1、ppt课课件.1第四章第四章 发酵工程发酵工程 Fermentation Engineering ppt课课件.21.菌种的选育2.培养基的配制3.培养基和设备的灭菌4.扩大培养和接种5.发酵过程6.产品的分离提纯发酵发酵工程工程内容内容ppt课课件.3发酵工程 “发酵发酵”（FermentationFermentation）一词是拉丁语）一词是拉丁语“沸腾沸腾”（ferverefervere）的派生词）的派生词. . 它描述酵母作用于果汁它描述酵母作用于果汁或麦芽浸出液时产生气泡或麦芽浸出液时产生气泡的现象。产生气泡的现象的现象。产生气泡的现象是由浸出液中的糖在缺氧是由浸出液中的糖在缺氧条件
2、下降解而产生的二氧条件下降解而产生的二氧化碳所引起的。化碳所引起的。发酵工程研究发酵工业生产过程研究发酵工业生产过程中，中，各个单元操作各个单元操作的的工艺和设备工艺和设备的一门科学。具体包括的一门科学。具体包括菌种选菌种选育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。等。1.菌种的选育2.培养基的配制3.培养基和设备的灭菌4.扩大培养和接种5.发酵过程6.产品的分离提纯发酵发酵工程工程内容内容ppt课课件.5 18571857年法国化学家、微生物家年法国化学家、微生物家巴斯德巴斯德提出了著名的发酵提出了著名的发酵理论：理论：“一切发酵过程
3、都是微生物作用的结果。一切发酵过程都是微生物作用的结果。” 巴斯德认为，酿酒是发酵，是微生物在起作用；酒巴斯德认为，酿酒是发酵，是微生物在起作用；酒变质也是发酵，是另一类微生物在作祟；随着科学技术的变质也是发酵，是另一类微生物在作祟；随着科学技术的发展，可以用加热处理等方法来杀死有害的微生物，防止发展，可以用加热处理等方法来杀死有害的微生物，防止酒发生质变。酒发生质变。 同时，也可以把发酵的微生物分离出来，通过人工培同时，也可以把发酵的微生物分离出来，通过人工培养，根据不同的要求去诱发各种类型的发酵，获得所需的养，根据不同的要求去诱发各种类型的发酵，获得所需的发酵产品。发酵产品。 1822-1
4、8951.菌种的选育ppt课课件.7 PasterPaster最终使科学界信服在发酵过程中酵母所遵循的规律最终使科学界信服在发酵过程中酵母所遵循的规律 其后不久，科赫其后不久，科赫(Koch)(Koch)建立了单种微生物分离和纯培养技建立了单种微生物分离和纯培养技术，利用这些技术研究炭疽病时，发现动物的传染病是由术，利用这些技术研究炭疽病时，发现动物的传染病是由特定的细菌引起的。从而得知，微生物也和高等植物一样，特定的细菌引起的。从而得知，微生物也和高等植物一样，可以根据它们的种属关系明确地加以区分，从此以后，各可以根据它们的种属关系明确地加以区分，从此以后，各种微生物纯培养技术获得成功。单种
5、微生物分离和纯培养种微生物纯培养技术获得成功。单种微生物分离和纯培养技术的建立，是食品发酵与酿造技术发展的一个转折点。技术的建立，是食品发酵与酿造技术发展的一个转折点。科赫科赫(Koch) 1818世纪后期，世纪后期，HaHansennsen在在CalsbergCalsberg酿造厂建立了酵酿造厂建立了酵母纯种培养技术母纯种培养技术ppt课课件.8并用其纯化微生物等一系列研究方法的创立 证实炭疽病因 炭疽杆菌 发现结核病原菌结核杆菌 ppt课课件.9用划线法获得单菌落ppt课课件.10colony：bacterial lawn(菌苔)利用微生物的特点 发酵工程所利用的微生物主要是发酵工程所利用
