微生物應(yīng)用工業(yè)

Ch3.微生物之一般特性阮雪芬2003OctNTUT生理特性微生物的細(xì)胞含:碳水化合物脂肪蛋白質(zhì)核酸各種維生素和礦物質(zhì)培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝物質(zhì)小麥與綠藻之生產(chǎn)成本比較(表3-1)人類細(xì)胞與微生物呼吸速度之比較(表3-2)微生物對(duì)自然界物質(zhì)循環(huán)之任務(wù)地球上之物質(zhì)循環(huán)(Fig3-1)氮元素之循環(huán)(Fig3-2)自然界微生物之存在(1/5)土壤中之微生物:種類與數(shù)量為自然界最多又以細(xì)菌為最多(107/1g)放線菌次之(105~6/1g)黴菌(104~5/1g)酵母很少空氣中之微生物微生物以本身,或附在塵粒中,或含在水滴中空中落下菌之菌群別分布(Table3-4)自然界微生物之存在(2/5)淡水及海洋中之微生物淡水:Pseuodomonas屬&Alcaligenes屬自淨(jìng)作用BOD:生物化學(xué)的氧需求量污水常見微生物:細(xì)菌:SphaerotilnsorBeggiotoa黴菌:GeotrichumCandidum海洋:存在很多革蘭氏陰性菌海洋細(xì)菌多屬好鹽性,且大部為好冷菌自然界微生物之存在(3/5)植物與微生物根圈根瘤:豆科植物的根瘤中共生一種能固定空中氮的根瘤菌菌根:植物的根共生真菌類外生菌根:菌絲不會(huì)進(jìn)入根細(xì)胞,如松茸內(nèi)生菌根:菌絲會(huì)進(jìn)入根細(xì)胞自然界微生物之存在(4/5)動(dòng)物與微生物腸內(nèi)菌大腸菌腸球菌乳酸桿菌反芻動(dòng)物Rummen細(xì)菌為主以纖維素分解菌最重要(Table3-8)自然界微生物之存在(5/5)昆蟲與微生物微生物常被昆蟲利用作為食物微生物殺蟲劑菌體的成分菌體之主要成分---水生活(營(yíng)養(yǎng))細(xì)胞(vegetablecell):70-85%孢子:很少灰分:細(xì)菌:1-14%,酵母:6-11%,黴菌:5-13%一般以P,K最多菌體的成分有機(jī)成分(Seebiochem)ProteinsOnlyLaminoacidsareconstituentsofproteins菌體的成分分---有有機(jī)成分分Nucleicacids:DNA&RNACarbohydrate:10-60%貯存物質(zhì)細(xì)胞構(gòu)造物物質(zhì)核酸成分菌體的成分分---有有機(jī)成分分LipidsFreelipidBoundlipidVitaminsVitaminB:Co-enzymeB1:CocarboxylaseB2:FADB6:PyridoxalphosphatePantothenicacid:CoenzymeANicotinicacid:NAD,NADP微生物之營(yíng)營(yíng)養(yǎng)---分類(Table3-17)微生物同化化”碳”營(yíng)營(yíng)養(yǎng)素有二二種形式獨(dú)立營(yíng)養(yǎng)菌菌(Autotrophicmicrobe)光合成菌:利用光光以產(chǎn)生能能量化學(xué)合成菌菌:氧化化無(wú)機(jī)物獲獲得能量以以合成菌體體從屬營(yíng)養(yǎng)菌菌(Heterotrophicmicrobe)活物寄生:病原菌死物寄生:發(fā)酵或或腐敗微生生物微生物之營(yíng)營(yíng)養(yǎng)---分類(續(xù))(Table3-17)從屬營(yíng)養(yǎng)菌菌(Heterotrophicmicrobe)氮固定菌No-exacting菌菌胺基酸要求求菌生長(zhǎng)素要求求菌胺基酸及生長(zhǎng)素要求求菌微生物之營(yíng)營(yíng)養(yǎng)---一般必需之之營(yíng)養(yǎng)素碳源單糖類類:葡葡萄