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。
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
XXX
XX
XXX
XX X
X
XX
X
X
XX
X
X
XX X
XX
X
XX
X
XX
X
Repeat for multiple cycles
DNA Shuffling与常规定向进化的比较
项目 进化速度 进化对象 进化 周期 影响对象 突变效率
常规定 向进化
缓慢进化
整个基因组
多年 完整基因组
低
特定基因/ DNA 几天 部分基因组 快速进化 操纵子/病毒 Shuffling
产氨短杆菌
它是氨基酸、 核苷酸工业 生产中常用 的菌种,也 是生产辅酶 A的菌种。
(四)放线菌
因菌落呈放射状而得名。 放线菌最大的价值在于能 产生各种抗生素。能产生 许多抗生素的链霉菌属 (Streptomyces),为放线菌 的代名词。
工业微生物复习资料
微生物是指所有形体微小,单细胞或结构简单的多细胞或没有细胞结构的一群最低等生物。
工业微生物主要包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、噬菌体等五大类, 其主要特性是 l种类多2 分布广 3 繁殖快4 代谢强 5 易变异微生物的四大营养类型是光能自养型、光能异养型、化能自养型、化能异养型。
本培养基。
常用的六种菌种保藏方法是斜面冰箱保藏法、石蜡油封藏法、麸曲保藏法、砂土管保藏法、甘油低温保藏法、冻干法。
革兰氏染色法一种重要的细菌鉴别染色法。
该染色法的步骤1先用结晶紫液初染;2再用碘液媒染与结晶紫形成不溶于水的复合物3接着用95%乙醇进行脱色;4最后再用番红沙黄液复染。
经过这种染色方法可以将所有细菌基本上区分为两大类:革氏阳性细菌被染上紫色,革氏阴性细菌被染上红色营养缺陷型是指在某些营养物质如氨基酸、核苷酸、维生素等的合成能力上出现缺陷,必须在培养基中外加这些营养成分才能正常生长的变异菌株。
溶源性细菌溶源性细菌受到温和噬菌体侵染而带有原噬菌体却又没有形态上可见到的噬菌体粒子的宿主菌活性污泥是由污水中繁殖的好气性微生物群体组成的絮状污泥,具有很强的吸咐、凝聚和氧化分解污水中有机物质和其它物质的能力。
拮抗:一种微生物可以产生不利于另一种微生物生存的代谢物质。
这些代谢产物能改变微生物的生长环境,如改变氢离子浓度、渗透压、氧和二氧化碳张力等, 造成不适合某些其他微生物生长的环境。
特异性拮抗:是指微生物的某种或某类特殊代谢产物, 多为抗生素, 能选择性地杀死或抑制别种微生物, 叫特异性拮抗。
非特异性拮抗是指一种微生物的活动产物对多种微生物均具有拮抗作用的现象寄生:一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内包括细胞内或体表,从中夺取营养并进行生长繁殖, 同时使后者蒙受损害甚至被杀死的一种相互关系。
腐生:以无生命的有机物作为营养物质进行生长繁殖的生活方式。
鞭毛:某些细菌表面着生从细胞内伸出的细长、波浪形弯曲的丝状物。
线毛:生长在细菌体表面的一种纤细、中空,短直而数量较多的蛋白质附属物芽胞:某些细菌在生长的一定阶段,细胞内形成一个圆形、椭圆形或圆柱形,对不良环境条件有较强抗性的休眠体夹膜是在胞壁表面的粘性物质,含水量高,具有稳定的外形,很厚,约达菌体的几倍,成分为多糖致死时间:在一定温度下杀死99 · 99 %的微生物所需要的最短时间致死温度:在一定时间内杀死99 , 99 %的微生物所需要的最低温度防腐:是指防止或抑制微生物生长繁殖的方法,所用的药剂为防腐剂。
