資源描述:
《發(fā)酵工程菌種的來源》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、發(fā)酵工程課件FermentationEngineering第二章菌種的來源主講人:夏帆歡迎光臨教學(xué)目的:了解工業(yè)化菌種的要求以及一些工業(yè)化生產(chǎn)菌介紹;了解菌種分離的一般過程;掌握土樣采集應(yīng)注意的問題,菌種的分離方法;掌握優(yōu)良菌種應(yīng)具備的基本特性和菌種的選育、種子擴(kuò)大培養(yǎng)。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):土樣采集應(yīng)注意不同的土壤特點(diǎn)、地理和氣候條件,土樣的采集方法;生化反應(yīng)分離法;種子擴(kuò)大培養(yǎng)。第二章菌種的來源(4學(xué)時(shí))8/6/20212長(zhǎng)江大學(xué)生科院生物工程系內(nèi)容速覽2誘變育種2.2目的微生物的分離2.1工業(yè)化菌種的要求及介紹2.3菌種選育1自然選育菌種的來源2.4種子擴(kuò)大培養(yǎng)8/6/
2、20213長(zhǎng)江大學(xué)生科院生物工程系一、工業(yè)化菌種的要求§1工業(yè)化菌種的要求及已工業(yè)化產(chǎn)品生產(chǎn)菌介紹能在廉價(jià)原料制成的培養(yǎng)基上生長(zhǎng),且大量高效地合成產(chǎn)物;遺傳性能要相對(duì)穩(wěn)定;菌種改造的可操作性要強(qiáng);抗噬菌體及雜菌污染能力強(qiáng);產(chǎn)生菌及其產(chǎn)物的毒性必須考慮(在分類學(xué)上最好與致病菌無關(guān));發(fā)酵條件如溫度、pH、溶解氧、泡沫等易控制。8/6/20214長(zhǎng)江大學(xué)生科院生物工程系放線菌(鏈霉素、四環(huán)素、紅霉素等)真菌(青霉素、頭孢菌素等)一些產(chǎn)芽孢的細(xì)菌(多黏菌素、丁胺菌素等)植物或動(dòng)物來源(蒜素、番茄素、魚素等)1、抗生素生產(chǎn)有關(guān)的微生物抗生素是次級(jí)代謝產(chǎn)物,需要生物體進(jìn)行復(fù)雜的代
3、謝,目前發(fā)現(xiàn)的生物來源如下:二、已工業(yè)化產(chǎn)品生產(chǎn)菌介紹8/6/20215長(zhǎng)江大學(xué)生科院生物工程系初級(jí)代謝和次級(jí)代謝異同?1概念不同2產(chǎn)物不同3存在范圍不同4對(duì)微生物的作用不同5同微生物生長(zhǎng)過程的關(guān)系6對(duì)環(huán)境條件的敏感性或遺傳穩(wěn)定性上明顯不同7相關(guān)酶的專一性不同8兩者既有區(qū)別性又有連續(xù)性8/6/20216長(zhǎng)江大學(xué)生科院生物工程系概念不同在微生物的新陳代謝中,一般將微生物從外界吸收各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),通過分解代謝和合成代謝,生成維持生命活動(dòng)的物質(zhì)和能量的過程,稱為初級(jí)代謝而次級(jí)代謝是相對(duì)于初級(jí)代謝而提出的一個(gè)概念。一般認(rèn)為,次級(jí)代謝是指微生物在一定的生長(zhǎng)時(shí)期,以初級(jí)代謝產(chǎn)物為前體
4、,合成一些對(duì)微生物的生命活動(dòng)無明確功能的物質(zhì)的過程8/6/20217長(zhǎng)江大學(xué)生科院生物工程系產(chǎn)物不同初級(jí)代謝的產(chǎn)物,即為初級(jí)代謝產(chǎn)物。如單糖或單糖衍生物、核苷酸、維生素、氨基酸、脂肪酸等單體以及由它們組成的各種大分子聚合物,如蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂質(zhì)等生命必需物質(zhì)。<通過次級(jí)代謝合成的產(chǎn)物稱為次級(jí)代謝產(chǎn)物,大多是分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的化合物。根據(jù)其作用,可將其分為抗生素、激素、生物堿、毒素等類型8/6/20218長(zhǎng)江大學(xué)生科院生物工程系存在范圍不同初級(jí)代謝的代謝系統(tǒng)、代謝途徑和代謝產(chǎn)物在各類生物中都基本相同,它是一類普遍存在于各類微生物中的一種基本代謝類型。<次級(jí)代謝只存在
