微生物工程概论.docx
《微生物工程概论.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微生物工程概论.docx（41页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
微生物工程概论
第二章工业微生物生产菌种
微生物工程的工业化生产水平由三个要素所决定：
生产菌种的性能、发酵及提纯工艺条件和生产设备。
其中优良菌种的选择性使用是最重要、最关键的第一步，工业化生产所有的菌种，最初都是源自于自然界、诸如土地、空气、江、河、海、湖等等各种自然环境。
这一章的目的，是要研究如何才能筛选到具有所需生物特性的新菌种，其筛选的关键在于，一是微生物标本材料的采集，二是筛选的方法和措施。
微生物菌种的筛选，通过大量的实验和科学研究，发明创造了许多行之有效的筛选有用菌的方法和措施。
2-1工业微生物菌种
工业微生物菌种包括细菌、放线菌、霉菌（丝状真菌）和酵母菌四大类。
现分别简述如下。
2.2.1细菌
细菌是单细胞原核微生物，有球状，杆状和螺旋状三种基本形态。
球菌有单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌、链球菌和葡萄球菌等形态；杆菌多数为分散的单杆菌，也有锭状杆菌。
不同种的细菌．大小甚为悬殊，大约在0.5
至20
之间，一般为l~10
。
除滑动性粘细菌外，能够活动的细菌都长有鞭毛、着生于细胞质膜的生毛体上。
内生孢子，又称芽孢，是某些细菌生长到一定阶段所形成的休眠体。
芽孢对各种不良环境，如高温、干燥、辐射、酸和其他化学物质等，有很强的抵抗能力。
微生物工业上常用的细菌多数为杆菌，主要分属于极毛杆菌科、乳酸杆菌科、芽孢杆菌科、肠杆菌科等四个杆菌科和一个小球菌科。
发酵工业中常用的细菌主要是杆菌：
⑴醋杆菌属（Acetobacter）：
醋杆菌是产醋酸的菌种，它有两种类型的鞭毛，一群是周生鞭毛细苗，可将醋酸进—步氧化成C2O和H2O；另一端是极生鞭毛，不能进一步氧化醋酸。
二者都是革兰氏阴性仟菌。
培养的醋杆菌时，需要含糖和酵母膏的培养基，在肉汤蛋白胨培养基上生长不良。
一般氧化法制醋所用的醋杆菌有醋化醋杆菌（Acetabateraceti）、巴氏醋杆菌（Acetobacterpasteurianus）、许氏醋杆菌（Acetobacterschutzenbachii）等。
弱氧化醋杆菌（Acetobactersuboxydans）可用于制造山梨糠、5-酮葡萄糖酸、酒石酸等，发酵适温为30℃。
⑵乳杆菌属（Lactobacillus）：
乳杆菌是微好氧或厌氧的细菌，革兰氏染色阳性，营养要求严格，在常见的细菌中属较难培养的。
一般最好用厌氧培养．在95％氮气+5％C02的条件下培养为宜；培养基中要有生长素和糖，一般用酵母膏和葡萄糖，或麦芽糖。
德氏乳杆菌（Lactobacillusdelbruekii）可发酵葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、果糖、半乳糖和糊精等，但不发酵乳糖．能产生1．6％的左旋乳酸．最适温度为45℃．此菌在乳酸和乳酸钙制造业中应用甚广；链球菌属（Streptococcuss）、片球菌属（Pediococcus）、串珠菌属（Leuconostoc）等亦属重要的乳酸菌，它们是革兰氏染色阳性、不运动、兼性需氧菌。
乳酸为多种酿造食品的成分，乳酸菌与食品工业的关系非常密切。
⑶芽孢杆菌属（Bacillus）：
是—群需氧、有孢子的杆状细菌，枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）是本属中最主要的菌种，革兰氏染色阳性，它可以生产α-淀粉酶、蛋白酶、
-核苷酸酶等，经过人工诱变后可以获得各种营养缺陷型变异菌株、用来生产肌苷、鸟苷等核苷：
枯草杆菌Bf7658是生产α-淀粉酶的主要菌种；枯草杆菌As1．398为生产中性蛋白酶的主要菌种.
