发酵工艺学 第二章 发酵.ppt
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1、第二章第二章 发酵工业菌种发酵工业菌种一、工业微生物菌种的来源一、工业微生物菌种的来源二、工业微生物工业应用二、工业微生物工业应用三、发酵工业菌种分离筛选三、发酵工业菌种分离筛选四、发酵工业菌种的鉴定四、发酵工业菌种的鉴定纹帘秆恋菌碘曝丈妒慈蟹锥咎董吃匣壹获蛔些膜不描七肾臼奶室莱戌揪淀发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵课后思考1、简述发酵工程与生物技术和生物工程其他学科的区别与联系?2、查阅文献,结合科学发展和国家需要,讨论发酵工业的发展前景?误翅赂造痞涵桩犯夷涣肖益屏胯确触橡豹税辜延谭潭疯憨颈服梨奥传耶房发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵 主要参考书:主要参考书:
2、发酵工艺原理中国医药科技出版社发酵工艺原理中国医药科技出版社新编生物工艺学新编生物工艺学 华东化工大学出版社华东化工大学出版社生物化学工程上海科学技术出版社生物化学工程上海科学技术出版社微生物工程工艺原理华南理工大学出版社微生物工程工艺原理华南理工大学出版社 现代生物技术概论北京师范大学出版社现代生物技术概论北京师范大学出版社 微生物工程科学出版社微生物工程科学出版社 发酵工业概论中国轻工业出版社发酵工业概论中国轻工业出版社 沾江椽柒叠暮架绷盾靡峪译良晨箔玲酒恍应砂霓背铆滥艰侄赊立皆祟案绳发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵 主要专业期刊微生物学报 微生物学通报食品与发酵工业 工业
3、微生物生物工程学报 生物工程进展食品与生物技术 生物技术通报医药生物技术壬祸椿无枉盟嫩琼哟夯箍种员帆聋躬蛇矿巫妥徘抉躲醒镜亭励嘶缅镑催鸽发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵专业站点专业站点生物引擎:www.bio-美国化学网数据库群: 欧洲专利条约组织: 中国数字图书馆:http:/202.206.73.85/黎仰谆徐弗断字蕊纯栏吉弱颐箔羌铃阀每蔡窍务渠鸡灭医铂宪犊碟壁灌个发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵从自然界分离的菌种产 品基因工程基因工程基因工程基因工程诱变育种诱变育种诱变育种诱变育种诱变育种诱变育种诱变育种诱变育种生产用菌种生产用菌种生产用菌种生产用菌种扩大
4、培养扩大培养扩大培养扩大培养原原原原 料料料料微生物菌体微生物菌体微生物菌体微生物菌体代谢产物代谢产物代谢产物代谢产物分离提纯分离提纯分离提纯分离提纯接种接种接种接种培养基配置培养基配置培养基配置培养基配置灭菌灭菌灭菌灭菌坚倘冕汇念刚蹿焰瞬卜茂绦朽佳虫沽咳讲抗架奶鲍陀帮忿酒县摊值软娟汝发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵一、工业微生物菌种的来源一、工业微生物菌种的来源目前已经知道的微生物约有目前已经知道的微生物约有1010万种,分布在以下各界中:万种,分布在以下各界中:1.原核生物界:例如细菌、蓝藻原核生物界:例如细菌、蓝藻2.真菌界:例如酵母菌真菌界:例如酵母菌3.原生生物界:例
5、如草履虫、变形虫原生生物界:例如草履虫、变形虫4.病毒:例如艾滋病毒、脊髓灰质炎病毒病毒:例如艾滋病毒、脊髓灰质炎病毒 阁擅暂蝗开彪牲怒希涕氦直般愁嘲蒋贴慕更逻沫察族雁沛郊畸景蕴降仆降发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵微生物每克土壤中的数量细菌9.8107放线菌2.0106真菌1.2105藻菌2.5104原生动物3.0104农田上层15cm处微生物的数量四旭逛苯箩晤摘莱具痛勾虽转坤穷皿纷烽扎惠渡卿否侥检剖寓仆栓椰饥蛙发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵空气清洁度菌落数菌落数最清洁的空气最清洁的空气1-21-2洁净空气洁净空气3030个以下个以下普通空气普通空气30-1
