发酵工业微生物菌种制备与培养基
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微生物发酵工艺的流程微生物发酵工艺是一种利用微生物介导的发酵过程,将原料转化为有用产物的技术。
它广泛应用于食品、饮料、药品、化妆品、生物燃料等产业。
微生物发酵的流程可以概括为以下几个步骤:选择合适的微生物菌种、培养菌种、发酵培养基的制备、发酵过程中的控制和管理、及产物的提取与分离纯化。
首先,选择合适的微生物菌种是微生物发酵工艺的第一步。
根据工艺的要求和产物的需要,选择具有理想发酵性能的菌种。
常用的微生物菌种包括酵母、乳酸菌、醋酸菌、酱油菌等。
菌种的选择主要考虑产物的特性、发酵条件、菌种的稳定性、耐受性以及生产的经济性等因素。
其次,培养菌种是发酵工艺的关键环节。
通常使用液体或固体培养基来培养菌种。
液体培养是最常见的方法,通过加入适量的营养物质(碳源、氮源、无机盐等)和调整好的pH值、温度和氧气条件等,促使微生物菌种生长繁殖。
固体培养则涉及将营养物质包裹在固体载体中,例如琼脂、玉米粉等。
培养时间因物种的不同而异,一般需要在合适的温度和条件下培养一定时间。
制备发酵培养基是微生物发酵的另一个重要步骤。
发酵培养基中的成分主要包括碳源、氮源、无机盐、微量元素和调节剂等。
对于不同的微生物菌种,营养需求略有不同。
因此,根据具体的工艺要求,需要调节发酵培养基的成分,并且经过消毒,以避免污染物对发酵过程的干扰。
发酵过程的控制和管理是微生物发酵工艺中的核心环节。
在发酵过程中,温度、pH值、氧气供应和搅拌等参数需要被精确控制。
这些参数的控制对于发酵过程中微生物的生长、代谢和产物生成都至关重要。
温度过高或者过低,pH值偏高或者偏低,氧气供应不足或者过多,都可能导致微生物生长受阻、代谢途径受限,从而影响产物的生成和产量的提高。
此外,还需要注意发酵过程中的消毒工作,以防止细菌、真菌和病毒的污染。
最后,产物的提取与分离纯化是微生物发酵工艺的最后一步。
发酵过程中合成的产物通常是复杂的混合物,需要经过提取和分离纯化才能得到所需的目标产物。
《微生物菌种选育实验》是一门涉及食品理化分析、微生物学实验且由学生自行设计实验方案的综合性、设计性实验课程,集中三周时间开课。
一、实验目的通过本环节训练,加深对发酵工程上游技术中菌种筛选的认识;学会常规选种方法;掌握微生物诱变育种的方法;掌握常规工业微生物菌种保藏法;树立科学认真仔细的态度,培养科研协作精神。
二、实验内容实验一工业微生物菌种分离根据一定的生产目的如产酶、产酸、产酯等,建立不同的筛选模型,并从特定的样品如曲药、酸乳、土壤中筛选出高产适宜的菌株。
1、分离培养基的配制2、无菌器材的准备3、菌悬液的制备4、接种5、培养6、初步鉴定(1) 菌落形态(2) 个体形态7、斜面接种培养实验二工业微生物菌种复筛通过摇瓶培养对实验一所得的菌株的生产性能进行精确的定量测定。
1、发酵培养基的配制;2、目的菌株的摇瓶培养;3、发酵液的生理活性测定。
实验三微生物的诱变育种用紫外线对实验一所得的高产菌株进行诱变,并测定诱变后的菌株的生产能力。
1、单细胞(或单孢子) 悬液的制备;2、致死曲线的测定;3、诱变处理;4、初筛;5、复筛;6、菌种保藏。
三、实验要求1.学生自行设计具体实验方案,在教师指导下由学生自主完成实验。
2.实验结束后,要求学生完成一篇微型小论文。
论文的撰写应本着实事求是的原则,对所做实验过程和数据进行认真、严格的记录和处理,并进行独立分析,不得抄袭他人的数据。
四、考核办法1、考核内容:实验方案、实验态度、操作技能、实验报告等。
2、考核办法:按照实验方案、实验态度、操作技能、实验报告等内容综合考核学生,得到学生该门实验课程的成绩。