⑷梭菌属（Clostridium）：
可形成梭形孢子的厌氧菌，存在于土壤中。
例如．丙酮丁醇梭菌（Clostridiumacetobutyliuni），革兰氏染色阳性．可转为阴性，专性厌氧、—般生产上多用玉米粉为原料来生产丙酮丁醇，是工业发酵的重要菌种，生长适温37℃，发酵适温30～32℃，最适pH6．0～7．0。
⑸大肠杆菌（Escherichiacoli）：
革兰氏染色阴性、无孢子的杆菌，在动物肠中形成细菌群。
如食品中有此细菌存在，则此食品有污染动物排泄物的可能，因此它作为公共卫生上的重要指标。
工业上利用人肠杆菌的谷氢酸脱羧酶，进行谷氨酸定量分析、还可利用大肠杆菌制取天冬氨酸、苏氨酸和缬氨酸。
医药方面用大肠杆菌制造治疗白血病的天冬酰氨酶。
近年来利用大肠杆菌作为基因克隆的受体在基因工程中尤为普遍。
⑹产氨短杆菌（Brevibacteriumammoniagenes）：
属短杆菌属，细胞呈杆状，圆端，单生。
无荚膜，不运动，革兰氏染色阳性。
不液化明胶，石蕊牛奶微碱，不产吲哚，还原硝酸钠，不水解淀粉，分解尿素产氨。
好氧或兼性厌氧。
为氨基酸、核苷酸工业生产中常用的一个菌种，也是酶法合成生产辅酶A的菌种。
⑺北京棒杆菌（Corynebacteriumpekinese）：
细胞为短杆或小棒状，两端纯圆，不分枝，单个或呈“八”字排列。
革兰氏染色阳性。
无芽孢，不运动。
能使葡萄糖、麦芽糖、蔗糖迅速产酸；能使糊精、半乳糖及木糖弱产酸，但均不产气。
生长需生物素，硫胺素能促进其生长。
过氧化氢酶阳性。
好氧、兼性厌氧。
26～27℃生长良好，41℃生长弱，热死温度55℃。
此菌为谷氨酸生产菌。
2.2.2放线菌
多数放线菌是纤细的丝状细菌，革蓝氏阳性，其大小与细菌相近，形态却象真菌。
大多具有顶端生长，以二叉分枝方式形成交织菌丝体，并有分生胞子产生。
这些特点也与真菌相似。
有的放线菌的菌丝体断裂，成为杆菌状或球菌状细胞。
在琼脂培养基上，放线菌的孢子发芽长出1~3个芽管，芽管延伸分枝，长成潜伸进培养基内和匍伏在培养基表面的基质菌丝，由基质菌丝可长出飘在空中的气生菌丝和孢子丝，产生孢子，这样就完成了一个生活周期。
放线菌的基质菌丝一般无隔，多核，直径约为0.5~1.0
。
菌丝呈红、黄、蓝、白、灰等多种颜色，并产生多种不同色泽的水溶性或脂活性色素。
水溶性色素分泌入培养基内，使其着有鲜艳的色泽。
每一菌种产生的色素比较稳定，有特异性，但色素的产生与培养基成分有密切关系。
气生菌丝比基质菌丝粗两倍左右，具有疏水性，菌丝外常裹有特殊的表面鞘膜。
气生菌丝住往盖满菌落表面，外观呈棉紫状、粉状或颗粒状。
孢子丝和气生菌丝一样是气生的。
链霉菌属的孢子多为外生和串生，主要以细胞核凝聚再出现中隔的凝聚分裂方式来形成孢子。
孢子丝形状和着生方式千姿百态，极为多样化，有直形、波曲形和螺旋形等形态。
其着生方式有互生、丛生和轮生。
链霉菌的孢子形状、表面结构和颜色多种多样。
孢子形状有球形、椭圆形、杆形、柱形和瓜子形等。
除光滑状孢子外，孢子表面有不同形状的附加物，有的孢子表面呈瘤状、刺状或毛发状。
放线菌最大的经济价值是产生能抑制其他微生物生长的抗生素，如链霉素、土霉素、金霉素、卡那霉素、争光霉素、春雷霉素、灭瘟素等。
据统计，到目前为止，从自然界中发现和分离了5500种以上的抗生素，其个4400多种为放线菌产生，用于临床和工农林业生产上的约百来种。
