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(yè)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(zhǎng) ? 有些微生物能夠利用簡(jiǎn)單的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物滿足自身 的生長(zhǎng) ? 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(zhǎng) 二、 工業(yè)化菌種的要求 ? 能夠利用廉價(jià)的原料，簡(jiǎn)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(jiǎn)單，或者說(shuō)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(wú)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(lái)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(lái)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(jiǎn)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(guò)一系列研究的毒理試驗(yàn)。關(guān)于食品用酶，美國(guó)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(guò)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(wèn)題 ： 采樣時(shí)要注意的問(wèn)題 ? 氣候、水分、空氣 ? 來(lái)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(guò)隨機(jī)分離的辦法 定向培養(yǎng)的方法 物理方法：加熱、膜過(guò)濾等，表 22 （ P31） 但主要是通過(guò)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(zhǎng)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(jiǎn)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(zhǎng) ， 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(guó)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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