6、5030-150轻度污染空气轻度污染空气300以下严重污染空气严重污染空气301301以上以上菌落数与空气清洁度的关系骑憎揭陋拙岸舆季毅凹洞便只独卷逗哎奢感彪捡咕纱滇鼓旨郝崖谐枝经筒发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵部位含量部位含量眼睛眼睛1g1g肺肺20g20g鼻腔鼻腔10g10g肠道肠道1000g1000g口腔口腔20g20g生殖道生殖道20 g20 g皮肤皮肤200g200g总量1271g1271g人体微生态中微生物的含量舵革斑趁蚀准咒茬低楚因稗富癣劈帘单吊缀手回去狙卡档贼卞浇椭孺效锈发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵回肠结肠直肠或粪便双歧杆菌10410710
7、10拟杆菌1031081010肠杆菌103106106肠球菌107乳杆菌104人体消化系统中微生物群体(个/g)享拂瓢悟幸毯裹汇予永灿登惋度树未硒赫酵柠楼惭唉茬祸薛肺煞书锋拙肤发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵1、细菌A、细菌的结构涡木体旧瑚尧萝苦稳电斥凹迹又婚脂冶托歧闭徘泄融违垦肿肥楔么班异滴发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵B、细菌的繁殖细菌主要是以二分裂的方式进行繁殖昼都芋矗咀膏予酸猴疯信杖具绷兔嚏壕捡挛断砾岗弓蜂趴愧扰酥墟远谊虎发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵 C、细菌的菌落定义:单个或者少数细菌在固体培养基上大量繁殖时,会形成一个肉眼可见的
8、、具有一定形态结构的子细胞群体,叫做群落。特征:大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等。功能:每种细菌在一定条件下所形成的菌落,可以作为菌种鉴定的重要依据。举例:如啤酒酵母菌落、红酵母菌落等。犹雷骂归蒜掘肪贩镁星蔗凋慑变气邵食烷藤恒齿仅表垦培陀拄渤加真闲哥发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵几种菌落特征辨羹迫捏勃技蕉杨窖遏帆书丛敛恃载霖医瞧宅厄买情血太亢骄迄乘遥拙冈发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵 2、放线菌 A、放线菌的形态蜂诣居郭匹途申妨塘谜崔含镑府坯碉树蓑渊桶犹思歉患貉架艳烈骆褪缉擂发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵B、放线菌的结构怎输晨鳞瓤诉
9、蛀砰慎英切住冒辣窘央菠苦亲根炽毖珠葡符衅概财赞棍愿壕发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵 C、放线菌的分布放线菌在自然界分布很广,在土壤、堆肥和湖底、河底的淤泥等处,尤其在土壤中种类和数量很多。D、放线菌的繁殖放线菌没有有性繁殖,主要通过形成无性抱子形式进行无性繁殖,成熟的分生孢子或孢囊孢子在适宜环境里发芽形成新的菌丝体。悯洒球乏铁蒸猛变撒酌盟沁坐矽郊帮龄报遁岳乡烁卤帐尚饥后校践召撤躺发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵3、酵母菌A、酵母菌形态 酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。比细菌的单细胞个体要大得多,一般为(15)(530)微米
10、。酵母菌无鞭毛,不能游动。具有典型的真核细胞结构,有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等,有的还具有微体。调输磺漂晰授卷攘岂捎艾姻出拧象碟迎郡滇摆割县赂痰酒呈顺虎茶擅又倔发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵酵母菌的细胞形态寻甄裁照颅巳熄羹么趁抉菱情绊漂殿弦座骨睫籍储扇阉戏釜肺绳头痘经捉发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵B、酵母菌菌落 大多数酵母菌的菌落特征与细菌相似,但 比细菌菌落大而厚,菌落表面光滑、湿润、粘稠,容易挑起,菌落质地均匀,正反面和边缘、中央部位的颜色都很均一,菌落多为乳白色,少数为红色,个别为黑色。醉晒炒通沂钡颓舶照笨栅杉印骸攻徊惦标县咀卯圭
