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第二章生产菌种的扩大培养、选育与保藏
目前工业规模的发酵罐容积已达到几十立方米或几百立方米。如按百分之十左右的种子量计算，就要投入几立方米或几十立方米的种子。要从保藏在试管中的微生物菌种逐级扩大为生产用种子是一个由实验室制备到车间生产的过程。其生产方法与条件随不同的生产品种和菌种种类而异。如细菌、酵母菌、放线菌或霉菌生长的快慢；产孢子能力的大小；及对营养、温度、需氧等条件的要求均有所不同。因此，种子扩大培养应根据菌种的生理特性，选择合适的培养条件来获得代谢旺盛、数量足够的种子。这种种子接入发酵罐后，将使发酵生产周期缩短，设备利用率提高。种子液质量的优劣对发酵生产起着关键性的作用。
种子扩大培养：是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。
发酵工业生产过程中的种子的必须满足以下条件：
（1）菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期短；
（2）生理形状稳定；
（3）菌体总量及浓度能满足大容量发酵罐的要求；
（4）无杂菌污染；
（5）保持稳定的生产能力。
第一节种子的制备过程
在发酵生产过程中，种子制备的过程大致可分为两个阶段：
（1）实验室种子制备阶段
（2）生产车间种子制备阶段
一、实验室种子的制备
实验室种子的制备一般采用两种方式：
对于产孢子能力强的及孢子发芽、生长繁殖快的菌种可以采用固体培养基培养孢子，孢子可直接作为种子罐的种子，这样操作简便，不易污染杂菌。对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，可以用液
体培养法。
（一）孢子的制备
1，细菌孢子的制备
细菌的斜面培养基多采用碳源限量而氮源丰富的配方。培养温度一般为37℃。细菌菌体培养时间一般为1~2天，产芽孢的细菌培养则需要5~10天。
2，霉菌孢子的制备
霉菌孢子的培养一般以大米、小米、玉米、麸皮、麦粒等天然农产品为培养基。培养的温度一般为25~28℃。培养时间一般为4~14天。
3，放线菌孢子的制备
放线菌的孢子培养一般采用琼脂斜面培养基，培养基中含有一些适合产孢子的营养成分，如麸皮、豌豆浸汁、蛋白胨和一些无机盐等。培养温度一般为28℃。培养时间为5~14天。
（二）液体种子制备
1，好氧培养
对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，如产链霉素的灰色链霉菌（S. griseus）、产卡那霉素的卡那链霉菌（S. Kanamuceticus）可以用摇瓶液体培养法。将孢子接入含液体培养基的摇瓶中，于摇瓶机上恒温振荡培养，获得菌丝体，作为种子。其过程如下：
试管→三角瓶→摇床→种子罐
2，厌氧培养（略）
二、生产车间种子制备
实验室制备的孢子或液体种子移种至种子罐扩大培养，种子罐的培养基虽因不同菌种而异，但其原则为采用易被菌利用的成分如葡萄糖、玉米浆、磷酸盐等，如果是需氧菌，同时还需供给足够的无菌空气，并不断搅拌，使菌（丝）体在培养液中均匀分布，获得相同的培养条件。
1，种子罐的作用：
主要是使孢子发芽，生长繁殖成菌（丝）体，接入发酵罐能迅速生长，达到一定的菌体量，以利于产物的合成。
2，种子罐级数的确定
种子罐级数：是指制备种子需逐级扩大培养的次数，取决于：
（1）菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度；
（2）所采用发酵罐的容积。
比如：
细菌：生长快，种子用量比例少，级数也较少，二级发酵。
茄子瓶→种子罐→发酵罐
霉菌：生长较慢，如青霉菌，三级发酵
孢子悬浮液→一级种子罐（27℃,40小时孢子发芽，产生菌丝）→二级种子罐（27℃，10~24小时，菌体迅速繁殖，粗壮菌丝体）→发酵罐
放线菌：生长更慢，采用四级发酵
酵母：比细菌慢，比霉菌，放线菌快，通常用一级种子
3，确定种子罐级数需注意的问题
（1）种子级数越少越好，可简化工艺和控制，减少染菌机会
（2）种子级数太少，接种量小，发酵时间延长，降低发酵罐的生产率，增加染菌机会
（3）虽然种子罐级数随产物的品种及生产规模而定。但也与所选用工艺条件有关。如改变种子罐的培养条件，加速了孢子发芽及菌体的繁殖，也可相应地减少种子罐的级数。
第二节种子质量的控制
一、影响孢子质量的因素及控制
影响孢子质量的因素通常有：培养基、培养条件、培养时间和冷藏时间等。
1，培养基
生产过程中经常出现种子质量不稳定的现象，其主要原因是原材料质量波动。例如在四环素、土霉素生产中，配制产孢子斜面培养基用的麸皮，因小麦产地、品种、加工方法及用量的不同对孢子质量的影响也不同。蛋白胨加工原料不同如鱼胨或骨胨对孢子影响也不同。原材料质量的波动，起它要作用的是其中无机离子含量不同，如微量元素Mg2+、Cu2+、Ba2+能刺激孢子的形成。磷含量太多或太少也会影响孢子的质量。
水质的影响：地区不同、季节变化和水源污染，均可造成水质波动，影响种子质量。
菌种在固体培养基上可呈现多种不同代谢类型的菌落，氮源品种越多，出现的菌落类型也越多，不利于生产的稳定。
解决措施：
（1）培养基所用原料要经过发酵试验合格才可使用；
（2）严格控制灭菌后培养基的质量；
（3）斜面培养基使用前，需在适当温度下放置一定时间；
（4）供生产用的孢子培养基要用比较单一的氮源，作为选种或分离用的培养基则采用较复杂的有机氮源。
2，培养条件
（1）温度
温度对多数品种斜面孢子质量有显著的影响。如土霉素生产菌种在高于37℃培养时，孢子接入发酵罐后出现糖代谢变慢，氨基氮回升提前，菌丝过早自溶，效价降低等现象。一般各生产单位都严格控制孢子子斜面的培养温度。
（2）湿度
制备斜面孢子培养基的湿度对孢子的数量和质量有较大的影响。例如土霉素生产菌种龟裂链霉菌，孢子制备时发现：在北方气候干燥地区孢子斜面长得较快，在含有少量水分的试管斜面培养基下部孢子长得较好，而斜面上部由于水分迅速蒸发呈干疤状，孢子稀少。在气温高含湿度大的地区，斜面孢子长
得慢，主要由于试管下部冷凝水多而不利于孢子的形成。从表中看出相对湿度在40%~45%时孢子数量最多，且孢子颜色均匀，质量较好。
3，培养时间和冷藏时间
（1）培养时间
一般来说，衰老的孢子不如年轻的孢子，因为衰老的孢子已在逐步进入发芽阶段，核物质趋于分化状态。过于衰老的孢子会导致生产能力的下降。
解决措施：
孢子培养的时间应该控制在孢子量多、孢子成熟、发酵产量正常的阶段终止培养。
（2）冷藏时间
斜面冷藏对孢子质量的影响与孢子成熟程度有关。如土霉素生产菌种孢子斜面培养4天左右即于4℃冰箱保存，发现冷藏7~8天菌体细胞开始自溶。而培养5天以后冷藏，20天未发现自溶。
冷藏时间对孢子的生产能力也有影响。例如在链霉素生产中，斜面孢子在6℃冷藏两个月后的发酵单位比冷藏一个月降低18%，冷藏3个月后降低35%。
4，接种量
接种量大小影响到培养基中孢子的数量，进而影响菌体的生理状况。
二、影响种子质量的因素及控制
生产过程中影响种子质量的因素通常有：孢子的质量、培养基、培养条件、种龄、接种量。
1，培养基
种子培养基要满足以下要求：
（1）营养成分适合种子培养的需要
（2）选择有利于孢子发芽和菌体生长的培养基；
（3）营养上要易于被菌体直接吸收和利用；
（4）营养成分要适当丰富和完全，氮源和维生素含量要高
（5）营养成分要尽可能与发酵培养基相近。
2，培养条件
（1）温度
（2）通气量
在种子罐中培养的种子除保证供给易被利用的培养基外，有足够的通气量可以提高种子质量。例如，青霉素的生产菌种在制备过程中将通气充足和不足两种情况下得到的种子分别接入发酵罐内，它们的发酵单位可相差1倍。但也有例外，例如土霉素生产菌，一级种子罐的通气量小对发酵有利。
