微生物工程菌种精选PPT.ppt

关于微生物工程菌种第1页，讲稿共39张，创作于星期日第一节第一节发酵工业常用的微生物发酵工业常用的微生物第2页，讲稿共39张，创作于星期日一、发酵工业对微生物菌种的要求一、发酵工业对微生物菌种的要求尽管工业用微生物菌种多种多样，但作为大规模生产，尽管工业用微生物菌种多种多样，但作为大规模生产，选择菌种应遵循以下原则：选择菌种应遵循以下原则：能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并形成所需的能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并形成所需的代谢产物，产量高。代谢产物，产量高。可以在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且可以在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需酶活力高。所需酶活力高。根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变株或根据代谢控制的要求，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。调节突变株或野生菌株。第3页，讲稿共39张，创作于星期日选育抗噬菌体能力强的菌株，使其不易感染噬菌体。选育抗噬菌体能力强的菌株，使其不易感染噬菌体。菌种纯粹，不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的菌种纯粹，不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。稳定性。菌种不是病原菌，不产生有害的生物活性物质和毒素，菌种不是病原菌，不产生有害的生物活性物质和毒素，以保证安全。以保证安全。第4页，讲稿共39张，创作于星期日二、发酵工业中常用微生物菌种二、发酵工业中常用微生物菌种第5页，讲稿共39张，创作于星期日（一）（一）细菌细菌第6页，讲稿共39张，创作于星期日1、枯草芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌 (Bacillus subtilis)分布广，常存在于枯草、土壤等，为腐生菌；分布广，常存在于枯草、土壤等，为腐生菌；在酱油、酱类和白酒制曲时，如果水分含量大，在酱油、酱类和白酒制曲时，如果水分含量大，温度较高，就容易造成枯草杆菌迅速繁殖；不仅温度较高，就容易造成枯草杆菌迅速繁殖；不仅消耗原料蛋白质和淀粉，而且生成刺眼鼻的氨味，消耗原料蛋白质和淀粉，而且生成刺眼鼻的氨味，造成曲子发粘发臭，使制曲失败。造成曲子发粘发臭，使制曲失败。能产生大量能产生大量淀粉酶淀粉酶和和蛋白酶蛋白酶 AS1.393 AS1.393 蛋白酶蛋白酶 BF7658 BF7658 -淀粉酶淀粉酶第7页，讲稿共39张，创作于星期日2、大肠杆菌、大肠杆菌 (Escherichia coli)可利用大肠杆菌制取可利用大肠杆菌制取天冬氨酸天冬氨酸、苏氨酸苏氨酸、缬氨酸缬氨酸等等 大肠杆菌的大肠杆菌的谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶在工业上被用来进行在工业上被用来进行谷氨酸的定量谷氨酸的定量分析分析 基因工程基因工程的的良好材料良好材料第8页，讲稿共39张，创作于星期日3、乳酸杆菌、乳酸杆菌 (Lactobacillus sp.)G+G+，无芽孢，厌氧或兼性厌氧，无芽孢，厌氧或兼性厌氧 可生产乳酸可生产乳酸 干酪的成熟、乳脂的酸化和腌菜、泡菜制作干酪的成熟、乳脂的酸化和腌菜、泡菜制作第9页，讲稿共39张，创作于星期日4 4、丙酮丁醇梭菌、丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutyleumClostridium acetobutyleum)芽孢卵形，中生或次端生，使芽孢囊膨大成梭状芽孢卵形，中生或次端生，使芽孢囊膨大成梭状或鼓槌形或鼓槌形 专性厌氧专性厌氧 发酵生产发酵生产丙酮丁醇丙酮丁醇第10页，讲稿共39张，创作于星期日5 5、肠膜状明串珠菌、肠膜状明串珠菌 (Leuconostoc mesenteroidesLeuconostoc mesenteroides)G G+、微需氧至兼性厌氧，生长需要、微需氧至兼性厌氧，生长需要缬氨酸缬氨酸和和谷氨酸谷氨酸 在蔗糖液中形成特征性在蔗糖液中形成特征性葡聚糖黏液葡聚糖黏液（20-2520-25C C促使形成）促使形成）可生产可生产葡聚糖葡聚糖 使糖汁变粘而无法加工，为使糖汁变粘而无法加工，为糖厂有害菌糖厂有害菌第11页，讲稿共39张，创作于星期日6、醋酸菌、醋酸菌(Acetobacter)不形成芽孢，不形成芽孢，G G，好气性，好气性 分两群：分两群：1 1）只将乙醇氧化成醋酸）只将乙醇氧化成醋酸 2 2）将产生的醋酸继续氧化成）将产生的醋酸继续氧化成COCO2 2和水和水 可生产醋酸可生产醋酸 第12页，讲稿共39张，创作于星期日7、棒状杆菌、棒状杆菌(Corynebacterium)以葡萄糖为原料发酵产生酸，是谷氨酸和其他氨基酸的高产菌以葡萄糖为原料发酵产生酸，是谷氨酸和其他氨基酸的高产菌 生产谷氨酸等生产谷氨酸等如北京棒杆菌如北京棒杆菌AS1.299 AS1.299 钝齿棒杆菌钝齿棒杆菌AS1.542AS1.542第13页，讲稿共39张，创作于星期日8、短杆菌、短杆菌(Brevibacterium)氨基酸、核苷酸工业生产氨基酸、核苷酸工业生产中常用的菌种，也是酶法中常用的菌种，也是酶法合成生产合成生产辅酶辅酶A A的菌种的菌种 第14页，讲稿共39张，创作于星期日9、黄单胞菌、黄单胞菌(Xanthomonas)细胞直杆状，细胞直杆状，G G，无芽孢，极生鞭毛，无芽孢，极生鞭毛 在含蔗糖的琼脂平板上形成圆形、边缘整齐、粘稠光滑的黄色在含蔗糖的琼脂平板上形成圆形、边缘整齐、粘稠光滑的黄色菌落；液体培养形成黄色粘稠的胶状物菌落；液体培养形成黄色粘稠的胶状物荚膜多糖，其黄色为一荚膜多糖，其黄色为一种水溶性色素种水溶性色素 野油菜黄单胞菌野油菜黄单胞菌(X.campestrisX.campestris)可以淀粉生产可以淀粉生产黄原胶黄原胶(Xanthan(Xanthan gum)gum)第15页，讲稿共39张，创作于星期日1010、假单胞菌、假单胞菌 (PseudomonasPseudomonas)能发酵生产能发酵生产维生素维生素B B1212、丙氨酸丙氨酸、谷氨酸谷氨酸、葡萄糖酸葡萄糖酸、色素色素、果胶酶果胶酶；也能进行；也能进行类固醇（甾体）类固醇（甾体）转化；有转化；有些菌株可利用烃类生产些菌株可利用烃类生产单细胞蛋白单细胞蛋白。第16页，讲稿共39张，创作于星期日（二）（二）放线菌放线菌因其菌落呈放射状而得名因其菌落呈放射状而得名属原核微生物类群，在自然界属原核微生物类群，在自然界中分布很广，尤其在有机质丰中分布很广，尤其在有机质丰富的微碱性土壤中较多。富的微碱性土壤中较多。大多腐生，少数寄生。大多腐生，少数寄生。产生多种抗生素（产生多种抗生素（12 00012 000余种，余种，60%60%左右来自放线菌），经济价左右来自放线菌），经济价值大值大第17页，讲稿共39张，创作于星期日1 1、链霉菌属、链霉菌属 (Streptomyces Streptomyces)第18页，讲稿共39张，创作于星期日灰色链霉菌灰色链霉菌(Streptomyces griseusStreptomyces griseus)生产链霉素生产链霉素金霉素链霉菌金霉素链霉菌 (Streptomyces aureofaciensStreptomyces