生物工艺学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第二章菌种起源，生物活性物质筛选和菌种保藏第一节菌种起源二：工业化菌种要求一、工业生产惯用微生物*·从自然界中分离出来就能被利用；·对野生菌株进行人工诱变，得到突变株才能被利用。·使用重组DNA技术改造菌株当前育种总趋势从野生菌转向变异菌自然选育转向代谢育种从诱发基因突变转向基因重组定向育种。菌种起源因为发酵工程本身发展以及遗传工程介入，藻类（alga）、病毒（virus）等也正在逐步地变为工业生产用生物。尽管如此，当前人们对微生物认识还是十分不够。已经初步研究不超出自然界微生物总量10%左右。微生物代谢产物据统计已超出一千三百各种，而大规模生产不超出一百各种；微生物酶有近千种，而在工业上利用不过四五十种。可见潜力是很大。在工业生产中惯用微生物主要有细菌、酵母菌、霉菌和放线菌。1、惯用细菌乳酸杆菌应用：乳酸、干酪、奶子酒、发面、泡菜、酸奶等制作枯草芽孢杆菌应用：α-淀粉酶和中性蛋白酶主要生产菌；有菌株含有强烈降解核苷酸酶系，故常作选育核苷生产菌亲株或制取5'-核苷酸酶菌种。酵母菌（yeast）酵母菌为单细胞真核生物（unicellulareukaryote），在自然界中普遍存在，主要分布于含糖质较多酸性环境中，如水果、蔬菜、花蜜（nectar）和植物叶子上，以及果园土壤中。石油酵母（petroleumyeast）较多地分布在油田周围土壤中。酵母菌大多为腐生，常以单个细胞存在，以发芽形式进行繁殖。母细胞体积长到一定程度时就开始发芽。芽长大同时母细胞缩小，在母子细胞间形成隔膜，最终形成一样大小两个细胞。假如子芽不与母细胞脱离就形成链状细胞，称为假菌丝(pseudomycelium)。工业上用酵母菌有：啤酒酵母(Saccharomycescerevisiae)、假丝酵母(Candida)、类酵母(Saccharomycodes)等，用于酿酒(Brewing)、制造面包、制造低凝固点石油、生产脂肪酶（lipase），以及生产可食用、药用和饲料用酵母菌体蛋白等。真核细胞结构示意图种类：酒精酵母、啤酒酵母、假丝酵母红酵母、面包酵母应用：生产酒精、啤酒、石油发酵脱蜡和制取蛋白质、生产脂肪啤酒酵母面包酵母霉菌（mould）霉菌不是一个分类学上名词。凡生长在营养基质上形成绒毛状、网状或絮状菌丝真菌(fungi)统称为霉菌。霉菌在自然界分布很广，大量存在于土壤、空气、水和生物体内外等处。它喜欢偏酸性环境，大多数为好氧性(aerobiotic)，多腐生，少数寄生。霉菌繁殖能力很强，它以无性孢子和有性孢子进行繁殖，大多以无性孢子繁殖为主。生长方式是菌丝末端伸长和顶端分支，彼此交织呈网状。菌丝长度即受遗传性控制，又受环境影响，其分支数量取决于环境条件。菌丝或呈分散生长，或呈菌丝团状生长。工业上惯用霉菌有：藻状菌纲根霉、毛霉、犁头霉，子囊菌纲红曲霉，半知菌类曲霉、青霉等；产品：酶制剂（enzymepreparation）、抗生素(antibiotic)、有机酸（organicacid）及甾体激素（steroidhormone）等。曲霉属其中以黄曲霉含有很强毒性。绿色和黑色含有很强酶活性，在食品发酵中广泛用于制酱、酿酒。当代发酵工业中用于生产葡萄糖氧化酶、糖化酶和蛋白酶等酶制剂。其它菌株有：黄曲霉（A.flavus），烟曲霉（A.fumigatus），灰绿曲霉（A.glaucus），构巢曲霉（A.nidurans），寄生曲霉（A.parasiticus），土曲霉（A.terreus）和杂色曲霉（A.versicolor）等。应用：酱油、酱类（淀粉酶）产生黄曲霉毒素，不但能引发禽畜中毒致死，亦有致癌作用。米曲霉应用：米曲霉是一类产复合酶菌株，除产蛋白酶外，还可产淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、植酸酶等。主要用于酿酒制曲和酱油制曲。应用：生产甲义丁二酸毛霉应用：能够产生蛋白酶，我国多用于豆腐乳、豆豉等制作。毛霉用途很广，常出现在酒药中，能糖化淀粉并能生成少许乙醇，产生蛋白酶，有分解大豆蛋白能力，我国多用来做豆腐乳、豆豉。许多毛霉能产生草酸、乳酸、琥珀酸及甘油等，有毛霉能产生脂肪酶、果胶酶、凝乳酶等。惯用毛霉主要有鲁氏毛霉和总状毛霉。根霉种类：米根霉、华根霉、少根根霉、爪哇根霉应用：酿酒黑根霉，也叫面包霉。常寄生在面包和日常食品上，或混杂于培养基中，瓜果蔬菜等在运输和贮藏中腐烂及甘薯软腐都与其相关，菌丝体分泌出果胶酶，分解寄主细胞壁，感染部位很快会腐烂形成黑斑。黑根霉(ATCC6227b)是当前发酵工业上常使用微生物菌种。青霉菌应用：生产青霉素、葡萄糖氧化酶放线菌(Actinomycetes)放线菌因菌落呈放线状而得名。它是一个原核生物类群，在自然界中分布很广，尤其在含有机质丰富微碱性土壤中较广。大多腐生，少数寄生。放线菌主要以无性孢子进行繁殖，也可借菌丝片段进