3，种龄
种龄：是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。
通常种龄是以处于生命力极旺盛的对数生长期，菌体量还未达到最大值时的培养时间较为合适。时间太长，菌种趋于老化，生产能力下降，菌体自溶；种龄太短，造成发酵前期生长缓慢。
不同菌种或同一菌种工艺条件不同，种龄是不一样的，一般需经过多种实验来确定。如嗜碱性芽孢杆菌生产碱性蛋白酶，12小时最好（见下图）。
4，接种量
接种量：是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。
接种量的大小决定于生产菌种在发酵罐中生长繁殖的速度，采用较大的接种量可以缩短发酵罐中菌丝繁殖达到高峰的时间，使产物的形成提前到来，并可减少杂菌的生长机会。但接种量过大或者过小，均会影响发酵。过大会引起溶氧不足，影响产物合成；而且会过多移入代谢废物，也不经济；过小会延长培养时间，降低发酵罐的生产率。
三、种子质量的控制措施
种子质量的最终指标是考察其在发酵罐中所表现出来的生产能力。因此首先必须保证生产菌种的稳定性，其次是提供种子培养的适宜环境保证无杂菌侵入，以获得优良种子。因此在生产过程中通常进行以下两项检查。
（1）菌种稳定性的检查
（2）无杂菌检查
四、种子质量标准
1，细胞或菌体
菌丝形态、菌丝浓度和培养液外观（色素、颗粒等）
单细胞：菌体健壮、菌形一致、均匀整齐，有的还要求有一定的排列或形态；
霉菌、放线菌：菌丝粗壮、对某些染料着色力强、生长旺盛、菌丝分枝情况和内含物情况好。
2，生化指标
种子液的糖、氮、磷的含量和pH变化。
3，产物生成量
在抗生素发酵中，产物生成量是考察种子质量的重要指标，因为种子液中产物生成量的多少间接反映种子的生产能力和成熟程度。
4，酶活力
种子液中某种酶的活力，与目的产物的产量有一定的关联。
五、种子异常分析
菌种生长速度，过快或过慢
菌丝结团
菌丝粘壁
第三节生产发酵罐的无菌接种
生产规模发酵罐的接种，包括两个方面：从实验室摇瓶或孢子悬浮液容器中移种入一个种子罐；从一个种子罐移入另一个生产发酵罐中。
（1）从实验室摇瓶或孢子悬浮液容器接种
通常有两种方式
2，从种子罐接种
第四节菌种的选育、保藏与复壮
一、菌种的选育
工业生产中微生物育种的基本方法包括自然选育、诱变育种、抗性菌种选育、代谢控制育种及基因重组定向育种等。
1自然选育
自然状态下，碱基对发生自然突变的机率为10-8～10-9。自然突变有两种情况：
一种是我们生产上所不希望看到的，表现为菌株的衰退和生产质量的下降，这种突变成为负突变。
另一种是我们生产上希望看到的，对生产有利，这种突变成为正突变。
自然选育虽然突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。
自然选育操作步骤：
一般习惯上将自然选育称为菌种的分离纯化。
单细胞(孢子)悬液的制备→平板分离→挑选单菌落(注意形态的观察)
→发酵试验
2，二诱变育种
用各种物理、化学的因素人工诱发基因突变进行的筛选，称为诱变育种
诱变剂：能够提高生物体突变频率的物质称为诱变剂
诱变剂：物理：紫外，快中子
化学：硫酸二乙酯，亚硝基胍
诱变剂处理过程中几个有关的问题（a化学诱变剂使用过程的安全性，b出发菌株的选择，c诱变剂的选择，d诱变剂量的选择）
突变株的筛选
随机筛选: 摇瓶法;琼脂块法;自动化法
理性化筛选：a初级代谢产物菌的筛选,b次级代谢产物菌的筛选
3，杂交育种
两个不同基因型的菌株通过结合或原生质体融合使遗传物质重新组合，再从中分离和筛选出具有新性状的菌株。
a、常规的杂交育种:不须用脱壁酶处理，就能使细胞结合而发生遗传物质重新组合。
b、原生质体融合：原生质体的制备、原生质体的融合、融合子的选择、实用型菌株的筛选。
原
细胞壁
营养细胞
∣原生质体形成
4DNA重组技术
主要有以下步骤：
?目标DNA片段的获得
?与载体DNA分子的连接
?重组DNA分子引入宿主细胞
?重组体的选择与鉴定
?外源基因的表达
二、菌种的保藏
1、菌种保藏的意义
菌种是从事微生物学以及生命科学研究的基本材料，特别是利用微生物进行有关生产如抗生素、氨基酸、酿造等工业，更离不开菌种。所以菌种保藏是进行微生物学研究和微生物育种工作的重要组成部分。其任务首先是使菌种不致死亡，同时还要尽可能设法把菌种的优良特性保持下来而不致向坏的方面转化。2、菌种保藏的原理
菌种保藏主要是根据菌种的生理生化特点人工创造条件使孢子或菌体的生长代谢活动尽量降低，以减少其变异。一般可通过保持培养基营养成分在最低水平缺氧状态，干燥和低温，使菌种处于“体眠”状态，抑制其繁殖能力。
一种好的保藏方法首先应能长期保持菌种原有的优良性状不变，同时还需考虑到方法本身的简便和经济，以便生产上能推广使用。
3、菌种保藏的方法
（1）斜面低温保藏法
将菌株接种于合适斜面培养基上，待生长好后置于4冰箱保藏，每隔一定时间进行移接培养后再将新斜面继续保藏。
这种保藏方法简单，存活率高，易于推广，经常使用的菌种可采用这种方法。其缺点是菌种仍有一定强度的代谢活动条件，保存时间不长，而且传代多，因此菌种客易产生变异。
（2）石蜡油封保藏法
将生长好的新鲜斜面在无菌条件下倒入已灭菌的液体石蜡，油层要高出斜面上端1cm，使之与空气隔绝，然后垂直放于室温或冰箱内保藏即可。
这种方法也比较简便，且保藏时间一般可长达l年以上。适于保存部分霉菌、酵母菌、放线菌，但对细菌效果较差，对某些能同化烃类的微生物则不适用。
（3）砂土管保藏法
将孢子悬浮液转移至灭过菌的砂土管中，于真空干燥器内用真空泵抽干，再转至有干燥剂的容器中，密封低温保藏。本方法是用人工方法模拟自然环境使菌种得以栖息。适用于细菌的芽孢、霉菌和放线菌孢子的保藏，不适于对干燥敏感的无芽孢的细菌和酵母菌。主要包括砂土制备和真空抽干两步。
（4）冷冻干燥法
此法的原理是在低温下迅速将细胞冻结以保持细胞结构的完整，然后在真空下使水分升华。这样菌种的生长和代谢活动处于极低水平，不易发生变异和死亡，因而能长期保存，一般为5~10年。微生物在此条件下易死亡，所以需加入一些物质作保护剂，一般常用的是脱脂牛奶、血清等。该法存活率高，变异率低，并能广泛适用于细菌（有芽孢和无芽孢的）、酵母、霉菌孢子、放线菌孢子和病毒等，因此是目前广泛采用的好方法。其缺点是手续麻烦，操作复杂，要求严格，并需有一定设备条件。
（5）超低温保藏法
由于现在超低温冰箱的使用已较普及，所以菌种的超低温保藏法在生产企业和研究机构已得到广泛应用。该方法的要点是：将要保藏的菌种置于10%甘油或二甲基亚砜保护剂中，密封于试管或安瓿管中，然后将其放入超低温冰箱中于-70℃下保藏。该法简便易行，而且保藏效果较好。
三、发酵工业微生物菌种的衰退与复壮
微生物具有生命活动能力，其世代时间一般是很短的，在传代过程中易发生变异甚至死亡，因此常常造成工业生产菌种的退化，并有可能使优良菌种丢失，所以，如何保持菌种优良性状的稳定是研究菌种保藏的重要课题。
（一）微生物菌种的衰退
菌种退化通常是指在较长时期传代保藏后，菌株的一个或多个生理性状和形态特征逐渐减退或消失的现象。常见的菌种衰退在形态上表现为分生孢子的减少或菌落颜色的改变。在生理上常指菌种发酵能力的降低，有些菌的抗噬菌体能力下降。对诱变育种而获得的高产变异株则常表现出恢复野生型性状等。但菌种的真正退化必须与由于环境原因变化而引起菌种形态、和生理上的变异区别开来。如培养基中微量元素缺乏会导致孢子数量减少，也会引起孢子颜色的改变。此外，温度、pH、不同碳氮源都会导致菌种变化。但只要一旦恢复正常条件，这些现象就会消失。此外，杂菌污染也会造成菌种退化的假象。因此，必须正确判断是否退化，才能找出正确的解决办法。一般菌种退化是从量变到质变逐渐发生的，同时也是整个群体中产量降低及其相联系的种种特性的变化，而不是指单个细胞的改变。
