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生物工藝學(xué)ppt課件-展示頁

2025-05-13 05:54本頁面
  

【正文】 制劑生產(chǎn)有關(guān)的微生物 開發(fā)一個新酶,都要經(jīng)過一系列研究的毒理試驗。 國外還有人從“藻類農(nóng)場”獲取氫能的報道,大量培養(yǎng)藻類,利用其光合放氫作用來取得氫能。 有的國家已建立培植單胞藻的農(nóng)場,每年每公頃地培植的單胞藻按 5%干物質(zhì)為碳水化合物(石油)計算,可得 60噸石油燃料。 培養(yǎng)珊列藻,從蛋白質(zhì)產(chǎn)率計算,每公頃珊列藻所得蛋白質(zhì)是小麥的 2035倍。 噬菌體在寄主細胞中的生長繁殖過程可分為吸附、浸入、增殖、成熟和釋放。 人類免疫缺陷病毒 ( human immunodeficiency virus , HIV ) 獲得性免疫缺陷綜合癥( acquired immunodeficiency syndrome, AIDS ) 噬菌體( phage)是病毒的一種。 2. 沒有細胞結(jié)構(gòu),是一種獨特分子的生物,主要由核酸和蛋白質(zhì)構(gòu)成。 近幾年來,日本、美國的一些科學(xué)家對香菇的抗癌作用進行了深入的研究,發(fā)現(xiàn)香菇中的“ 1,2β 葡萄糖苷酶”及兩種糖類物質(zhì)具有抗癌作用。 放線菌的分離 ? 土樣的采??? ? 游動放線菌 ? 小單孢菌 ? 嗜熱放線菌 ? 嗜鹽放線菌 其他生物: A: 擔(dān)子菌( Basidiomycetes ):所謂的擔(dān)子菌就是人們通常所說的菇類 (mushroom)生物。 從微生物中發(fā)現(xiàn)的抗生素,有 60%以上是放線菌產(chǎn)生的,如鏈霉素、紅霉素、金霉素、慶大霉素等。 在液體沉沒培養(yǎng)中由于攪拌器(agitator) 的剪應(yīng)力作用,常常形成短的分支旺盛的菌絲體,或呈分散生長,或呈菌絲團狀生長。今年發(fā)現(xiàn)一些抗腫瘤抗病毒的抗生素。 種類: 龜裂鏈霉菌、金霉素鏈霉菌、灰色鏈霉菌、紅霉素鏈霉菌 應(yīng)用: 各類抗生素。其生長方式是菌絲末端伸長和分支,彼此交錯成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),成為菌絲體。 放線菌主要以無性孢子進行繁殖,也可借菌絲片段進行繁殖。它是一個原核生物類群,在自然界中分布很廣,尤其在含有機質(zhì)豐富的微堿性土壤中較廣?;尹S青霉( )等可提取 灰黃霉素 。黑根霉(ATCC6227b)是目前發(fā)酵工業(yè)上常使用的微生物菌種。 黑根霉,也叫面包霉。根霉亦是轉(zhuǎn)化甾族化合物的重要菌類。我國最早利用根霉糖化淀粉(即阿明諾法)生產(chǎn)酒精。常用的毛霉主要有魯氏毛霉和 總狀毛霉 。毛霉的用途很廣,常出現(xiàn)在酒藥中,能 糖化 淀粉并能生成少量 乙醇 ,產(chǎn)生 蛋白酶 ,有分解 大豆蛋白 的能力,我國多用來做 豆腐乳 、 豆豉 。 主要用于釀酒制曲和醬油制曲。 ? 應(yīng)用:醬油、醬類(淀粉酶) ? 產(chǎn)生 黃曲霉毒素 ,不僅能引起禽畜 中毒致死,亦有 致癌 作用?,F(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)中用于生產(chǎn) 葡萄糖氧化酶 、 糖化酶 和 蛋白酶 等 酶制劑 。 ? 曲霉屬 ? 其中以 黃曲霉 具有很強 毒性 。菌絲或呈分散生長,或呈菌絲團狀生長。 生長方式是菌絲末端的伸長和頂端分支,彼此交錯呈網(wǎng)狀。它喜歡偏酸性環(huán)境,大多數(shù)為好氧性 (aerobiotic), 多腐生,少數(shù)寄生。凡生長在營養(yǎng)基質(zhì)上形成絨毛狀、網(wǎng)狀或絮狀菌絲的真菌(fungi)統(tǒng)稱為霉菌。 低糖酵母發(fā)酵時,面團一般含糖量 7%左右,高糖酵母發(fā)酵時含糖量則為 16%。 面包酵母 含蛋白質(zhì) 50%左右,氨基酸含量高,富含 B族維生素,還有豐富的酶系和多種經(jīng)濟價值很高的生理活性物質(zhì)。因酵母屬于簡單的單細胞真核生物,易于培養(yǎng),且生長迅速,被廣泛用于現(xiàn)代生物學(xué)研究中。菌體維生素、蛋白質(zhì)含量高,可作食用、藥用和飼料酵母,還可以從其中提取細胞色素 C、核酸、谷胱甘肽、凝血質(zhì)、輔酶 A和三磷酸腺苷等。 工業(yè)上用的酵母菌有: 啤酒酵母 ( Saccharomyces cerevisiae)、假絲酵母 (Candida)、類酵母 (Saccharomycodes)等,用于釀酒 (Brewing)、制造面包、制造低凝固點石油、生產(chǎn)脂肪酶( lipase),以及生產(chǎn)可食用、藥用和飼料用酵母菌體蛋白等。芽長大的同時母細胞縮小,在母子細胞間形成隔膜,最后形成同樣大小的兩個細胞。 酵母菌大多為腐生,常以單個細胞存在,以發(fā)芽形式進行繁殖。 ? 酵母菌( yeast) 酵母菌為單細胞真核生物( unicellular eukaryote),在自然界 中普遍存在,主要分布于含糖質(zhì)較多的的酸性環(huán)境中,如水果、蔬菜、花蜜( nectar)和植物葉子上,以及果園土壤中。在遺傳學(xué)研究中應(yīng)用廣泛,對此菌的嘌呤核苷酸的合成途徑與其調(diào)節(jié)機制研究較清楚。需氧菌。革蘭氏陽性菌,芽孢 ~ ~ ,橢圓到柱狀,位于菌體中央或稍偏,芽孢形成后菌體不膨大。單個細胞 ~ 2~ 3微米,著色均勻。核苷酸酶的菌種。 齲齒 活動狀態(tài)與唾液乳酸液桿菌計數(shù)之間有明確的相互關(guān)系。腸道乳酸桿菌可分解糖產(chǎn)酸,抑制致病菌及腐敗菌的繁殖, 乳酶生 即由活的乳酸桿菌制成,可治療消化及腹瀉。存在廣泛。 常用的細菌 大腸桿菌 應(yīng)用:對谷氨酸定量分析,生產(chǎn)天冬氨酸、蘇氨酸、纈氨酸。 細胞生長時 ,環(huán)狀染色體( chromosome)被復(fù)制,細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)等組分同時增加一倍,然后在細胞中部產(chǎn)生一橫段間隔,染色體被分開,繼而間隔分裂形成兩個相同的子細胞。 在工業(yè)生產(chǎn)中常用的微生物主要有 細菌、酵母菌、霉菌和放線菌。 微生物的代謝產(chǎn)物據(jù)統(tǒng)計已超過一千三百多種,而大規(guī)模生產(chǎn)的不超過一百多種; 微生物酶有近千種,而在工業(yè)上利用的不過四五十種。 盡管如此,目前人們對微生物的認識還是十分不夠的。 使用重組 DNA技術(shù)改造的菌株 目前育種總趨勢 從野生菌轉(zhuǎn)向變異菌 自然選育轉(zhuǎn)向代謝育種 從誘發(fā)基因突變轉(zhuǎn)向基因重組的定向育種 。 對野生菌株進行人工誘變,得到突變株才能被利用。第二章 菌種來源,生物活性物質(zhì)的篩選和菌種保藏 第一節(jié) 菌種來源 微生物的特性及工業(yè)微生物的要求 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物和無機物滿足自身 的生長 ? 有些微生物能進行復(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 ? 遺傳性能要相對穩(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 一、工業(yè)生產(chǎn)常用的微生物 * 從自然界中分離出來就能被利用; 工業(yè)生產(chǎn)常用的微生物 菌種來源 工業(yè)菌種種類? 產(chǎn)物? 由于發(fā)酵工程本身的發(fā)展以及遺傳工程的介入, 藻類( alga)、病毒( virus) 等也正在逐步地變?yōu)楣I(yè)生產(chǎn)用的生物。已經(jīng)初步研究的不超過自然界微生物總量的 10%左右??梢姖摿κ呛艽蟮摹? 工業(yè)生產(chǎn)常用的細菌有 枯草芽孢桿菌 (Bacillus subtilis) 乳酸桿菌 (Lactobacillus lactics) 醋酸桿菌 (Acetobacter) 棒狀桿菌 (Corynebacterium) 短桿菌 (Brevibacterium) 用于生產(chǎn): 生產(chǎn)淀粉酶 (amylase) 蛋白酶( proteinase) 乳酸 (lactic acid) 醋酸 (acetic acid) 氨基酸 (amino acid) 肌苷酸 (inosinic acid) ? 細菌( bacteria): 屬于單細胞原核生物( unicellular prokaryote), 以典型的二分分裂 (binary)方式繁殖。 如間隔不完全分裂就形成鏈狀細胞。 乳酸桿菌 應(yīng)用:乳酸、干酪、奶子酒、發(fā)面、 泡菜、酸奶等的制作 ? 乳桿菌屬乳酸桿菌科,因發(fā)酵糖產(chǎn)生大量乳酸而命名。嗜酸性,最適~ ,~ 存,在無芽胞桿菌中其耐酸力最強。 酸牛奶 中的乳酸桿菌也有抑制腸道致病菌的作用。 ? 枯草芽孢桿菌 ? 應(yīng)用: α淀粉酶和中性蛋白酶的重要生產(chǎn)菌;有的菌株具有強烈降解核苷酸的酶系,故常作選育核苷生產(chǎn)菌的親株或制取 539。 枯草芽孢桿菌,是芽孢桿菌屬的一種。無莢膜,周生鞭毛,能運動。菌落表面粗糙不透明,污白色或微黃色,在液體培養(yǎng)基中生長時,常形成皺醭??衫玫鞍踪|(zhì)、多種糖及淀粉,分解色氨酸形成吲哚。廣泛分布在土壤及腐敗的有機物中,易在枯草浸汁中繁殖,故名。石油酵母(petroleum yeast)較多地分布在油田周圍的土壤中。母細胞體積長到一定程度時就開始發(fā)芽。 如果子芽不與母細胞脫離就形成鏈狀細胞,稱為假菌絲 (pseudomycelium)。 真核細胞結(jié)構(gòu)示意圖 種類:酒精酵母、啤酒酵母、假絲
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