成绩考核采用优秀、良好、中等、及格、不及格五级记分制。
3、考核标准:以实际操作技能和分析解决问题的技能为主,实验考核内容各单项所占分数比例为实验方案20%、实验态度10%、操作技能40%、实验报告30%。
微生物菌种选育概述微生物的菌种对进行微生物工作来讲是非常重要的。
没有“种”无法进行微生物的科学研究;没有良种,不能进行发酵工业的生产。
发酵工业产品培养基配方大全1.酵母培养基配方:-加糖培养基配方:-酵母提取物10g-葡萄糖20g-氯化镁1g-磷酸二氢钾2g- H2O 1000ml-加酵母提取物培养基配方:-酵母提取物20g-葡萄糖10g-氯化镁1g-磷酸二氢钾2g- H2O 1000ml2.细菌培养基配方:-肉膏蛋白胨加入培养基配方:-肉挫3g-蛋白胨5g-NaCl5g- 纯净水 1000ml-牛肉精加入培养基配方:-牛肉精3g-NaCl10g- Agar 15g- 纯净水 1000ml3.真菌培养基配方:-绵白糖加入培养基配方:-麦芽提取物10g-蔗糖30g-K2HPO41g-MgSO40.5g- 纯净水 1000ml-麦芽提取物加入培养基配方:-麦芽提取物20g-FeSO40.1g-K2HPO42g-MgSO41g- 纯净水 1000ml4.菌丝体培养基配方:-淀粉加入培养基配方:-玉米粉20g-淀粉10g-NaCl5g-MgSO40.5g- 纯净水 1000ml-牛肉精加入培养基配方:-牛肉精3g-酵母提取物2g-NaCl5g-MgSO40.5g- 纯净水 1000ml5.发酵液培养基配方:-玉米加入培养基配方:-玉米粉100g-蛋白胨10g-NaCl5g-淀粉10g- 纯净水 1000ml-葡萄糖加入培养基配方:-玉米粉10g-蛋白胨5g-葡萄糖20g-淀粉10g- 纯净水 1000ml上述配方仅为其中几种常用的发酵工业产品培养基配方,不同的微生物和发酵过程需要有针对性地选择合适的配方。
在实际应用中,还需要根据具体情况进行调整和优化。
同时,培养基的制备过程中,要注意使用无菌操作,以确保微生物培养的纯净性和成功率。
微生物的发酵工艺及其在工业中的应用近年来,微生物在各大领域中的应用日益广泛,特别是在工业领域中,微生物的发酵工艺成为了不可或缺的一部分。
微生物发酵生产是指利用微生物在一定条件下,通过代谢反应产生有用物质的过程。
这种方法具有工艺简单、成本低、产品纯度高等优点,是工业生产中一种常见的化学合成方法。
本文将介绍微生物发酵的基本工艺及其在工业中的应用。
一、微生物发酵的基本工艺1. 选择菌种:微生物发酵经过研究后发现一些特殊的微生物可以产生有用的物质,因此在发酵过程中选择适当的菌种至关重要。
选择菌种要考虑到它的生长特点、产物产率、抗感性等因素,还要保证其菌种安全性。
2. 发酵培养基的制备:发酵培养基是微生物发酵过程中必不可少的一环节,其目的是为微生物生长提供必需的营养物质。
为了提高菌株的产物产率和成色,还可以在培养基中添加一些特定物质。
3. 培养过程的统计与监控:事先设定好合适的培养条件,比如温度、酸碱度、氧气等,对培养过程进行全面的监控和统计,以确保微生物可以在最佳环境中生长,并产生出需要的物质。
4. 发酵过程的控制:微生物发酵过程中,菌株的生长和代谢过程是一种动态变化的过程,因此需要进行精确的控制。
在发酵过程中,可以通过控制温度、通风、搅拌等手段来维持培养环境的稳定,从而保持菌株的正常生长和代谢。
5. 结果分析与产品回收:经过一段时间的发酵,菌株在培养基中产生的物质可以通过分析化验来确认产物的品质和产率。
最后要进行产品的回收和分离纯化,以获得高纯度、高品质的产物。
二、微生物发酵在工业中的应用1. 食品行业微生物发酵技术在食品行业中得到了广泛的应用。
比如,酸奶、豆浆等膳食品的生产中,使用的就是发酵技术。