引起菌种退化的原因主要有：
1、基因突变
菌种退化的主要原因是有关基因的负突变。如果控制产量的基因发生负突变则会引起产量下降，如果控制孢子生成的基因发生负突变则孢子性能就会下降。当然，这些负突变都是自发形成的。经常处于旺盛生长状态的细胞比休眼状态细胞发生突变的机率大得多。在发酵生产中常用营养缺陷型突变株，如缺陷型发生回复突变就会使产量水平下降。如粘质赛氏杆菌(Serratia marcescens)H-2892菌株生产力为18g/L组氨酸，经5次传代后因回复突变型增多，产量下降至4g/L。很多抗生素生物合成、产生气生菌丝和色素等性状都部分或全部受质粒基因控制。当菌株连续传代、菌体发生质粒脱落而出现大量光秃型菌落，则生产能力也显著下降。
2、变异菌株性状分离
变异菌株性状分离也会引起高产型状的丧失。在菌种筛选工作中经常遇到初筛摇瓶产量很高，复筛产量逐渐下降而被淘汰的现象，在霉菌中更为常见。这是一种广义的退化现象。当诱变的单菌落是由一个以上孢子或细胞形成，而其中只有一个孢子或细胞是高产时，在移接传代过程中，这个高产菌株数量减少，当然产量也就下降。即使菌落是由一个孢子或单个细胞形成，只要它是多核细胞，在诱发突变中核的变化不会都一样，随着菌种传代和核的分离也会使性状表现多样化，产量也会随之变化，即使是单核孢子发生突变时，如果双链DNA上仅一条链上某个位点发生变化，经移殖后也会出现性状分离。因此一个较稳定的变异株的获得必须经过多次分离纯化。
3、连续传代
连续传代也是菌种退化的直接原因。个别细胞性状改变不足以引起菌种退化，经多次传代，退化细胞在数量上占优势，于是退化性状表现逐步明朗化，最终成为一株退化菌株。以芽孢杆菌的黄嘌呤缺陷型在斜面上移殖代数对回复突变率和产量的关系为例，如下表所示。
产腺苷的黄嘌呤缺陷型菌株在接种传代过程中产量和回复子数量间的关系
产量下降。这也说明，退化并不突然明显，而是当退化细胞在繁殖速率上大于正常细胞时，每移植一代，使退化细胞的优势更为显著，从而导致退化。
4、其它因素
其它如温度、湿度、培养基成分及各种培养条件都会引起菌种的基因突变。例在保藏菌种中基因突变率就随温度降低而减少，又例在产腺苷的黄膘吟缺陷型
中，若在培养基中加入黄嘌呤、鸟嘌呤及组氨酸和苏氨酸可降低回复突变的数量。
（二）防止菌种衰退和退化菌种的复壮
1、防止菌种衰退
防止菌种衰退的方法有：
（1）控制传代次数
基因的变化往往发生在复制和繁殖过程中，繁殖越颇繁，复制的次数越多，基因发生变化的机会也就越多。因此应该尽量避免不必要的接种和传代，把传代次数控制在最低水平，以降低突变机率。一般情况下，斜面每移植一代，霉菌、放线菌、芽孢杆菌在低温下可保藏半年左右，酵母可保藏3个月左右，无芽孢细菌可保藏1个月左右。为此，生产菌种每移植一代，最好同时移植较多的斜面，以供一段时间生产之需，这样移植次数就可减少。
（2）选择合适的培养条件
培养条件对菌种衰退有一定的影响，选择一个适合原种生长的条件可以防止菌种衰退。另外，生产上应避免使用陈旧的斜面菌种。
（3）利用不同类型的细胞进行传代
在放线菌和霉菌中，由于它们的菌丝细胞常含有许多核，甚至是异核体，因此用菌丝接种时就会出现衰退和不纯的子代。而孢子一般是单核的，利用孢子来接种，可以达到防止衰退的目的。但是这也必须注意到微生物细胞本身的特点。对构巢曲霉来说，利用它的分生孢子传代易发生衰退而用它的子囊孢子移种则不易退化。
（4）选择合适的保藏方法
采用有效的菌种保藏方法也可以防止菌种的衰退。
由于菌种衰退的情况不同，对有些衰退原因还不甚了解，因此要切实解决具体问题，需根据实际情况，通过实验正确地加以运用。
2、退化菌种的复壮
使衰退的菌种重新恢复原来的优良特性，称为复壮。常用的方法是对已退化菌株用一定培养条件进行单细胞分离纯化。从而限制退化菌株在数量上占优势，最后淘汰已退化菌落而使原菌株得得以复壮。例如用高剂量UV或再配以低剂量NTG对退化菌株进行处理，可得到较多的纯菌落，又如选择一种对退化型菌株细胞核具有更大杀伤力的诱变剂亦可使原菌株得到复壮。但这工作量不亚于新突变株的诱变育种，另外，用遗传方法选育不易退化的稳定菌株或采用双缺、三缺菌株及减少传代次数等方法，都可防止菌种退化，保存稳定菌株。
工业微生物菌种的选育、保藏与培养 自然环境中的微生物是混杂生长的，要想得到生产某一目的产物的野生菌株，就需要采取一定的方法将它们分离出来。菌株分离（separation）就是将混杂着各种微生物的样品按照实际需要和菌株的特性采取迅速、准确、有效的方法对它们进行分离、筛选，进而得到所需微生物的过程。菌株分离和筛选是获得目的菌种的两个重要环节。菌株的分离要根据生产实际需要、目的代谢产物的性质、可能产生所需目的产物的微生物种类、微生物的分布、理化特性及生活环境等，设计选择性高的分离方法，才能快速地从环境或混杂了多种微生物样品中获得所需菌种。筛选方法也很重要，在设计筛选方案时有两点必须注意，即所采用方法的选择性和灵敏度。微生物细胞内含物及其周围的培养基成分非常复杂，目标产物往往又含量极低。因此，需要建立灵敏度高、快速、专一性强的检测方法。 菌种收集和筛选途径： （1）向菌种保藏机构索取有关的菌株，从中筛选所需菌株。 （2）由自然界采集样品，如土壤、水、动植物体等，从中进行分离筛选。 （3）从一些发酵制品中分离目的菌株，如从酱油中分离蛋白酶产生菌，从酒醪中分离淀粉酶或糖化酶的产生菌等。该类发酵制品经过长期的自然选择，具有悠久的历史，从这些传统产品中容易筛选到理想的菌株。 发酵工业对菌种的要求如下：①能在廉价原料制成的培养基上生长，且生成目的产物产量高、易于回收；②生长较快，发酵周期短；③培养条件易于控制；④抗噬菌体及杂菌污染的能力强；⑤菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定；⑥对放大设备的适应性强；⑦菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素。 菌种筛选主要步骤： 调查研究及查阅充分的资料筛选 ↓↓ 设计实验方案初筛（1株1瓶）↓确定采集样品的生态环境↓ 采样复筛（1株3～5瓶） ↓确定特定的增殖条件↓结合初步工艺条件摸索增殖培养再复筛（1株3～5瓶）↓确定特殊的选择培养基及可能的↓ ↓定性或半定量快速检出法3～5株平板分离↓ ↓单株纯种分离原种斜面↓生产性能试验及毒性试验↓确定发酵培养基础条件菌种鉴定 一、菌种的分离筛选 一）样品采集与预处理 总的原则是：样品的来源越广泛，获得新菌种的可能性越大。特别是在一些极端的环境中，如高温、高压、高盐等极端环境中，可找到能适应苛刻环境压力的微生物类群。 1、从土壤中采样 土壤由于具备了微生物所需的营养、空气和水分，是微生物最集中的地方。从土壤中几乎可以分离到任何所需的菌株，空气、水中的微生物也都来源于土壤，所以土壤样品往往是首选的采集目标。一般情况下，土壤中含细菌数量最多，且每克土壤的含菌量大体有如下的递减规律：细菌（108）>放线菌（107）>霉菌（106）>酵母菌（105）>藻类（104）>原生动物（103），其中放线菌和霉菌指其孢子数。但各种微生物由于生理特性不同，在土壤中的分布也随着地理条件、养分、水分、土质、季节而有很大的变化。因此，在分离菌株前要根据分离筛选的目的，到相应的环境和地区去采集样品。
