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微生物工程第一章菌種與種子擴(kuò)大培養(yǎng)(已修改)

2025-01-25 23:42 本頁面
 

【正文】 第一章:菌種與種子擴(kuò)大培養(yǎng) ? 微生物工業(yè)用菌種 ? 種子擴(kuò)大培養(yǎng) ? 影響種子質(zhì)量的主要因素 第一節(jié) 微生物工業(yè)用菌種 一、微生物的特性 ? 有些微生物能在厭氧的條件下生長 ? 有些微生物能夠利用簡單的有機(jī)物和無機(jī)物滿足自身 的生長 ? 有些微生物能進(jìn)行復(fù)雜的代謝 ? 有些微生物能利用較復(fù)雜的化合物 ? 有些微生物能在極端的環(huán)境下生長 二、 工業(yè)化菌種的要求 ? 能夠利用廉價(jià)的原料,簡單的培養(yǎng)基,大量高效地合成 產(chǎn)物 ? 有關(guān)合成產(chǎn)物的途徑盡可能地簡單,或者說菌種改造的 可操作性要強(qiáng) ? 遺傳性能要相對(duì)穩(wěn)定 ? 不易感染它種微生物或噬菌體 ? 產(chǎn)生菌及其產(chǎn)物的毒性必須考慮(在分類學(xué)上最好與致病 菌無關(guān)) ? 生產(chǎn)特性要符合工藝要求 放線菌(鏈霉素四環(huán)素;紅霉素等) 真菌(青霉素、頭孢等) 一些產(chǎn)芽孢的細(xì)菌 植物或動(dòng)物來源 抗生素生產(chǎn)有關(guān)的微生物 抗生素是次級(jí)代謝產(chǎn)物,需要生物體進(jìn)行復(fù)雜的代謝,目前發(fā)現(xiàn)的生物來源如下: 三、已工業(yè)化產(chǎn)品生產(chǎn)菌的介紹 氨基酸生產(chǎn)有關(guān)的微生物 代謝控制發(fā)酵 : 用 人工誘變的方法 ,有意識(shí)地改變微生物的代謝途徑,最大限度地積累產(chǎn)物,這種發(fā)酵形象地稱為代謝控制發(fā)酵,最早在氨基酸發(fā)酵中得到成功應(yīng)用。 50, 60年代以氨基酸發(fā)酵為代表的代謝控制發(fā)酵,是發(fā)酵工業(yè)發(fā)展歷史上的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn): HD:高絲氨酸脫氫酶 黃色短桿菌中賴氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸 和異亮氨酸的合成調(diào)節(jié)機(jī)制 HT:高絲氨酸轉(zhuǎn)乙酰酶 AK:天冬氨酸激酶 氨基酸生產(chǎn)菌的要求: 代謝途徑比較清楚, 代謝途徑比較簡單 谷氨酸發(fā)酵的菌種: 其它氨基酸生產(chǎn)菌: 棒桿菌屬,短桿菌屬、節(jié)桿菌屬或小 桿菌屬的棒型細(xì)菌 常規(guī)菌種一般也是以谷氨酸生產(chǎn)菌選育而成;工程菌,大腸桿菌,枯草芽孢桿菌 食品酶制劑生產(chǎn)有關(guān)的微生物 開發(fā)一個(gè)新酶,都要經(jīng)過一系列研究的毒理試驗(yàn)。關(guān)于食品用酶,美國需要得到 FDA的批準(zhǔn)。目前已同意使用的僅僅少數(shù)微生物能用于生產(chǎn)食品用酶。 α — 淀粉酶:黑曲霉、米曲霉、米根酶、枯草牙孢桿菌 和地衣牙孢桿菌 四、菌種分離與保藏 菌種分離的一般過程 土樣的采取 → 預(yù)處理 → 培養(yǎng) → 菌落的選擇 → 產(chǎn)品的鑒定 如何使樣品中所含微生物的可能性大 如何在后續(xù)的操作中使這種可能性實(shí)現(xiàn) 目的: 高效地獲取一株高產(chǎn)目的產(chǎn)物的微生物 問題 : 采樣時(shí)要注意的問題 ? 氣候、水分、空氣 ? 來源要廣 ? 結(jié)合產(chǎn)品的特點(diǎn) ? 標(biāo)簽:地點(diǎn)、時(shí)間、氣候等 ?富集的三種方案: ? 定向培養(yǎng) :采用特定的有利于目的微生物富集的 條件,進(jìn)行培養(yǎng)。 目的微生物富集的一些基本方法 ?富集的目的: 讓目的微生物在種群中占優(yōu)勢(shì),使篩選變得可能。 ? 當(dāng)不可能采用定向培養(yǎng)時(shí),則可設(shè)計(jì)在一個(gè)分 類學(xué)中考慮, ? 不能提供任何有助于篩選產(chǎn)生菌的信息,這 時(shí)只能通過隨機(jī)分離的辦法 定向培養(yǎng)的方法 物理方法:加熱、膜過濾等,表 22 ( P31) 但主要是通過培養(yǎng)的方法 定向培養(yǎng)的富集方法 底物 pH條件 培養(yǎng)時(shí)間 培養(yǎng)溫度 等一切能提高目的微生物相對(duì)生長速度的手段,培養(yǎng)(固體、液體;分批連續(xù))后使目的微生物在種群中占優(yōu)勢(shì)。 菌落的選出 ? 從產(chǎn)物角度出發(fā) 在培養(yǎng)時(shí)以產(chǎn)物的形成有目的的設(shè)計(jì)培養(yǎng)基 利用簡單 、 快速的鑒定方法 , 如抗生素 ( P35) ? 從形態(tài)的角度 菌落的外觀形態(tài) , 是微生物的一個(gè)重要表征 。 如多糖產(chǎn)生菌在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基上生長 , 從具有粘液性的菌落外觀上就可以初步識(shí)別 。 實(shí)例:堿性纖維素酶產(chǎn)生菌的篩選 ( 國家七五攻關(guān)項(xiàng)目 ) 采樣 ( 造紙廠 ) → 80度 30分鐘處理 文獻(xiàn) :產(chǎn)生菌為中性牙孢桿菌 , 嗜堿牙孢桿菌 、 放線菌及霉菌 %曲利本藍(lán)+ 1%CMC( 羧甲基纖維素 ) , 培養(yǎng) 3~ 4天 , 選擇有凹陷圈的菌落 從 285個(gè)土樣中獲得 62株 26株為組成型 36株為誘導(dǎo)型 ↓ 例:醛肟水解酶的篩選
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