不同的放线菌所产生的抗生素对其他微生物的抑制作用是有选择性的。
有的放线菌可用来生产维生素和酶制剂，此外放线茵在甾体转化、石油脱蜡、烃类发酵、污水处理等方面也有所应用。
⑴链霉菌属（Streptomyces）：
自1942年Waksman发现灰色链霉菌（Streptomycesgrisecus）产生链霉素以来，相继发现许多链霉菌能产生抗生素，例如：
金霉素链霉菌（Str.aureofaciens）（金霉素）、龟裂链霉菌（Str.rimosus）（土霉素）、委内瑞拉链霉菌（Str.venezuelae）（氯霉素）、卡那霉素链霉菌〔Str.kanamyceticus）（卡那霉素）、红霉素链霉菌（Str.erythraeus）（红霉素）、轮枝链霉菌（Str.verticillus）等。
有许多链霉菌可以生产葡萄糖异构酶，例如密苏里游动放线菌（Actinoplanesmissouriesis）便是很好的葡萄糖异构酶产生菌。
⑵小单孢菌属（Micromonospora）：
菌丝体纤细0.3～0.6
，不形成气生菌丝体，只在基内菌丝体上长出孢子梗，顶端着生一个球形、椭圆形或长圆形的孢子。
菌落时常染为黄橙色、红色、深褐色、黑色或蓝色，此属是产生抗生素较多的—个属，据不完全统计，产抗生素的有30多种，如绛红小单孢菌（M.purpurea）和棘孢小单孢菌（M.echinospora），都产生庆大霉素。
⑶诺卡氏菌属（Norcardia）：
基丝较链霉素纤细，0.2～0.6
，有横隔裂断，一般无气丝，基丝培养十几个小时形成横隔，并断裂成杆状或球状孢子。
菌落较小，其边缘多呈树根毛状。
主要分布于土壤中。
有些种能产生抗生素如利福霉素、蚁霉素等。
⑷孢囊链霉菌素（Streptosporangium）：
孢囊孢子无鞭毛，气丝的孢子丝盘卷成球形孢囊。
其孢囊有两层壁，外壁较厚，内壁系薄膜、孢囊里形成孢囊孢子。
这类菌可产生不少抗生素，如可抑制细菌、病毒和肿瘤的多霉素等。
2.2.3霉菌（丝状真菌）
霉菌是一群丝状真菌，包括藻状菌类（Phycomycetes）、子囊菌类（Ascomycetes）、担子菌（Basidiomycetes）、不完全菌（FungiImperfecti）四大类。
按照发酵工业的一般习惯，把酵母从真菌中分出去，另列一类。
霉菌的孢子在适宜的环境下萌发，生出一个至多个芽管。
芽管伸展分枝，形成交织的菌丝体。
菌丝的平均宽度为3~10微米，比细菌或放线菌要粗上几倍至几十倍。
霉菌的菌丝体与放线菌相似，系由基质菌丝和气生菌丝组成。
有的霉菌，如根霉有分化的假根伸入培养基内。
在基质菌丝上，可长出伸展在空气中的气生菌丝，由气生菌丝再生出各种孢子。
霉菌在微生物界中是比较高等的，其孢子形成方式，孢子所形成的器官和孢子的形状，都是很多样的。
在特定条件下，很多霉菌进行有性繁殖，产生有性孢子。
这些有性繁殖方式又各不相同。
低等霉菌的营养菌丝，多数是通过分化的特殊细胞结合，产生有性孢子。
霉菌的细胞壁可以被蜗牛的消化液所消化，而生成原生质体。
无细胞壁的原生质体在遗传学研究和育种实践中均有重要用途。
据说蜗牛消化液内含有葡聚糖酶、几丁质酶和甘露糖酶等多种酶系统。
霉菌的孢子种类很多，无性繁殖的有厚垣孢子、节孢子、分生孢子和孢囊孢子等。
有性繁殖的有卵孢子、接合孢子和子囊孢子等类型。
在发酵工业上，霉菌孢子除供制备种子和保藏菌种之外，近年来又发展了转化有机化合物的新用途。
