谷氨酸生产菌的主要特征、育种及其扩大培养ppt课件

1、第四章第四章 谷氨酸消费菌的主要谷氨酸消费菌的主要特征、育种及其扩展培育特征、育种及其扩展培育 第一节第一节 谷氨酸产生菌的主要特征谷氨酸产生菌的主要特征 第二节第二节 谷氨酸产生菌在发酵过程中的形状变化谷氨酸产生菌在发酵过程中的形状变化 第三节第三节 谷氨酸产生菌的育种谷氨酸产生菌的育种 第四节第四节 菌种的扩展培育及其影响要素菌种的扩展培育及其影响要素 第一节第一节 谷氨酸产生菌的主要特征和性质谷氨酸产生菌的主要特征和性质一、现有谷氨酸消费菌的分类一、现有谷氨酸消费菌的分类形状形状革兰氏染色革兰氏染色棒状杆棒状杆菌属菌属一端膨大的一端膨大的杆状杆状阳性，但有呈阳性，但有呈阴性的，菌体阴性的

2、，菌体内着色不均一内着色不均一多数不能多数不能运动运动好氧或厌氧，从葡萄糖好氧或厌氧，从葡萄糖发酵产酸发酵产酸短杆菌短杆菌属属细胞短，不细胞短，不分枝分枝阳性阳性少数有鞭少数有鞭毛运动毛运动多数从葡萄糖发酵产酸多数从葡萄糖发酵产酸小杆菌小杆菌属属与棒杆菌类与棒杆菌类似，有时球似，有时球状状阳性，美兰染阳性，美兰染色呈现颗粒色呈现颗粒从葡萄糖发酵产酸弱，从葡萄糖发酵产酸弱，主要产乳酸主要产乳酸节杆菌节杆菌属属由球菌变杆由球菌变杆菌，又由杆菌，又由杆菌变球菌菌变球菌由阳性变阴性，由阳性变阴性，又由阴性变阳又由阴性变阳性性普通不运普通不运动动从葡萄糖发酵产酸极少从葡萄糖发酵产酸极少或不产酸或不产酸棒

3、状杆菌棒状杆菌小杆菌属小杆菌属杆菌杆菌Bacillus ，细胞呈杆状或圆柱形，普通其粗细，细胞呈杆状或圆柱形，普通其粗细直径比较稳定，而长度那么常因培育时间、培育条直径比较稳定，而长度那么常因培育时间、培育条件不同而有较大变化。件不同而有较大变化。 1细胞形状为球形、棒形至短杆形；细胞形状为球形、棒形至短杆形；2革兰氏染色阳性，无芽孢，无鞭毛，不能运动；革兰氏染色阳性，无芽孢，无鞭毛，不能运动；3是需氧型微生物；是需氧型微生物；4脲酶强阳性；脲酶强阳性；5不分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白及明胶等；不分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白及明胶等；6发酵过程中菌体发生明显的形状变化，同时发发酵过程中菌体

4、发生明显的形状变化，同时发生细胞膜通透性的改动；生细胞膜通透性的改动；7 CO2固定反响酶活力强；固定反响酶活力强； 8异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱，乙醛酸循环异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱，乙醛酸循环弱；弱；二、生物素缺陷型菌株的主要特征二、生物素缺陷型菌株的主要特征9 -酮戊二酸氧化才干缺失或微弱；酮戊二酸氧化才干缺失或微弱；10复原型辅酶复原型辅酶NADPH2进入呼吸链进入呼吸链才干弱；才干弱；11柠檬酸合成酶、乌头酸酶、异柠檬酸脱柠檬酸合成酶、乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶以及谷氨酸脱氢酶活力强；氢酶以及谷氨酸脱氢酶活力强；12具有向环境中浸透谷氨酸的才干；具有向环境中浸透谷氨酸的才干；13不

5、分解利用谷氨酸，并能耐高浓度的谷不分解利用谷氨酸，并能耐高浓度的谷氨酸。氨酸。第二节第二节 谷氨酸产生菌在发酵过程谷氨酸产生菌在发酵过程中的形状变化中的形状变化一、种子的菌体形状一、种子的菌体形状形状形状大小大小革兰氏革兰氏染色染色菌体短杆或棒菌体短杆或棒杆状，两端钝杆状，两端钝圆，无分枝，圆，无分枝，细胞单个、成细胞单个、成对或对或V形，是形，是谷氨酸非积累谷氨酸非积累型细胞。型细胞。斜面培育斜面培育 类似类似细小细小浅浅一级种子一级种子 类似类似大，粗壮大，粗壮 深深二级种子二级种子 类似类似大，粗壮大，粗壮 深深二、谷氨酸发酵不同阶段的菌体形状二、谷氨酸发酵不同阶段的菌体形状发酵时间发酵