工业生产常用的微生物及要求
工业生产常用的微生物及要求工业生产常用得微生物及要求摘要:世界上得微生物种类多样,数目众多,在生物界来说就是极其丰富得。
同时,微生物对于人类又有着巨大得贡献,如食品、药品、各种各样得产品都里就有大量微生物产品。
关键词:微生物;工业发酵;细菌自然界中微生物无所不在,我们实际上生活在一个充满着微生物得环境中。
在空气中、土壤中、水等环境中生长存在得微生物就是各种各样得,种类繁多,且都就是混合在一起得。
尤其土壤就是微生物得大本营,种类之多,数量之大。
比如酵母菌多分布在土壤中,并且在海洋与淡水中都有一定数量得分布。
在比如在人体得肠道中、植物得叶片上等都存在大量得微生物。
由此可见,微生物在自然界中得数量之庞大令人所惊奇。
我们通过菌种选育得方法,从中筛选出所需要得菌株,满足一定得生产要求后,才可以扩大培养应用到工业发酵生产当中。
1工业生产常用微生物得种类在发酵工业生产上,我们所选择得用于生产产品得微生物大致有四类:细菌、放线菌、酵母菌与霉菌,这四种菌也就是我们所熟悉得。
现在由于发酵工程本身发展迅速,科技手段越来越先进,藻类、病毒等也正在逐步成为工业生产所应用得微生物得一员。
工业发酵常用得微生物种类大致如下:1、1细菌细菌就是单细胞原核生物,其繁殖方式一般就是无性繁殖,主要得繁殖方式就是裂殖。
裂殖分为三个阶段:核分裂、形成横隔、子细胞分离。
细菌染色体复制后,复制后得核物质髓细胞得生长向细胞得两级移动,质膜由外而内推进,形成间隔,细胞膜发生内陷,母细胞得细胞壁向内生长,将细胞质隔膜分成两层,细胞壁横隔也分成两层,由此形成两个相同得子细胞。
细菌就是自然界分布最广、数量最多得一类微生物。
细菌得形状大致分为杆状、球状、螺旋状,其中杆状最多,球状次之,螺旋状较少。
而工业生产中常用得细菌,应用较多得为杆状与球状,其中还就是以杆状居多。
比如保加利亚乳杆菌可以用来发酵酸奶;醋酸杆菌可以制作果醋;乳酸杆菌、乳酸球菌制优格;乳脂链球菌可以制作干酪、酸制奶油发酵剂得菌种;肠膜状明串珠菌生产酸泡菜及右旋糖苷;嗜盐片球菌酿造酱油。
发酵工程知识点总结
➢名词解释(每个3分)➢填空题➢单项选择题➢计算题(2题)➢简答题(4-5题)➢分析题(1-2题)➢论述或问答题(1题)第一章1发酵和发酵工程的概念发酵狭义:利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动,来制备微生物菌体或其代谢产物的过程。
广义:凡是培养细胞(动、植物和微生物细胞)来制得产品的过程。
发酵工程研究发酵工业生产过程中,各个单元操作的工艺和设备的一门科学2、发酵工程研究的内容※发酵工业用生产菌种的选育:◆自然选育◆诱变育种◆基因工程育种※发酵条件的优化与控制※生物反应器的设计※发酵产物的分离、提取和精制3、发酵类型1 按发酵产品的类型划分2 按发酵工艺是否需氧划分※厌氧发酵:如酒类发酵、酒精发酵、丙酮丁醇发酵、乳酸发酵和甲烷发酵※通风发酵:如酵母菌生产、抗生素发酵、有机酸发酵、氨基酸发酵和酶制剂生产等3 按发酵工艺培养基的状态划分※固态发酵:主要应用于传统酿造业。
※液态发酵:,是目前发酵工业所采用的主要工艺。
4、发酵工艺培养方法发酵工艺培养方法有:固态发酵工艺和液态发酵工艺1固态发酵工艺※固态薄层发酵※固态厚层(通风)发酵2 液态发酵工艺※液态表面发酵(浅盘发酵)工艺※液态深层通风发酵(Submerged fermentation)液态深层通风发酵是指在无菌条件下,在液体培养基内部进行微生物培养,获得产品的过程。