6、的微生物主要是细菌、放线菌，细菌、放线菌，酵母菌和霉菌酵母菌和霉菌 (1)对周围环境的温度、压强、渗透压、酸碱度等条件有极大适应能力 (2)有极强的消化能力(3)有极强的繁殖能力 利用微生物的特点：Use of MicroorganismsPositive（益处）益处） Biomass Production ConversionNegative（危害）危害） Pathogens Spoilage微生物的种类 真菌：酵母、霉菌、 担子菌 显微藻类 原生动物细菌、放线菌 支原体、衣原体、 立克次氏体、兰细菌 具有细胞结 构的微生物草履虫水绵细菌、放线菌 支原体、衣原体、 立克次氏体、兰细菌 没有细
7、胞结构的微生物 原核生物 由原核细胞构成的） 真核微生物 （由真核细胞构成的） 病毒 亚病毒ppt课课件.13原核微生物原核微生物-细菌、放线菌细菌、放线菌真核微生物真核微生物-霉菌、酵母霉菌、酵母ppt课课件.14 细菌是单细胞原核微生物，个体微小，形态简单，以二分细菌是单细胞原核微生物，个体微小，形态简单，以二分裂方式繁殖。在自然界中，细菌分布最广、数量最多。裂方式繁殖。在自然界中，细菌分布最广、数量最多。（一）细菌（一）细菌 Escherichia coli（大肠杆菌） Salmonella typhimurium（沙门氏菌） Bacillus subtilis（枯草芽孢杆菌） Clos
8、tridium botulinum (肉毒梭状芽孢杆菌) Streptococcus lactis（乳酸链球菌） Lactobacillus. Bulgaricus(保加利亚乳杆菌) Bacillus thermophilus(嗜热芽孢杆菌) Corynebacteriun Pekinensis（北京棒杆菌） Usually microorganism:ppt课课件.15Arrangements of Cocci单球菌双球菌链球菌四联球菌八叠球菌葡萄球菌球菌 ppt课课件.16streptococcus链球菌Streptococcus pyogenes酿脓链球菌 单球菌双球菌肺炎双球菌肺炎双球
9、菌ppt课课件.17tetradtetrad四联球菌micrococcus tetragenus四联微球菌四联微球菌 金属镀膜，金属镀膜，40 00040 000ppt课课件.18Sarcina（八叠球菌）：streptococcus(葡萄球菌 )ppt课课件.19Bacillus (杆菌杆菌) ：escherichia coli 大肠杆菌ppt课课件.20Bacillus thuringiensis 苏云金芽孢杆菌银合欢根瘤菌rhizobium 大肠杆菌Escherichia coli Electron Micrograph of Clostridium botulinum肉毒杆菌;肉毒芽孢
10、梭菌 Bacillus anthracis炭疽杆菌; ppt课课件.21cyanobacterium(蓝细菌蓝细菌)光合微生物，光合微生物，.ppt课课件.22mycobacterium分枝杆菌分枝杆菌Bacillus bifidus双歧杆菌双歧杆菌bifidobacterium ppt课课件.23Spirlla Spirlla （螺（螺 旋旋 菌）菌）There are few kinds in bacteria and always pathogenic bacteria ; (螺旋菌在细菌中种类较少，通常是病原菌) vibrio弧菌 spirillum螺旋菌 spirochaeta螺旋菌
