发酵工程第二章发酵工业微生物菌种.ppt

1、发酵工程 F Fe er rm me en nt ta at ti io on n E En ng gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化学化工学院第二章第二章 发酵工业微生物菌种发酵工业微生物菌种制备原理与技术制备原理与技术发酵工程 F Fe er rm me en nt ta at ti io on n E En ng gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化学化工学院第第 二二 章章第一第一节 发酵工酵工业微生物菌种的微生物菌种的选育育第二第二节 工工业微生物种子的微生物种子的扩大培养大培养第三第三节 种子培养基及其制种子培养基及其制备发酵工程

2、F Fe er rm me en nt ta at ti io on n E En ng gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化学化工学院第一节第一节 发酵工业微生物菌种的选发酵工业微生物菌种的选育育1工工业微生物的特点微生物的特点2发酵工酵工业常用微生物菌种及要求常用微生物菌种及要求3发酵工酵工业微生物菌种的分离和微生物菌种的分离和选育育4发酵工酵工业微生物菌种的退化、复壮与保藏微生物菌种的退化、复壮与保藏发酵工程 F Fe er rm me en nt ta at ti io on n E En ng gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化学化工

3、学院一、工业微生物的特点一、工业微生物的特点我我们把用于把用于发酵工酵工业的微生物也叫做工的微生物也叫做工业微生物。微生物。工工业微生物具微生物具备个体小、种个体小、种类多、繁殖快、分布多、繁殖快、分布广、代广、代谢强和易和易变异等特点。异等特点。发酵工程是以微生物的生命活酵工程是以微生物的生命活动为中心的，各种中心的，各种发酵生酵生产都必都必须有相有相应的微生物。的微生物。所以微生物所以微生物对于于发酵酵过程就十分重要。程就十分重要。发酵工程 F Fe er rm me en nt ta at ti io on n E En ng gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化

4、学化工学院发酵工业微生物菌种的选育发酵工业微生物菌种的选育1工工业微生物的特点微生物的特点2发酵工酵工业常用微生物菌种及要求常用微生物菌种及要求3发酵工酵工业微生物菌种的分离和微生物菌种的分离和选育育4发酵工酵工业微生物菌种的退化、复壮与保藏微生物菌种的退化、复壮与保藏发酵工程 F Fe er rm me en nt ta at ti io on n E En ng gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化学化工学院二、发酵工业常用微生物菌种及要求二、发酵工业常用微生物菌种及要求l微生物菌种能否微生物菌种能否满足工足工业生生产的的实际需求，是否需求，是否有工有工业生生产价价

5、值是极是极为重要的。重要的。1.发酵工酵工业对菌种的要求：菌种的要求：能在廉价原料制能在廉价原料制备的培养基上迅速的生的培养基上迅速的生长并生成并生成所需的代所需的代谢产物，而且物，而且产量高；量高；培养条件易于控制；培养条件易于控制；生生长迅速，迅速，发酵周期短；酵周期短；满足代足代谢控制的要求；控制的要求；发酵工程 F Fe er rm me en nt ta at ti io on n E En ng gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化学化工学院发酵工业对菌种的要求发酵工业对菌种的要求抗噬菌体和抗噬菌体和杂菌的能力菌的能力强；遗传性状性状稳定，不易定，不易变异退

6、化；异退化；在在发酵酵过程中程中产生的泡沫要少，生的泡沫要少，这对提高装料系提高装料系数、提高数、提高单产量、降低成本有重要意量、降低成本有重要意义；对需要添加的前体物需要添加的前体物质有耐受能力，并且不能将有耐受能力，并且不能将这些前体作些前体作为一般碳源使用；一般碳源使用；不是病原菌，而且在系不是病原菌，而且在系统发育上与病原菌无关，育上与病原菌无关，不不产生任何有害的生物活性物生任何有害的生物活性物质。l具具备以上条件的微生物才能保以上条件的微生物才能保证发酵酵产品的品的质量量和和产量。量。发酵工程 F Fe er rm me en nt ta at ti io on n E En ng

