发酵工业菌种.
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(2)变色圈法 对于一些不易产生透明圈产物的产生菌,可 在底物平板中加入指示剂或显色剂,使目的微 生物菌落周围呈现变色圈,从而能被快速鉴别 出来。
如
筛选果胶酶产生菌
用含0.2%果胶为唯一碳源的培养基平板,对含微 生物样品进行分离,待菌落长成后,加入0.2%刚果 红溶液染色4h,具有分解果胶能力的菌落周围便会 出现绛红色水解圈。
又如 分离解脂微生物
豆油作底物 甘油三丁酸酯为底物
中性红(红~黄. 6.8~8.0. ) 罗丹明B为指示剂 指示 荧光圈 菌落周围呈红色圈
(3)生长圈法
通常用于分离筛选氨基酸、 核苷酸和维生素的产生菌 指示菌(工具菌)是一些相对应的营养 缺陷型菌株 将待检菌涂布于高浓度工具菌并缺少所需 营养物的平板上进行培养,若某菌株能合成平 板所需的营养物,在该菌株的菌落周围便会形 成一个混浊的生长圈
第2章
发酵工业菌种
• 在发酵工业中,工业生产水平主要由三个 要素决定,即: 1、 生产菌种性能 2、发酵及提取工艺条件 3、 生产设备 其中,生产菌种是最重要的因素,是发酵 的灵魂。
2.1 发酵工业常用菌种
2.1.1 发酵工业对菌种的要求 (1)菌种不能是病源菌 (2)发酵周期短,生产能力强 (3)发酵过程中不产或少产与目标产物性质 相似的副产物 (4)原料来源广价格低廉,菌种能高效地将 原料转化成产品 (5)对需添加的前体有耐受能力,且不能将 前体作为一般碳源利用
菌种分离:将混杂着各种微生物的样品按照实 际需要和菌株特性采取迅速、准确、有效的方 法对它们进行分离、筛选,进而得到所需的微 生物的过程。
从自然界分离筛选菌种的一般步骤: 样品采集 样品预处理 富集培养 菌种分离 初筛、复筛 性能鉴定 2.2.1 样品采集 总原则是:(1) 样品来源越广,获得新菌种 的可能性越大; (2)要了解目标产物的性质和可能产目标产 物的微生物种类及其生理特征。
①了解微生物的代谢规律。如初级代谢基本 相同,但通常丝状菌及产芽孢细菌才能进 行次级代谢。 ②考虑微生物的生理特征。如营养类型、生 长环境等。
1 土样选择 如酵母菌 果园 产蛋白酶菌 鱼、肉加工厂 高温酶产生菌 火山或温泉 耐压菌 油井或海洋深处
2 采样深度 离地表5-25cm处较好。
3 季节条件 避免雨季,一般以秋季最理想。 4 采样方法 用无菌器具按规范取样,记录采样地 点、时间、环境情况等以备考证。
6 菌种纯,遗传性能稳定,不易变异退化 7 可以在易于控制的条件下发酵
2.1.2 发酵工业常用菌种 (1)细菌 自然界分布最广、数量最多的一类微 生物,单细胞原核生物。
① 工业常用的有枯草杆菌、短杆菌
② 还常用作基因工程载体的宿主细胞,用于构 建基因工程菌来生产外源物质。
(2)酵母菌 单细胞真核生物,主要分布于含糖较多的 酸性环境中如水果、蔬菜、花蜜和植物叶子上, 以及果园土壤中。 常用的有啤酒酵母、酒精酵母。
酿酒酵母
假丝酵母
红酵母
(3)霉菌 是一群在营养基质上形成绒毛状、网状、 絮状菌丝真菌的通称。分布于偏酸性环境中, 常用的有根霉、毛霉、青霉等
根霉
wk.baidu.com曲霉
青霉
(4)放线菌 因其菌落呈放射状而得名。属原核微生物 类群。分布于有机质丰富的微碱性环境中,大 多腐生,少数寄生 。最大价值在于能生产多 种抗生素,从微生物中发现的抗生素有60%以 上的是来自于放线菌。 常用的有链霉菌属、小单孢属等。
常用的平板快速检测法有: (1)透明圈法
在平板培养基中加入溶解性较差的底物, 使培养基混浊; 能分解底物的微生物便会在菌落周围产生 透明圈,圈与菌落直径比的大小初步反应菌株 利用底物的能力。 分离水解酶产生菌时较多采用,如蛋白酶、 淀粉酶、脂肪酶、核酸酶等;
例如用此法分离产生碱性蛋白酶的芽孢杆菌 土壤经巴氏消毒,以减少不产芽孢的微生 物;然后制备成菌悬液涂布在pH8-9的琼脂培 养基(含有均匀的不溶性蛋白质)表面;碱性 蛋白酶产生菌能消化平板上的不溶性蛋白质, 产生一透明圈。
(5)其它类 ① 药用真菌:如灵芝、茯苓、冬虫夏草等 ② 藻类:如螺旋藻
2.2 发酵工业菌种的分离筛选
获得优良的生产菌种是实现高水平发酵工 程工业生产的第一环节。 符合发酵工业要求的菌种可从如下途径获得: 1 从自然界分离筛选 2 从菌种保存机构直接购买所需的菌株 3 从生产过程中发酵水平高的批号中重新进 行分筛
如 嘌呤营养缺陷型大肠杆菌与不含嘌呤的 琼脂混合倒平板,在其上涂布含菌样品保温 培养,周围出现生长圈的菌落即为嘌呤产生 菌
(4)抑菌圈法
常用于抗生素产生菌的分 离筛选 指示菌采用抗生素的敏感菌 若被检菌能分泌某些抑制菌生长的物质, 如抗生素等,便会在该菌落周围形成工具 菌不能生长的抑菌圈
(1)控制培养基的营养成分:如唯一碳源 (2)控制培养条件:如T、DO、pH、添加 抑制剂等 2.2.4 菌种分离 常用的纯培养分离方法有: (1)平板划线法 (2)稀释分离法 (3)简单平板分离法 (4)涂布分离法 (5)毛细管分离法 (6)小滴分离法
通常某些菌种在分离时就可进行筛选,一 般这些菌在平板上培养时,其产物可与指示剂、 显色剂或底物等反应而直接定性地鉴定。
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
2.2.2 样品的预处理 预处理可提高菌种的分离效率,常使 用的方法有: (1) 物理方法: ① 热处理:常用来减少样品中的细菌数。 ② 膜过滤和离心法:用来浓缩水中的微生 物细胞。 (2) 化学方法: 在培养基中添加某些化学成分来增加 特定微生物数量。
(3)诱饵法: 将一些固体物质加到待分离的土壤或 水中做成诱饵富集目的菌。 2.2.3 富集培养 利用不同微生物生长繁殖对环境和营 养的要求不同,投其所好取其所抗,使目 的菌成为人工环境下的优势菌。