它包括向发酵罐中通入大量无菌空气、搅拌使空气均匀、培养基灭菌和无菌接种。
液态深层通风发酵是发酵工业使用的主要工艺。
5、分批发酵,分批补料发酵分批发酵(batch-process):在生物反应器内投入限量培养基后,接入微生物菌种进行培养,完成一个生长周期,获得产品的微生物培养方法。
是目前传统发酵工业所采用的主要发酵形式。
在分批补料发酵:发酵的开始投入一定量的培养基,在发酵过程的适当时期,开始连续补加碳或(和)氮源或(和)其他必需基质,直至发酵液体积达到发酵罐最大操作容积后,将发酵液一次放出,这种操作方式称为补料分批发酵。
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2、菌丝的特化 、
二、 霉菌
5)吸器:一些专性寄生真菌从菌丝上分化出来的旁枝,侵入细胞 )吸器:一些专性寄生真菌从菌丝上分化出来的旁枝, 内分化成指状、球状或丝状,用以吸收细胞内的营养。 内分化成指状、球状或丝状,用以吸收细胞内的营养。
贵腐甜酒
定义
灰霉菌对葡萄皮的侵染使得真菌的菌丝刺破葡萄皮表面的蜡 质层, 质层,让葡萄在日照中很容易失去水分而将甜甜的葡萄汁浓 缩。
②菌落特征
(一) 菌落形态:菌落疏松,呈绒毛状、絮状、蜘蛛网状 一 菌落形态:菌落疏松,呈绒毛状、絮状、 (二) 菌落大小:较放线菌、细菌大几倍到十几倍 二 菌落大小:较放线菌、 (三) 菌落外形:圆形、无限发展 三 菌落外形:圆形、 (四) 颜色:霉菌孢子的形状、构造和颜色以及产生的色 四 颜色:霉菌孢子的形状、 素使得霉菌菌落表现出不同结构和色泽特征; 素使得霉菌菌落表现出不同结构和色泽特征;孢子或 孢子梗色素、胞外色素。 孢子梗色素、胞外色素。
第四节 真核丝状微生物 —— 霉菌
一、概念
丝状真菌的俗称, 丝状真菌的俗称, 丝状的 是丝状的、无光合 作用的、异养性营 作用的 养的真核微生物。 的真核微生物。 一般指由分枝和不 分枝的菌丝交织形 成的菌丝体。 成的菌丝体。 菌丝体较发达,又不 菌丝体较发达 又不 产生大型肉质子实 体结构的真菌。 体结构的真菌。
霉菌有性孢子繁殖的特点: 霉菌有性孢子繁殖的特点: a)霉菌的有性繁殖不如无性繁殖那么经常与普遍,多发生 )霉菌的有性繁殖不如无性繁殖那么经常与普遍, 在特定条件下,往往在自然条件下较多,在一般培养基 特定条件下,往往在自然条件下较多, 上不常见。 上不常见。 b)有性繁殖方式因菌种不同而异,有的两条营养菌丝就可 )有性繁殖方式因菌种不同而异, 以直接结合,有的则由特殊的性细胞 性器官) 特殊的性细胞( 以直接结合,有的则由特殊的性细胞(性器官)--- 配子 囊或由配子囊产生的配子来相互交配,形成有性孢子。 囊或由配子囊产生的配子来相互交配,形成有性孢子。 来相互交配 c)核配后一般立即进行减数分裂,因此菌体染色体数目为 )核配后一般立即进行减数分裂,因此菌体染色体数目为 立即进行减数分裂 单倍,双倍体只限于接合子。 单倍,双倍体只限于接合子。 d)霉菌的有性繁殖存在同宗配合和异宗配合两种情况。 )霉菌的有性繁殖存在同宗配合和异宗配合两种情况。 同宗配合和异宗配合两种情况 e)霉菌的有性孢子包括接合孢子、卵孢子、子囊孢子等。 )霉菌的有性孢子包括接合孢子、卵孢子、子囊孢子等 接合孢子
2、菌丝的特化 、
1)菌环:菌丝交织成套状 )菌环: 2)菌网:菌丝交织成网状 )菌网: 捕虫菌目( 捕虫菌目(Zoopagales)在长期的自然进化中形成特化菌丝, )在长期的自然进化中形成特化菌丝, 特化菌丝构成巧妙的网,可以捕捉小型原生动物或无脊椎动物 小型原生动物或无脊椎动物, 特化菌丝构成巧妙的网,可以捕捉小型原生动物或无脊椎动物, 捕获物死后,菌丝伸入体内吸收营养。 捕获物死后,菌丝伸入体内吸收营养。