采用未发芽的孢子来转化有机化合物，具有操作简单和副产品少的优点。
原来是用固体培养产生孢子的，后来研究了沉没培养下产生大量孢子的条件，在深层培养的发酵罐装备条件下，大量繁殖孢子获得成功，又给孢子利用的工业化开辟了广阔道路。
霉菌孢子是单核或多核的．有内外两层膜包围着。
孢子外膜有光滑、凹形、粗粒状或刺状等多种形态。
工业上最常用的霉菌以曲菌属及青霉属为主，其他还有根霉属、红曲霉属等。
⑴曲霉属（Aspergillus）：
曲霉菌在发酵工业、医药工业、食品工业和粮食贮藏等方面均有重要作用。
其菌丝体由其横隔的分枝菌丝构成，通常是无色的，老熟时渐变为浅黄色至褐色。
分生孢子梗从特化了的菌丝细胞生出，顶端膨大成顶囊。
顶囊表向生辐射状小梗，小梗单层或双层、顶端分生孢子串生。
黑曲霉（Asp.niger）可用来生产酸性蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶等，它的变异菌株可产生柠檬酸、葡萄糖酸、草酸及抗坏血酸。
米曲霉（Asp.oryzae），培养适温37℃、含多种酶类，糖化型淀粉酶（淀粉1，4-葡萄糖苷酶）和蛋白酶都较强．主要酿酒的糖化曲和酱油生产用的酱油曲。
黄曲霉（Asp.flavus）．培养适温37℃，产生液化型淀粉酶（α-淀粉酶）较黑曲霉强，蛋白质分解能力次于米根霉，黄曲霉中的某些菌系能产生黄曲霹毒素、特别在花生或花生饼粕上易于形成、能引起家禽、家畜严重中毒以至死亡，黄曲霉毒素还有致癌作用：
⑵青霉属（Penicillium）：
桔子及其他食品常发现绿色斑点，即为青霉的污染，自1929年英国Fleming首先发现有青霉菌可以生产青霉素．—些典型青霉素菌遂闻名于世。
产黄青霉（Pen.chrysogenvm）、大多数菌系渗出液很多。
聚成醒目的淡黄色至柠檬黄色的大滴、此菌能产生多种酶类及有机酸．自工业生产上主要用于生产青霉素，并用以生产葡萄糖氧化酶或葡萄糖酸、柠檬酸和抗坏血酸。
青霉素发酵中的菌丝废料含有丰富的蛋白质、矿物质和B类维生素、可做为家禽家畜的代饲料。
桔青霉（Pen.citrinum）、大多数菌系为绒状。
有些呈絮状，培养基黄色至橙色或带粉红色，渗出液淡黄色，可产生桔霉素，也能产生脂肪酶、葡萄糖氧化酶和凝乳酶．有些菌系能产生核酸酶P1（即5-磷酸二脂酶）用于降解核糖核酸为四个单核苷酸，
在核酸工业上是很重要的菌种。
类地青霉（Pen.roqueforti）：
此菌具有分解油脂和蛋白质的能力，可用于制造干酪，其菌丝含有多种氨基酸、主要是天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸等，该菌孢子能将甘油三酸酯氧化为甲基酮。
展开青霉（Pen.patulum），主要用以生产灰黄霉素。
⑶根霉属（Rhizopus）：
根霉在培养基上或自然物质上生长时，由营养菌丝体产生匍匐枝，匍匐枝的节间生长着特有的假根。
根霉的用途很广，其淀粉酶的活力很高，酿酒工业上多用它作淀粉质原料酿酒的糖化菌。
根霉能产生有机酸，如反丁烯二酸、乳酸、琥珀酸等，还能产生芳香的酯类物质，根霉亦是转化甾族化合物的重要菌类。
黑根霉（R.nigricans.）亦名匍枝根霉，菌落初期白色，老熟后灰褐色至黑褐色，匍匐枝爬行，无色，假根非常发达，棕褐色，生长适温为30℃，37℃不能生长；有酒精发酵能力，但很弱；能产生反丁烯二酸、能产生果胶酶，常引起果实的腐烂和甘薯的软腐。