7、 gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化学化工学院二、发酵工业常用微生物菌种及要求二、发酵工业常用微生物菌种及要求l不是所有的微生物都能用于不是所有的微生物都能用于发酵工酵工业，目前工，目前工业上能利用的微生物菌种只有区区数百种。上能利用的微生物菌种只有区区数百种。2.工工业上常用的微生物菌种：上常用的微生物菌种：细菌：菌：bacteria 工工业上常用的有枯草芽上常用的有枯草芽孢杆菌、杆菌、醋酸杆菌、乳酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等，用醋酸杆菌、乳酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等，用于生于生产酶制制剂、乳酸、醋酸等。、乳酸、醋酸等。酵母菌酵母菌 yeast 工工业上常用的酵母菌有

8、啤酒酵母、上常用的酵母菌有啤酒酵母、假假丝酵母、酵母、类酵母等，用于酵母等，用于酿酒、制造面包、酒、制造面包、酶制制剂和生和生产菌体蛋白。菌体蛋白。发酵工程 F Fe er rm me en nt ta at ti io on n E En ng gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化学化工学院工业上常用的微生物菌种工业上常用的微生物菌种霉菌：霉菌：mould 工工业上常用的霉菌有根霉、毛霉、上常用的霉菌有根霉、毛霉、红曲霉、青霉等，主要生曲霉、青霉等，主要生产酶制制剂、抗生素、有、抗生素、有机酸和甾体激素等。机酸和甾体激素等。放放线菌：菌：actinomycetes 工

9、工业上常用的有上常用的有链霉霉菌属、小菌属、小单胞菌属和胞菌属和诺卡菌属，主要用于生卡菌属，主要用于生产多多种抗生素。种抗生素。担子菌：担子菌：basidiomycetes 即常即常说的蕈菌，主的蕈菌，主要用于生要用于生产多糖、多糖、药物开物开发。藻藻类：alga 工工业上常用的藻上常用的藻类有螺旋藻、有螺旋藻、单烈烈藻等，主要用于生藻等，主要用于生产食品，替代能源等。食品，替代能源等。发酵工程 F Fe er rm me en nt ta at ti io on n E En ng gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化学化工学院发酵工业微生物菌种的选育发酵工业微生物菌

10、种的选育1工工业微生物的特点微生物的特点2发酵工酵工业常用微生物菌种及要求常用微生物菌种及要求3发酵工酵工业微生物菌种的分离和微生物菌种的分离和选育育4发酵工酵工业微生物菌种的退化、复壮与保藏微生物菌种的退化、复壮与保藏发酵工程 F Fe er rm me en nt ta at ti io on n E En ng gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化学化工学院三、发酵工业微生物菌种的三、发酵工业微生物菌种的分离和选育分离和选育工工业生生产使用的菌种，有两种来源：根据使用的菌种，有两种来源：根据资料直料直接向有科研接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部位、高等院校

11、、工厂或菌种保藏部门索取或索取或购买；从大自然中分离；从大自然中分离筛选新的微生物新的微生物菌种。菌种。对于从自然界中分离于从自然界中分离筛选新的微生物菌种，必新的微生物菌种，必须制定相制定相应的策略，才能保的策略，才能保证好的好的结果。果。发酵工程 F Fe er rm me en nt ta at ti io on n E En ng gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化学化工学院三、发酵工业微生物菌种的三、发酵工业微生物菌种的分离和选育分离和选育（一）微生物菌种的分离（一）微生物菌种的分离（二）微生物菌种的（二）微生物菌种的选育育发酵工程 F Fe er rm m