微生物菌种保藏及复壮 5.1. 微生物菌种保藏 在发酵工业中，具有良好性状的生产菌种的获得十分不容易，如何利用优良的微生物菌种保藏技术，使菌种经长期保藏后不但存活健在，而且保证高产突变株不改变表型和基因型，特别是不改变初级代谢产物和次级代谢产物生产的高产能力，即很少发生突变，这对于菌种极为重 要。 微生物菌种保藏技术很多，但原理基本一致，即采用低温、干燥、缺氧、缺乏营养、添加保护剂或酸度中和剂等方法，挑选优良纯种，最好是它们的休眠体，使微生物生长在代谢不活泼，生长受抑制的环境中。具体常用的方法有：蒸馏水悬浮或斜面传代保藏；干燥-载体保藏或冷冻干燥保藏；超低温或在液氮中冷冻保藏等方法。 5.1.1. 蒸馏水悬浮法 这是一种最简单的菌种保藏方法，只要将菌种悬浮于无菌蒸馏水中，将容器封好口，于10℃保藏即可达到目的。好气性细菌和酵母等可 用此法保存。 5.1.2. 斜面传代保藏 斜面传代保藏方法是将菌种定期在新鲜琼脂斜面培养基上、液体培养基中或穿刺培养，然后在低温条件下保存。它可用于实验室中各类微生物的保藏，此法简单易行，且不要求任何特殊的设备。但此方法易发生培养基干枯、菌体自溶、基因突变、菌种退化、菌株污染等不良现象。
因此要求最好在基本培养基上传代，目的是能淘汰突变株，同时转接菌量应保持较低水平。斜面培养物应在密闭容器中于5℃保藏，以防止培养基脱水并降低代谢活性。此方法一般不适宜作工业生产菌种的长期保藏，一般保存时间为3~6个月。如放线菌于4~6℃保存，每3个月移接一次；酵母菌于4~6℃保存，每4~6个月移接一次；霉菌于4~6℃保存，每6个月移接一次。 5.1.3. 矿物油中浸没保藏 此方法简便有效，可用于丝状真菌、酵母、细菌和放线菌的保藏。特别对难于冷冻干燥的丝状真菌和难以在固体培养基上形成孢子的担子菌等的保藏更为有效。是将琼脂斜面或液体培养物或穿刺培养物浸入矿物油中于室温下或冰箱中保藏，操作要点是首先让待保藏菌种在适宜的培养基上生长，然后注入经160℃干热灭菌1~2h或湿热灭菌后120℃烘去水分的矿物油，矿物油的用量以高出培养物1cm为宜，并以橡皮塞代替棉塞封口，这样可使菌种保藏时间延长至1~2年。以液体石蜡作为保藏方法时，应对需保藏的菌株预先作试验，因为某些菌株如酵母、霉菌、细菌等能利用石蜡为碳源，还有些菌株对液体石蜡保藏敏感。所有这些菌株都不能用液体石蜡保藏，为了预防不测，一般保藏菌株 2~3 年也应做一次存活试验。 5.1.4. 干燥-载体保藏 此法适用于产孢子或芽孢的微生物的保藏。是将菌种接种于适当的载体上，如河砂、土壤、硅胶、滤纸及麸皮等，以保藏菌种。以沙土保藏用得较多，制备方法为：将河砂经24目过筛后用10%~20%盐酸浸泡
食用菌母种1级种简法复制创新技术 摘要：食用菌菌种母种1级种简法复制创新技术，是利用优质的极品食用菌脱毒菌种母种试管在全敞开式无菌开放条件下进行菌丝体试管50倍扩管、分离移植、简法复制的生产创新技术。具有生产工艺简单、操作技术便捷、原料易得、成本低廉、经济适用等技术创新优势，食用菌从业者和创业者均可无门槛的复制应用和受益。该创新技术是湖北省宜都市湾市食用菌天麻繁育场技术总监胡文华研发成功的。 关键词：食用菌母种1级菌种培养基复制创新技术 概述：食用菌菌种1级母种的复制生产是食用菌从业者和创业者的入门技术。由于该入门技术除了高昂的生产设备投入之外，还需要繁杂的技术工艺和精湛的操作技能作为支撑，因而一直留存于科研院所和少数食用菌科研工作者手里，使众多食用菌从业者和终端生产者望而生畏，只有花重金购买。湖北省宜都市湾市食用菌天麻繁育场技术总监胡文华，经过30多年研发成功的食用菌菌种复制简法生产创新技术，其复制生产创新工艺和操作技能已经简化到了简单得不能再简单的程度，任何食用菌从业者和食用菌终端生产者均可无条件的简法复制创新生产，驱动了食用菌产业创亿万财富之梦想。现将其简法复制创新生产技术介绍如下： 1. 食用菌菌种母种试管培养基简法复制生产 1
食用菌菌种1级母种（18毫米×180毫米玻璃试管装，简称试管母种，下同）培养基使用的原料是马铃薯、葡萄糖、琼脂（简称PDA 培养基），以及在PDA培养基中再添加蛋白胨等价格昂贵的物质原料成为“加富培养基”，其工艺繁杂，生产操作费时费力。食用菌菌种母种试管培养基简法复制生产采用湖1北3省8宜72都市52湾市33食用58菌天麻繁育场技术总监胡文华发明的“广谱通用型食用菌菌种培养基生产技术”。这种广谱通用型食用菌菌种培养基以颗粒型谷物为原料，谷粒、麦粒、玉米粒均可，简称颗粒培养基（下同），又称天然无公害培养基。这种颗粒培养基制作方法特别简单，取谷粒、麦粒、玉米粒一种或多种，与胡文华发明的食用菌种包衣剂混合均匀后，就可以分装试管了。1支试管（18毫米×180毫米玻璃试管，下同）装入颗粒培养基约10克，成本不足1角钱，棉花塞堵封试管口。一次可根据生产需要，制作分装试管500支～1000支。分装完后，分别放入家用压力锅内消毒灭菌40分钟，取出冷却至常温后即为食用菌菌种母种试管培养基（简称试管培养基，下同）。 2. 食用菌菌种母种试管培养基接种 以平菇为例：购买或自制食用菌脱毒母种试管10支～20支（自制方法参见《食用菌脱毒菌种简法生产技术》。接种用胡文华发明的1专3利0产8品5食1用6菌86无16菌开放接种器。这种食用菌无菌开放接种器专利产品是一种不用电、不用药物、不用酒精灯、不用熏蒸消毒灭菌，且可直接全敞开式运作的接种设备。由无菌净化装 2
第一章菌种选育 第一节工业常用微生物及要求 一、常见微生物 （一）细菌（bacteria） 发酵工业中常用的细菌主要是杆菌,主要有： 醋杆菌属（Acetobacter） 乳杆菌属（Lactobacillus） 杆菌属（Bacillus）:α-淀粉酶，蛋白酶，肌苷、鸟苷等核苷。其中最为重要的是枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis） 短杆菌属（Brevibacterium）：谷氨酸 棒杆菌属（Corynebacterium）：谷氨酸 （二）放线菌（actinomyces） 属原核微生物（有菌丝体，无横隔，不具完整的核。）最大的经济价值在于产生多种抗生素（antibiotic）。 链霉菌（Streptomyces）：红，金，土，氯，链霉素 小单孢菌属（Micromonospora）：庆大霉素 （三）霉菌（mould） 亦称丝状真菌（不是分类学上的名词，凡在营养基质上形成绒毛状，网状或絮状菌丝的真菌统称霉菌。） 1.曲霉属（Aspergillus） 黑曲霉（A. niger）产蛋白酶，淀粉酶，果酸酶，变异菌株产柠檬酸 米曲霉（A. oryzae）产淀粉酶，蛋白酶，酿酒的糖化曲和酱油曲 黄曲霉（A. flavus）产黄曲霉毒素 米曲霉和黄曲霉均为半知菌。 2.青霉属（Penicillum）：例如桔子上的绿色斑点 桔青霉（P. citrinum）：产生5’－磷酸二酯酶，降解核糖核酸为四个单核苷酸。 3.根霉属（Rhizopus）接合菌
米根霉（R. oryzae） 华根霉（R. chinensis） 酒药和酒曲中含有米根霉或华根霉。 4.红曲霉属（Monascus） 淀粉酶，麦芽糖酶，蛋白酶，柠檬酸等。可生产食用红色素。 （四）酵母（yeast） 单细胞真核微生物，低等真菌。 ①酵母属（Saccharomyces） 啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae） ②假丝酵母属（Candida） 产朊假丝酵母（Candida utilis）生产饲料酵母，其蛋白质和维生素含量都比啤酒酵母高。可利用糖蜜，土豆淀粉废液生产人畜可食用蛋白质。 ③毕赤酵母属（Pichia） 产膜酵母，在液面形成白膜，是酿造物和酒类饮料的污染菌。 （五）其它微生物 1.担子菌（basidiomycetes） 即菇类（mushroom）担子菌资源的利用已经引起人们的重视。可用于多糖及抗癌药物开发。 2. 藻类（alga）是分布极广的一类自养微生物资源，许多国家把它用作人类保健 食品和饲料。从蛋白质产率看，螺旋藻是大豆的 28倍，每公顷珊列藻所得蛋白质是小麦的20～35倍。 （六）噬菌体（phage）凡用细菌和放线菌为生长菌株的发酵工业，均存在噬菌体的危害问题。噬菌体在自然界分布极为广泛。其三大特点是： ①体积比细菌小的多，可以通过细菌滤器。 ②没有细胞结构，由核酸的蛋白质构成。 ③营专性活物寄生，即只能在特异性寄主细胞中增殖。 烈性噬菌体——引起寄主细胞迅速裂解。受感染的细菌称敏感性细菌。 温和噬菌体——随寄主细胞的繁殖而繁殖。含温和噬菌体的细菌称溶原性细菌。