条件
太潮湿的情况下葡萄会爆发灰霉病而彻底烂掉, 太潮湿的情况下葡萄会爆发灰霉病而彻底烂掉,太干 燥则灰霉菌又根本不能存活,因此能够生产贵腐酒的地方非 燥则灰霉菌又根本不能存活, 常有限,通常集中在靠近河流的地方。 常有限,通常集中在靠近河流的地方。早晚河流上的潮湿空 气可以帮助灰霉菌的生长, 气可以帮助灰霉菌的生长,而正午的艳阳又抑制了灰霉菌的 生长,同时蒸发掉葡萄内的水分。 生长,同时蒸发掉葡萄内的水分。
二、分布特点及与人类的关系 在自然界分布极广; 在自然界分布极广; 霉菌同人类的生产、生活关系密切, 霉菌同人类的生产、生活关系密切,是人类实践活动中最早 认识和利用的一类微生物。 认识和利用的一类微生物。 1)马铃薯晚疫病、小麦锈病 )马铃薯晚疫病、 食物、工农业制品的霉变; 食物、工农业制品的霉变; 2)动物和人体传染病,如:皮肤癣症 )动物和人体传染病, 全世界平均每年由于霉变而不能食( 用的谷物约占2%。 全世界平均每年由于霉变而不能食(饲)用的谷物约占 。 3)致畸毒素,如:黄曲霉毒素 )致畸毒素, 我国在1950年发生的麦锈病和 年发生的麦锈病和1974年发生的稻瘟病,使小麦和 年发生的稻瘟病, 我国在 年发生的麦锈病和 年发生的稻瘟病 有用物品的生产; 有用物品的生产; 水稻分别减产了60亿公斤 亿公斤。 水稻分别减产了 亿公斤。 风味食品、酒精、抗生素(青霉素、灰黄霉素)、 风味食品、酒精、抗生素(青霉素、灰黄霉素)、 引起动植物疾病; 引起动植物疾病; 有机酸(柠檬酸、葡萄糖酸、延胡索酸等)、 有机酸(柠檬酸、葡萄糖酸、延胡索酸等)、 酶制剂(淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等)、 维生素、甾体激素等。 酶制剂(淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等)、 维生素、甾体激素等。 腐生型霉菌在自然界物质转化中也有十分重要的作用; 腐生型霉菌在自然界物质转化中也有十分重要的作用; 在农业上用于饲料发酵、植物生长刺激素(赤霉素)、 在农业上用于饲料发酵、植物生长刺激素(赤霉素)、 杀虫农药(白僵菌剂) 杀虫农药(白僵菌剂)等。
菌丝
1、菌丝 、
营养菌丝 营养菌丝伸入培养基内或匍匐蔓生在培 气生菌丝 气生菌丝在培养基上方的空气中, 繁殖菌丝 气生菌丝在培养基上方的空气中,由气
生菌丝长出孢子梗和分生孢子。 长出孢子梗和分生孢子 生菌丝长出孢子梗和分生孢子。 养基的表面,摄取营养和排出废物; 养基的表面,摄取营养和排出废物;
曲 霉 的 菌 落
(四)菌落
二方式及生活史 1、繁殖方式 、 无性孢子 霉菌的繁殖方式 有性孢子 菌丝断片
1)无性孢子繁殖 )
不经两性细胞配合, 不经两性细胞配合,只是营养细胞的分裂或营养菌丝的 分化(切割)而形成新个体的过程。 分化(切割)而形成新个体的过程。
无隔膜菌丝 有隔膜菌丝
无隔膜菌丝: 无隔膜菌丝:
菌丝中无隔膜,整团菌丝体就是一个单细胞, 菌丝中无隔膜,整团菌丝体就是一个单细胞, 其中含有多个细胞核。这是低等真菌(即鞭毛菌 其中含有多个细胞核。这是低等真菌( 亚门和接合菌亚门中的霉菌) 亚门和接合菌亚门中的霉菌)所具有的菌丝类型
。
有隔膜菌丝:菌丝中有隔膜, 有隔膜菌丝:菌丝中有隔膜,被隔膜隔开
2、菌丝的特化 、
