第1-2章 生產(chǎn)菌種的來源-2010

第二章生產(chǎn)菌種的來源1微生物工程的工業(yè)生產(chǎn)水平由三個(gè)要素所決定：生產(chǎn)菌種的性能，發(fā)酵及提純工藝條件和生產(chǎn)設(shè)備。其中生產(chǎn)菌種是最重要的。第一節(jié)生物物質(zhì)產(chǎn)生菌的篩選微生物是生物活性物質(zhì)的豐富資源，分離純化和篩選活性的步驟如下：標(biāo)本采集－－－標(biāo)本材料的預(yù)處理－－－富集培養(yǎng)－－－菌種初篩－－－菌種復(fù)篩－－－性能鑒定－－－菌種保藏

2一、微生物是生物活性物質(zhì)的豐富來源自然界含菌樣品極其豐富，土壤、水、空氣、枯技爛葉、植物病株、腐爛水果等都含有眾多微生物，種類數(shù)量十分可觀。但總體來講土壤樣品的含菌量最多。從土壤中幾乎可以分離到任何所需的菌株，空氣、水中的微生物也都來源于土壤，所以土壤樣品往往是首選的采集目標(biāo)。在分離菌株前要根據(jù)分離篩選的目的，到相應(yīng)的環(huán)境和地區(qū)去采集樣品。3分離與篩選的設(shè)計(jì)要求在篩選所需菌株時(shí)應(yīng)考慮以下一些重要指標(biāo)：1、菌的營養(yǎng)特征一般要求采用廉價(jià)的培養(yǎng)基或使用來源豐富的原料2、菌的生長溫度3、菌的穩(wěn)定性4、菌的產(chǎn)物得率和產(chǎn)物在培養(yǎng)液中的濃度5、菌對(duì)所采用的設(shè)備和生產(chǎn)過程的適應(yīng)性6、容易從培養(yǎng)液中回收產(chǎn)物3-6是用來衡量菌種的生產(chǎn)性能，如能滿足這幾條，便有希望成為效益高的生產(chǎn)菌株4二、含微生物樣品的采集較復(fù)雜；應(yīng)根據(jù)分離目的靈活掌握土壤（豐富、5-25cm、土質(zhì)、酸堿度、植被狀況、地理?xiàng)l件、季節(jié)）5食品、海水、動(dòng)物、植物、極端環(huán)境根據(jù)微生物的營養(yǎng)類型采樣森林土中有相當(dāng)多枯枝落葉和腐爛的木頭，富含纖維素，適合利用纖維素作碳源的纖維素酶產(chǎn)生菌生長。肉類加工廠附近、飯店排污溝，易分離到蛋白酶和脂肪酶產(chǎn)生菌。面粉加工廠等場所易分離到產(chǎn)淀粉酶、糖化酶的菌6極端環(huán)境：高等動(dòng)植物不能生長，大多數(shù)微生物不能生活的高溫、低溫、強(qiáng)堿、強(qiáng)酸、高鹽、高壓、高輻射、等特殊環(huán)境。極端嗜熱菌，最適生長溫度90～105℃，高達(dá)110℃極端嗜冷菌，可在零下70～80攝氏度度生長。極端嗜鹽菌，新疆鹽湖中的可耐受20～30％的NaCl極端嗜堿菌，pH9～10極端嗜壓菌，在深海底，生活壓力7.1～8.1×107Pa根據(jù)微生物的生理特性采樣7篩選高溫酶產(chǎn)生菌通常從溫泉、火山爆發(fā)處、堆肥等采樣；篩選產(chǎn)低溫酶的微生物，可從冰窖、南極、深海等采樣分離耐高滲透壓酵母菌，可到甜果、蜜餞、甘蔗渣堆積處采樣8稀釋倒平板法示意圖第二節(jié)菌種的分離一、常規(guī)法：平板稀釋法和平板劃線法91.dilutesample1ml9ml1010010001041051061072.plateout0.1ml平板稀釋法10稀釋涂布法示意圖11Inoculatinganagarplatetoobtainsinglecolonies平板劃線方法示意圖12平板劃線方法示意圖A.劃線分離操作；B.用于稀釋液中，可連續(xù)劃線；C.用于較濃的菌樣，分?jǐn)?shù)次劃線，每次劃線后要燒接種環(huán)，然后再劃下一區(qū)。連續(xù)劃線法四分區(qū)劃線法13二、施加選擇性壓力分離法：選擇性培養(yǎng)基分離法加入抗生素或試劑來增加選擇性搖瓶培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)富集(enrichment)培養(yǎng)

是在目的微生物含量較少時(shí)，根據(jù)微生物的生理特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種選擇性培養(yǎng)基，創(chuàng)造有利的生長條件，使目的微生物在最適的環(huán)境下迅速地生長繁殖，數(shù)量增加，由原來自然條件下的劣勢種變成人工環(huán)境下的優(yōu)勢種，以利分離到所需的菌株。14

其要領(lǐng)是提供一些有利于所需菌株生長或不利于其他菌型生長的條件，例如，供給特殊的基質(zhì)或加入某些抑制劑。控制氧可將好氧微生物和厭氧微生物分開；高溫下培養(yǎng)可將嗜熱微生物和非嗜熱微生物分開；控制pH可分離嗜酸或嗜堿微生物；高糖或高鹽培養(yǎng)基可分離耐高滲透壓微生物；在分離培養(yǎng)中加入抗生素或某試劑可增加選擇性

如分離真菌可在培養(yǎng)基中加入鏈霉素；分離細(xì)菌或放線菌可加入制霉菌素等151、選擇培養(yǎng)基分離法1.dilutesample1ml9ml10

1001000104105

106107牛肉膏培養(yǎng)基土豆培養(yǎng)基高氏培養(yǎng)基162、加入抗生素或試劑來增加選擇性173、連續(xù)培養(yǎng)(continuousculture)(openculture)培養(yǎng)液瓶過濾器培養(yǎng)基進(jìn)口恒化器培養(yǎng)液進(jìn)口攪拌器空氣過濾器進(jìn)樣器收集瓶過濾器蠕動(dòng)泵將微生物置于一定容積的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，最后一次收獲，叫分批培養(yǎng)，將微生物放在恒定的容積的流動(dòng)系統(tǒng)中培養(yǎng)稱為連續(xù)培養(yǎng)。優(yōu)點(diǎn)：縮短發(fā)酵周期；便于自動(dòng)控制；產(chǎn)物質(zhì)量要均一

缺點(diǎn)：菌種易退化；易染雜菌18

利用特殊的分離培養(yǎng)對(duì)大量混雜微生物進(jìn)行初步分離的方法。

分離培養(yǎng)基是根據(jù)目的微生物特殊的生理特性或利用固體平板或某些代謝產(chǎn)物生化反應(yīng)來設(shè)計(jì)的。

可顯著提高分離效率透明圈法