aureofaciens)在在PDAPDA培养基上生长时，基内菌丝产生金黄色色素培养基上生长时，基内菌丝产生金黄色色素生产金霉素生产金霉素红霉素链霉菌红霉素链霉菌 (Streptomyces erythreusStreptomyces erythreus)产红霉素产红霉素龟裂链霉菌龟裂链霉菌 (Streptomyces rimosusStreptomyces rimosus)菌落灰白色，表面后期有皱折，呈龟裂状菌落灰白色，表面后期有皱折，呈龟裂状 生产土霉素生产土霉素第19页，讲稿共39张，创作于星期日2 2、小单胞菌属、小单胞菌属 (MicromonosporaMicromonospora)与一般放线菌不同，菌丝体长与一般放线菌不同，菌丝体长入培养基内，不形成气生菌丝，入培养基内，不形成气生菌丝，而在基内菌丝体上长出而在基内菌丝体上长出 孢子梗，孢子梗，其顶端生一个球形、椭圆形孢子。其顶端生一个球形、椭圆形孢子。菌落致密，与培养基紧密结合菌落致密，与培养基紧密结合在一起，表面凸起，多崎岖，疣在一起，表面凸起，多崎岖，疣状；菌落常为橙黄色、红色、深状；菌落常为橙黄色、红色、深褐色、黑色和兰色。褐色、黑色和兰色。多数种可产抗生素，如多数种可产抗生素，如:棘孢小单胞菌棘孢小单胞菌 （M.M.echinosporaechinospora）产庆大霉素产庆大霉素第20页，讲稿共39张，创作于星期日3 3、游动放线菌属、游动放线菌属 （ActinoplanesActinoplanes）一般不形成气生菌丝，孢囊在基内菌丝上形成，孢囊孢子一般不形成气生菌丝，孢囊在基内菌丝上形成，孢囊孢子在孢囊内盘卷或呈直线排列；孢子球形，有时端生在孢囊内盘卷或呈直线排列；孢子球形，有时端生1-401-40根鞭根鞭毛，能运动。毛，能运动。济南游动放线菌济南游动放线菌 (Actinoplanes tsinanesisActinoplanes tsinanesis)产创新产创新霉素霉素(creatmycin;1964)(creatmycin;1964)第21页，讲稿共39张，创作于星期日4 4、诺卡氏菌属、诺卡氏菌属 (NorcadiaNorcadia)一般无气丝，基丝培养十几小时形成横隔，并断一般无气丝，基丝培养十几小时形成横隔，并断裂成杆状或球状孢子。裂成杆状或球状孢子。菌落较小，边缘多呈树根毛状。菌落较小，边缘多呈树根毛状。生产利福霉素、蚊霉素生产利福霉素、蚊霉素 等等第22页，讲稿共39张，创作于星期日5 5、孢囊链霉菌属、孢囊链霉菌属 (StreptosporangiumStreptosporangium)孢子丝盘卷成球形孢囊，内形成孢囊孢子，孢囊孢子无鞭毛孢子丝盘卷成球形孢囊，内形成孢囊孢子，孢囊孢子无鞭毛产多霉素、创新霉素产多霉素、创新霉素第23页，讲稿共39张，创作于星期日（三）酵母菌（三）酵母菌单细胞真核，主分单细胞真核，主分布于含糖质较多的布于含糖质较多的偏酸性环境中，如偏酸性环境中，如水果、蔬菜、花蜜水果、蔬菜、花蜜和植物叶子上，以和植物叶子上，以及果园土壤中。及果园土壤中。第24页，讲稿共39张，创作于星期日1 1、啤酒酵母、啤酒酵母 (Saccharomyces cerevisiaeSaccharomyces cerevisiae)根据长与宽的比例，分三组：根据长与宽的比例，分三组：第一组第一组 长宽比为长宽比为1 12 2 细胞多为圆形、卵圆形；细胞多为圆形、卵圆形；主要供生产主要供生产啤酒啤酒、白酒白酒、酒精酒精及及面包面包第二组第二组 长宽比为长宽比为2 2 多供生产多供生产葡萄酒葡萄酒、果酒果酒用用第三组第三组 长宽比大于长宽比大于2 2 耐高渗透压，供耐高渗透压，供发酵甘蔗糖蜜生产酒精发酵甘蔗糖蜜生产酒精用用第25页，讲稿共39张，创作于星期日啤酒酵母在液体培养基中的生长行为有两类：啤酒酵母在液体培养基中的生长行为有两类：上面酵母上面酵母发酵度较高，不易凝集沉淀，浮于上面发酵度较高，不易凝集沉淀，浮于上面下面酵母下面酵母发酵度较低，易凝集沉淀发酵度较低，易凝集沉淀第26页，讲稿共39张，创作于星期日 啤酒酵母的应用非常广，常用于传统的发酵行业，啤酒酵母的应用非常广，常用于传统的发酵行业，如啤酒、白酒、果酒、酒精、药用酵母、面包制作，故如啤酒、白酒、果酒、酒精、药用酵母、面包制作，故又称酿酒酵母。