微工第1章菌种与种子扩大培养PPT课件
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甘油低温保 藏法 沙土保藏法
麸皮保藏法
蒸馏水保藏 法 冷冻干燥保 藏法
温度 4℃低温
-196~-150℃
保护剂 无
甘油或DMSO
保藏时间
数月，短 期
长期
-80~-70℃ （-18℃）
室温或低温
甘油
1年以上 数年
20℃ 4~10℃
长期 较长时间
干燥后，4℃左 脱脂乳、蔗糖 数年 右低温避光处
适用菌种 各种微生物细胞
5. 恢复培养时，从液氮中取出安培瓶（or冻干管），立即于
38~40 ℃水浴中摇动，至瓶内冰全部融化，按常法进行培 养。
*液氮保藏法操作步骤
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2020/11/14
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2020/11/14
在超低温冷藏柜（-70~-80 ℃）中保藏菌种的一般方法是：
1．离心收获对数生长中期至后期的微生物细胞 2．用新鲜培养基重新悬浮所收获的细胞； 3．加入等体积的20％甘油或10％二甲亚砜； 4．混匀后分装入冷冻指管或安瓿中，于-70-80℃超低温冰
休眠环境：微生物生长繁殖和代谢受抑，不易突变的环境， 一般要求低温、缺氧、缺营养、添加保护剂、干燥等。
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2020/11/14
保藏要求：保持菌种优良特性，经济方便
保藏后需再次检测和确定保藏菌种的形态学和生 化特征(如代谢产物的产生、酶活力、遗传特征 及生化指标)。
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2020/11/14
方法 定期移植低 温保藏法 液氮超低温 保藏法
包括：酿造业，酶制剂等 食品用的微生物需经过严格的毒理试验，目前已同意 使用的仅仅少数微生物能用于生产食品用酶。
α—淀粉酶：黑曲霉、米曲霉、米根酶、枯草牙孢杆菌 和地衣牙孢杆菌
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2020/11/14
工业微生物（菌种）的要求
1. 能在廉价原料制成的培养基上迅速生长和大量合成目的
产物
----价值高
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2020/11/14
冷冻干燥步骤：
*冻干样品的准备：准备菌种，与保护剂混合均匀，分装至安瓿
管
*预冻：2小时以上，温度达到-20℃到-35℃左右 *冷冻干燥 ：8-20小时 *真空封口及真空检验 ：安瓿管颈部用强火焰拉细熔封。氯化
钴溶液检测真空度
*低温避光保藏 ： 4℃
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2020/11/14
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2020/11/14
1. 将10%甘油或DMSO作为保护剂分装与安培瓶（or冻干管）
中
2. 将长有菌落的琼脂（or培养液）悬浮于已灭菌的保护剂中 3. 熔封安培瓶口（or盖上冻干管的盖子） 4. 以1min下降1℃的速度降至-35 ℃，使瓶内悬浮液体冻结，
然后将安培瓶置液氮罐（or液氮冰箱）中，于-130 ℃以 下储藏
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2020/11/14
3. IAM (Institute of Applied Microbiology), University of Tokyo, Japan 日本东京大学应用微生物研究所，日本东京。
6. 菌种非病原菌，不产生任何有害的物质和毒素，以保证
产品的安全。
----安全性强
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2020/11/14
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2020/11/14
菌种保藏
目的：保证菌种在长时间内尽可能保持原有菌株优良的生 产性能。
基本原理：根据菌种的生理生化特点，创造条件使菌种的 代谢活动处于不活泼的状态。
基本原则：选用优良纯种和创造一个最有利于菌种休眠的 环境。
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2020/11/14
菌种保藏机构
国外： 1. ATCC American Type Culture Collection. Rockville．Maryland. U.S.A 美国标准菌种收藏所，美国，马里兰洲，罗克维尔市。 2. CSH（Cold Spring Harbor Laboratory），U.S.A 冷泉港研究室，美国。
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2020/11/14
氨基酸生产有关的微生物
氨基酸生产菌的要求：代谢途径比较清楚， 代谢途径比较简单
谷氨酸发酵的菌种： 棒杆菌属，短杆菌属、节杆菌属或小 杆菌属的棒型细菌
其它氨基酸生产菌： 常规菌种一般也是以谷氨酸生产菌 选育而成；工程菌，大肠杆菌，枯 草芽孢杆菌
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2020/11/14