此外,微生物发酵还可以用于酱油、味精、鸡精等调味料的生产中。
2. 医药行业微生物发酵技术在医药行业中的贡献也不容小觑。
很多药物的生产都需要通过微生物发酵来获得,比如青霉素、链霉素等很多抗生素都是通过微生物发酵制成的。
在发酵工业中,获得新菌种通常需要通过微生物学和生物技术的方法。
以下是一些常见的获得新菌种的方法:
1.分离与筛选:
从自然环境中采集样品,如土壤、水源、植物等,然后通过分离和筛选的方法获得单一或纯化的微生物。
这涉及在适当的培养基上进行分离和鉴定,以获取具有特定性质的微生物。
2.环境富集:
通过将样品暴露在特定条件下,促使特定类型的微生物在样品中逐渐增多,从而富集目标微生物。
这可以通过模拟发酵过程的条件,如温度、酸碱度、氧气水平等,来优化目标微生物的生长环境。
3.基因工程和改良:
使用基因工程技术对已知的微生物进行改良,以获得具有更好发酵性能或产物特性的新菌种。
这可能涉及到插入、删除或修改微生物的基因,以改变其代谢途径或增强其特定功能。
4.自然变异:
通过自然变异或诱变来改变微生物的性质。
这可以通过暴露微生物于特定的诱变因素,如化学物质或辐射,来引发基因突变。
5.元基因组学:
通过元基因组学研究,对微生物群体中的整体基因组进行分析,以发现新的菌株和潜在的发酵应用。
这种方法广泛应用于环境微生物学研究中。
6.体外进化:
利用体外进化技术,通过在实验室中模拟自然环境条件,诱导微生物发生进化,以获得新的适应性和性状。
7.宏基因组学:
利用宏基因组学方法,直接从环境样品中获取微生物的基因组信息,从而发现新的菌株。
这有助于发现那些无法通过传统方法培养的微生物。
这些方法可以单独或结合使用,具体取决于获得新菌种的特定目的和环境。
值得注意的是,新菌种的获得通常需要遵循生物安全和法规标准,以确保其在实际应用中是安全和可行的。
第六章微生物发酵制药工艺6.1 微生物发酵与制药6.2 微生物生长与生产的关系6.3 微生物生产菌种建立6.4 发酵培养基制备6.4 发酵培养基制备• 概念(medium)供微生物生长繁殖和合成各种代谢产物所需要的按一定比例配制的多种营养物质的混合物。
• 培养基的组成和比例是否恰当,直接影响微生物的生长、生产和工艺选择、产品质量和产量。
6.4.1 培养基的成分碳源氮源无机盐水生长因子前体与促进剂消泡剂1、碳源(carbon sources)概念:构成微生物细胞和代谢产物中碳素的营养物质。
作用:为正常生理活动和过程提供能量来源,为细胞物质和代谢产物的合成提供碳骨架。
碳源种类糖类:葡萄糖、淀粉、糊精和糖蜜脂肪:豆油、棉籽油和猪油醇类:甘油、乙醇、甘露醇、山梨醇、肌醇蛋白类:蛋白胨、酵母膏速效碳源:糖类、有机酸迟效碳源:酪蛋白水解产生的脂肪酸2、氮源(nitrogen sources)概念:构成微生物细胞和代谢产物中氮素的营养物质。
作用:为生长和代谢主要提供氮素来源。
种类:无机氮源、有机氮源有机氮源几乎所有微生物都能利用有机氮源黄豆饼粉、花生饼粉棉籽饼粉、玉米浆、蛋白\胨、酵母粉、尿素无机氮源氨水、铵盐和硝酸盐等。
氨盐比硝酸盐更快被利用。
工业应用:主要氮源或辅助氮源;调节pH值生理酸性物质:代谢后能产生酸性残留物质。
(NH4)2SO4利用后,产生硫酸生理碱性物质:代谢后能产生碱性残留物质。
硝酸钠利用后,产生氢氧化钠。
3、无机盐和微量元素• 概念:组成生理活性物质或具有生理调节作用矿物质• 作用方式:低浓度起促进作用,高浓度起抑制作用。
• 种类:盐离子磷、硫、钾、钠、镁、钙,常常添加铁、锌、铜、钼、钴、锰、氯,一般不加。
4、水菌体细胞的主要成分。
营养传递的介质。
良好导体,调节细胞生长环境温度。
培养基的主要成分之一。
5、生长因子(growth factor)概念:维持微生物生长所必需的微量有机物,不起碳源和氮源作用。