1、第二章 工业微生物,本章知识概要,工业用微生物菌种要求工业用微生物常用菌种,第一节 工业用微生物菌种要求,微生物菌体发酵 微生物酶发酵 微生物代谢产物发酵 微生物转化发酵 基因工程药物,微生物工程,初级代谢产物次级代谢产物,1、菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性活性物质和毒素，保证产品的安全性。2、生长速度快、发酵周期短、表达目的产物产量高。3、菌种纯净、健壮，遗传稳定性强、不宜退化，产品产量、质量稳定。 4、能在要求不高，易于控制的条件下（糖浓度、温度、pH、O2、渗透压）生长，对设备要求低。,第一节 工业用微生物菌种要求,5、抗噬菌体能力强，不易被噬菌体感染。 6、对诱变剂敏感，可通
2、过诱变达到提高菌种优良性状的目的。 7、能够利用廉价原材料，对原材料成分波动敏感性小。 8、目的产物最好分泌到细胞外、以利于产物分离。,第二节 工业微生物常用菌种,细菌：分布最广、形状、G、质粒。1、枯草芽孢杆菌（Bacillus Subtilis）：芽孢杆菌属G+、周生鞭毛、无荚膜。淀粉酶和蛋白酶的产生菌。BF7658生产淀粉酶，AS1.398生产中性蛋白酶和制造风味独特食品纳豆。2、大肠杆菌（Escherichia coli ）： G、运动者周身鞭毛、一般无荚膜。存在表示动物排泄物污染，食品卫生、公共卫生安全指标，发酵生产Asp、Thr、Val，分子生物学、基因工程材料。3、乳酸菌（lac
3、tic acid bacteria）：杆状、球状 G+,同型乳酸发酵 异型乳酸发酵,表1 产生乳酸的细菌属,乳杆菌属：营养要求严格在无糖和酵母膏培养基上不生长，pH3-4.5能生长，德氏乳杆菌属、保加利亚乳杆菌、巴氏乳杆菌。 乳链球菌属：卵球形，呈短链或长链状排列，发酵多种糖类，乳制品生产和传统食品工业中。 肠膜状明串球菌：制糖工业中有害菌，但是在蔗糖溶液中，细胞外常有一层厚的胶质状的，葡聚糖荚膜（代血浆）4、醋酸菌（Acetobacter）:椭圆形，杆状，无芽孢。,端生鞭毛：醋酸单胞菌葡萄糖杆菌：氧化乙醇成醋酸，葡萄糖成葡 萄糖酸 周生鞭毛：醋酸杆菌 乙醇氧化成醋酸，进而二氧化碳和水,5、其
4、他菌种： 产氨短杆菌：氨基酸、核苷酸工业生产中的常用菌种，合成辅酶A的菌种。 梭状芽孢杆菌：由淀粉和糖发酵生产丁二醇、丙酮、乙醇、丁醇以及核黄素。 谷氨酸棒杆菌：发酵生产谷氨酸和其他氨基酸，北京棒杆菌AS1.299。 甲烷产生菌：在有机肥料甲烷发酵中起重要作用。 固氮菌，根瘤菌：利用大气中的游离氮气。,酵母菌： 1、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）： 根据长宽比分成三组：,长：宽1-2一般小于2，圆形、卵圆形、椭圆形，以淀粉质原料酒精发酵主要菌，面包，白酒、饮料中。,长：宽2，卵形、长卵形，简称葡萄酒酵母，主要用于酿造葡萄酒和果酒，少数用于啤酒。,长：宽2,耐高盐由
5、于细胞V，Pr含量高，作为饲料、SCP，药用酵母，可用于提取核酸、麦角固醇，细胞色素C。,2、比赤氏酵母（Pichia Hansenula）分解糖能力弱，不产生酒精，能耐高渗透压，同化烃类能力强，SCP。 巴斯德比赤氏酵母（Pastoris pichia），现代利用真核微生物表达蛋白中常用的一种，由于真核生物蛋白翻译后的加工，自身分泌蛋白少，适合大规模培养。 3、假丝酵母（Candida Berkout） 产朊假丝酵母（- utilis）发酵葡萄糖、蔗糖、棉籽糖，可以利用尿素、硝酸盐为氮源生长，利用造纸工业生产SCP。 解脂假丝酵母：不发酵任何糖类，分解脂肪，不同化硝酸盐，利用石油废料生产单细
6、胞蛋白。 热带假丝酵母：发酵葡萄糖、蔗糖、棉籽糖，不同化硝酸盐，可以利用石油为原料生产SCP。,4、其他： 球拟酵母属(Torulopsis Berlese)：有的具有糖发酵特性，白色球拟酵母能转化葡萄糖为D-阿拉伯糖醇及赤藓醇。利用烃类生产SCP。 粟酒裂殖酵母（Schizosaccharomyces Pombe Lindner）：利用菊芋发酵生产高产量的酒精。 红酵母（Rhodotirula Harrison）：产生红色、黄色色素，具有较好的生产脂肪能力，合成Met能力强。,霉菌 藻状菌纲、子囊菌纲、担子菌纲、半知菌纲 1、毛霉属： 鲁氏毛霉：从中国小曲中分离，分泌蛋白酶，分解大豆，生产腐