另外，黑根霉是微生物转化甾族化合物的重要真菌。
米根霉（R.oryzae），此菌在我国酒药和酒曲中常见到。
菌落疏松或稠密，最初白色后变为灰褐色到黑褐色；匍匐枝爬行，无色；假根发达，褐色；发育温度30～35℃，最适温度为37℃，41℃亦能生长。
此菌有淀粉糖化、蔗糖转化等性能，能产生乳酸、反丁烯二酸及微量的酒精。
产L（+）乳酸量最强，达70％左右。
华根霉（R.chinensis），此菌多出现在我国酒药和酒曲中．耐高温，能在45℃下生长。
菌落疏松或稠密，初期白色后变为褐色或黄褐色，假根不发达，发育温度15～45℃，最适温度为30℃.此菌淀粉液化能力强，有溶胶性，能产生酒精、芳香脂类、左旋乳酸及反丁烯二酸，能转化甾类化合物。
无根根霉（R。
arrhizus），此菌对温度适应范围同米根霉。
菌落最初白色，后褐色，匍匐枝分化不明显，假根极不发达。
此菌能产生乳酸、反丁烯二酸、脂肪酶，发酵豆类和谷类食品，转化甾类化合物等。
⑷红曲霉属（Monascus）：
菌丝呈红色以至紫色，可由我国南方红曲中分离得到。
生长温度范围为26～42℃，最适温度32～35℃，最适pH为3．5～5．0。
红曲霉能产生淀粉酶、麦芽糖酶、蛋白酶及柠檬酸、琥珀酸、乙醇、麦角甾醇等。
有些菌种能产生红曲霉红素和红曲霉黄素。
例如；紫色曲雷（Monascuspurpursus）等可用以生产食用红色色素。
此外，还有毛霉属、木霉属、地霉属、假囊霉属、日本根霉、河内根霉、雪白根霉及爪哇根霉等也常用于发酵工业。
2.2.4酵母菌
酵母菌是很杂的一类真菌，在真菌分类系统中，分属于于囊菌钢、担子菌钢和不完全菌纲。
在DNA分子中G-C碱基对组分所占百分率范围很宽，在20~70%之间。
这一点能充分表明：
这一群形态相似的酵母菌，在分类系统上是异源的。
假丝酵母的细胞能联结成为假菌丝，阿氏假囊酵母能产生真菌丝，除这两个菌种和裂殖酵母外，其他酵母菌几乎都是出芽生殖的单细胞微生物，并无产生菌丝的能力。
菌体一般呈卵圆形、圆形成圆柱形。
细胞大小约为1~5×5~30
。
酵母细胞结构与其他真核微生物差别不大。
有些酵母种类的细胞中，贮存大量脂肪、蛋白质或多糖。
其中有些品种的脂肪合量或蛋白质含量可以达到其细胞干重的50%以上。
多数酵母菌菌落的外观与细菌菌落相似，但较大而且厚，表面光滑、湿润而拈稠，如用接种针一碰，就容易把菌落挑起。
许多酵母在固体培养基上，可形成具有特定形状的巨大菌落。
这些巨大菌落形状和特点是鉴别种属的重要特征。
酵母菌的生殖方式分为有性生殖（形成子囊孢子）和无性生殖（芽殖或裂殖）二种。
它的生活史也很复杂。
实现出芽的细胞，其核的倍性并不相同，单倍体和双倍体的营养细胞，均能进行无性出芽生殖。
有的酵母菌在某些条件下，进行有性生殖。
子囊孢子或营养细胞双双结合，形成子囊，其中一般含有四个子囊孢子。
工业上最常用的酵母是酵母属（Saccharomyces）和假丝酵母属（（Candida）。
前者可用于生产酒精、啤酒、白酒、葡萄酒和各种果酒。
后者中的产阮假丝酵母的蛋白质和维生素含量均比较高，可用以生产供人畜食用的蛋白质；解脂假丝酵母则能利用正烷烃，使石油发酵脱蜡，并且生产柠檬酸和脂肪酸。
⑴酵母属：
最常用的是啤酒酵母（Saccharomycescerevisiae）．其分布在各种水果的表皮、发酵的果汁、土壤（尤其是果园土）和酒曲中。
