發(fā)酵工程第二章發(fā)酵工業(yè)微生物菌種PPT課件微生物菌種概述微生物菌種選育微生物菌種保藏微生物菌種發(fā)酵工藝微生物菌種在發(fā)酵工業(yè)的應(yīng)用contents目錄01微生物菌種概述0102微生物菌種定義微生物菌種是發(fā)酵工業(yè)的基石，通過(guò)選育、改良和保存菌種，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵產(chǎn)物的優(yōu)化和生產(chǎn)效率的提高。微生物菌種是發(fā)酵工程中用于生產(chǎn)特定產(chǎn)物的一類(lèi)微生物，通常包括細(xì)菌、酵母、霉菌等。微生物菌種分類(lèi)根據(jù)發(fā)酵產(chǎn)物類(lèi)型，微生物菌種可分為酒精、酵母、抗生素、酶制劑等不同類(lèi)別。根據(jù)微生物的形態(tài)和生理特征，微生物菌種可分為好氧菌、厭氧菌、固態(tài)發(fā)酵菌等。微生物菌種是發(fā)酵工程的核心，其性能直接決定了發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量。通過(guò)選育和改良菌種，可以顯著提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本、減少環(huán)境污染，為發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展提供有力支持。微生物菌種在發(fā)酵工程中的重要性02微生物菌種選育自然選育是通過(guò)在自然環(huán)境中篩選具有優(yōu)良性狀的微生物菌種的方法。自然選育的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、成本低，缺點(diǎn)是篩選周期長(zhǎng)、效率低。自然選育常用于從自然界中篩選產(chǎn)酶、產(chǎn)酒精等發(fā)酵產(chǎn)品的菌種。自然選育123誘變育種是通過(guò)物理、化學(xué)或生物手段處理微生物，使其基因發(fā)生突變，再?gòu)闹泻Y選具有優(yōu)良性狀的突變體的方法。誘變育種的優(yōu)點(diǎn)是突變率高、篩選效率高，缺點(diǎn)是突變體性狀不穩(wěn)定、遺傳性狀不易轉(zhuǎn)移。誘變育種常用于生產(chǎn)抗生素、氨基酸等產(chǎn)品的菌種選育。誘變育種基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)是目的性強(qiáng)、可實(shí)現(xiàn)定向改良，缺點(diǎn)是技術(shù)難度高、投資大?；蚬こ逃N廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)酶制劑、生物燃料等產(chǎn)品的菌種選育?；蚬こ逃N是通過(guò)人工構(gòu)建基因文庫(kù)，對(duì)微生物進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移和重組，創(chuàng)造具有優(yōu)良性狀的基因工程菌的方法?；蚬こ逃N雜交育種是通過(guò)不同種類(lèi)的微生物進(jìn)行雜交，獲得具有優(yōu)良性狀的雜合體的方法。雜交育種的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)不同物種間性狀的轉(zhuǎn)移，缺點(diǎn)是技術(shù)難度高、雜合體分離難度大。雜交育種常用于生產(chǎn)氨基酸、酶制劑等產(chǎn)品的菌種選育。雜交育種03微生物菌種保藏微生物菌種保藏是指通過(guò)一定手段，使微生物在生長(zhǎng)繁殖及代謝活動(dòng)受到限制的同時(shí)，維持其遺傳特性和生物學(xué)特性不發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期保存。菌種保藏的基本原理是降低微生物的生長(zhǎng)代謝速率，抑制微生物的繁殖，并創(chuàng)造一個(gè)干燥、低氧或無(wú)氧、營(yíng)養(yǎng)缺乏等不利于微生物存活的環(huán)境，從而延長(zhǎng)菌種的存活時(shí)間。菌種保藏原理將微生物菌種保存在低溫環(huán)境下，如冰箱或冷凍室內(nèi)，使微生物的生長(zhǎng)代謝活動(dòng)受到抑制。