最新二章工业微生物基础
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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、 0 0 1 1 0 0 1 木0 1 屑0 1 等0 1 为1 0 1 基0 0 本0 1 原0 1 0 料0 1 ，0 1 1 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
问题2 什么叫接种龄？以什么接种龄接种较好？
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。
2、菌种保藏的基本原理
使根据微生物生理、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 。
这些人工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。 。
3、菌种保藏的具体方法
斜面保藏法和穿刺保藏法 悬液保藏法 液氨保藏法
干燥保藏法 冷冻干燥保藏法 低温保藏法
二章工业微生物基础
第二章工业微生物基础
教
学
1、微生物的特点
2、常见的工业微生物
内
3、工业微生物菌种的分离和选育
容
4、工业微生物菌种的改良 5、工业微生物菌种的保藏
6、工业微生物菌种的扩大培养
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。 （此为较传统的方法P16）
六、菌种的扩大培养
. 1） 表面培养
1、微生物的培养方法
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、微生物的扩大培养
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。 种子扩大培养的任务：
问题3 什么叫接种量？以什么接种量接种较好？
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1%。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。
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。
有关育种的方法在微生物学中已详细介绍，这里不再赘述。
原生质体融合基本过程示意图
原生质体融合基本过程示意图 P19
细胞壁
细胞膜
名词
原生质体？ P18
细胞壁溶解
原生质体融合
营养细胞
原生质体
原生质体形成
原生质体融合
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。
种子扩大培养的过程：
斜面菌种
一级种子培养
二级种子培养
发酵罐
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，故种子罐数相应也少。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。
融合细胞 细胞壁再生
五、工业微生物菌种的保藏
1、菌种保藏的目的
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。
1 单，投资少，适合于小规模生产。缺点是占
4 2 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。
种子扩大培养流程图P25图2-2
摇瓶液体培养
冷冻干燥孢子
斜面孢子
茄子瓶斜面培养 一级种子罐
二级种子罐
发酵罐
砂土孢子 固体培养基培养
实验室种子制备阶段 （一级种子培养）
生产车间种子制备阶段
（二级种子培养、 三级种子培养）
二级发酵
三级发酵
种子罐的级数越多好还是越少好？ 问题1
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。
工业上常用大米、麸皮、米糠、谷壳、 0 0 1 1 0 0 1 木0 1 屑0 1 等0 1 为1 0 1 基0 0 本0 1 原0 1 0 料0 1 ，0 1 1 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
问题2 什么叫接种龄？以什么接种龄接种较好？
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。
2、菌种保藏的基本原理
使根据微生物生理、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 。
这些人工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。 。
3、菌种保藏的具体方法
斜面保藏法和穿刺保藏法 悬液保藏法 液氨保藏法
干燥保藏法 冷冻干燥保藏法 低温保藏法
二章工业微生物基础
第二章工业微生物基础
教
学
1、微生物的特点
2、常见的工业微生物
内
3、工业微生物菌种的分离和选育
容
4、工业微生物菌种的改良 5、工业微生物菌种的保藏
6、工业微生物菌种的扩大培养
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。 （此为较传统的方法P16）
六、菌种的扩大培养
. 1） 表面培养
1、微生物的培养方法
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、微生物的扩大培养
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。 种子扩大培养的任务：
问题3 什么叫接种量？以什么接种量接种较好？
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1%。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。
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。
有关育种的方法在微生物学中已详细介绍，这里不再赘述。
原生质体融合基本过程示意图
原生质体融合基本过程示意图 P19
细胞壁
细胞膜
名词
原生质体？ P18
细胞壁溶解
原生质体融合
营养细胞
原生质体
原生质体形成
原生质体融合
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。
种子扩大培养的过程：
斜面菌种
一级种子培养
二级种子培养
发酵罐
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，故种子罐数相应也少。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。
融合细胞 细胞壁再生
五、工业微生物菌种的保藏
1、菌种保藏的目的
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。
1 单，投资少，适合于小规模生产。缺点是占
4 2 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。
种子扩大培养流程图P25图2-2
摇瓶液体培养
冷冻干燥孢子
斜面孢子
茄子瓶斜面培养 一级种子罐
二级种子罐
发酵罐
砂土孢子 固体培养基培养
实验室种子制备阶段 （一级种子培养）
生产车间种子制备阶段
（二级种子培养、 三级种子培养）
二级发酵
三级发酵
种子罐的级数越多好还是越少好？ 问题1
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。