11、Vibrio cholerae霍乱弧菌霍乱弧菌 Leptospira钩端螺旋体钩端螺旋体ppt课课件.24rhodovibrio salinarium红弧菌红弧菌 spirillum volutans迂回螺菌迂回螺菌 helicobacter pylori幽门螺杆菌幽门螺杆菌Vibrio cholerae霍乱弧菌霍乱弧菌 ppt课课件.25spirochaeta( (螺旋体螺旋体 ) )spirillum(螺旋菌螺旋菌 )ppt课课件.26亮发菌的形态 示丝状特殊形态Some particular bacteria morphology ppt课课件.27细菌分裂方式是裂殖，根据其核的分细菌分
12、裂方式是裂殖，根据其核的分裂方式不同分无丝分裂核有丝分裂等。裂方式不同分无丝分裂核有丝分裂等。v生存环境：生存环境：温暖潮湿、富含有机物的地方，都有大量细菌活温暖潮湿、富含有机物的地方，都有大量细菌活动。有特殊的臭味或酸败味，发粘、发滑动。有特殊的臭味或酸败味，发粘、发滑.ppt课课件.28一般细菌的大小范围：一般细菌的大小范围：0.5-1 mm 0.5-1 mm （直径）（直径）0.2-1 mm 0.2-1 mm （直径）（直径） X 1-80 mmX 1-80 mm（长度）（长度）0.3-1 mm 0.3-1 mm （直径）（直径） X 1-50 mmX 1-50 mm（长度）（长度）(
13、(长度是菌体两端点之间长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度的距离，而非实际长度) )ppt课课件.29最小：与无细胞结构的病毒相仿（最小：与无细胞结构的病毒相仿（50 nm50 nm）最大：肉眼可见（最大：肉眼可见（0.75 mm0.75 mm）费氏刺骨鱼菌费氏刺骨鱼菌(0.08 mm x 0.6 mm)(0.08 mm x 0.6 mm)( (Epulopiscium fishelsoniEpulopiscium fishelsoni) )比比大肠杆菌大大肠杆菌大100100万倍万倍 （19851985年发现）年发现）德国科学家H. N. Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积
14、物中发现的一种硫磺细菌（sulfur bacterium），其大小可达0.75 mm，Thiomargarita namibiensis，-“纳米比亚硫磺珍珠”ppt课课件.30（nanobacteria）（50 nm）最大和最小细菌的个体大小悬殊：最大和最小细菌的个体大小悬殊：（Thiomargarita namibiensis）（0.75mm）10亿 100 亿倍ppt课课件.31每个细菌约有250300条菌毛。有菌毛的细菌一般以革兰氏阴性致病菌居多，借助菌毛可把它们牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，进一步定植和致病。细菌细胞壁以外的构造 性毛(pili,单数pilu
15、s)构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅一至少数几根。性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能是向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。有的性毛还是是向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。有的性毛还是RNARNA噬菌噬菌体的特异性吸附受体。体的特异性吸附受体。ppt课课件.331 1、放线菌分类系统、放线菌分类系统属原核微生物类群，属原核微生物类群，介于细菌和真菌之间的单细胞微生物 放线菌菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐射状生长并因此而得名放线菌对人类最突出的贡献就是它能产生大量的、种类繁多的抗生素达4000种 2.2