食品工业微生物
箱中保藏。 超低温冰箱的冷冻速度一般控制在1-2℃／min。一
些细菌和真菌菌种可保藏5年而活力不受影响。
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源自文库
2020/11/14
超 低 温 冰 箱
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2020/11/14
冻干保藏：是通过在减压条件下使冻结的细胞悬液 中的水分升华，使培养物干燥。此法是微生物菌 种长期保藏的非常有效的方法之一。
适用范围最广，微 生物、动物细胞 特别适用于基因工 程菌 芽孢杆菌、放线菌、 曲霉菌等 放线菌、霉菌等
酵母、真菌
各种微生物细胞
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2020/11/14
*液氮超低温保藏法
*最有效，适用范围最广，多数国家级菌种保藏单位常用
*原则： 慢冻快溶
*原理：利用微生物在-130℃以下新陈代谢趋于停止而有效地
保藏微生物。
2. 能在要求不高、易控制的培养条件下迅速生长和发酵，
发酵周期短。
----可操作性强
3. 根据代谢调控要求选择高产菌株，如营养缺陷型菌株或
调节突变型菌株
4. 菌种抗噬菌体能力强，以防止感染噬菌体而造成“倒罐”
现象的发生。
5. 菌种纯粹，不易退化，可保证发酵生产和产品质量的稳
定性。
----遗传稳定性强
第一篇 微生物工业菌种与培养基
第一章 菌种与种子扩大培养
菌种：实现从原料→目的产物的关键 生产效率、产品成本、产品质量
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2020/11/14
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2020/11/14
从自然界分离：目前土壤中已分离的微生物不到总数 的1%，微生物的多样性仍然是以后若干年的研究重点；
诱变育种：诱变是工业发酵稳产高产的重要保证；
基因重组：基因定向改造技术大大加快了生物产品开 发的进程。
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2020/11/14
从自然界中分离菌种的一般过程
采样 → 预处理 → 培养 → 菌落的选择 → 产品的鉴定
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2020/11/14
(1) 待改良性状的本质及与发酵工艺的关系 (2) 对这一特定菌种的遗传生化的认识程度 (3) 经济费用
如，对特定菌种的基本性状及其工艺知晓甚少， 则多半采用随机诱变、筛选及选育等技术； 如，对其遗传及生物化学方面的性状已有较深的认识， 则可选择基因重组等手段进行定向育种。
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2020/11/14
抗生素生产有关的微生物
放线菌（链霉素四 环素；红霉素等）
真菌（青霉素、头孢等）
一些产芽孢的细菌 植物或动物来源
麸皮保藏法
蒸馏水保藏 法 冷冻干燥保 藏法
温度 4℃低温
-196~-150℃
保护剂 无
甘油或DMSO
保藏时间
数月，短 期
长期
-80~-70℃ （-18℃）
室温或低温
甘油
1年以上 数年
20℃ 4~10℃
长期 较长时间
干燥后，4℃左 脱脂乳、蔗糖 数年 右低温避光处
适用菌种 各种微生物细胞
5. 恢复培养时，从液氮中取出安培瓶（or冻干管），立即于
38~40 ℃水浴中摇动，至瓶内冰全部融化，按常法进行培 养。
*液氮保藏法操作步骤
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在超低温冷藏柜（-70~-80 ℃）中保藏菌种的一般方法是：
1．离心收获对数生长中期至后期的微生物细胞 2．用新鲜培养基重新悬浮所收获的细胞； 3．加入等体积的20％甘油或10％二甲亚砜； 4．混匀后分装入冷冻指管或安瓿中，于-70-80℃超低温冰
休眠环境：微生物生长繁殖和代谢受抑，不易突变的环境， 一般要求低温、缺氧、缺营养、添加保护剂、干燥等。
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2020/11/14
保藏要求：保持菌种优良特性，经济方便
保藏后需再次检测和确定保藏菌种的形态学和生 化特征(如代谢产物的产生、酶活力、遗传特征 及生化指标)。
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方法 定期移植低 温保藏法 液氮超低温 保藏法
包括：酿造业，酶制剂等 食品用的微生物需经过严格的毒理试验，目前已同意 使用的仅仅少数微生物能用于生产食品用酶。
α—淀粉酶：黑曲霉、米曲霉、米根酶、枯草牙孢杆菌 和地衣牙孢杆菌
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工业微生物（菌种）的要求
1. 能在廉价原料制成的培养基上迅速生长和大量合成目的
产物
----价值高
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2020/11/14
冷冻干燥步骤：
*冻干样品的准备：准备菌种，与保护剂混合均匀，分装至安瓿
管
*预冻：2小时以上，温度达到-20℃到-35℃左右 *冷冻干燥 ：8-20小时 *真空封口及真空检验 ：安瓿管颈部用强火焰拉细熔封。氯化