啤酒酵母是酿造啤酒典型的上面发酵酵母，除了酿造啤酒、酒精及其他饮料酒外，又可发酵制面包。
菌体的维生索、蛋白质含量高，可作食用、药用和饲料酵母，又可提取核酸、麦角固醇、谷胱甘肽、细胞色素c、凝血质、辅酶A及三磷酸腺苷等。
它的转化酶可用于转化糖和巧克力的生产。
在维生素的微生物测定中，常用啤酒酵母测定生物素、泛酸、硫胺素、吡哆醇、肌醇等。
⑵裂殖酵母属（Schizosaccharomyces）：
广泛分布于热带地区。
由非洲本地人饮用的粟酒中分离出的粟酒裂殖酵母（Schizosaccharomycespombe），发酵最适温度为37℃．可发酵糊精及菌粉。
⑶假丝酵母属：
细胞圆形、卵形或长形，无性繁殖为多边芽殖，形成假菌丝，也有真菌丝。
很多种类有酒精发酵能力，有的种能利用农副产品或碳氢化合物生产蛋白质，以供食用或饲料用。
也有的能产脂肪酶，可用于绢纺原料的脱脂。
产朊假丝酵母（Candidautilis）可用以生产饲料酵母，共蛋白质和维生素含量都比啤酒酵母高。
产朊假丝酵母能以尿素和硝酸盐作为氮源，在培养基中不需加任何刺激生长的因子即可生长。
特别重要的是它能利用五碳糖和六碳糖，即能利用造纸工业的业硫酸度液。
还能利用糖蜜、土豆淀粉废液、木材水解液等生产人畜可食用的蛋白质。
解脂假丝酵母（Candidalipolytica）不发酵任何糖．分解脂肪，冻化牛奶，不同化硝酸盐。
从黄油、人造黄油、石油井的油黑土，一般土壤、炼油厂、生产动植物油脂车间等处取样，可分离到解脂假姓酵母。
解脂假丝酵母能发酵煤油等正烷烃，是石油发酵脱蜡和制取蛋白质的较优良的菌种，它同化长链烷烃比其他假丝酵母为好。
热带假丝酵母（Candidatropicalis）氧化烃类能力强．可利用煤油，在正烷烃C7～C14的培养基中。
只同化壬烷。
在含230～290℃石油镏分的培养基中，经22小时后，可得到相当于烃类重量92％的菌体，故为石油蛋白生产的重要酵母，用农副产品和工业废料也可培养热带假丝酵母作饲料。
⑷毕赤酵母属（Pichia）和汉逊酵母属（Hansenula）：
这两属酵母均是产膜酵母，可在液面形成白膜，使液体混浊，消耗酒精，形成酯类，其广布于自然界．是使酿造物变败的有害菌。
毕赤酵母属的细胞具有不同形状，多边芽殖，多数种类可形成假菌丝。
此属酵母对于正癸烷、十六烷的氧化能力较强，日本曾用石油、农副产品或工业废料培养毕赤酵母来生产蛋白质。
另外，毕赤酵母属里的有些种类能产生麦角固醇、苹果酸、磷酸甘露聚糖等。
同时毕赤酵母也是饮料酒类的污染菌。
汉逊酵母属的营养细胞为多边芽殖，细胞圆形、椭圆形、卵形、腊肠形，有假菌丝，也有真菌丝。
此属酵母多能产乙酸乙酯，并可自葡萄糖产生磷酸甘露聚糖，应用于纺织和食品工业。
汉逊酵母大部分的种类能利用酒精为碳源，因此也常是酒类饮料的污染菌。
⑸球拟酵母属（Torulopsis）：
细胞球形、卵形或略长形，多边芽殖，在液体培养基内有沉渣。
此属有一定的经济意义，某些种类能产生不同比例的甘油、赤藓醇。
D-阿拉伯糖醇。
有时还有甘露醇，在适宜的条件下，能将40％葡萄糖转化成多元醇。
此属中还有氧化烃类较好的菌种，在230～290℃石油分镏中培养能得到相当于烃类重量70％的菌体。
⑹红酵母属（Rhodotorula）：
细胞圆形、卵形或长形，多边芽殖，有明显的红色或黄色色素，很多种因生成荚膜而形成粘质状菌落。