又称酿酒酵母。近年来，利用啤酒酵母提取近年来，利用啤酒酵母提取核酸核酸、麦角固醇麦角固醇、细胞细胞色素色素C C、凝血质和辅酶凝血质和辅酶A A等；生产等；生产单细胞蛋白单细胞蛋白(SCP)(SCP)可食可食用、用、药用药用和和作为饲料作为饲料；它的；它的转化酶可用于转化蔗糖转化酶可用于转化蔗糖，制，制造造酒心巧克力酒心巧克力。第27页，讲稿共39张，创作于星期日2 2、葡萄汁酵母、葡萄汁酵母 (Saccharomyces uvarumSaccharomyces uvarum)与酿酒酵母相似，主要的区别在于葡萄汁酵母能发酵与酿酒酵母相似，主要的区别在于葡萄汁酵母能发酵棉子棉子糖和蜜二糖糖和蜜二糖 葡萄汁酵母常用于啤酒酿造的葡萄汁酵母常用于啤酒酿造的底层发酵底层发酵，也可食用、药用或，也可食用、药用或作饲料。作饲料。3 3、汉逊酵母、汉逊酵母 (HansenulaHansenula)此属酵母多能产生此属酵母多能产生乙酸乙酯乙酸乙酯，从而增加产品的香味，可，从而增加产品的香味，可用于用于酿酒和食品工业酿酒和食品工业。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的菌膜，所以又是酒精生产的有害菌有害菌。第28页，讲稿共39张，创作于星期日4 4、球拟酵母、球拟酵母 (ToruiopsisToruiopsis)此属酵母有些种能产生不同比例的甘油、赤藓糖、阿拉伯糖；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。有的能利用烃类生产蛋白质。5 5、假丝酵母、假丝酵母 (CandidaCandida)能形成假丝，液体培养时能形成浮膜能形成假丝，液体培养时能形成浮膜 可生产可生产SCPSCP、甘油、脂肪酶、甘油、脂肪酶第29页，讲稿共39张，创作于星期日6 6、红酵母、红酵母 (RhodotorulaRhodotorula)有明显的红色或黄色色素，很多种因生荚膜而形成粘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质状菌落 可由菌体提取大量脂肪、可由菌体提取大量脂肪、-胡萝卜素胡萝卜素第30页，讲稿共39张，创作于星期日7 7、棉病针孢酵母、棉病针孢酵母 (Nematspora gossypii Nematspora gossypii)又名棉病囊霉，能又名棉病囊霉，能危害危害许多重要的许多重要的经济作物经济作物，如棉花、，如棉花、柑橘、番茄等柑橘、番茄等 该菌具有大量合成该菌具有大量合成核黄素核黄素的能力，是核黄素生产的重要的能力，是核黄素生产的重要菌种菌种第31页，讲稿共39张，创作于星期日9 9、毕赤氏酵母、毕赤氏酵母 (Pichia Pichia)能利用石油或农副产品及工业废料产生菌体蛋白，能利用石油或农副产品及工业废料产生菌体蛋白，有些菌株能生产有些菌株能生产麦角固醇麦角固醇、苹果酸苹果酸、磷酸甘露聚糖磷酸甘露聚糖 近年来其在近年来其在基因工程中的作用基因工程中的作用日益得到重视日益得到重视第32页，讲稿共39张，创作于星期日（四）霉菌（四）霉菌第33页，讲稿共39张，创作于星期日1 1、根霉、根霉 (RhizopusRhizopus)米根霉米根霉 (Rhizopus oryzaeRhizopus oryzae)淀粉酶活力极强，多作糖化酶使淀粉酶活力极强，多作糖化酶使用；又由于具有较强的蛋白质分解能用；又由于具有较强的蛋白质分解能力，也可用于制造腐乳。力，也可用于制造腐乳。