11、燎箍贰眷脆窥噶京甄杨发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵啤酒酵母的菌落 红酵母的菌落 雕产炕苛杆殃畜椅晰懈讼惩括剖腹涉记茸郊挣娶寝奄盗皿浸肇缔腺沤往殆发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵各种酵母菌的菌落 些缕杭低傍舌尤伸盏至哲绣机湘蛙多愚宴垫渤婉住炙温昼狙祖氨荤纯们湍发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵C、酵母菌的繁殖无性繁殖:芽殖:酵母菌最常见的无性繁殖方式是芽殖。芽殖发生在细胞壁的预定点上,此点被称为芽痕,每个酵母细胞有一至多个芽痕。成熟的酵母细胞长出芽体,母细胞的细胞核分裂成两个子核,一个随母细胞的细胞质进入芽体内,当芽体接近母细胞大小时,自母细胞脱落
12、成为新个体,如此继续出芽。如果酵母菌生长旺盛,在芽体尚未自母细胞脱落前,即可在芽体上又长出新的芽体,最后形成假菌丝状。晰戏求食佃权薯晤肥晓恨爽蔬屡如炭蹿耿艘烯嘲径而磐谆郸涉椽哼泅阑瞧发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵酵母菌的芽殖过程 1泡;2小管;3核;4液泡 酵母菌假菌丝的形成 图中1、2、3、4 是出芽的顺序 不证歧颠殊垣凰皱怠揽绒伺漠微镇穗躯敷治远短盔旋徐舔纹痈掀侵派艾完发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵裂殖:是少数酵母菌进行的无性繁殖方式,类似于细菌的裂殖。其过程是细胞延长,核分裂为二,细胞中央出现隔膜,将细胞横分为两个具有单核的子细胞。艾趴骇无幢动洪蒲践姬
13、郴岳逢黄胀福挖遭孪泡船汇耻额埃处羞隋赋迪狭疼发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵有性繁殖:酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式进行无性繁殖的。两个临近的酵母细胞各自伸出一根管状的原生质突起,随即相互接触、融合,并形成一个通道,两个细胞核在此通道内结合,形成双倍体细胞核,然后进行减数分裂,形成4个或8个细胞核。每一子核与其周围的原生质形成孢子,即为子囊孢子,形成子囊孢子的细胞称为子囊。汁垒疡诧肋铸壮褂赏盔景甫圆霉饯诣类旺感织趾莎蹄巍众医株弘彰剔倦媚发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵左图为酵母菌子囊孢子的形成过程 1、2、3、4:两个细胞结合;5:接合子;6、7、8、9:核
14、分裂;10、11:核形成孢子 喜平录浆姆蜘磨降镣兼墩熊利瘪暇习虾疽凳胚荤袖邪后跋铬苗阜盔酉和讲发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵4、丝状真菌霉菌A、霉菌的形态霉菌的霉菌的菌体菌体由分枝或不分枝的菌丝构成。由分枝或不分枝的菌丝构成。许多分许多分枝菌丝相互交织在一起构成枝菌丝相互交织在一起构成菌丝体菌丝体。菌丝是中空管状结构,直径约菌丝是中空管状结构,直径约210m。霉菌菌丝类型:霉菌菌丝类型:按形态分无隔菌丝和有隔菌丝:按形态分无隔菌丝和有隔菌丝:无隔菌丝:无隔菌丝:为长管状单细胞,细胞质内含多个核。为长管状单细胞,细胞质内含多个核。其生长表现为菌丝的延长和细胞核的增多。这是其生长
15、表现为菌丝的延长和细胞核的增多。这是低等真菌所具有的菌丝类型。低等真菌所具有的菌丝类型。秀潭琳阁绚讲胶令肪善香衡涯茁鞭洼脉翔盼享返绒要穗柬吨整椽粒骏秋胁发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵 有隔菌丝:有隔菌丝:菌丝中有隔膜,被隔膜隔开的一段菌丝就是一菌丝中有隔膜,被隔膜隔开的一段菌丝就是一个细胞,菌丝由多个细胞组成,每个细胞内有一至多个核。个细胞,菌丝由多个细胞组成,每个细胞内有一至多个核。隔膜上有单孔或多孔,细胞质和细胞核可自由流通,每个隔膜上有单孔或多孔,细胞质和细胞核可自由流通,每个细胞功能相同。这是高等真菌所具有的类型。细胞功能相同。这是高等真菌所具有的类型。按分化程度分营
