二生产菌种的来源

其次章生产菌种的来源1微生物工程工业生产水平的三个决定要素:

生产菌种的性能发酵和提取工艺条件生产设备获得优良菌种是实现高水平微生物工程工业生产的第一环节!2一、发酵工业常用的微生物二、生物物质产生菌的筛选三、菌种分离本章内容3第一节发酵工业常用的微生物4一、发酵工业对微生物菌种的要求1、能在廉价原料制成的培育基上飞快生长，并形成所需的代谢产物，产量高。2、可以在易于掌握的培育条件下飞快生长和发酵，且所需酶活力高。3、依据代谢掌握的要求，选择单产高的营养缺陷型突变株或调节突变株或野生菌株。54、选育抗噬菌体能力强的菌株，使其不易感染噬菌体。5、菌种纯粹，不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。6、菌种不是病原菌，不产生有害的生物活性物质和毒素，以保证平安。6二、发酵工业中常用的微生物菌种7（一）细菌81、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)G+常存在于枯草、土壤。能产生大量淀粉酶和蛋白酶等。92、大肠杆菌(Escherichiacoli)

G-可利用大肠杆菌制取天冬氨酸、苏氨酸、缬氨酸等。基因工程的很好材料。10113、乳酸杆菌(Lactobacillussp.)

G+

生产乳酸。

干酪、酸乳、腌菜、泡菜制作。124、醋酸菌(Acetobacter)G-，果园的土壤、葡萄或其他浆果或酸败食物表面。

分两群：1）只将乙醇氧化成醋酸

2）将产生的醋酸连续氧化成CO2和水

可生产醋酸、酿醋。135、棒状杆菌(Corynebacterium)

G+

以葡萄糖为原料发酵产酸，是谷氨酸和其他氨基酸的高产菌。

146、黄单胞菌

(Xanthomonas)G-

野油菜黄单胞菌(X.campestris)可以用淀粉生产黄原胶(Xanthangum)。15黄原胶是目前国际上集增稠、悬浮、乳化、稳定于于一体．性能最优越的生物胶。

酸性胞外杂多糖1617黄原胶应用添加量使用产品用量(%)效用果汁饮料0.1-0.3增稠悬浮作用、口感滑爽、风味自然冰淇淋0.1-0.3多微孔、无冰凌、缩短老化时间、使产品组织细腻酱油、蚝油0.05-0.1耐盐性好、增加稠度、适用于做调味汁、增强挂壁性及附着性

黄原胶冷冻甜食0.1-0.2结合水、产生稠度及细腻度、防脱水18黄原胶用途用量（%）作用

液体饮料0.1~0.3增稠、混悬、提高感官质量固体饮料0.1~0.3更易成型、增强口感肉制品0.1~0.2嫩化、持水、增强稳定性冷冻食品0.1~0.2增稠、增加细腻度、稳定食品结构调味品0.1~0.3乳化、增稠、稳定馅类食品0.5~1.5便于成型、增强口感面制品0.03~0.08增强韧性、持水、延长保质期

198、假单胞菌

(Pseudomonas)G-

生产维生素B12、丙氨酸、谷氨酸、葡萄糖酸、色素、果胶酶；类固醇（甾体）转化；利用烃类生产单细胞蛋白。20假单胞菌感染

假单胞菌感染是假单胞菌寄生人体所致的疾病。假单胞菌属假单胞菌科，包括一群革兰氏染色阴性杆菌，它是一种机会性病原菌，常可引起医院内获得的感染。广泛存在于土壤、水、污物及空气中，在全部的培育基上均生长良好。主要分为绿脓杆菌感染、马鼻疽杆菌感染、类鼻疽等。21（二）放线菌

菌落呈放射状分布很广，土壤中较多大多腐生，少数寄生产生多种抗生素221、链霉菌属(Streptomyces)23

灰色链霉菌(Streptomycesgriseus)--------生产链霉素

金霉素链霉菌(Streptomycesaureofaciens)--------生产金霉素

红霉素链霉菌(Streptomyceserythreus)-------产红霉素

龟裂链霉菌(Streptomycesrimosus)-------生产土霉素242、小单胞菌属(Micromonospora)

多种可产抗生素棘孢小单胞菌产庆大霉素。25（三）酵母菌

单细胞真核分布于含糖质较多的偏酸性环境中，如水果、蔬菜、花蜜和植物叶子上，以及果园土壤中。261、啤酒酵母(Saccharomycescerevisiae)

主要供生产啤酒、白酒及面包。多供生产葡萄酒、果酒等。272、葡萄汁酵母(Saccharomycesuvarum)

与酿酒酵母相像，主要的区分在于葡萄汁酵母能发酵棉子糖和蜜二糖。葡萄汁酵母常用于啤酒酿造的底层发酵，也可食用、药用或作饲料。283、汉逊酵母

(Hansenulapolymorpha)

此属酵母多能产生乙酸乙酯，从而增加产品的香味，可用于酿酒和食品工业。

但由于它能利用酒精作碳源，又能在饮料表面产生干皱的菌膜，所以又是酒精生产的有害菌。294、球拟酵母

(Toruiopsis)

此属酵母有些种能产生不同比例的甘油、赤藓糖、阿拉伯糖；有的能利用烃类生产蛋白质。5、假丝酵母

(Candida)

能形成假丝，液体培养时能形成浮膜可生产SCP、甘油、脂肪酶。306、红酵母

(Rhodotorula)

有明显的红色或黄色色素，很多种因生荚膜而形成粘质状菌落。

可由菌体提取大量脂肪、

-胡萝卜素。317、棉病针孢酵母

(Nematsporagossypii)

又名棉病囊霉，能危害很多重要的经济作物，如棉花、柑橘、番茄等。

该菌具有大量合成核黄素的能力，是核黄素生产的重要菌种。328、毕赤酵母

(Pichia)