第二章工业微生物基础 ●知识要点和教学要求 1）、了解微生物的特点 2）、了解常见的工业微生物 3）、掌握工业微生物菌种的分离和选育 4）、掌握工业微生物菌种的改良 5）、掌握工业微生物菌种的保藏 6）、掌握工业微生物菌种的扩大培养 ●能力培养要求 通过本章节的学习，学生能掌握工业微生物菌种的分离和选育、改良和保藏方法，以及菌种扩大培养的基本工艺。 ●教案内容 2.1微生物的特点 （1）种类多，分布广 目前已发现的微生物在10万种以上。不同种类的微生物具有不同的代谢方式，能分解各式各样的有机物质和无机物质，当前国内外积极利用微生物来防治公害，分解三废中许多毒性强、结构复杂的物质。另一方面，不同微生物在生化过程中积累不同的代谢产物，所以发酵工业上常利用各种微生物来生产各种产品，如酒类、酒精、丙酮丁醇、抗生素、酶制剂、有机酸、氨基酸、核酸、维生素、菌体蛋白、医药产品和化工产品等到。 （2）高面积-体积比，代谢能力强 （3）生长迅速，繁殖快 （4）适应性强，容易培养 （5）易变性
2.2常见的工业微生物 广义的微生物包括病毒、立克次氏体、细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、单细胞藻类、原生动物和支原体等。在发酵工业中经常遇到的是细菌、放线菌、酵母菌、霉菌及危害、放线菌生长的噬菌体。 微生物工业的范围 微生物工业越来越深地同国民经济各部门发生关系，涉及的范围十分广泛，而且越来越大，大致可分为下列14类： （1）酿酒工业（啤酒、葡萄酒、白酒等） （2）食品工业（酱、酱油、食醋、腐乳、面包、酸乳等） （3）有机溶剂发酵工业（酒精、丙酮、丁醇等） （4）抗生素发酵工业（青霉素、链霉素、土霉素等） （5）酶制剂发酵工业（柠檬酸、葡萄糖酸等） （6）酶制剂发酵工业（淀粉酶、蛋白酶等） （7）氨基酸发酵工业（谷氨酸、赖氨酸等） （8）核苷酸类物质发酵工业肌苷酸、肌苷等） （9）维生素发酵工业（维生素B2、维生素B12等） （10）生理活性物质发酵工业（激素、赤霉素等） （11）微生物菌体蛋白发酵工业（酵母、单细胞蛋白等） （12）微生物环境净化工业（利用微生物处理废水、污水等） （13）生物能工业（沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙烯等能源物质） （14）微生物冶金工业（利用微生物探矿、冶金、石油脱硫等）
第二章生产菌种的扩大培养、选育与保藏 目前工业规模的发酵罐容积已达到几十立方米或几百立方米。如按百分之十左右的种子量计算，就要投入几立方米或几十立方米的种子。要从保藏在试管中的微生物菌种逐级扩大为生产用种子是一个由实验室制备到车间生产的过程。其生产方法与条件随不同的生产品种和菌种种类而异。如细菌、酵母菌、放线菌或霉菌生长的快慢；产孢子能力的大小；及对营养、温度、需氧等条件的要求均有所不同。因此，种子扩大培养应根据菌种的生理特性，选择合适的培养条件来获得代谢旺盛、数量足够的种子。这种种子接入发酵罐后，将使发酵生产周期缩短，设备利用率提高。种子液质量的优劣对发酵生产起着关键性的作用。 种子扩大培养：是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。 发酵工业生产过程中的种子的必须满足以下条件： （1）菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期短； （2）生理形状稳定； （3）菌体总量及浓度能满足大容量发酵罐的要求； （4）无杂菌污染； （5）保持稳定的生产能力。 第一节种子的制备过程 在发酵生产过程中，种子制备的过程大致可分为两个阶段： （1）实验室种子制备阶段 （2）生产车间种子制备阶段 一、实验室种子的制备 实验室种子的制备一般采用两种方式： 对于产孢子能力强的及孢子发芽、生长繁殖快的菌种可以采用固体培养基培养孢子，孢子可直接作为种子罐的种子，这样操作简便，不易污染杂菌。对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，可以用液
体培养法。 （一）孢子的制备 1，细菌孢子的制备 细菌的斜面培养基多采用碳源限量而氮源丰富的配方。培养温度一般为37℃。细菌菌体培养时间一般为1~2天，产芽孢的细菌培养则需要5~10天。 2，霉菌孢子的制备 霉菌孢子的培养一般以大米、小米、玉米、麸皮、麦粒等天然农产品为培养基。培养的温度一般为25~28℃。培养时间一般为4~14天。 3，放线菌孢子的制备 放线菌的孢子培养一般采用琼脂斜面培养基，培养基中含有一些适合产孢子的营养成分，如麸皮、豌豆浸汁、蛋白胨和一些无机盐等。培养温度一般为28℃。培养时间为5~14天。 （二）液体种子制备 1，好氧培养 对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，如产链霉素的灰色链霉菌（S. griseus）、产卡那霉素的卡那链霉菌（S. Kanamuceticus）可以用摇瓶液体培养法。将孢子接入含液体培养基的摇瓶中，于摇瓶机上恒温振荡培养，获得菌丝体，作为种子。其过程如下： 试管→三角瓶→摇床→种子罐 2，厌氧培养（略） 二、生产车间种子制备 实验室制备的孢子或液体种子移种至种子罐扩大培养，种子罐的培养基虽因不同菌种而异，但其原则为采用易被菌利用的成分如葡萄糖、玉米浆、磷酸盐等，如果是需氧菌，同时还需供给足够的无菌空气，并不断搅拌，使菌（丝）体在培养液中均匀分布，获得相同的培养条件。 1，种子罐的作用： 主要是使孢子发芽，生长繁殖成菌（丝）体，接入发酵罐能迅速生长，达到一定的菌体量，以利于产物的合成。 2，种子罐级数的确定 种子罐级数：是指制备种子需逐级扩大培养的次数，取决于： （1）菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度； （2）所采用发酵罐的容积。 比如： 细菌：生长快，种子用量比例少，级数也较少，二级发酵。 茄子瓶→种子罐→发酵罐 霉菌：生长较慢，如青霉菌，三级发酵 孢子悬浮液→一级种子罐（27℃,40小时孢子发芽，产生菌丝）→二级种子罐（27℃，10~24小时，菌体迅速繁殖，粗壮菌丝体）→发酵罐
菌种选育和发酵培养基如何配制 如何选育菌种? 自然界中微生物资源异常丰富,土壤、水、空气、腐败的动植物残骸,都是微生物的主要集居和生长繁衍的场所.其种类之多,至今仍然是一个难于估测的未知数.以其集居环境(包括特殊和极端环境)、营养类型、生存方式、生理类型、代谢途径、合成能力等比较,均居生物界之冠.因此,微生物资源的开发和应用是当今世界瞩目的重大课题. 菌种的分离,不仅是把混杂的各类微生物有效地分开,得到纯种,更重要的是依着生产实际的要求,有的放矢、快速、准确地将能产生所需产物,或具有某种生化反应性能的菌种,从大量的微生物中挑选出来.有时是设计一种在分离阶段便能识别所需菌种的方法,更多的是利用特定的方法分离,获得所需菌种后,再进行识别.为了使获得的菌种能满足工业生产的需要,须考虑各种性能指标.因此,菌种分离和筛选的方法和策略就十分重要. 一般的菌种分离纯化和筛选步骤可分为采样、增殖与分离、发酵与性能测定等几个步骤.步骤和方法如下图所示: 发酵培养基如何配制? 首先需了解微生物需要的营养物质. (1)微生物需要的营养物质 营养物质应满足微生物的生长、繁殖和完成各种生理活动的需要.它们的作用可概括为形成结构(参与细胞组成)、提供能量和调节作用(构成酶的活性和物质运输系统). 微生物的营养物质有六大类要素,即水、碳源、氮源、无机盐、生长因子和能源.