华根霉华根霉 (Rhizopus chinentis Rhizopus chinentis)是酿酒所必须的重要霉菌，也是酸是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。性蛋白酶和腐乳生产中的重要菌种。第34页，讲稿共39张，创作于星期日2 2、毛霉、毛霉 (MucorMucor)鲁氏毛霉鲁氏毛霉 (Mucor rouxianusMucor rouxianus)从我国小曲中分离出来；从我国小曲中分离出来；能糖化淀粉且能生成少量酒精；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，常用来制能产生蛋白酶，有分解大豆蛋白的能力，常用来制作腐乳作腐乳总状毛霉总状毛霉 (Mucor racemosusMucor racemosus)是毛霉中分布最广的一种，几乎在各地土壤中、一是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；酒曲中常见些生霉的材料上、空气中都能找到；酒曲中常见 可制作豆豉可制作豆豉第35页，讲稿共39张，创作于星期日3、曲霉、曲霉 (Aspergillus)米曲霉米曲霉 (Aspergillus oryzaeAspergillus oryzae)有较强的蛋白分解能力，同时又具有糖化能有较强的蛋白分解能力，同时又具有糖化能力力 酿酒中的糖化菌；蛋白酶和淀粉酶的生酿酒中的糖化菌；蛋白酶和淀粉酶的生产菌产菌黑曲霉黑曲霉 (Aspergillus nigerAspergillus niger)具有多种强大的酶系，如淀粉酶、蛋白酶、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；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是生产柠檬酸和葡萄糖酸的重要菌种第36页，讲稿共39张，创作于星期日4、青霉、青霉(Penicillum)产黄青霉产黄青霉 (Penicillum chrysogenumPenicillum chrysogenum)生产青霉素，也可用来生产葡萄糖氧化酶、葡萄生产青霉素，也可用来生产葡萄糖氧化酶、葡萄糖酸、柠檬酸和抗坏血酸糖酸、柠檬酸和抗坏血酸娄地青霉娄地青霉 (Penicillum roquefortiPenicillum roqueforti)属不对称青霉组，具有分解油脂和蛋白质的能属不对称青霉组，具有分解油脂和蛋白质的能力，可用于制造干酪；该菌孢子能将甘油三酯力，可用于制造干酪；该菌孢子能将甘油三酯氧化为甲基酮氧化为甲基酮第37页，讲稿共39张，创作于星期日展开青霉展开青霉 (P.patulumP.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）生素，用于治疗真菌性皮肤病、痢疾及灰指甲）橘青霉橘青霉 (P.citrinumP.citrinum):许多菌系可产生橘霉素，也能产生脂肪酶、葡萄糖氧许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化酶和凝乳酶有的菌系产生有的菌系产生5-5-磷酸二酯酶，可用它生产磷酸二酯酶，可用它生产5-5-核苷酸核苷酸 （肌（肌苷酸和鸟苷酸具有很强的助鲜作用）苷酸和鸟苷酸具有很强的助鲜作用）第38页，讲稿共39张，创作于星期日5 5、白地霉、白地霉 (Geotrichum candidumGeotrichum candidum)节孢子单个或连接成链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，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也可用来提取核酸，在废料废水的利用上很用价值第39页，讲稿共39张，创作于星期日