12、e en nt ta at ti io on n E En ng gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化学化工学院（一）微生物菌种的分离（一）微生物菌种的分离自然界自然界获得的微生物得的微生物样品通常都是品通常都是许多种微生物多种微生物共存，必共存，必须把目把目标菌种与菌种与杂菌分开，才能用于生菌分开，才能用于生产。目前。目前进行微生物分离的方法主要包括两个：行微生物分离的方法主要包括两个：1.施加施加选择性性压力分离法力分离法2.随机分离法随机分离法n这两种方法都是两种方法都是针对菌种从菌种从样品中分离所采用的品中分离所采用的方法，方法，实际发酵工酵工业上菌种分离的步上

13、菌种分离的步骤要有很多要有很多步步骤。发酵工程 F Fe er rm me en nt ta at ti io on n E En ng gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化学化工学院新种分离与筛选的步骤新种分离与筛选的步骤定定方方案案：首首先先要要查阅资料料，了了解解所所需需菌菌种种的的生生长培养特性。培养特性。采采样：有有针对性地采集性地采集样品。品。增增殖殖：人人为的的通通过控控制制养养分分或或培培养养条条件件，使使所所需需菌种增殖培养后，在数量上占菌种增殖培养后，在数量上占优势。分离：分离：利用分离技利用分离技术得到得到纯种。种。发酵酵性性能能测定定：进行行生生

14、产性性能能测定定。这些些特特性性包包括括形形态、培培养养特特征征、营养养要要求求、生生理理生生化化特特性性、发酵酵周周期期、产品品品品种种和和产量量、耐耐受受最最高高温温度度、生生长和和发酵最适温度、最适酵最适温度、最适pHpH值、提取工、提取工艺等。等。发酵工程 F Fe er rm me en nt ta at ti io on n E En ng gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化学化工学院从从自自然然界界中中分分离离培培养养微微生生物物是是菌菌种种选育育的的重重要要和和基基础的的步步骤。到到目目前前为止止，还没没有有一一种种分分离离培培养养方方法法能能揭揭示示

15、一一个个试样中所包含的所有微生物中所包含的所有微生物总数和种数和种类。在在任任一一试样中中所所存存在在的的微微生生物物仅为极极少少数数特特定定种种类的的菌菌株株；在在工工业微微生生物物筛选过程程中中，应及及时调整整检测方方法法，以与各种不同以与各种不同类型的生型的生长和代和代谢之微生物相适之微生物相适应。因因此此，建建立立更更为科科学学的的和和针对性性不不强的的分分离离方方法法是是必必要要的。的。新种分离与筛选的步骤新种分离与筛选的步骤发酵工程 F Fe er rm me en nt ta at ti io on n E En ng gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化

16、学化工学院（一）采一）采样1、采、采样对象象 以以采采集集土土壤壤为主主。一一般般园园田田土土和和耕耕作作过的的沼沼泽土土中中，以以细菌菌和和放放线菌菌为主主；富富含含碳碳水水化化合合物物的的土土壤壤和和沼沼泽地地中中，酵酵母母和和霉霉菌菌较多多，如如一一些些野野果果生生长区区和和果果园园内内。采采样的的对象象也也可可以以是是植植物物，腐腐败物品，某些水域等。物品，某些水域等。新种分离与筛选的步骤新种分离与筛选的步骤发酵工程 F Fe er rm me en nt ta at ti io on n E En ng gi in ne ee er ri in ng g 李先磊化学化工学院（一）采（一）采样2、采、采样季季节：以温度适中，雨量不多的秋初：以温度适中，雨量不多的秋初为好。好。3、采采土土方方式式：在在选好好适适当当地地点点后后，用用小小铲子子除除去去表表土土，取取离离地地面面5-15cm处的的土土约10g，盛盛入入清清洁的的牛牛皮皮纸袋袋或或塑塑料料袋袋中中，扎扎好好，标记，记录采采样时间、地地点点、环境境条条件件等等，以以备查考考。为了了使使土土样中中微微生生物物的的数数量量