16、ActinomycetesActinomycetes( (放线菌)ppt课课件.34放线菌的应用：放线菌的应用：1 1、能产生大量的、种类繁多的抗生素、能产生大量的、种类繁多的抗生素( (包括金霉素、氯霉素、卡那霉素、红霉素等) )。2 2、生产维生素和酶、生产维生素和酶( (很好的葡萄糖异构酶产生菌) )3 3、进行甾体转化、烃类发酵和污水处理、进行甾体转化、烃类发酵和污水处理Usually microorganism Actinomycetes StreptomycesStreptomyces ( (链霉菌属链霉菌属) ) NocardiaNocardia（诺卡氏菌属诺卡氏菌属） Micr
17、omonosporaMicromonospora（小单孢菌属小单孢菌属) ) ActinomycesActinomyces（放线菌属放线菌属) ) colony工业上有重要的放线菌属工业上有重要的放线菌属ppt课课件.35孢子丝孢子囊streptomyces链霉菌ppt课课件.36大多数放线菌是好气的，生产抗生素过程中必须足够的通气量大多数放线菌的最适生长温度为2337 放线菌的最适生长pH值为中性至微碱性 在自然界中分布很广，在自然界中分布很广，尤其在有机质丰富的微碱尤其在有机质丰富的微碱性土壤中较多。性土壤中较多。 大多腐生，少数寄生。大多腐生，少数寄生。 产生多种抗生素（产生多种抗生素（
18、12 12 000000余种，余种，60%60%左右来自放左右来自放线菌），经济价值大线菌），经济价值大ppt课课件.37（基内菌丝基内菌丝)Substrate myceliumAerial mycelium（气生菌丝气生菌丝)Reproductive mycelium（孢子丝）直形、波浪形或螺旋形ppt课课件.38放线菌生殖方式ppt课课件.39三、霉菌三、霉菌 霉菌和酵母同属于真菌。霉菌和酵母同属于真菌。工业上最常用的霉菌工业上最常用的霉菌以以曲霉菌和青霉菌曲霉菌和青霉菌为主，为主，根霉属根霉属和和红红曲霉曲霉属也较常用。属也较常用。霉菌：霉菌：为丝状真菌的统称。凡是在营养基质上能形成绒毛
19、为丝状真菌的统称。凡是在营养基质上能形成绒毛状、网状或絮状菌丝体的真菌（除少数外），统称为霉菌。状、网状或絮状菌丝体的真菌（除少数外），统称为霉菌。ppt课课件.40霉菌生殖方式ppt课课件.41 1 1、黑曲霉（黑曲霉（Aspergillus nigerAspergillus niger）) )常用青霉菌生产常用青霉菌生产青青霉素、头孢等霉素、头孢等ppt课课件.421、根霉、根霉 (Rhizopus)米根霉米根霉 ( Rhizopus oryzae ) 淀粉酶活力极强，多作糖淀粉酶活力极强，多作糖化酶使用；又由于具有较强的化酶使用；又由于具有较强的蛋白质分解能力，也可用于制蛋白质分解能力，
20、也可用于制造腐乳。造腐乳。华根霉华根霉 ( Rhizopus chinentis ) 是酿酒所必须的重要霉菌，也是酿酒所必须的重要霉菌，也是酸性蛋白酶和腐乳生产中的重要是酸性蛋白酶和腐乳生产中的重要菌种。菌种。ppt课课件.43分类分类：与毛霉同属接合菌纲毛霉目。：与毛霉同属接合菌纲毛霉目。分布分布:分布于土壤、空气中，常见于淀粉食品上，可引起霉腐变分布于土壤、空气中，常见于淀粉食品上，可引起霉腐变质和水果、蔬菜的腐烂。质和水果、蔬菜的腐烂。形态特征形态特征： 很多特征与毛霉相似，菌丝也为白色、无隔多核的单细很多特征与毛霉相似，菌丝也为白色、无隔多核的单细胞真菌，多呈絮状。胞真菌，多呈絮状。与