6、时间细胞形状细胞形状长菌型细长菌型细胞胞08h或或010h与二级种子类似，多短杆至棒状，与二级种子类似，多短杆至棒状，多陈列成单个、成对及多陈列成单个、成对及V字形字形转移期细转移期细胞胞818h或或1020h细胞伸长、膨大，当生物素贫乏时，细胞伸长、膨大，当生物素贫乏时，向产酸型细胞转变向产酸型细胞转变产酸型细产酸型细胞胞1620h之后之后细胞伸长、膨大、不规那么状，缺细胞伸长、膨大、不规那么状，缺乏乏V字形，边缘颜色浅，稍模糊，字形，边缘颜色浅，稍模糊，有的甚至残缺不全，但菌体形状根有的甚至残缺不全，但菌体形状根本清楚。胞内出现横隔，花生状。本清楚。胞内出现横隔，花生状。三、谷氨酸发酵感三

7、、谷氨酸发酵感染噬菌体后的菌体染噬菌体后的菌体形状形状1.发酵前期感染噬菌体的菌体形状发酵前期感染噬菌体的菌体形状细胞数量明显减少，细胞不规那么，发圆，细胞数量明显减少，细胞不规那么，发圆，发胖，有明显的细胞碎片，严重时出现拉丝、发胖，有明显的细胞碎片，严重时出现拉丝、拉网。拉网。消费上表现为排气口二氧化碳迅速下降，消费上表现为排气口二氧化碳迅速下降，OD值下跌，耗糖缓慢等。值下跌，耗糖缓慢等。2.发酵中后期感染噬菌体的菌体形状发酵中后期感染噬菌体的菌体形状细胞形状不规那么，边缘不整齐，细胞形状不规那么，边缘不整齐，有的边缘似乎有毛刺状的东西，有有的边缘似乎有毛刺状的东西，有细胞碎片。细胞碎片

8、。消费上的表现：消费上的表现： OD值下降，泡沫多，黏度大，值下降，泡沫多，黏度大，耗糖缓慢。耗糖缓慢。及时补充营养物，大多可完成发酵。及时补充营养物，大多可完成发酵。第三节第三节 谷氨酸产生菌的育种谷氨酸产生菌的育种一、日常菌种管理育种任务一、日常菌种管理育种任务1.定期分纯定期分纯普通普通1-2个月分纯一次，把产酸高、生长快、个月分纯一次，把产酸高、生长快、无噬菌体感染的菌株挑选出来。无噬菌体感染的菌株挑选出来。2.高产菌制造安瓿管高产菌制造安瓿管防止菌种变异。防止菌种变异。二、选育耐高浸透压的菌种二、选育耐高浸透压的菌种三、选育不分解利用谷氨酸的突变株三、选育不分解利用谷氨酸的突变株四、

9、选育细胞膜通透性好的突变株四、选育细胞膜通透性好的突变株第四节第四节 菌种的扩展培育及其影响要素菌种的扩展培育及其影响要素一、菌种保藏的方法一、菌种保藏的方法 温度温度保藏时间保藏时间保管地点保管地点斜面保藏法斜面保藏法436个月个月斜面斜面穿刺保藏法穿刺保藏法46 12个月个月斜面穿刺斜面穿刺真空冷冻枯燥保真空冷冻枯燥保藏法藏法4 55 10年年安瓿管安瓿管低温保藏法低温保藏法-20 1年年螺旋口小管螺旋口小管液氮保藏法液氮保藏法-1969年年安瓿管安瓿管 液氮液氮斜面保藏法斜面保藏法 穿刺保藏法穿刺保藏法液氮罐液氮罐 二、种子扩展培育的目的 1.种子扩展培育：是指将处于休眠形状的保藏菌种接

10、种子扩展培育：是指将处于休眠形状的保藏菌种接入试管斜面活化后，再经过摇瓶、种子罐等逐级扩展入试管斜面活化后，再经过摇瓶、种子罐等逐级扩展培育，从而获得一定数量和质量的纯种的过程。培育，从而获得一定数量和质量的纯种的过程。 2.做为种子必需具备的条件是：做为种子必需具备的条件是： 无杂菌污染；无杂菌污染； 生理形状稳定，坚持稳定的消费性能；生理形状稳定，坚持稳定的消费性能； 活力旺盛，移接至发酵罐后可以迅速生长；活力旺盛，移接至发酵罐后可以迅速生长； 菌体总量可以满足发酵罐所需的接种量。菌体总量可以满足发酵罐所需的接种量。3.种子扩展培育的目的：种子扩展培育的目的：1为发酵罐提供纯而壮、代谢旺盛