二、 霉菌
7)菌核:是一种休眠的菌丝组织。由菌丝密集地交织在一起, )菌核:是一种休眠的菌丝组织。由菌丝密集地交织在一起, 其外层较坚硬、色深,内层疏松,大多呈白色。 其外层较坚硬、色深,内层疏松,大多呈白色。
2、菌丝的特化 、
7)菌核:
二、 霉菌
假菌核,是寄生性真菌与宿主共同形成, 假菌核,是寄生性真菌与宿主共同形成,例如冬虫 夏草,真菌寄生于鳞翅目昆虫, 夏草,真菌寄生于鳞翅目昆虫,使虫体转变为假菌 核,当孢子萌发,虫体死亡,菌自虫体内生长出子 当孢子萌发,虫体死亡, 实体。含有虫草酸,是名贵中药。 实体。含有虫草酸,是名贵中药。
霉 菌 的 无 性 孢 子
厚垣孢子 节孢子
芽生孢子 分生孢子 孢囊孢子
芽生孢子 分生孢子
节孢子
霉 菌 的 无 性 孢 子
孢子 孢 孢子
(五)霉菌繁殖方式及生活史 1、繁殖方式 、
2)有性孢子繁殖 )
两个性细胞结合产生新个体的过程: 两个性细胞结合产生新个体的过程: a)质配:两个性细胞结合,细胞质融合,成为双核细胞 )质配:两个性细胞结合,细胞质融合, 每个核均含单倍染色体( ,每个核均含单倍染色体(n+n)。 )。 b)核配:两个核融合,成为二倍体接合子核,此时核的 )核配:两个核融合,成为二倍体接合子核, 染色体数是二倍( )。 染色体数是二倍(2n)。 c)减数分裂:具有双倍体的细胞核经过减数分裂,核中的 )减数分裂:具有双倍体的细胞核经过减数分裂, 染色体数目又恢复到单倍体状态。 染色体数目又恢复到单倍体状态。
产地
法国的苏玳和巴萨克,德国的莱茵河、莫舍尔河流域, 法国的苏玳和巴萨克,德国的莱茵河、莫舍尔河流域, 的苏玳和巴萨克 的莱茵河 匈牙利的托凯(Tokaji)地区都是生产贵腐酒的圣地 的托凯(Tokaji)地区都是生产贵腐酒的圣地。 匈牙利的托凯(Tokaji)地区都是生产贵腐酒的圣地。
贵腐甜酒
的一段菌丝就是一个细胞, 的一段菌丝就是一个细胞,菌丝体由很多个细胞 组成,每个细胞内有1个或多个细胞核。 组成,每个细胞内有1个或多个细胞核。 有些菌丝,从外观看虽然像多细胞, 有些菌丝,从外观看虽然像多细胞,但在隔 膜上有1至多个小孔使细胞之间的细胞质和营养 膜上有1至多个小孔使细胞之间的细胞质和营养 物质可以相互沟通。这是高等真菌( 物质可以相互沟通。这是高等真菌(即子囊菌亚 门和半知菌亚门中的霉菌)所具有的菌丝类型。 门和半知菌亚门中的霉菌)所具有的菌丝类型。
2、菌丝的特化 、
二、 霉菌
8)子座:菌丝交织成垫状、壳状等,在子座外或内可形成 )子座:菌丝交织成垫状、壳状等, 繁殖器官。 繁殖器官。
(四)菌落特征
①菌落生长 菌丝顶端的生长,真菌可 菌丝顶端的生长, 以从一个点或一个接种物(inoculum) 以从一个点或一个接种物(inoculum) 向新的区域延伸, 向新的区域延伸,使在琼脂板上的菌 落呈放射状。 落呈放射状。
金 黄 阶 段 的 葡 萄
烂 漫 阶 段 的 葡 萄
金黄阶段的葡萄
感 染 贵 腐 霉 的 葡 萄
糖 渍 阶 段 的 葡 萄
2、菌丝的特化 、
二、 霉菌
6)附着胞:许多植物寄生真菌在其芽管或老菌丝顶端发生膨大, )附着胞:许多植物寄生真菌在其芽管或老菌丝顶端发生膨大, 并分泌粘性物,借以牢固地粘附在宿主的表面, 并分泌粘性物,借以牢固地粘附在宿主的表面,这一 结构就是附着胞 附着胞上再形成纤细的针状感染菌 附着胞, 结构就是附着胞,附着胞上再形成纤细的针状感染菌 以侵入宿主的角质层而吸取营养 角质层而吸取营养。 丝,以侵入宿主的角质层而吸取营养。
2、菌丝的特化 、
二、 霉菌