21、毛霉主要区别在于根霉有假根和匍匐与毛霉主要区别在于根霉有假根和匍匐枝，与假根相对处向上生出孢囊梗。孢子囊梗与囊轴相连处有囊枝，与假根相对处向上生出孢囊梗。孢子囊梗与囊轴相连处有囊托，无囊领。托，无囊领。繁殖繁殖：无性繁殖产孢囊孢子，有性繁殖产生接合孢子。根霉的：无性繁殖产孢囊孢子，有性繁殖产生接合孢子。根霉的孢子囊和孢囊孢子多为黑色或褐色，有的颜色较浅。孢子囊和孢囊孢子多为黑色或褐色，有的颜色较浅。代表种：米根霉（R.oryzae)、 黑根霉(R.nigrican)等。ppt课课件.442 2、毛霉、毛霉 ( ( MucorMucor ) )鲁氏毛霉鲁氏毛霉 ( Mucor rouxianus
22、 ) 从我国小曲中分离出来；从我国小曲中分离出来； 能糖化淀粉且能生成少量酒精；能糖化淀粉且能生成少量酒精； 能产生蛋白酶，有分解大豆蛋白的能力，能产生蛋白酶，有分解大豆蛋白的能力，常用来制作腐乳常用来制作腐乳总状毛霉总状毛霉 ( Mucor racemosus ) 是毛霉中分布最广的一种，几乎在各地是毛霉中分布最广的一种，几乎在各地土壤中、一些生霉的材料上、空气中都能找到；土壤中、一些生霉的材料上、空气中都能找到；酒曲中常见酒曲中常见 可制作豆豉可制作豆豉ppt课课件.45分类学上属于藻状菌纲，毛霉目，毛霉属 单细胞，菌丝无隔，多核。菌丝有分枝，主要有两个类型：单轴式，假轴式。 1.1.单轴
23、式孢囊梗、单轴式孢囊梗、总总状分枝状分枝 （高大毛霉（高大毛霉 、总状毛霉 ） 2.2.假轴式孢囊梗假轴式孢囊梗（鲁氏毛霉（鲁氏毛霉 ） 3.3.孢子囊结构孢子囊结构孢囊梗顶端膨大为孢子囊，内生孢囊孢子 ppt课课件.46分布:广泛分布于土壤、空气中，也常见于水果、蔬菜、各类淀粉食物、谷物上，引起霉腐变质。形态特征：菌丝发达、繁密；白色无隔多核，为单细胞真菌。毛霉的孢子囊梗有单生的，也有分枝的。分枝有单轴、假轴两种类型。 毛霉的菌丝多为白色，孢子囊黑色或褐色，孢子囊孢子大部分无色或浅兰色，因种而异。繁殖：可形成孢囊孢子、厚垣孢子、接合孢子。经济价值：蛋白酶、淀粉酶、有机酸、甾体转化ppt课课件
24、.47分类： 多数属于子囊菌亚门，少数属于半知菌亚门。多数属于子囊菌亚门，少数属于半知菌亚门。分布： 广泛分布于土壤、空气和谷物上，可引起广泛分布于土壤、空气和谷物上，可引起食物、谷物和果蔬的霉腐变质，有的可产生食物、谷物和果蔬的霉腐变质，有的可产生致癌性的黄曲霉毒素。致癌性的黄曲霉毒素。形态特征： 菌丝发达多分枝，有隔多核，分生孢子梗菌丝发达多分枝，有隔多核，分生孢子梗由特化了的厚壁而膨大的菌丝细胞由特化了的厚壁而膨大的菌丝细胞（fofoot cellot cell足细胞）上垂直生出；分生孢子头足细胞）上垂直生出；分生孢子头状如状如“菊花菊花”。 曲霉菌丝、孢子常呈现各种颜色，黑、棕曲霉菌丝
25、、孢子常呈现各种颜色，黑、棕、绿、黄、橙、褐等，菌种不同，颜色各异、绿、黄、橙、褐等，菌种不同，颜色各异3、曲霉、曲霉 ( Aspergillus )子囊菌纲，曲霉属 分生孢子梗从厚壁而膨大的菌丝细胞（足细胞）生出曲霉为多细胞，菌丝有分隔。营养菌丝大多匍匐生长，无假根分生孢子梗常顶端膨大而形成棍棒形、椭圆形、半球形、球形的顶囊，其表面产生小梗，单层或双层 。ppt课课件.49繁殖：无性繁殖产分生孢子；大多数有性阶段不明，归为半知菌类。少数种可形成子囊孢子，归为子囊菌亚门。-大多数为无性世代产分生孢子；少数种可形成子囊孢子。代表种：黑曲霉(Asp . Niger）、黄曲霉(Asp.flavus)