糖糖&果果糖雙糖類類:蔗蔗糖糖or麥芽芽糖氮源無(wú)機(jī)鹽鹽類:P生長(zhǎng)素素微生物物之營(yíng)營(yíng)養(yǎng)---微生物物定量量法Fig3-10原原理培養(yǎng)基基及其其調(diào)製製法分類依來(lái)源源分天然培培養(yǎng)基基合成培培養(yǎng)基基半合成成培養(yǎng)養(yǎng)基依形狀狀分液體固體依用途途分普通特殊培養(yǎng)基基及其其調(diào)製製法製備過(guò)濾濾pH值值的的調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)分注注殺菌菌斜面面及及柱柱狀狀培培養(yǎng)養(yǎng)基基培養(yǎng)養(yǎng)基基之之保保存存培養(yǎng)養(yǎng)基基及及其其調(diào)調(diào)製製法法常用用的的天天然然培培養(yǎng)養(yǎng)基基麴汁汁麥芽芽汁汁肉汁汁常用用的的人人工工培培養(yǎng)養(yǎng)基基緩衝衝液液PhosphatebufferTrisbuffer微生生物物之之增增殖殖測(cè)定定法法DrycellweightmethodCellvolumemethodCellnitrogencontentSpectrophotomaticmethodTotalcellmeasurement(SeeFig3-15&3-16)Viablecellcounts微生生物物之之增增殖殖生長(zhǎng)長(zhǎng)曲曲線線與與菌菌體體增增殖殖動(dòng)動(dòng)力力學(xué)學(xué)dx/dt=uxInE.Coli,onegeneration=20mins3times/1hr72times/24hrsTheoretically,272=4.72x1019,butnot.微生生物物之之增增殖殖生長(zhǎng)長(zhǎng)曲曲線線與與菌菌體體增增殖殖動(dòng)動(dòng)力力學(xué)學(xué)生長(zhǎng)長(zhǎng)曲曲線線:半半對(duì)對(duì)數(shù)數(shù)曲曲線線LagphaseLogphase(Exponentialphase)StationaryphaseDeathphase微生物物之增增殖生長(zhǎng)曲曲線與與菌體體增殖殖動(dòng)力力學(xué)同調(diào)培培養(yǎng)(Synchronousculture)方法:調(diào)節(jié)生生理?xiàng)l條件應(yīng)用機(jī)機(jī)械的的物理理方法法死亡速速度:-dx/dt=kx微生物物的增增殖與與環(huán)境境因子子氧好氣性性菌通性厭厭氣性性菌厭氣性性菌溫度好冷菌菌好溫菌菌好熱菌菌微生物物的增增殖與與環(huán)境境因子子溫度殺菌法法間歇高壓乾燥與與水分分活性性pHValue滲透壓壓:微生物物在高高滲透透壓不不易生生長(zhǎng),故保保存食食品常常添加加鹽或糖微生物物的增增殖與與環(huán)境境因子子LightandRadiation靜水壓壓化學(xué)藥藥品抗微生生物性性物質(zhì)質(zhì):能殺滅滅細(xì)菌菌或抑抑制其其生長(zhǎng)長(zhǎng)的物物質(zhì)微生物物間的的交互互作用用互利共共生拮抗作作用微生物物之化化學(xué)反反應(yīng)氧化反反應(yīng)-CH--C-OHO還原反反應(yīng)-C-C--CH-OOH微生物物之化化學(xué)反反應(yīng)Decarboxylation-CH2-COOH-CH3Deamination-CH--CH2-NH2Glycosylation微生物物之化化學(xué)反反應(yīng)HydrolysisH-C-O-CH+H2OH-C-OH+HO-C-HMethylation(加加CH3)RS-SRRS-CH3Esterification-COOH+R-OH-COORDehyration微生物物之化化學(xué)反反應(yīng)CondensationA