钴溶液检测真空度
*低温避光保藏 ： 4℃
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1. 将10%甘油或DMSO作为保护剂分装与安培瓶（or冻干管）
中
2. 将长有菌落的琼脂（or培养液）悬浮于已灭菌的保护剂中 3. 熔封安培瓶口（or盖上冻干管的盖子） 4. 以1min下降1℃的速度降至-35 ℃，使瓶内悬浮液体冻结，
然后将安培瓶置液氮罐（or液氮冰箱）中，于-130 ℃以 下储藏
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2020/11/14
3. IAM (Institute of Applied Microbiology), University of Tokyo, Japan 日本东京大学应用微生物研究所，日本东京。
6. 菌种非病原菌，不产生任何有害的物质和毒素，以保证
产品的安全。
----安全性强
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菌种保藏
目的：保证菌种在长时间内尽可能保持原有菌株优良的生 产性能。
基本原理：根据菌种的生理生化特点，创造条件使菌种的 代谢活动处于不活泼的状态。
基本原则：选用优良纯种和创造一个最有利于菌种休眠的 环境。
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2020/11/14
菌种保藏机构
国外： 1. ATCC American Type Culture Collection. Rockville．Maryland. U.S.A 美国标准菌种收藏所，美国，马里兰洲，罗克维尔市。 2. CSH（Cold Spring Harbor Laboratory），U.S.A 冷泉港研究室，美国。
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2020/11/14
氨基酸生产有关的微生物
氨基酸生产菌的要求：代谢途径比较清楚， 代谢途径比较简单
谷氨酸发酵的菌种： 棒杆菌属，短杆菌属、节杆菌属或小 杆菌属的棒型细菌
其它氨基酸生产菌： 常规菌种一般也是以谷氨酸生产菌 选育而成；工程菌，大肠杆菌，枯 草芽孢杆菌
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2020/11/14
食品工业微生物
箱中保藏。 超低温冰箱的冷冻速度一般控制在1-2℃／min。一
些细菌和真菌菌种可保藏5年而活力不受影响。
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源自文库
2020/11/14
超 低 温 冰 箱
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2020/11/14
冻干保藏：是通过在减压条件下使冻结的细胞悬液 中的水分升华，使培养物干燥。此法是微生物菌 种长期保藏的非常有效的方法之一。
适用范围最广，微 生物、动物细胞 特别适用于基因工 程菌 芽孢杆菌、放线菌、 曲霉菌等 放线菌、霉菌等
酵母、真菌
各种微生物细胞
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2020/11/14
*液氮超低温保藏法
*最有效，适用范围最广，多数国家级菌种保藏单位常用
*原则： 慢冻快溶
*原理：利用微生物在-130℃以下新陈代谢趋于停止而有效地
保藏微生物。
2. 能在要求不高、易控制的培养条件下迅速生长和发酵，
发酵周期短。
----可操作性强
3. 根据代谢调控要求选择高产菌株，如营养缺陷型菌株或
调节突变型菌株
4. 菌种抗噬菌体能力强，以防止感染噬菌体而造成“倒罐”
现象的发生。
5. 菌种纯粹，不易退化，可保证发酵生产和产品质量的稳
定性。
----遗传稳定性强
第一篇 微生物工业菌种与培养基
第一章 菌种与种子扩大培养
菌种：实现从原料→目的产物的关键 生产效率、产品成本、产品质量
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2020/11/14
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2020/11/14
从自然界分离：目前土壤中已分离的微生物不到总数 的1%，微生物的多样性仍然是以后若干年的研究重点；
诱变育种：诱变是工业发酵稳产高产的重要保证；
基因重组：基因定向改造技术大大加快了生物产品开 发的进程。
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2020/11/14
从自然界中分离菌种的一般过程
采样 → 预处理 → 培养 → 菌落的选择 → 产品的鉴定
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2020/11/14
(1) 待改良性状的本质及与发酵工艺的关系 (2) 对这一特定菌种的遗传生化的认识程度 (3) 经济费用
如，对特定菌种的基本性状及其工艺知晓甚少， 则多半采用随机诱变、筛选及选育等技术； 如，对其遗传及生物化学方面的性状已有较深的认识， 则可选择基因重组等手段进行定向育种。
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2020/11/14
抗生素生产有关的微生物
放线菌（链霉素四 环素；红霉素等）
真菌（青霉素、头孢等）
一些产芽孢的细菌 植物或动物来源