26、、米曲霉应用：是制酱、酿酒、制醋的主要菌种。是生产酶制剂（蛋白酶、淀粉酶、果胶酶）的菌种。生产有机酸（如柠檬酸、葡萄糖酸等）农业上用作生产糖化饲料的菌种。ppt课课件.50黄曲霉曲霉的分生孢子穗扫描电镜图片曲霉的分生孢子穗扫描电镜图片 ppt课课件.51米曲霉黑曲霉黄曲霉ppt课课件.52分类：多数属于子囊菌亚门，少数属于半知菌亚门。代表种：产黄青霉(Pen.chrysogenum) ，桔青霉（Pen.citrinum) ，展青霉(Pen.patulum)分布：广泛分布于土壤、空气、粮食和水果上，可引起病害或霉腐变质 形态特征：与曲霉类似，菌丝也是由有隔多核的多细胞构成。但青霉无足细胞，分生孢
27、子梗从基内菌丝或气生菌丝上生出，有横隔，顶端生有扫帚状的分生孢子头。分生孢子多呈蓝绿色。扫帚枝有单轮、双轮和多轮，对称或不对称。繁殖：无性繁殖产分生孢子；大多数有性阶段不明，归为半知菌类。少数种可形成子囊孢子，归为子囊菌亚门。ppt课课件.53产黄青霉产黄青霉 ( Penicillum chrysogenum ) 生产青霉素，也可用来生产葡萄生产青霉素，也可用来生产葡萄糖氧化酶、葡萄糖酸、柠檬酸和抗坏糖氧化酶、葡萄糖酸、柠檬酸和抗坏血酸血酸娄地青霉娄地青霉 ( Penicillum roqueforti ) 属不对称青霉组，具有分解油属不对称青霉组，具有分解油脂和蛋白质的能力，可用于制造干脂和
28、蛋白质的能力，可用于制造干酪；该菌孢子能将甘油三酯氧化为酪；该菌孢子能将甘油三酯氧化为甲基酮甲基酮青霉素的发现和应用，被人们誉为科学史上的一项奇迹，是青霉素的发现和应用，被人们誉为科学史上的一项奇迹，是二次大战中与原子弹和雷达并驾齐驱的三大发现之一。二次大战中与原子弹和雷达并驾齐驱的三大发现之一。 常用青霉菌生产常用青霉菌生产青青霉素、头孢等霉素、头孢等ppt课课件.54展开青霉展开青霉 ( P. patulum )： 又名寻麻青霉，主要用于生产灰黄霉素（一种有效的可口又名寻麻青霉，主要用于生产灰黄霉素（一种有效的可口服抗生素，用于治疗真菌性皮肤病、痢疾及灰指甲）服抗生素，用于治疗真菌性皮肤病
29、、痢疾及灰指甲）橘青霉橘青霉 ( P. citrinum ) : 许多菌系可产生橘霉素，也能产生脂许多菌系可产生橘霉素，也能产生脂肪酶、葡萄糖氧化酶和凝乳酶肪酶、葡萄糖氧化酶和凝乳酶 有的菌系产生有的菌系产生5-磷酸二酯酶，可用磷酸二酯酶，可用它生产它生产5-核苷酸核苷酸 （肌苷酸和鸟苷酸具有很（肌苷酸和鸟苷酸具有很强的助鲜作用）强的助鲜作用）ppt课课件.555、白地霉、白地霉 ( Geotrichum candidum ) 节孢子单个或连接成链节孢子单个或连接成链，具真菌丝，有的分枝，横隔或多或少 。 裂殖，节孢子单个或连接成链，呈长筒形、方形，也有椭圆形或圆形，末端圆钝。 白地霉的营养价
30、值并不比产朊假丝酵母差，因此可供食用或作饲料。也可用于提取核酸，在废料废水的利用上很用价值在废料废水的利用上很用价值菌落白色，呈毛状或粉状 ppt课课件.566、产黄头孢霉、产黄头孢霉 ( Cephalosporium chrysogen )营养菌丝分隔；营养菌丝分隔；分生孢子梗短，大多从分生孢子梗短，大多从气丝上生出；气丝上生出；分生孢子从顶端长出后分生孢子从顶端长出后推至侧旁，靠黏液连成假推至侧旁，靠黏液连成假头状，遇水散开头状，遇水散开头孢霉素、先锋霉素头孢霉素、先锋霉素ppt课课件.57 酵母有酵母属、裂殖酵母属、假丝酵母属、毕赤酵母属酵母有酵母属、裂殖酵母属、假丝酵母属、毕赤酵母属和