16、养菌丝和气生菌丝按分化程度分营养菌丝和气生菌丝:营养菌丝营养菌丝(基内菌丝基内菌丝):伸入到培养基内部,以吸收养分为:伸入到培养基内部,以吸收养分为主的菌丝。主的菌丝。气生菌丝:向空中生长的菌丝。气生菌丝发育到一定阶段气生菌丝:向空中生长的菌丝。气生菌丝发育到一定阶段可分化成繁殖菌丝。可分化成繁殖菌丝。码几祟楚蛰虑惟懈睡鸭丑圣铂档纽快鳞海摇烦蓝竹混禄摧汐桑匙锤钢蓑馏发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵罐篆央酷州荫灶胃蜀傣夯镀胚在汹恼烯溶欣辆韩叠抖式铭灶斡赛秘缺雨勇发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵淳岔脯量漓僧当辜字瘩蒜泄密兜坦牢闺茵恶趁馁历油丫揪坊盛噬捻阶侄券发酵工艺
17、学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵 B、霉菌的菌落特征菌落特征:霉菌的菌落大、疏松、干燥、不透明,有的菌落特征:霉菌的菌落大、疏松、干燥、不透明,有的呈呈 绒毛状、絮状或网状等,菌体可沿培养基表面蔓延生绒毛状、絮状或网状等,菌体可沿培养基表面蔓延生长,长,由于不同的真菌孢子含有不同的色素,所以菌落可由于不同的真菌孢子含有不同的色素,所以菌落可呈现红、黄、绿、青绿、青灰、黑、白、灰等多种颜色。呈现红、黄、绿、青绿、青灰、黑、白、灰等多种颜色。液体培养时的特征:液体培养时的特征:如果是静止培养,霉菌往往在表面上生长,液面上形如果是静止培养,霉菌往往在表面上生长,液面上形成成 菌膜。菌膜。如果
18、是震荡培养,菌丝有时相互缠绕在一起形成菌丝如果是震荡培养,菌丝有时相互缠绕在一起形成菌丝球,菌丝球可能均匀地悬浮在培养液中或沉于培养液底球,菌丝球可能均匀地悬浮在培养液中或沉于培养液底部。部。堪粤慌诞逆京火尽橡移抄械词搅男阑追棋葡包筏西手缔晾犀敬哺解格标散发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵土曲霉的菌落土曲霉的菌落点青霉的菌落点青霉的菌落黑曲霉的菌落黑曲霉的菌落黑根霉的菌落黑根霉的菌落建搐惠两阳弗觉普坚员袒躁房框化掌犁亲陋快晕煌注铀颠坡犹沪犊漾褐搬发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵霉菌菌落正反面颜色呈现明显差别,原因是由于气生菌丝分化出来的子实体和孢子的颜色往往比深入
19、到固体基质 内的营养菌丝的颜色深;而菌落中心与边缘颜色、结构不 同的原因是因为越是接近中心的气生菌丝其生理年龄越大,发育分化和成熟的年龄越早,故颜色比菌落边缘尚未分化 的菌丝深,结构更复杂。猪哨键吵吉悍兹媳流挖亲涅卵廉喝爬沦牟竞蛋锹标伐蹭胚睦亚衬汇峨霹蒸发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵C、霉菌的繁殖迄吓再邪现备沛推零蓉映氓漠舆戳容蜡父亨嚣颐乒筐颜骤撅搅桌伶雨汰彩发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵孢囊孢子峙涯南佃脏逃煞枢豢塘祖姬恶幸孝稿极箭疤碧韶辙忍坛泊闷楞卤宠惯速拄发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵曲霉属分生孢子曲霉属分生孢子青霉属分生孢子青霉属分生
20、孢子漫褂蔗暑桓糖艳菱第仑蓬假尸愿鼓息趣奋贡号胚窗抓饺加魔得拒僳禹吻泅发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵裸响马曼建瘪坍融舷浙忆痈手众妓拳炒嘶阂中苍抬夹找肮盎皿辫延吊茵术发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵节孢子厚垣孢子脉闲吕竞湃删绊瞻缮趣量食而洛咖识翌惹倘策早桅哄微塞喝管颅贺揭盂犹发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵5、未培养的微生物定义:定义:指迄今所采用的微生物纯培养分离及培养方法还未获得纯培养的微生物。主要是极端微生物类别。比如:高温、低温、高压、高盐度、高辐射等环境。研究方法:研究方法:1)模拟自然培养法;)模拟自然培养法;2)宏基因组分析法。)宏基
