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第一章菌种与种子扩大培养

重点:微生物工业对菌种的要求;生产用菌种的保藏及选育;防止菌种衰退的措施

难点:工业微生物的培养类型
第一节微生物工业用菌种
一、微生物工业对菌种的要求
①培养基原料来源广、廉价;
②培养条件易控制;
对于微生物的生长往往存在一个“临界溶氧浓度”,低于这个溶氧浓度,氧就成了微生物生长的限制性因子。
pH值:中性偏酸性,偏碱性,强烈的pH值易改变产物和底物的状态。
温度:最低、最高、最适生长温度,低温菌,耐高温菌种。
渗透压:等渗
③发酵周期短;
④菌株高产;对于胞外产品,细胞膜具有良好的渗透性,或者细胞膜的渗透性可以调节,细胞不易发生菌体自溶。
对于胞内产品,要求菌体易分离和收集,菌体易破碎;
对于基因工程菌,通常目的产物存在于包含体内,对于包含体,要求在细胞破碎时不易破碎,而在目的产物的分离提取时,则易破碎。
⑤抗病毒(噬菌体)能力强;
⑥菌株性状稳定,不易变异退化;
⑦菌体本身不能是病原菌;
二、工业常用的微生物
从微生物分类学的角度,分为:
细菌类:
短杆菌:氨基酸发酵(谷氨酸)
枯草芽孢杆菌:淀粉酶(BF7658)、碱性蛋白
酶等
地衣芽孢杆菌: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、丁酸等发酵
酵母菌:
啤酒酵母:酿酒酵母、辅酶类物质的发酵
酒精酵母:酒精
汉逊酵母:食品工业,用于乙酸乙酯的发酵
假丝酵母:scp生产,石油发酵
霉菌:
黑曲霉:柠檬酸工业、酿酒业、
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;豆腐乳的生产等
赤霉菌:赤霉素的生产,是一种植物生
长激素
工业常用的微生物:细菌
属名
种名
用途
假单孢菌属
铜绿假单孢菌
谷氨酸、水杨酸、丙酮酸、蛋白酶
短小假单孢菌
赖氨酸
萤光假单孢菌
天冬氨酸、葡糖酸、2-酮基葡糖酸、
甲烷假单孢菌
甲烷、丙烷→粘性糖类
麦氏假单孢菌
2-酮古洛糖酸
卵假单孢菌
葡糖酸、天冬氨酸
臭味假单孢菌
瓜氨酸
醋杆菌属
纹膜醋杆菌
醋酸、丙酸、丁酸、葡糖酸、山梨醇
黑色醋杆菌
2,5-二酮基葡糖酸
奥尔兰醋杆菌
啤酒、醋酸
氧化醋杆菌
酒类
巴氏醋杆菌
醋酸、山梨糖
恶臭醋杆菌
醋、山梨糖、二羟基丙酮
弱氧化醋杆菌
5-酮基葡糖酸、丙酮酸、山梨糖
拟胶醋杆菌
丙酮酸、山梨糖、纤维素
埃希氏菌属
大肠杆菌
赖氨酸、苏氨酸、精氨酸、色氨酸、酪氨酸、
天冬氨酸、高丝氨酸、谷氨酸脱羧酶、酰胺酶、
天冬酰氨酶、丙酮酸、酮戊二酸,腺苷酸、大肠菌素
工业常用的微生物:放线菌
属名
种名
用途
诺卡氏菌属
珊瑚色诺卡氏菌
正烷烃→2,2-二甲基粘康酸
小球诺卡氏菌
正烷烃→谷氨酸
鼠白诺卡氏菌
利福霉素
暗色诺卡氏菌
单细胞蛋白
石蜡诺卡氏菌
正丁烷→葡萄糖、糖醛酸
嗜石油诺卡氏菌
单细胞蛋白
东方诺卡氏菌
万古霉素
拟无枝酸菌属
地中海拟无枝酸菌
利福霉素
分枝杆菌属
黄色分枝杆菌
石油发酵
甲烷分枝扦菌
石蜡分枝杆菌
耻垢分技杆菌
结核分核杆菌
正构烷烃→赖氨酸
工业常用的微生物:霉菌
属名
种名
用途
毛霉属
卷枝毛雹
脂肪
爪哇毛霉
蛋白酶、果胶酶、甾族化合物转化
东北毛霉
丙酮酸
高大毛霉
草酸、丁二酸、脂肪、甾族化合物转化
微小毛霉
丙氨酸、凝乳酶、蛋白酶、
甾族化合物转化
总状毛霉
丙氨酸、蛋白酶、3-羟基丁酮、
甾族化合物转化
鲁氏毛霉
淀粉酶、蛋白酶、丙二酸、乳酸、
丙酮酸
多刺毛霉
甾族化合物转化
三、生产菌种的保藏与选育
㈠菌种保藏
(1)目的:
①存活,不丢失,不污染;
②防止优良性状丢失;
③随时为生产、科研提供优良菌种。
(2)基本原理:根据菌种的生理生化特点,人工地创造
条件,使菌种的代谢活动处于不活泼状态。
(3)常用的菌种保藏方法:
斜面低温保藏法、甘油低温保藏法、砂土保藏法、麸皮保藏法、冷冻干燥法、液氮超低温冻结法等。