第五章微生物的生长和环境条件.ppt

微生物的培养方法 微生物培养的目的各有不同，有些是以大量增殖微生物菌体为目标（如单细胞蛋白或胞内产物），有些则是希望在微生物生长的同时，实现目标代谢产物的大量积累。由于培养目标的不同，在培养方法上也就存在许多差别。 从历史发展的角度来看，微生物培养技术的发展主要有以下特点： ①从少量培养发展到大规模培养； ②从浅盘培养发展到厚层固体或深层（液体）培养； ③从以固体培养为主发展到以液体培养为主； ④从静止式液体培养发展到通气搅拌式液体培养； ⑤从分批培养发展到连续培养以至多级连续培养； ⑥从游离的微生物细胞培养发展到利用固定化细胞培养； ⑦从单一微生物培养发展到混合微生物培养； ⑧从利用野生菌种发展到利用变异菌株以及“工程菌”。 一、投料方式 1、分批培养 2、连续培养 3、补料分批培养 二、培养状态 1、固体培养 2、液体培养 一、投料方式 1、分批培养 细菌、酵母、霉菌的生长曲线 一次性投料，一次性收获 （2）延滞期的特点 特点： 1）生长速率常数为零； 2）细胞形态变大或增长，许多杆菌可长成丝状。.细菌数量不增加或增加很少，代谢活跃； 3）细胞内RNA，尤其是rRNA的含量很高，细胞的嗜碱性强； 4）合成代谢十分活跃，核糖体、酶类和ATP的合成加速，易产生各种诱导酶 5）对外界不良条件如NaCl溶液、温度和抗生素等理、理化因素反应敏感。 特点 1）生长速率常数R最大代时最短，生长速度最快； 2）细胞稳定（平衡）生长：细胞内各种物质按比例生长，菌体成分均匀； 3）酶系活跃，代谢旺盛 。 2、连续培养 是在微生物的整个培养期间，通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续下去的一种培养方法。 基本原则：在微生物培养过程中不断的补充营养物质和以同样的速率移出培养物。 连续发酵的优点： 1、高效 2、产品质量较稳定 3、节约了大量动力、人力、水和蒸汽，且使水、气、电的负荷均衡合理。 缺点： 1、菌种易退化 2、易污染杂菌 3、营养物的利用率一般低于单批增大。 恒化器：与恒浊器相反，是一种设法使培养液流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高生长速率条件下进行生长繁殖的一种连续培养装置。 恒浊器：根据培养器内微生物的生长密度，并借光电控制系统来控制培养液流速，以取得菌体密度高，生长速度恒定的微生物细胞的连续培养器。 恒浊器与恒化器的比较 固定化细胞连续培养 细胞固定化就是通过包埋法、微胶囊化、吸附法等手段，将微生物细胞限制在载体的内部或表面。 固定化细胞培养与游离细胞培养相比，有以下一些优势：①固定化可提供较高的细胞密度；②固定化减少了细胞的流失，使细胞可以反复利用；③固定化可以提供对细胞有利的微环境；④可以保护某些细胞免受剪切损伤； ⑤简化了下游的细胞分离步骤。 二、培养状态 1、固体培养 2、液体培养 1、固体培养 固体培养就是利用固体培养基进行微生物的繁殖。固体培养在微生物鉴定、计数、纯化和保藏等方面发挥着重要作用。一些丝状真菌可以进行生产规模的固体发酵。 实验室常见的固体培养 试管斜面、培养皿平板、较大型的克氏扁瓶和茄子 瓶斜面。用于菌种的分离、纯化、保藏和生产种子的制备。 （1）用接种环挑取原始培养物后，在固体培养基表面划线接种 （2）用涂布棒将少量的液体培养物涂布在整个固体培养基表面 （3）将少量液体培养物与融化后降温至50～60度的固体培养基混匀，倒入培养皿中，浇注成平板。 接种后的培养物直接放入培养箱中恒温培养。 这些方法适用于好氧和兼性好氧微生物的培养。 实验室常见的液体培养 在实验室进行好氧菌液体培养的方法主要有四种。 （ 1）试管液体培养 此法的通气效果一般较差，仅适用于培养兼性好氧菌，以及进行微生物的各种生理生化试验。 （2）浅层液体培养 在三角烧瓶中装入浅层培养液，其通气量与装液量、棉塞通气程度密切相关。通气量对微生物的生长速度和生长量有很大关系，该方法一般也仅适于兼性好氧菌。 （3）摇瓶培养 盖8～12层纱布或用疏松的棉塞塞住以阻止空气中杂菌或杂质进入瓶内，而空气可以透过纱布或棉塞供微生物呼吸之用。 一般装液量为三角瓶的 10％以下，如 250ml三角瓶装 10～20ml培养液。 三角瓶内设置挡板或添加玻璃珠等。将摇瓶放在摇床上以一定速度保温振荡培养，摇床有旋转式和往复式两类。 摇瓶培养在实验室里被广泛用于微生物的生理生化试验、发酵和菌种筛选等，也常在发酵工业中用于种子培养。 （4）台式发酵罐 实验室用的发酵罐体积一般为几升到几十升。自动控制和记录装置如配置有PH、溶解氧、温度和泡沫检测电极，有加热或冷却装置，有补料、消泡和PH调节用的酸或碱贮罐及其自动记录装置，大多由计算机控制。因为它的结构与生产用的大型发酵罐接近，所以，它是实验室模拟生产实