5、于某些微生物中,并且代謝途徑和代謝產(chǎn)物因生物不同而不同,就是同種生物也會(huì)由于培養(yǎng)條件不同而產(chǎn)生不同的次級(jí)代謝產(chǎn)物。8/6/20219長(zhǎng)江大學(xué)生科院生物工程系對(duì)微生物的作用不同通過初級(jí)代謝,能使?fàn)I養(yǎng)物轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)物質(zhì)、具生理活性物質(zhì)或?yàn)樯L(zhǎng)提供能量,因此初級(jí)代謝產(chǎn)物,通常都是機(jī)體生存必不可少的物質(zhì),只要在這些物質(zhì)的合成過程的某個(gè)環(huán)節(jié)上發(fā)生障礙,輕則引起生長(zhǎng)停止,重則導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生突變或死亡,是一種基本代謝類型。次級(jí)代謝產(chǎn)物一般對(duì)菌體自身的生命活動(dòng)無明確功能,不參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)組成,也不是酶活性必需的,不是機(jī)體生長(zhǎng)與繁殖所必需的物質(zhì),即使在次級(jí)代謝的某個(gè)環(huán)節(jié)上發(fā)生障礙,也不會(huì)導(dǎo)致機(jī)
6、體生長(zhǎng)的停止或死亡,至多只是影響機(jī)體合成某種次級(jí)代謝產(chǎn)物的能力。但許多次級(jí)代謝產(chǎn)物通常對(duì)人類和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重大影響8/6/202110長(zhǎng)江大學(xué)生科院生物工程系2、氨基酸生產(chǎn)有關(guān)的微生物用人工誘變的方法,有意識(shí)地改變微生物的代謝途徑,最大限度地積累產(chǎn)物,這種發(fā)酵形象地稱為代謝控制發(fā)酵,最早在氨基酸發(fā)酵中得到成功應(yīng)用。50、60年代以氨基酸發(fā)酵為代表的代謝控制發(fā)酵,是發(fā)酵工業(yè)發(fā)展歷史上的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。代謝控制發(fā)酵8/6/202111長(zhǎng)江大學(xué)生科院生物工程系可以大量積累人工誘變的菌株不能合成反饋抑制不能合成人工誘變控制黃色短桿菌的代謝過程生產(chǎn)賴氨酸P459高絲氨酸脫氫酶8/
7、6/202112長(zhǎng)江大學(xué)生科院生物工程系氨基酸生產(chǎn)菌的要求:代謝途徑比較清楚;代謝途徑比較簡(jiǎn)單。谷氨酸發(fā)酵的菌種:其它氨基酸生產(chǎn)菌:棒桿菌屬,短桿菌屬、節(jié)桿菌屬或小桿菌屬的棒型細(xì)菌。常規(guī)菌種一般是以谷氨酸生產(chǎn)菌選育而成;大腸桿菌,枯草芽孢桿菌,工程菌。8/6/202113長(zhǎng)江大學(xué)生科院生物工程系3、酶制劑生產(chǎn)有關(guān)的微生物利用微生物來進(jìn)行酶制劑生產(chǎn)是19世紀(jì)日本人用曲霉通過固體培養(yǎng)生產(chǎn)他卡淀粉酶,而大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)則始于20世紀(jì)40年代末日本用深層發(fā)酵法生產(chǎn)α—淀粉酶。α—淀粉酶:黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌等;β-淀粉酶:米