31、汉逊酵母属。和汉逊酵母属。1 1、酵母菌形态：、酵母菌形态：酵母菌是一群单细胞的真核微生物酵母菌是一群单细胞的真核微生物, ,其形态其形态因种而异因种而异. .通常为通常为圆形、卵圆形或椭圆形。圆形、卵圆形或椭圆形。也有特殊形态，如柠檬形、三角形、也有特殊形态，如柠檬形、三角形、藕节状、腊肠形，假菌丝等藕节状、腊肠形，假菌丝等 。四、酵母四、酵母单细胞真核，主分单细胞真核，主分布于含糖质较多的布于含糖质较多的偏酸性环境中，如偏酸性环境中，如水果、蔬菜、花蜜水果、蔬菜、花蜜和植物叶子上，以和植物叶子上，以及果园土壤中。及果园土壤中。ppt课课件.58Saccaharomyces cerevisi
32、aeSaccaharomyces cerevisiae啤酒酵母啤酒酵母 Saccharomyces cerevisiaeSaccharomyces cerevisiae）的芽殖过程的芽殖过程 ppt课课件.59Saccharomyces cerevisiaeSaccharomyces cerevisiae的子囊和子囊孢子的子囊和子囊孢子 ppt课课件.60芽生孢子 厚垣孢子 假菌丝白假丝酵母白假丝酵母ppt课课件.61yeastred yeast ppt课课件.62Difference between yeast and bacteriumppt课课件.63Viruse structure 病
33、毒的构造病毒的构造 核衣壳衣壳核酸包膜envelopppt课课件.64The nucleocapsid (arrows) can be seen within the envelope. ppt课课件.65ppt课课件.66ppt课课件.67Phage T4 infecting its host E. coli cell ppt课课件.68plaque(噬菌斑噬菌斑) plaque荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens plaqueppt课课件.69（2 2）. .新菌株分离与筛选的步骤新菌株分离与筛选的步骤定方案定方案采样采样发酵性能发酵性能测定测定增殖增殖分离分离菌种的
34、保藏菌种的保藏(1)(1)斜面斜面【短期：短期：1 13 3个月个月】；(2)(2)沙土管沙土管【适合放线菌或霉菌的孢子适合放线菌或霉菌的孢子, ,保藏几年保藏几年】；(3)(3)冷冻冷冻【液氮超低温，液氮超低温，196196度，保藏度，保藏2020年年】。ppt课课件.70种子质量对发酵的影响？种子质量对发酵的影响？种子质量好种子质量好：1.缩短发酵时间、保证生产水平缩短发酵时间、保证生产水平. 2.无杂菌污染无杂菌污染. 3.移种至发酵后，能够迅速生长移种至发酵后，能够迅速生长.4.泡沫产生少泡沫产生少. 5.产物生成速率大产物生成速率大. 6.副产物合成少副产物合成少. 7.对下游分离纯
35、化有利对下游分离纯化有利用刚果红染色法鉴定筛用刚果红染色法鉴定筛选降解纤维素的菌株选降解纤维素的菌株 The pure culture of microorganisms Dilutedilute sampleppt课课件.72Spread PlateSpread Plateppt课课件.73培养基：培养基：广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料。同时培养基也为微生物培养提所需的一组营养物质和原料。同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件。供除营养外的其它所必须的条件。 发酵培养基的作用：发酵培养基的作用：