红酵母属的菌种均不发酵，但能同化某些糖类，不能用肌醇为唯—碳源，无酒精发酵能力，但有较好产脂肪的能力，从菌体中可提取大量的脂肪。
有的种类对正癸烷、正十六烷及石油有弱氧化作用．并能合成β-胡萝卜素。
2.1.5噬菌体
寄生在细菌和放线菌的一种微生物叫噬菌体。
它是一类比细菌小千百倍而没有细胞结构的细菌病毒，用电子显微镜才能看到。
噬菌体的寄生性具有高度的种属专一性，只有在特异的寄生细胞中才能进行复制和繁殖。
即寄生某一种细菌的噬菌体，不能侵袭另一种细菌，或者至多只能侵袭近缘的种。
噬菌体虽具有遗传、变异、共生、干扰等生命现象，但不能脱离寄主细菌独立进行代谢活动。
噬菌体是病毒的一种，其特点如下：
（1）形体微小，体积比细菌小得多．必须在电子显微镜下才能看到，可以通过细菌过滤器；
（2）没有细胞结构，为非细胞类型。
是一种独特的分子生物，主要由核酸和蛋白质构成；（3）专一性活物寄生，由于噬菌体缺乏独立代谢的酶体系，不能脱离寄主而自行生长繁殖，因而—定要在话体细胞生长、并且对寄主细胞有严格的专一性，即只能在特异性寄主细胞中增殖。
在一些利用细菌和放线菌的发酵工业中，如丙酮丁醇、淀粉酶、肌苷、谷氨酸，以及某些抗生素类如红霉素、杆菌肽等的生产中，其发酵过程都已发现过遭受噬菌休的侵袭。
有时因噬菌体污染造成发酵异常，影响生产，甚至造成停工。
因此，噬菌体研究对发酵工业有很大意义。
多数噬菌体为蝌蚪形，少数则为球形或丝形。
大肠杆菌T品系蝌蚪形噬菌体具有直径约40~100
的多面体头部，长约l00
的尾部。
多数病毒是由蛋白质和核酸组成的大分子，蛋白质组成其外壳，壳内只含有一种核酸：
双链DNA，或单链DNA或RNA，尚未发现有两种核酸并存的病毒。
噬菌休在其生活周期中可分为细胞内和细胞外两相。
在细胞外相阶段，噬菌体以惰性的可感染性颗粒形式存在；细胞内相阶段，噬菌体以可复制的核酸（DNA或RNA）形式存在。
噬菌体个体微小，能够附着于灰尘上，到处飞汤、侵袭，而且繁殖又快，如细菌感染了一个噬菌体，在20~30分钟左右即可释放出上百个新的噬菌体。
因之，发酵生产一旦发生噬菌体污染，短时间内就会出现摇荡现象，而导致发酵异常，产量下降。
噬菌体在寄主细胞中的生长繁殖过程可分为吸附、侵入、增殖、成熟和释放五个阶段。
从噬菌体核酸侵入细胞，直至出现新的噬菌体粒子的一段时间，看不到成形的噬菌体，故称之为潜伏期。
当噬菌体成熟时，即在潜伏期后期，溶解寄主细胞壁的溶解酶逐渐增多，促使细胞裂解，从而释放出大量的子代噬菌体。
例如产谷氨酸的一些细胞，每个细胞平均可以释放10～100个噬菌体，感染φX174的大肠杆菌可释放l000多个φX174：
噬菌休的存在可用固体或液体培养方法予以证明。
固体培养法为：
在固体培养基平皿上接种大量敏感细菌和待检测材料、如果检测细菌中含有噬菌体，经培养后，长满细菌的平皿上就会出现一个个不长菌的空斑，称为噬菌斑。
不同噬菌体所形成的噬菌斑的形状和大小各不相同，可以作为鉴别噬菌体的指标。
液体培养法为：
在生长细菌的混浊肉汤试管中，加入少量合噬菌体的材料，继续培养，则混浊的培养液逐渐转为澄清波，这也可初步证明有噬菌体存在的迹象。
最常用的防治噬菌体的方法有：
①如遇到已证明受到噬菌体污染的发酵罐，在放罐前，必须对罐体内容物及其附属设备、管道等进行彻底灭菌，才可放罐处理。
②生产区域
升级会员 