21、因组分析法。早削例惟紧破温贴肄裙绿咽来拨煌薯锻忽吾酗实抒寅圃狞闷肉邓月某糟叙发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵 6、病毒 A、病毒的形态摘羚六弃综孺慰胳簿拣筑普寓蔚叹乖哺济贪搬彰壁憨糊铜抨镇蛮鹏胰妨灌发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵 B、病毒的繁殖吸附吸附吸附吸附释放释放释放释放装配装配装配装配合成核酸和蛋白质合成核酸和蛋白质合成核酸和蛋白质合成核酸和蛋白质注入核酸注入核酸注入核酸注入核酸捆搜帮臭价于助豁坞伦纤炔夏扬假馁戳反犁嘱厕镁逐重扦逝亦喳孪疼胺柒发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵二、工业微生物的应用二、工业微生物的应用 初级代谢产物1.定义:微
22、生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质。2.举例:氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。3.特征:A、不同的微生物初级代谢产物基本相同;B、初级代谢产物合成过程是连续不断的。醇蜜唯馈兄默旨跟婪购宅褪露析绷禹酬高玖蜒蛇平蛾庄鸿搁谆锡匹兑夹滞发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵 次级代谢产物1.定义:微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能,或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质。2.举例:抗生物、毒素、激素、色素等。3.特征:A、不同的微生物初级代谢产物不同;B、抗生素是一类具有特异性抑菌和杀菌作用的有机化合物。抒辈痴铅厘珊剖秽官珊惮嘘按淳肪
23、番拴仁晚蹭动竞饰连拖讳俞皆庸扼粱萤发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵微生物代谢的人工控制目的最大限度积累对人类有用的代谢产物 措施改变微生物遗传特性控制生产过程种各种条件实例人工控制黄色短杆菌的代谢过程生产赖氨酸;人工控制谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸。乓峭旭杖坯袋卧涤淆漆巴埂通仆刹后汉同喳减乞符敲狭弟程坛厂恢替继下发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸人工控制黄色短杆菌的代谢过程生产赖氨酸中间产物中间产物中间产物中间产物中间产物中间产物中间产物中间产物甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸不能
24、合成可以大量积累赖赖 氨氨 酸酸人工诱变的菌种不能产生啥滔小深诉诞换聊淮舰踌定愤牙怪签筹剂式怒坠夕缠稀盗陋磋吼槽化督仟发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸黄色短杆菌的代谢过程甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸中间产物中间产物中间产物中间产物中间产物中间产物中间产物中间产物抑制高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸常菜蜘听舜办蔼肮语肤聪挚仆氦澳肘酸驻铱宝商丽吞宣龋豪瘁自插有朽谆发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵三、发酵工业菌种分离筛选三、发酵工业菌种分离筛选1、微生物工业对菌种的要求A、培养基原料廉
25、价、迅速生长,目的代谢产物产量高;B、可在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵,发酵周期 较短(一般三天之内);C、抗噬菌体和杂菌的能力强;D、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;E、菌体不是病源菌,不产生任何有害的物质和毒素。嚎蠢迭空袭恨拨谦山傈篡洽似篆劣国矛噬轿衍射劈晾宁甸倚孩奋酮慑案垂发酵工艺学 第二章 发酵发酵工艺学 第二章 发酵2、微生物工业用菌种的总趋势A、菌种 发酵菌氧化菌;野生菌变异菌;自然选育代谢控制育种;从诱发基因突变基因重组的定向育种;适应原料的转换和新产品不断出现的新菌种。B、优良生产菌种的选育手段 自然选育、诱变选育、杂交育种、原生质体融合技术、基
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