微工第1章菌种与种子扩大培养

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1、菌种：实现从原料→目的产物的关键生产效率、产品成本、产品质量第一章菌种与种子扩大培养第一篇微生物工业菌种与培养基1微生物工业用菌对菌种的要求常用的工业微生物菌种保藏2种子扩大培养2.1工业微生物的培养方法2.2影响种子质量的因素2.3种子扩培的实例2021/9/8第一章菌种与种子扩大培养‹#›1微生物工业用菌种菌种的来源自然界中有目的微生物分离的原则菌种选育、分子育种工业微生物的要求常用工业微生物菌种保藏2021/9/8第一章菌种与种子扩大培养‹#›菌种来源诱变育种：诱变是工业发酵稳产高产的重要保证；从自然界分离：目前土壤中已分离的微生物不

2、到总数的1%，微生物的多样性仍然是以后若干年的研究重点；基因重组：基因定向改造技术大大加快了生物产品开发的进程。2021/9/8第一章菌种与种子扩大培养‹#›从自然界中分离菌种的一般过程采样→预处理→培养→菌落的选择→产品的鉴定2021/9/8第一章菌种与种子扩大培养‹#›选择育种方法时综合考虑的因素2021/9/8第一章菌种与种子扩大培养‹#›(1)待改良性状的本质及与发酵工艺的关系(2)对这一特定菌种的遗传生化的认识程度(3)经济费用如，对特定菌种的基本性状及其工艺知晓甚少，则多半采用随机诱变、筛选及选育等技术；如，对其遗传及生物化学方

3、面的性状已有较深的认识，则可选择基因重组等手段进行定向育种。一些常用工业微生物抗生素生产有关的微生物放线菌（链霉素四环素；红霉素等）真菌（青霉素、头孢等）一些产芽孢的细菌植物或动物来源2021/9/8第一章菌种与种子扩大培养‹#›氨基酸生产菌的要求：代谢途径比较清楚，代谢途径比较简单谷氨酸发酵的菌种：其它氨基酸生产菌：棒杆菌属，短杆菌属、节杆菌属或小杆菌属的棒型细菌常规菌种一般也是以谷氨酸生产菌选育而成；工程菌，大肠杆菌，枯草芽孢杆菌氨基酸生产有关的微生物2021/9/8第一章菌种与种子扩大培养‹#›食品工业微生物包括：酿造业，酶制剂等食品

4、用的微生物需经过严格的毒理试验，目前已同意使用的仅仅少数微生物能用于生产食品用酶。α—淀粉酶：黑曲霉、米曲霉、米根酶、枯草牙孢杆菌和地衣牙孢杆菌2021/9/8第一章菌种与种子扩大培养‹#›能在廉价原料制成的培养基上迅速生长和大量合成目的产物----价值高能在要求不高、易控制的培养条件下迅速生长和发酵，发酵周期短。----可操作性强根据代谢调控要求选择高产菌株，如营养缺陷型菌株或调节突变型菌株菌种抗噬菌体能力强，以防止感染噬菌体而造成“倒罐”现象的发生。菌种纯粹，不易退化，可保证发酵生产和产品质量的稳定性。----遗传稳定性强菌种非病原菌，

5、不产生任何有害的物质和毒素，以保证产品的安全。----安全性强2021/9/8第一章菌种与种子扩大培养‹#›工业微生物（菌种）的要求工业微生物菌种保藏技术(1)斜面保藏：3-6个月(2)沙土管干燥保藏：2年(3)液氮保藏：2-3年(4)悬液保藏：常温或低温(5)超低温保藏：1年以上(6)冷冻干燥保藏：5-10年2021/9/8第一章菌种与种子扩大培养‹#›2021/9/8第一章菌种与种子扩大培养‹#›目的：保证菌种在长时间内尽可能保持原有菌株优良的生产性能。基本原理：根据菌种的生理生化特点，创造条件使菌种的代谢活动处于不活泼的状态。基本原则

6、：选用优良纯种和创造一个最有利于菌种休眠的环境。休眠环境：微生物生长繁殖和代谢受抑，不易突变的环境，一般要求低温、缺氧、缺营养、添加保护剂、干燥等。菌种保藏2021/9/8第一章菌种与种子扩大培养‹#›保藏要求：保持菌种优良特性，经济方便保藏后需再次检测和确定保藏菌种的形态学和生化特征(如代谢产物的产生、酶活力、遗传特征及生化指标)。2021/9/8第一章菌种与种子扩大培养‹#›方法温度保护剂保藏时间适用菌种定期移植低温保藏法4℃低温无数月，短期各种微生物细胞液氮超低温保藏法-196~-150℃甘油或DMSO长期适用范围最广，微生物、动物细

7、胞甘油低温保藏法-80~-70℃（-18℃）甘油1年以上特别适用于基因工程菌沙土保藏法室温或低温数年芽孢杆菌、放线菌、曲霉菌等麸皮保藏法20℃长期放线菌、霉菌等蒸馏水保藏法4~10℃较长时间酵母、真菌冷冻干燥保藏法干燥后，4℃左右低温避光处脱脂乳、蔗糖数年各种微生物细胞液氮超低温保藏法最有效，适用范围最广，多数国家级菌种保藏单位常用原则：慢冻快溶原理：利用微生物在-130℃以下新陈代谢趋于停止而有效地保藏微生物。2021/9/8第一章菌种与种子扩大培养‹#›液氮保藏法操作步骤将10%甘油或DMSO作为保护剂分装与安培瓶（or冻干管）中将长有

8、菌落的琼脂（or培养液）悬浮于已灭菌的保护剂中熔封安培瓶口（or盖上冻干管的盖子）以1min下降1℃的速度降至-35℃，使瓶内悬浮液体冻结，然后将安培瓶置液氮罐（or液氮冰箱）中