①水 水是微生物的重要组成部分,在代谢中占有重要地位.水在细胞中有两种存在形式:结合水和游离水.结合水与溶质或其他分子结合在一起,很难加以利用.游离水(或称为非结合水)则可以被微生物利用. ②碳源 碳在细胞的干物质中约占50%,所以微生物对碳的需求最大.凡是作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的营养物质,称为碳源. 作为微生物营养的碳源物质种类很多,从简单的无机物(CO2、碳酸盐)到复杂的有机含碳化合物(糖、糖的衍生物、脂类、醇类、有机酸、芳香化合物及各种含碳化合物等).但不同微生物利用碳源的能力不同,假单孢菌属可利用90种以上的碳源,甲烷氧化菌仅利用两种有机物:甲烷和甲醇,某些纤维素分解菌只能利用纤维素. 大多数微生物是异养型,以有机化合物为碳源.能够利用的碳源种类很多,其中糖类是最好的碳源. 异养微生物将碳源在体内经一系列复杂的化学反应,最终用于构成细胞物质,或为机体提供生理活动所需的能量.所以,碳源往往也是能源物质. 自养菌以CO2、碳酸盐为唯一或主要的碳源.CO2是被彻底氧化的物质,其转化成细胞成分是一个还原过程.因此,这类微生物同时需要从光或其他无机物氧化获得能量.这类微生物的碳源和能源分别属于不同物质. ③氮源 凡是构成微生物细胞的物质或代谢产物中氮元素来源的营养物质,称为氮源.细胞干物质中氮的含量仅次于碳和氧.氮是组成核酸和蛋白质的重要元素,氮对微生物的生长发育有着重要作用.从分子态的N2到复杂的含氮化合物都能够被不同微生物所利用,而不同类型的微生物能够利用的氮源差异较大. 固氮微生物能利用分子态N2合成自己需要的氨基酸和蛋白质,也能利用无机氮和有机氮化物,但在这种情况下,它们便失去了固氮能力.此外,有些光合细菌、蓝藻和真菌也有固氮作用. 许多腐生细菌和动植物的病原菌不能固氮,一般利用铵盐或其他含氮盐作氮源.硝酸盐必须先还原为NH+4
第二章生产菌种的选育 工业化菌种的要求 ?能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物 ?有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的可操作性要强 ?遗传性能要相对稳定 ?不易感染它种微生物或噬菌体 ?产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关） ?生产特性要符合工艺要求 生产菌种的育种方法 第一节工业微生物的分离筛选 (Separation and screening) 一、菌种的来源 ?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；?从大自然中分离筛选新的微生物菌种。 二、从自然界中分离筛选菌种的方法步骤 从自然界中分离筛选菌种的目的是高效地获取一株高产目的产物的微生物。 具体步骤如下： 1.采样：有针对性地采集样； 2.富集培养：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能； 3.纯种分离：纯种分离的原则就是使培养物获得单个菌落； 4.菌落的选择：利用筛选模型，选择具有目的产物合成能力相对高的菌株；
5.生产性能测定：测定代谢产物或其它目的性状。 采样 1、采样对象 以采集土壤为主。 根据微生物营养类型。 根据微生物的生理特性。 极端环境条件下。 ?2、采样季节：以温度适中，雨量不多的秋初为好。 ?3、采土方式： 在选好适当地点后，用小铲子除去表土，取离地面5-15cm处的土约10g，盛 入清洁的牛皮纸袋或塑料袋中，扎好，标记，记录采样时间、地点、环境条件 等，以备查考。为了使土样中微生物的数量和类型尽少变化，宜将样品逐步分 批寄回，以便及时分离。 富集方法（enrichement） 物理方法：加热、膜过滤等 等一切能提高目的微生物相对生长速度的手段，培养（固体、液体；分批连 续）后使目的微生物在种群中占优势。 纯种分离 1．稀释分离法 2．平板划线分离法 ⑴涂菌： ⑵划线分离： 菌株分离（seperation）就是将一个混杂着各种微生物的样品通过分离技术区分开，并按照实际要求和菌株的特性采取迅速、准确、有效的方法对它们进 行分离、筛选，进而得到所需的微生物的过程。
发酵来源的化学药物的菌种鉴别 审评四部审评七室 张明平 通过发酵获得的化学药物同其他化学合成的药物一样，审评时应适用同样的技术要求。但通过发酵获得的化学药物同纯化学合成的药物也存在不一样的特点，在应用以上原则时会有不同的具体要求。在发酵的过程中，原本在化学合成中的一步或多步化学反应在菌体内，通过菌体的初级或次级代谢完成。而目前尚无有效手段，可对这些代谢过程如调控化学反应一样进行精细的监控。但可以通过对菌种，发酵条件和工艺过程的确认，间接的判断生产工艺的可行性。为了降低这种间接的判断带来的药品质量方面的安全性风险。因此研发单位应对菌种鉴别和发酵工艺进行深入研究；寻找药品质量与二者之间的直接联系，判断和控制影响药品质量的关键参数。 本文将根据文献调研的结果，结合审评工作的实践，对发酵来源的化学药物的菌种鉴别的技术要求谈一点自己的看法。 通过发酵得到的药物很多，大体可分为以下三类。第一类是由生物整体或部分实体的药物；如菌苗、疫苗、类毒素等自动免疫制品；抗毒素、抗血清等被动免疫制品；诊断用菌液、血清、毒素、抗原、抗体等诊断制剂以及治疗用抗体制剂等，统称为生物制品。该类制品不在本文讨论的范畴。第二类为微生物初级代谢产物；如构成机体大分子骨架的氨基酸、核苷酸，和辅酶、酶的辅基、维生素等非机体构成物以及与物质代谢、能量代调有关的有机酸、醇类等。第三类为来源于微生物次级代谢产物的药物；其中最著名的一类药物就是抗生素；其他还包括酶抑制剂与诱导剂，免疫调节剂与细胞功能调节剂、受体拮抗剂与激动剂以及具有其他药理活性的物质。 初级代谢产物和次级代谢产物的生产依赖于其生产菌种特异性的积累目标产物，因此原则上要求菌种鉴别的专属性越高越好；一般应当将生产菌株与同种不同株的其他菌株区分开。对菌株进行鉴别提供形态特征、培养特征、生理生化特征、细胞壁化学成分四方面的资料。此外还
第五节菌种的衰退、复壮和保藏 性状稳定的菌种是微生物学工作最重要的基本要求，否则生产或科研都无法正常进行。影响微生物菌种稳定性的因素有变异、污染、死亡。 由于微生物的多样性，不同的微生物往往对不同的保藏方法有不同的适应性，迄今为止尚没有一种方法能被证明对所有的微生物均适宜。因此，在具体选择保藏方法时必须对被保藏菌株的特性、保藏物的使用特点及现有条件等进行综合考虑。对于一些比较重要的微生物菌株，则要尽可能多的采用各种不同的手段进行保藏，以免因某种方法的失败而导致菌种的丧失。 一、斜面冰箱保藏法 一种短期、过渡的保藏方法，用新鲜斜面接种后，置最适条件下培养到菌体或孢子生长丰满于4℃冰箱保存。保存期3月到6月。 二、沙土管保藏法
适合于产孢子或芽孢的微生物。 首先，将沙与土洗净、烘干、过筛，按沙与土的比例为1—2：1混合均匀，分装于小试管中，料高1厘米左右，121C间歇灭菌三次，烘干备用。一般沙80目，土80一100目。 其次，将孢子制成悬浮液，接入沙土管。或将斜面孢子刮下直接与沙土混合，置干燥器中用真空泵抽干，冰箱内保存。 保存期1年左右。 三、菌丝速冻法 不产孢子或芽孢的M可用甘油菌丝速冻法。该法保藏温度为-20℃，为避免M受损伤致死，需甘油作保护剂。甘油最终浓度为25％。 操作：①、配制浓度为50％的甘油溶液，121℃灭菌后备用；②、制备菌悬液，一般浓度为108～1010个/mL；③、菌悬液和甘油溶液等体积混合均匀，置-20℃保藏。 四、石蜡油封存法 向培养成熟的菌种斜面上，倒入一层灭过菌的石蜡油，量高出斜面1cm，然后保存在冰箱中。此法适于不能利用石蜡油作碳源的细菌、霉菌、酵母等M的保存。保存期约1年 五、真空冷冻干燥保藏法 是目前国内外较理想的常用方法。其基本原理是在较低温度下(-18℃)，快速地将细胞冻结，并且保持细胞完整，然后在真空中使水分升华。在这样的环境中，M的生长和代谢暂时停止，不易发生变异。菌种可保存5年左右。这种保藏方法虽然需要一定的设备，要求亦比较严格，但由于该方法保藏效果好，对各种M 都适用。所以，都已较普遍地应用。 基本操作：将M制成悬浮液，再与保护剂混合，然后放在特制的安瓿管内，用低温酒精或干冰，使其迅速冻结，低温下用真空泵抽干，最后将安瓿管真空熔封。低温保藏。 保护剂一般采用脱脂牛奶或血清等。保护剂的作用可能是在冷冻干燥的脱水过程中代替结合水而稳定细胞成分(细胞膜)的构型，防止细胞膜因为冻结而破坏。保护剂还可以起支持作用，使M疏松地固定在上面。牛奶可用离心或加热的方法脱脂。