11、的种子；为发酵罐提供纯而壮、代谢旺盛的种子；2为发酵罐提供足够数量的种子。为发酵罐提供足够数量的种子。 三、种子扩展培育的过程 1.流程流程保藏菌种保藏菌种斜面活化斜面活化摇瓶培育摇瓶培育种子罐培育种子罐培育发酵罐发酵罐2.斜面菌种的培育斜面菌种的培育 1对斜面培育基的要求对斜面培育基的要求有利于菌种的生长，不产酸；培育基配方以多有利于菌种的生长，不产酸；培育基配方以多含有机氮而不含或少含糖为原那么。含有机氮而不含或少含糖为原那么。2培育基组成培育基组成葡萄糖葡萄糖0.1%，蛋白胨，蛋白胨1.0%，牛肉膏，牛肉膏1.0%，酵母膏酵母膏0.5%，氯化钠，氯化钠0.25%，琼脂，琼脂2.0%，pH

12、7.07.2传代和保藏斜面不加葡萄糖。传代和保藏斜面不加葡萄糖。3.一级种子培育一级种子培育1 培育基组成培育基组成葡萄糖葡萄糖2.5，尿素，尿素0.5，硫酸镁，硫酸镁0.04，磷酸二氢，磷酸二氢钾钾0.12，玉米浆，玉米浆2.53.5(根据玉米浆质量目的根据玉米浆质量目的增减用量增减用量)，硫酸亚铁、硫酸锰各，硫酸亚铁、硫酸锰各22mg/kg，pH7.0。 2培育条件培育条件每个每个1000mL三角瓶分装培育基三角瓶分装培育基200mL，灭菌，冷却，灭菌，冷却后接入斜面菌种，置于冲程后接入斜面菌种，置于冲程7.6cm左右、频率左右、频率96次次min左右的往复式摇床上恒温振荡培育左右的往复式

13、摇床上恒温振荡培育10 12h。 温度温度3233。3一级种子的要求一级种子的要求种龄：种龄： 12hpH： 6.40.1光密度：光密度： OD值净增值净增0.5以上以上残糖：残糖： 0.5%以下以下噬菌体检查：无噬菌体检查：无镜检：镜检： 菌体生长均匀、粗壮，陈列整齐菌体生长均匀、粗壮，陈列整齐革兰氏染色：革兰氏染色： 阳性阳性4.二级种子培育二级种子培育 1培育基组成培育基组成 实例一：葡萄糖实例一：葡萄糖25gL，MgSO47H2O 0.7gL，KH2PO4 1.5gL，糖蜜，糖蜜125gL，玉米浆，玉米浆250gL，纯生物素纯生物素18.8gL，尿素，尿素5gL，FeSO4、MnSO4

14、各各2mgL，pH7.0，实消，实消，121保温保温10min。 实例二：葡萄糖实例二：葡萄糖45gL，MgSO47H2O 0.7gL，KH2PO4 1.5gL，糖蜜，糖蜜125gL，玉米浆，玉米浆250gL，纯生物素纯生物素18.8 gL，FeSO4、MnSO4各各2mgL，实消，实消，121保温保温10min，实消前不需调理，实消前不需调理pH，实消，实消降温后用液氨调理至降温后用液氨调理至pH7.0。接种量：接种量：0.81.0%培育温度：培育温度：32培育时间：培育时间：78h2培育条件培育条件空消压力空消压力0.2MPa，计时，计时50min，温度，温度130 实消温度实消温度118

15、 ，计时，计时5min工艺控制：工艺控制：3培育操作规程培育操作规程通风比通风比1：0.2；温度温度33 33.5；罐压罐压0.1MPa4二级种子的质量要求二级种子的质量要求种龄：种龄： 78hpH： 7.2光密度：光密度： OD值净增值净增0.5以上以上残糖：残糖： 耗费耗费 1%左右左右噬菌体检查：无噬菌体检查：无镜检：镜检： 菌体生长旺盛，菌体生长旺盛，陈列整齐陈列整齐革兰氏染色：革兰氏染色： 阳性阳性三、影响种子质量的主要要素三、影响种子质量的主要要素1.培育基构成培育基构成斜面培育基含糖低，二级种子培育基尽斜面培育基含糖低，二级种子培育基尽量接近发酵培育基。量接近发酵培育基。2.温度温度种子培育要选择最适温度。由于幼龄菌种子培育要选择最适温度。由于幼龄菌对温度变化敏感。对温度变化敏感。3.