微生物发酵选育与保藏.pptx

第二章 发酵工业微生物菌种制备原理和技术发酵工业微生物菌种的选育工业微生物种子的扩大培养种子培养基及其制备第一节发酵工业微生物菌种的选育发酵工业常用微生物菌种及要求发酵工业微生物菌种的分离发酵工业微生物菌种的选育发酵工业微生物菌种的退化、复壮与保藏一、发酵工业常用微生物菌种及要求发酵工业用菌种总趋势：1、发酵工业对菌种的要求能在廉价原料制成的简单培养基上迅速生长，并生成所需的代谢产物，且产量高。培养条件易于控制。生长迅速，发酵周期短。满足代谢控制的要求。抗噬菌体和杂菌的能力强。遗传性状稳定，菌种不易变异退化。在发酵过程中产生的泡沫要少。对需要添加的前体物质有耐受能力，并且不能将这些前体物质作为一般碳源利用。菌种不是病原菌，在系统发育上与病原菌无关，不产生任何有害的生物活性（包括抗生素、激素和毒素），以保证产品的安全。2、工业生产常用的微生物菌种细菌酵母菌霉菌放线菌病毒常用的基因工程表达系统原核表达系统：大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等。真核表达系统：酵母菌、黑曲霉中国仓鼠卵巢细胞（CHO细胞）二、发酵工业微生物菌种的分离获得优良生产菌种的途径菌种分离和筛选的一般步骤（一）获得优良生产菌种的途径菌种目录发表论文网络根据资料直接向有关科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从不同生境中取样进行分离和筛选，获得新的菌种；对已有菌种进行遗传育种，从中筛选获得具有优良性状的菌株。 （二）菌种分离和筛选的一般步骤筛选方案选择要点：选择性和灵敏度1、采样土壤水样：河水、湖水、海水、废水等。空气极端生境样品：高温、高压、高盐等生境中的样品。其它：枯树叶，腐败物品，动物体内等。土壤样品的采集每克土壤的含菌量：细菌（108）〉放线菌（107）〉霉菌（106）〉酵母菌（105）〉藻类（104）〉原生动物（103）采样方法样品的采集（1）采样方法位置：除去表层5cm左右的浮土，取5~25cm以下的表土层。取样容器：灭菌塑料袋、牛皮信封、选择性培养基斜面。标签：地点、时间、采集人等。（2）样品的采集土壤有机质含量和通气状况土壤酸碱度和植被状况地理条件南方土壤比北方土壤中的微生物数量和种类都多。季节条件秋季最理想。微生物的营养需求和代谢类型与其生长环境有很大相关性。筛选代谢合成某种化合物的微生物，从大量使用、生产或处理这种化合物的工厂附近采集样品。油田、化工厂、含油污泥等。筛选具有特殊性质的微生物，需根据该微生物独特的生理特性到相应的地点采样。温泉、火山、堆肥：耐高温酶产生菌；南北极、冰窖、深海：低温酶产生菌；甜果、蜜饯、甘蔗渣：耐高渗透压酵母菌。海洋：特殊产物，如杀菌活性化合物、抗癌物质、DHA。土壤有机质含量和通气状况耕作土、菜园土、近郊土壤：细菌、放线菌。山坡上的森林土：霉菌、酵母菌。沙土、无植被的山坡土、新垦的生土及瘠薄土：微生物数量较少。采土样土层：5~25cm。酵母菌、霉菌、好氧芽孢杆菌：5~10cm。土壤酸碱度和植被状况偏碱土壤（pH7.0~7.5）：细菌、放线菌。偏酸土壤（pH7.0以下）：霉菌、酵母菌。植被影响番茄地：维生素C产生菌；葡萄或其他果树根部：酵母菌；豆科植物：根瘤菌。微生物的营养需求和代谢类型枯枝落叶和腐烂的木头：纤维素酶；肉类加工厂和饭店污水、污泥：蛋白酶、脂肪酶；面粉厂、糕点厂、酒厂等：淀粉酶、糖化酶。2、含微生物样品的预处理目的：用物理或化学方法尽量除去杂菌，从而增加目的菌株的分出率。常用的材料预处理方法方法处理方法样品分离出的菌株物理方法加热土壤、水、粪便、植物根芽孢杆菌，链霉菌，马杜拉菌等膜过滤法水小单孢菌，内孢高温放线菌离心法海水、污泥链霉菌在沉淀池中搅拌稻草或其它植物材料嗜热放线菌化学方法碱（CaCO3、酚、NaOH）土壤放线菌诱饵法涂石蜡的棒置于无碳源培养基土壤诺卡氏菌花粉土壤游动放线菌蛇皮土壤小瓶菌头发土壤发仙菌3、含微生物样品的富集培养是指给混合菌群提供有利于目的菌株生长或不利于其它菌株生长的条件，使目的微生物数量增加的技术。富集条件：营养、pH、温度、光照、氧气、压力等。控制培养基的营养成分控制培养条件抑制不需要的菌类（1）控制培养基的营养成分在增殖培养基中人为加入相应的底物作为唯一碳源或氮源。淀粉：淀粉酶；酪素、奶粉：蛋白酶。通过连续富集培养方法分离降解高浓度污染物的环保菌。苯胺：降解高浓度苯胺的微生物。（2）控制培养条件pH：细菌、放线菌：pH7.0~7.5。霉菌、酵母菌：pH4.5~6.0。温度：放线菌：40℃预处理20min。氧气：厌氧（3）抑制不需要的菌类抑制非目的微生物数量，使目的微生物的比例增加。芽孢杆菌：80℃处理20min；革兰氏阴性菌：胆盐和十二烷基磺酸钠，抑制革兰氏阳性菌；厌氧菌：维生素C或硫乙醇酸钠；霉菌：四环素等抗生素抑制细菌。实例：碱性纤维素酶产生菌的筛选文献:产生菌为中性