根据《食用菌菌种管理办法》的规定，国家鼓励和支持单位和个人从事食用菌品种选育和开发，鼓励科研单位与企业相结合选育新品种，引导企业投资选育新品种。选育的新品种可以依法申请植物新品种权，国家保护品种权人的合法权益。 菌种是指食用菌菌丝体及其生长基质组成的繁殖材料，分为母种（一级种）、原种（二级种）和栽培种（三级种）三级。目前我国从事菌种生产经营的单位和个人，均应当取得《食用菌菌种生产经营许可证》。仅从事栽培种经营的单位和个人，可以不办理《食用菌菌种生产经营许可证》，但经营者要具备菌种的相关知识，具有相应的菌种贮藏设备和场所，并报县级人民政府农业行政主管部门备案。 一、主管部门 母种和原种《食用菌菌种生产经营许可证》，由所在地县级人民政府农业行政主管部门审核，省级人民政府农业行政主管部门核发，报农业部备案。 栽培种《食用菌菌种生产经营许可证》由所在地县级人民政府农业行政主管部门核发，报省级人民政府农业行政主管部门备案。 二、申请条件 申请母种和原种《食用菌菌种生产经营许可证》的单位和个人，应当具备下列条件：（一）生产经营母种注册资本100万元以上，生产经营原种注册资本50万元以上； （二）省级人民政府农业行政主管部门考核合格的检验人员1名以上、生产技术人员2名以上； （三）有相应的灭菌、接种、培养、贮存等设备和场所，有相应的质量检验仪器和设施。生产母种还应当有做出菇试验所需的设备和场所。 （四）生产场地环境卫生及其他条件符合农业部《食用菌菌种生产技术规程》要求。 申请栽培种《食用菌菌种生产经营许可证》的单位和个人，应当具备下列条件： （一）注册资本10万元以上；
（二）省级人民政府农业行政主管部门考核合格的检验人员1名以上、生产技术人员1名以上； （三）有必要的灭菌、接种、培养、贮存等设备和场所，有必要的质量检验仪器和设施； （四）栽培种生产场地的环境卫生及其他条件符合农业部《食用菌菌种生产技术规程》要求。 三、申请材料 申请《食用菌菌种生产经营许可证》，应当向县级人民政府农业行政主管部门提交下列材料： （一）食用菌菌种生产经营许可证申请表； （二）注册资本证明材料； （三）菌种检验人员、生产技术人员资格证明； （四）仪器设备和设施清单及产权证明，主要仪器设备的照片； （五）菌种生产经营场所照片及产权证明； （六）品种特性介绍； （七）菌种生产经营质量保证制度。 申请母种生产经营许可证的品种为授权品种的，还应当提供品种权人（品种选育人）授权的书面证明。 四、受理审批 县级人民政府农业行政主管部门受理母种和原种的生产经营许可申请后，可以组织专家进行实地考查，但应当自受理申请之日起20日内签署审核意见，并报省级人民政府农业行政主管部门审批。省级人民政府农业行政主管部门应当自收到审核意见之日起20日内完成审批。符合条件的，发给生产经营许可证；不符合条件的，书面通知申请人并说明理由。 县级人民政府农业行政主管部门受理栽培种生产经营许可申请后，可以组织专家进行实地考查，但应当自受理申请之日起20日内完成审批。符合条件的，发给生产经营许可证；
第三章菌种选育与培养 教学目的：1、熟悉工业发酵常用微生物种类；2、掌握菌种分离、筛选和选育的方法；3、掌握种子扩大培养方法和质量控制方法；4、掌握常规的菌种保藏方法。 教学方法：讲授 教学手段：使用多媒体课件 教学内容： 第一节重要工业微生物的分离及菌种要求 1、微生物资源非常丰富，广泛分布于土壤、水和空气中，尤以土壤中最多。 2、有的微生物从自然界中分离出来就能被利用，有的需要对分离到的野生菌株进行人工诱变，得到突变株才能被利用。 3、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向变异菌，自然选育转向代谢育种，从诱发基因突变转向基因重组的定向育种。 4、由于生物工业本身的发展以及遗传工程的介入，藻类、病毒等也正在逐步变为工业生产用的微生物。 一、工业生产常用的微生物 1、细菌（bacteria）：枯草芽胞杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等，用于生产淀粉酶、乳酸、醋酸、氨基酸和肌苷酸等； 2、酵母菌（yeast）：啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等，用于酿酒、制造面包、生产脂肪酶以及可食用、药用和饲料用酵母菌体蛋白等； 3、霉菌（mould）：根霉、毛霉、犁头霉、红曲霉、曲霉、青霉等，用于生产多种酶制剂、抗生素、有机酸及甾体激素等； 4、放线菌（actinomycetes）：链霉素、红霉素、金霉素、庆大霉素等，常用菌种来自链霉菌属、小单孢菌属和诺卡氏菌属等； 5、担子菌（basidiomycetes）：通常所说菇类（mushroom）微生物，用于多糖、橡胶物质和抗癌药物的开发； 6、藻类（algae）：用作人类保健食品和饲料，如螺旋藻、栅列藻；可通过藻类将CO2转变为石油，或获取氢能。 二、微生物工业对菌种的要求 目前，随着微生物工业原料的转换和新产品的不断出现，势必要求开拓更多新品种。尽管微生物工业用的菌种多种多样，但作为大规模生产，对菌种有下列要求： 1、原料廉价、生产迅速、目的产物产量高； 2、易于控制培养条件，酶活性高，发酵周期较短； 3、抗杂菌和噬菌体的能力强； 4、菌种遗传性能稳定，不易变异和退化，不产生任何有害的生物活性物质和毒素，保证安全生产。 三、重要工业微生物的分离 分离是指从含微生物的样品（如土壤、水等）中获得纯的或混合的培养物，是筛选具有潜在工业应用价值的微生物的第一个阶段，接着才能从以上分离物中筛选出那些能产生所需产物或具有某种生化反应的菌种。
第二章菌种选育 带图象分析系统的微生物菌种 显微观察装置 一、菌种的来源 ?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； ?从大自然中分离筛选新的微生物菌种。 1、分离思路 ?新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。 ?实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。 ?有了优良的菌种，还要有合适的工艺条件和合理先进的设备与之配合。 2、新种分离与筛选的步骤 3、具体方法 ?1）采样 ?2）样品的预处理 ?3）纯种分离 ?4）生产性能的测定 1）采样 （1）采样对象 以采集土壤为主。一般田园土和耕作过的沼泽土中，以细菌和放线菌为主，富含碳水化合物的土壤和沼泽地中，酵母和霉菌较多，如一些野果生长区和果园内。采样的对象也可以是植物，腐败物品，某些水域等。 从自然界筛选 ?（2）采样季节：以温度适中，雨量不多的秋初为好。 ?（3）采土方式：在选好适当地点后，用小铲子除去表土，取离地面5-15cm处的土约10g，
盛入清洁的牛皮纸袋或塑料袋中，扎好，标记，记录采样时间、地点、环境条件等，以备查考。为了使土样中微生物的数量和类型尽少变化，宜将样品逐步分批寄回，以便及时分离。 2）样品的预处理 ?在分离之前，含微生物材料的标本首先进行预处理，可大大提高菌种分离的效率。 3）纯种分离 ?在自然界获得的标本，是很多种类微生物的混杂物，一般采用平板划线或平板稀释法进行纯种分离。 ?由于土壤或其它样品中所含的各种微生物数量有很大差别，若估计到要分离的菌种的数量不多时，就得设法增加分离的机率，可通过富集培养增加该菌种的数量。 ?利用不同种类的微生物其生长繁殖对环境和营养的要求不同，如温度、pH、渗透压、氧气、碳源、氮源等，人为控制这些条件，使之利于某类或某种微生物生长，而不利于其他种类微生物的生存，以达到使目的菌种占优势，而得以快速分离纯化的目的，这种方法又被称为施加选择性压力分离法。 平板划线分离 稀释分离 分离的培养条件--控制营养成分 ?各种微生物对营养物质的要求是有差异的。控制分离培养基的营养成分对提高分离效果是有好处的。 ?用淀粉作为唯一碳源，则具有淀粉酶类的微生物就能很好生长。在一般情况下，也可以按照各大类微生物常用的培养基进行分离，例如分离细菌常用蛋白胨牛肉膏琼脂培养基，分离放线菌常用淀粉琼脂培养基，分离酵母、霉菌常用麦芽汁或米曲汁培养基等。 分离的培养条件--培养基酸碱度 ?微生物生长繁殖的适宜酸碱度是不同的。细菌和放线菌一般要求中性或偏碱性的培养基（pH7.0或稍高），酵母和霉菌一般要求偏酸性（pH4.0~6.0）。所以，结合一定的营养，将培养基调至一定的pH值，更有利于排除不需要的微生物类型。
食用菌菌种的生产及养殖技术 系名称园林园艺系 专业名称园林技术 班级园林10-1 班 学生姓名初文藩 指导教师林蓉
目录 摘要 (2) 关键词 (2) 1食用菌菌种的培养技术 (2) 1.1母种的获得 (2) 1.1.1种菇（耳）选择 (2) 1.1.2母种培养基的制作 (3) 1.1.3.组织分离 (5) 1.1.4母种的扩大繁殖保藏 (5) 2.原种生产 (5) 2.1.原种配方 (5) 2.2.接种 (5) 2.3.养菌 (6) 3.栽培种生产 (6) 3.1.栽培种配方 (6) 3.2.制作方法 (6) 3.3.接种与培养 (6) 4 养殖技术 (6) 4.1菇房的搭建 (6) 4.2栽培时间安排 (6) 4.3菌株选择 (6) 4.4培养料配方 (7) 4.5培养料制备 (7) 4.5培养料制备 (7) 4.6菇房消毒、铺料、播种进料 (7) 4.7出菇管理 (7) 4.8采收 (7) 5多吃食用菌有好处 (7) 参考文献 (8)