低溫保藏通過(guò)降低菌種的濕度，使其處于干燥狀態(tài)，從而抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖。常用的方法有真空干燥、冷凍干燥等。干燥保藏在真空條件下，創(chuàng)造一個(gè)低氧或無(wú)氧的環(huán)境，使微生物的生長(zhǎng)繁殖受到限制。真空保藏在高鹽濃度下，微生物的生長(zhǎng)繁殖受到抑制，常用的有高滲硫酸鎂保藏法。高鹽保藏菌種保藏方法菌種保藏過(guò)程中要定期檢查菌種的存活情況，及時(shí)淘汰死亡或污染的菌種。在菌種保藏過(guò)程中要保持菌種的純度，防止不同種類(lèi)的微生物交叉污染。在菌種保藏過(guò)程中要保持適宜的溫度、濕度、光照等環(huán)境條件，以保證菌種的存活和穩(wěn)定性。在菌種保藏過(guò)程中要注意安全問(wèn)題，防止菌種泄漏或污染環(huán)境。01020304菌種保藏注意事項(xiàng)04微生物菌種發(fā)酵工藝種子制備是發(fā)酵工藝的重要環(huán)節(jié)，目的是為發(fā)酵罐提供足夠數(shù)量和質(zhì)量的微生物菌種，以保證發(fā)酵過(guò)程的順利進(jìn)行。種子制備通常包括菌種活化、擴(kuò)大培養(yǎng)和接種三個(gè)步驟。菌種活化是將冷凍保存的菌種恢復(fù)活性的過(guò)程；擴(kuò)大培養(yǎng)是使菌種在較短時(shí)間內(nèi)迅速繁殖，達(dá)到所需接種量的過(guò)程；接種是將擴(kuò)大的菌種接種到發(fā)酵罐中的過(guò)程。種子制備過(guò)程中需注意無(wú)菌操作、溫度、pH、溶氧等環(huán)境條件的控制，以保證菌種的正常生長(zhǎng)和代謝。種子制備發(fā)酵過(guò)程控制是確保發(fā)酵產(chǎn)物質(zhì)量和產(chǎn)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，涉及到多個(gè)方面的控制，如溫度、pH、溶氧、轉(zhuǎn)速、消泡等。溫度控制是根據(jù)不同菌種的生長(zhǎng)和代謝需求，保持適宜的溫度范圍，以滿足菌種生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成的需要。pH控制是根據(jù)不同菌種的生長(zhǎng)和代謝需求，保持適宜的pH范圍，以確保菌種的正常生長(zhǎng)和代謝。溶氧控制是為了滿足微生物對(duì)氧的需求，通過(guò)調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速或通氣量來(lái)控制發(fā)酵液中的溶解氧濃度。轉(zhuǎn)速控制是通過(guò)調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速來(lái)保證發(fā)酵液的充分混合和懸浮，有利于菌種的生長(zhǎng)和代謝。消泡控制是為了防止泡沫對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響，通過(guò)添加消泡劑或調(diào)節(jié)通氣量來(lái)控制發(fā)酵液中的泡沫。發(fā)酵過(guò)程控制

產(chǎn)物提取與精制產(chǎn)物提取與精制是發(fā)酵工程中的重要環(huán)節(jié)，目的是將目標(biāo)產(chǎn)物從發(fā)酵液中分離、純化出來(lái)，以滿足市場(chǎng)需求。根據(jù)不同產(chǎn)物的性質(zhì)和分離純化的要求，可以采用不同的提取與精制方法，如沉淀法、吸附法、萃取法、結(jié)晶法等。在提取與精制過(guò)程中，需注意避免菌種的污染和雜質(zhì)的混入，以保證產(chǎn)物的純度和質(zhì)量。05微生物菌種在發(fā)酵工業(yè)的應(yīng)用通過(guò)青霉菌發(fā)酵獲得，用于治療感染性疾病。青霉素通過(guò)放線菌發(fā)酵獲得，用于治療多種細(xì)菌感染。四環(huán)素通過(guò)鏈霉菌發(fā)酵獲得，用于治療呼吸道感染等。阿奇霉素在抗生素生產(chǎn)中的應(yīng)用用于淀粉水解，生產(chǎn)葡萄糖、麥芽糖等。淀粉酶蛋白酶脂肪酶用于蛋白質(zhì)水解，生產(chǎn)氨基酸、肽等。用于脂肪水解，生產(chǎn)脂肪酸、甘油等。030201在酶制劑生產(chǎn)中的應(yīng)用用于生產(chǎn)味精、調(diào)味品等。谷氨酸用于飼料添加劑和食品添加劑。賴(lài)氨酸用于生產(chǎn)