能利用石油或农副产品及工业废料产生菌体蛋白，有些菌株能生产麦角固醇、苹果酸、磷酸甘露聚糖。近年来其在基因工程中的作用日益得到重视。33（四）霉菌341、根霉

(Rhizopus)米根霉(Rhizopusoryzae)淀粉酶活力极强，多作糖化酶使用；又由于具有较强的蛋白质分解能力，也可用于制造腐乳。华根霉(Rhizopuschinentis)酿酒所必须的重要霉菌，也是酸性蛋白酶和腐乳生产中的重要菌种。352、毛霉

(Mucor)

鲁氏毛霉(Mucorrouxianus)

能糖化淀粉且能生成少量酒精；能产生蛋白酶，有分解大豆蛋白的能力，常用来制作腐乳。36

总状毛霉(Mucorracemosus)

毛霉中分布最广的一种，几乎在各地土壤中、一些生霉的材料上、空气中都能找到；酒曲中常见。可制作豆豉。373、曲霉

(Aspergillus)

米曲霉(Aspergillusoryzae)

有较强的蛋白分解能力，同时又具有糖化能力。酿酒中的糖化菌；

蛋白酶和淀粉酶的生产菌。38

黑曲霉(Aspergillusniger)

具有多种强大的酶系，如淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、纤维素酶和葡萄糖氧化酶等；

还能产生多种有机酸，如抗坏血酸、柠檬酸、葡萄糖酸和没食子酸等。

是生产柠檬酸和葡萄糖酸的重要菌种。394、青霉

(Penicillum)

产黄青霉(Penicillumchrysogenum)

生产青霉素，也可用来生产葡萄糖氧化酶、葡萄糖酸、柠檬酸和抗坏血酸。

娄地青霉(Penicillumroqueforti)

具有分解油脂和蛋白质的能力，可用于制造干酪。40

展开青霉(P.patulum)

又名寻麻青霉，主要用于生产灰黄霉素（一种有效的可口服抗生素，用于治疗真菌性皮肤病、痢疾及灰指甲）。

橘青霉(P.citrinum)

很多菌系可产生橘霉素，也能产生脂肪酶、葡萄糖氧化酶和凝乳酶。有的菌系产生5`-磷酸二酯酶，可用它生产5`-核苷酸（肌苷酸和鸟苷酸具有很强的助鲜作用）。415、白地霉

(Geotrichumcandidum)

节孢子单个或连接成链。

白地霉菌体蛋白营养价值很高，可供食用和饲料用，也可用来提取核酸，在废料废水的利用上很用价值。42其次节生物物质产生菌的筛选43一、微生物是生物活性物质的丰富资源

微生物种类多、分布广、生存环境多样！微生物是人类猎取生物活性物质的丰富资源！44分离与筛选菌种的一般步骤：45二、含微生物材料的标本采集1、依据分离目的采样

土壤（土质、酸碱度、植被状况、地理条件、季节）

海水、动物、植物、极端环境462、依据微生物的营养类型采样森林土中有相当多枯枝落叶和腐烂的木头，富含纤维素，适合利用纤维素作碳源的纤维素酶产生菌生长。肉类加工厂四周、饭店排污沟，易分离到蛋白酶和脂肪酶产生菌。面粉加工厂等场所易分离到产淀粉酶、糖化酶的菌种。473、依据微生物的生理特性采样筛选高温酶产生菌通常从温泉、火山爆发处、堆肥等采样；筛选产低温酶的微生物，可从冰窖、南极、深海等采样；分离耐高渗透压酵母菌，可到甜果、蜜饯、甘蔗渣积累处采样。48三、标本的预处理

物理方法（温度、过滤、离心等）化学方法（化学试剂）诱饵技术（石蜡棒、花粉、蛇皮等）49四、菌种的分离1、施加选择性压力分离法——富集培育2、随机分离

50四、含微生物样品的富集培育富集培育

(enrichmentculture)在目的微生物含量较少时，依据微生物的生理特点，设计一种选择性培育基，制造有利的生长条件，使目的微生物在最适的环境下飞快地生长繁殖，数量增加，由原来自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种，以利分离到所需的菌株。1、施加选择性压力分离法——富集培育51

掌握温度、ph、渗透压、氧气、碳源、氮源、抗生素等。

掌握氧可将好氧微生物和厌氧微生物分开；高温下培育可将嗜热微生物和非嗜热微生物分开；掌握pH可分离嗜酸或嗜碱微生物；高糖或高盐培育基可分离耐高渗透压微生物；在分离培育中加入抗生素或某试剂可增加选择性

分离真菌可在土豆培育基中加入链霉素；分离细菌或放线菌可在培育基中加入制霉菌素等52

抗生素产生菌的分离抗肿瘤药物产生菌的分离酶抑制剂产生菌的分离抗病毒药物产生菌的分离生长因子产生菌的分离等2、随机分离53（1）抗生素产生菌的分离抑菌圈法、集中法等。试验菌的选择是关键（关系到灵敏度、活性、抗菌谱等）54（2）抗肿瘤药物产生菌的分离

临床上有效的抗肿瘤药物大多是直接作用于核酸或抑制核酸生物合成的物质。

大部分具有抗菌或抗真菌的活性。

现进展出利用微生物筛选作用于DNA的抗肿瘤药物的方法，如生化诱导分析法。55（3）酶抑制剂产生菌的分离

某些酶与病理相关。

如果某种化合物能在体外抑制某关键的人体酶，它就可能在体内有药理作用。

选择与生理和病理关系明确的酶作为靶酶。

靶区靶酶抗高血压血管紧张素转移酶抗糖尿病

-淀粉酶、蔗糖酶等抗血脂症