第2章1 工业微生物菌种的选育及扩大培养
- 格式:ppt
- 大小:7.81 MB
- 文档页数:40
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。
所学内容:1、菌种:选育、培养、保藏;2、发酵的概念、原理、参数控制;3、介绍一些产品的发酵过程第一章绪论一、发酵1、发酵的定义:培养生物细胞(包括动物细胞、植物细胞和微生物)来制得产物的过程。
2、发酵工业:根据有无风味要求分为酿造工业和发酵工业。
3、实现发酵需具备的条件:①适宜的微生物;②保证微生物进行代谢的条件(pH、营养、温度等);③进行发酵的设备;④有提取精制产品的方法和设备二、发酵工业的沿革①天然发酵阶段:嫌气发酵、非纯种培养(靠的是经验),质量不稳定。
②纯种培养技术的建立:巴斯德认识到发酵是由微生物所进行的化学反应;柯赫建立了单种微生物的分离和纯培养技术。
——表面培养、产量少③通气搅拌发酵技术的建立:青霉素④代谢控制发酵技术:运用动态生物化学、遗传学知识,控制生物合理代谢。
⑤开拓发酵原料时期;⑥基因工程阶段三、发酵工业的范围1、微生物菌体发酵:酵母、微生物菌体蛋白(scp 单细胞蛋白)、藻类、活性乳酸菌制剂、真菌、生物杀虫剂。
2、微生物酶发酵:工业应用的酶大都来自微生物发酵。
3、微生物代谢产物发酵初级代谢产物:对数生长期所产生的产物,是菌体生长繁殖所必需的,如氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、类脂、糖类等次级代谢产物:菌体生长静止期中,某些菌体能合成在生长期中不能合成的、具有一些特性的产物,如抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等4、微生物转化发酵:利用微生物细胞的一种或多种酶把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物的生化反应,特点是特异性强,包括反应特异性、结构位置特异性和立体特异性。
最古老的生物转化就是利用菌体将乙醇转化成乙酸的醋酸发酵。
5、利用生物技术所得的生物细胞发酵①消除环境污染;②保持生态平衡;③湿法冶金;④利用生物技术所得的生物细胞发酵四、发酵工业的特征1、发酵原料的选择和预处理2、微生物菌种的选育及扩大培养3、发酵设备选择及工艺条件控制4、发酵产物的分离纯化5、发酵废弃物的回收利用五、发展趋势第二章工业微生物的生长与产物的生物合成微生物的特点:体积小、繁殖快、吸收转化快、适应性强、容易变异、分布广、种类多、代谢类型多。
菌种扩大培养的一般流程菌种扩大培养是微生物学研究中的一项重要技术,在生物制药、食品工业等领域也有广泛应用。
本文将介绍一般的菌种扩大培养流程,以帮助读者更好地理解和应用该技术。
一、菌种的选择菌种的选择是菌种扩大培养的第一步。
在选择菌种时,需要考虑其特性、用途和所需培养条件等因素。
一般来说,菌种应具有较好的生长特性、产生目标产物的能力以及较高的稳定性。
二、菌种的预培养菌种的预培养是为了获得足够数量的起始菌株。
首先,将菌种从冷冻保存物中取出,接种到适当的培养基中,进行预培养。
预培养的目的是让菌种活化并适应培养基的环境,以提高后续扩大培养的成功率。
三、扩大培养的前期准备在进行扩大培养之前,需要准备好培养基、培养设备和相关试剂等。
培养基的选择应根据菌种的需求和培养目的来确定,一般包括碳源、氮源、无机盐和其他必需因子等。
培养设备的清洁和消毒也是保证扩大培养成功的重要步骤。
四、扩大培养的操作步骤1. 将预培养的菌种转接到扩大培养所需的培养基中,并进行初级培养。
初级培养的目的是让菌种适应新的培养基和环境,逐渐增加菌体数量。
2. 根据菌种的生长特性和需求,调节培养条件,如温度、pH值、氧气供应等。
保持适宜的培养条件可以促进菌种的生长和产生目标产物。
3. 定期监测培养物的生长情况,包括菌体数量的增长、生长曲线的变化以及培养基中目标产物的积累情况等。
监测结果有助于调整培养条件,以获得最佳的扩大培养效果。
4. 在菌种生长达到一定阶段时,可以进行菌体的分离和提取。
常用的方法包括离心、超滤和柱层析等。
分离和提取的目的是纯化目标产物并减少其他杂质的干扰。
五、扩大培养的后期处理完成扩大培养后,需要对培养物进行后期处理。
常见的处理方法包括杀菌、浓缩、冻干等。
后期处理的目的是保持菌种的活性和稳定性,以便于后续的存储和应用。
六、菌种的存储菌种的存储是为了长期保存和保持菌种的活性。
常用的存储方法包括冷冻保存、冻干保存和液氮保存等。
存储条件的选择应根据菌种的特性和需求来确定,以确保菌种的长期稳定性和可用性。