7、乳，大豆多肽。 高大毛霉：兽畜的粪便中，能产生脂肪酸、琥珀酸，队甾族化合物具有转化能力。 总状毛霉：分布最广，用于豆豉发酵，产生3-羟基丁酮。四川老干妈风味豆豉。 爪哇毛霉：土壤、酒曲中常见菌，产生蛋白酶，具有分解大豆能力，多用来做腐乳。,2、根霉属： 米根霉，淀粉酶活力非常强，具有淀粉糖化能力和转化蔗糖能力，还产生脂肪酶，能发酵产生L-乳酸。 华根霉：具有较强的耐高温能力，淀粉酶液化能力强，能产生酒精芳香脂类，乳酸及反丁烯二酸，能转化甾族化合物。 黑根霉（葡枝根霉）：引起瓜果蔬菜腐烂，具有较强蛋白质分解能力，用来发酵豆类食品，能产生果胶酶，对甾族类化合物具有转化能力。,3、青霉属（Penic
8、illium ） 产黄青霉（Penicillium chrysogenum Thom）: 青霉素的最重要的产生菌，并能产生葡萄糖氧化酶、葡萄糖酸、柠檬酸等，发酵后的菌体含丰富的蛋白质、矿物质、VB。 桔青霉（ Penicillium citrinum Thom）: 产生脂肪酶、葡萄糖氧化酶和凝乳酶。有些菌系产生桔酶素毒素。 展开青霉：用于生产治疗真菌性皮肤病、灰指甲、痢疾等。,4、曲霉属米曲霉：最适培养温度37,能产生淀粉酶，蛋白酶、果胶酶等，用于酱油发酵。 黑曲霉：引起粮食霉变，具有非常强大 的酶系，淀、糖、果、葡萄糖氧化酶等等，是酶制剂发酵工业上应用最广泛的菌种之一。还是饲料发酵中的常用菌
9、种。 黄曲霉：具有较强的pr分解能力，产生黄曲霉毒素，致癌物质，可用于医药工业。 5、红曲霉属 红曲霉：能产生酒精、柠檬酸、琥珀酸、麦角甾醇，分泌淀粉酶、蛋白酶等等、能产生红曲霉色素，代谢产生洛伐他丁，具有降血脂、促进骨骼生长等功能。酿造红酒。是发酵工业中的重要菌种。,放线菌,因其菌落呈放射状而得名 属原核微生物类群，在自然界中分布很广，尤其在有机质丰富的微碱性土壤中较多。 大多腐生，少数寄生。 产生多种抗生素（12 000余种，60%左右来自放线菌），经济价值大,灰色链霉菌(Streptomyces griseus)生产链霉素,金霉素链霉菌 (Streptomyces aureofacien
10、s)在PDA培养基上生长时，基内菌丝产生金黄色色素生产金霉素,红霉素链霉菌 (Streptomyces erythreus)产红霉素,龟裂链霉菌 (Streptomyces rimosus)菌落灰白色，表面后期有皱折，呈龟裂状生产土霉素,2、小单胞菌属 (Micromonospora), 与一般放线菌不同，菌丝体长入培养基内，不形成气生菌丝，而在基内菌丝体上长出 孢子梗，其顶端生一个球形、椭圆形孢子。 菌落致密，与培养基紧密结合在一起，表面凸起，多崎岖，疣状；菌落常为橙黄色、红色、深褐色、黑色和兰色。 多种可产抗生素，如棘孢小单胞菌 （M. echinospora）产庆大霉素,3、游动放线菌属
11、 （Actinoplanes）, 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1-40根鞭毛，能运动。 济南游动放线菌 (Actinoplanes tsinanesis) 产创新霉素(creatmycin; 1964),4、诺卡氏菌属 (Norcadia), 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。 菌落较小，边缘多呈树根毛状。 生产利福霉素、蚊霉素 等,5、孢囊链霉菌属 (Streptosporangium),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,一些重要抗生素简介,一些重要抗生素简介,一些重要抗生素简介,基因工程菌:原核：大肠杆菌.真核：酿酒酵母、毕赤氏酵母。,