(8) 食用菌的食用菌菌种的生产及养殖技术 云南热带作物职业学院园林园艺系园林10-1班初文藩 摘要：本文介绍了食用菌菌种的组织培养技术，通过食用菌菌种生产的了解来阐述如何培养食用菌成活率更高，以及养殖技术和食用菌对人体的好处。 关键词：食用菌菌种生产养殖技术 食用菌是一类有大型可食子实体的高等真菌（蕈菌），被人们称为菇、蘑、菌、蕈、芝、苓、耳、茸等。 食用菌具有独特的保健价值，食用菌含有丰富的蛋白质和氨基酸，其含量是一般蔬菜和水果的几倍到几十倍。如鲜蘑菇含蛋白质为1.5%-3.5%，是大白菜的3倍，萝卜的6倍，苹果的17倍。1公斤干蘑菇所含蛋白质相当于2公斤瘦肉，3公斤鸡蛋或12公斤牛奶的蛋白质含量。食用菌中赖氨酸含量丰富，含有组成蛋白质的18种氨基酸，和人体所必需的8种微量元素。谷物食品中含量少的赖氨酸，食用菌中含量也相当丰富。食用菌脂肪含量很低，约占干品重量的0.2%-3.6%，而其中74-83%是人体健康有益的不饱和脂肪酸。食用菌还含有维生素，食用菌富含的VB1、V12，都高于肉类，草菇Vc含量为辣椒的1.2～2.8倍，是柚、橙的2～5倍，香菇的17倍。香菇Vd原含量高达128国际单位，是紫菜的8倍，甘薯的7倍，大豆的21倍。VD原经紫外线照射可转化为VD，促进对促进对钙的吸收。 菌种是食用菌生产最重要的生产资料，菌种质量的好坏关系到生产的成功与失败，优良的菌种是栽培成功的基本条件，劣质菌种会使食用菌生产轻者减产重者绝收，而菌种生产技术又直接影响和决定着菌种质量，近年来，我省食用菌生产发展迅猛，但菌种生产管理相对滞后，生产技术缺乏统一标准，生产技术本身没有被生产者正确掌握，因此，菌种质量优劣不定，成本举高不下，对食用菌规模化生产造成一定的影响，笔者在多年的食用菌教学、科研与生产中，总结出的这套食用菌菌种生产实用技术，具有操作容易、设备简单、高效实用、成功率高、污染率低等特点，解决了大批量生产菌种数量难满足、质量无保证的难题。
（生物科技行业）第二章微生物菌种选育(笔记类)
第二章工业微生物基础 ●知识要点和教学要求 1）、了解微生物的特点 2）、了解常见的工业微生物 3）、掌握工业微生物菌种的分离和选育 4）、掌握工业微生物菌种的改良 5）、掌握工业微生物菌种的保藏 6）、掌握工业微生物菌种的扩大培养 ●能力培养要求 通过本章节的学习，学生能掌握工业微生物菌种的分离和选育、改良和保藏方法，以及菌种扩大培养的基本工艺。 ●教案内容 2.1微生物的特点 （1）种类多，分布广 目前已发现的微生物在10万种之上。不同种类的微生物具有不同的代谢方式，能分解各式各样的有机物质和无机物质，当前国内外积极利用微生物来防治公害，分解三废中许多毒性强、结构复杂的物质。另壹方面，不同微生物在生化过程中积累不同的代谢产物，所以发酵工业上常利用各种微生物来生产各种产品，如酒类、酒精、丙酮丁醇、抗生素、酶制剂、有机酸、氨基酸、核酸、维生素、菌体蛋白、医药产品和化工产品等到。 （2）高面积-体积比，代谢能力强 （3）生长迅速，繁殖快
（4）适应性强，容易培养 （5）易变性 2.2常见的工业微生物 广义的微生物包括病毒、立克次氏体、细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、单细胞藻类、原生动物和支原体等。在发酵工业中经常遇到的是细菌、放线菌、酵母菌、霉菌及危害、放线菌生长的噬菌体。 微生物工业的范围 微生物工业越来越深地同国民经济各部门发生关系，涉及的范围十分广泛，而且越来越大，大致可分为下列14类： （1）酿酒工业（啤酒、葡萄酒、白酒等） （2）食品工业（酱、酱油、食醋、腐乳、面包、酸乳等） （3）有机溶剂发酵工业（酒精、丙酮、丁醇等） （4）抗生素发酵工业（青霉素、链霉素、土霉素等） （5）酶制剂发酵工业（柠檬酸、葡萄糖酸等） （6）酶制剂发酵工业（淀粉酶、蛋白酶等） （7）氨基酸发酵工业（谷氨酸、赖氨酸等） （8）核苷酸类物质发酵工业肌苷酸、肌苷等） （9）维生素发酵工业（维生素B2、维生素B12等） （10）生理活性物质发酵工业（激素、赤霉素等） （11）微生物菌体蛋白发酵工业（酵母、单细胞蛋白等） （12）微生物环境净化工业（利用微生物处理废水、污水等）（13）生物能工业（沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙
第一章总则 第一条为保护和合理利用食用菌种质资源，规范食用菌品种选育及食用菌菌种（以下简称菌种）的生产、经营、使用和管理，根据《中华人民共和国种子法》，制定本办法。 第二条在中华人民共和国境内从事食用菌品种选育和菌种生产、经营、使用、管理等活动，应当遵守本办法。 第三条本办法所称菌种是指食用菌菌丝体及其生长基质组成的繁殖材料。 菌种分为母种（一级种）、原种（二级种）和栽培种（三级种）三级。 第四条农业部主管全国菌种工作。县级以上地方人民政府农业（食用菌，下同）行政主管部门主管本行政区域内的菌种工作。 第五条县级以上地方人民政府农业行政主管部门应当加强食用菌种质资源保护和良种选育、生产、更新、推广工作，鼓励选育、生产、经营相结合。 第二章种质资源管理 第六条国家依法保护食用菌种质资源，任何单位和个人不得侵占和破坏。 第七条禁止采集列入国家重点保护野生植物名录的天然食用菌种质资源。确因科研等特殊情况需要采集的，应当依照《中华人民共和国野生植物保护条例》及农业部有关规章，申请办理采集手续。 第八条国家对食用菌种质资源享有主权。任何单位和个人向境外提供食用菌种质资源（包括长有菌丝体的栽培基质及用于菌种分离的子实体）的，应当经所在地省级人民政府农业行政主管部门审核，报农业部批准。 第九条从境外引进的菌种，必须依法进行检疫。引进人应当在引进后30 日内，送适量菌种至中国农业微生物菌种保藏管理中心保存。 第三章食用菌品种选育 第十条国家鼓励和支持单位和个人从事食用菌品种选育和开发，鼓励科研单位与企业相结合选育新品种，鼓励企业投资选育新品种。 选育的新品种可以依法申请品种权，国家保护品种权人的合法权益。 第十一条选育的新品种应当具备下列条件： （一）与现有品种有明显区别； （二）遗传性状稳定；
2015版药典菌种传代中国药典2010年版二部及菌种使用 说明书 导读:就爱阅读网友为您分享以下“中国药典2010年版二部及菌种使用说明书”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对https://www.doczj.com/doc/2312914015.html,的支持! 依据: 中国药典2010年版二部及菌种使用说明书 1.标准菌的来源 标准菌株由中国药品生物制品检定所医学菌种保藏中心(China Medical culture collection ,CMCC)提供的冷冻干燥菌种(0代)或由上级药检部门已接种好的菌种斜面(3代)。黑曲霉的0代菌种为保存于含15%甘油的0.9%无菌氯化钠溶液中的孢子悬液冷存管。中国药品生物制品检定所医学微生物菌种保藏管理中心提供的冷冻干燥菌种的标签 1 CMCC(B)代表细菌(bacteria),CMCC(F)代表真菌(fungi)每种菌具有固定的代号。 2.标准菌的验收 从菌种保藏中心购买的原始菌种管是玻璃安瓿装的冻干菌，接收同时应检查是否有随菌种附有的相关资料。接收菌种时应检查安瓿的数量和名称，和每一支安瓿的完整性。在相应的菌种接收记录上记上所有的关于菌种的信息，如名称、数量和接收日期等。在菌种安瓿及菌种管上粘贴标签，内容包括:菌种名称、菌种代号、代次、接收日期、接收人、贮存条件、有效期至。新购入的0代原始菌种储存于,20?，有效期为三年。从上级药检部门购买的已接种好的菌种斜面(3代)应检查菌种管是否完好。储存于2, 8 ?，有效期为3个月。 3. 标准菌的复苏、复壮及标准储备菌株的制备
3.1物品及试剂:接种针、酒精灯、移液管、75%酒精及75%酒精棉球 3.2培养基 2 改良马丁琼脂培养基:用于黑曲霉复苏、复壮. 液体硫乙醇酸盐培养基:用于生孢梭菌复苏、复壮. 营养肉汤培养基:用于金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠埃希菌、乙型副伤寒沙门菌、短小芽孢杆菌、铜绿假单胞菌复苏、复壮。 改良马丁培养基:用于白色念珠菌复苏、复壮. 3.3操作步骤: a.打开洁净工作台。 b.在安瓿的外表面用75%的酒精擦拭并让其自然风干。 c.用一小砂轮在安瓿的上部划一条线，用手轻轻将安瓿掰开(开启安瓿时必须小心，因为安瓿遇热时可能会破裂)。 d.以无菌方法用一无菌吸管从已准备好的上述液体培养基中移取0.5,0.8 ml 到安瓿中。 e.轻轻地旋转安瓿以使冻干菌 3 种和液体培养基充分混合并完全溶解。 f.用无菌吸管将安瓿内菌液全部转接到相应的液体培养基。 g.根据安瓿上所标明的不同菌种类型而将其培养于相应的温度(细菌培养温度30,35?，培养18,24小时;真菌培养温度23,28?，培养3,5天。观察是否浑浊，浑浊说明菌种复苏生长;若不浑浊，细菌应延长培养时间至7天，真菌应延长培养时间至14天，若仍未浑浊，灭菌处理。 h.黑曲霉的菌悬液先室温待菌悬液融化后用无菌吸管吸取管内液体1,2滴滴在改良马丁琼