36、满足菌体的生长满足菌体的生长促进产物的形成促进产物的形成2.培养基的配制 （Nutrients available）微生物需要的营养物质及功能：微生物需要的营养物质及功能： 1 1化学组成：化学组成：C C、H H、O O、N N、P P、S S及其他元素及其他元素2 2营养要素物质营养要素物质( (五大类五大类) ) ：碳源、：碳源、 氮源、生长因子、氮源、生长因子、 水、水、 无机盐无机盐ppt课课件.74 （1）、碳源和氮源。）、碳源和氮源。 概念 来源常用来源 作用 说明 碳源碳源 氮源氮源无机碳源：无机碳源：有机碳源：有机碳源：无机氮源：无机氮源：有机氮源：有机氮源：糖类糖类尤其是尤
37、其是葡萄糖葡萄糖主要用于构主要用于构成微生物的细成微生物的细胞物质和一些胞物质和一些代谢产物代谢产物异养微生物异养微生物的主要能源物的主要能源物质质不同种类的微生不同种类的微生物，对碳源需要物，对碳源需要差别大差别大。例：甲。例：甲烷氧化菌：只利烷氧化菌：只利用甲醇、甲烷用甲醇、甲烷假单胞菌：利用假单胞菌：利用90多种含碳化合多种含碳化合物物异养微生物异养微生物：含：含 C、H、O、N的的 化合物既是碳源，化合物既是碳源，又是氮源又是氮源CO2、NaHCO3等等糖类、脂肪糖类、脂肪酸、花生粉酸、花生粉饼、石油等饼、石油等N2、氨、铵、氨、铵盐、硝酸盐等盐、硝酸盐等尿素、牛肉尿素、牛肉膏、蛋白胨
38、、膏、蛋白胨、氨基酸等氨基酸等铵盐、铵盐、硝酸硝酸盐盐主要用于主要用于合成蛋白合成蛋白质、核酸质、核酸以及含氮以及含氮的代谢产的代谢产物物ppt课课件.75关于自养微生物和异养微生物碳源的利用和能量关于自养微生物和异养微生物碳源的利用和能量的来源的来源自养自养微生物以微生物以二氧化碳或碳酸盐二氧化碳或碳酸盐为唯一为唯一碳源碳源进行代谢进行代谢生长；生长；异养异养微生物必须以微生物必须以有机物有机物作为作为碳源碳源进行代谢生进行代谢生长。长。 自养自养微生物生命活动所需的微生物生命活动所需的能源能源：一种类型是利用：一种类型是利用光光能能，如蓝细菌等着色细菌；一种类型是依靠，如蓝细菌等着色细菌；
39、一种类型是依靠物质氧化物质氧化过程释放能量过程释放能量，如硝化细菌。，如硝化细菌。 ppt课课件.761.1.碳源碳源来源来源 糖类糖类有单糖（葡萄糖，果糖）、双糖（蔗糖、乳糖）、有单糖（葡萄糖，果糖）、双糖（蔗糖、乳糖）、 多糖（淀粉、糊精），常用葡萄糖、淀粉、糊精和糖蜜。多糖（淀粉、糊精），常用葡萄糖、淀粉、糊精和糖蜜。糖蜜是制糖的副产物，主要成分为蔗糖，是价廉物美的糖蜜是制糖的副产物，主要成分为蔗糖，是价廉物美的碳源。碳源。 脂肪脂肪有豆油、棉籽油和猪油，有豆油、棉籽油和猪油， 醇类醇类有甘油、乙醇、甘露醇、山梨醇、肌醇，长链碳氢有甘油、乙醇、甘露醇、山梨醇、肌醇，长链碳氢化合物以石油产
40、品的正烷烃，化合物以石油产品的正烷烃，14-1814-18碳的混合物。以脂肪碳的混合物。以脂肪作为碳源时，必须提供足够的氧气，否则会引起有机酸作为碳源时，必须提供足够的氧气，否则会引起有机酸积累。积累。糖类、醇类、脂肪、有机酸等。糖类、醇类、脂肪、有机酸等。ppt课课件.77糖蜜糖蜜ppt课课件.782.2.氮源氮源 氮氮源主要用于构成菌体细胞物质源主要用于构成菌体细胞物质( (氨基酸，蛋白质、核酸氨基酸，蛋白质、核酸等等) )和含氮代谢物。常用的氮源可分为两大类：有机氮源和和含氮代谢物。常用的氮源可分为两大类：有机氮源和无机氮源。无机氮源。 （1 1）无机氮源）无机氮源种类：种类：氨盐、硝酸
41、盐和氨水氨盐、硝酸盐和氨水特点：特点：微生物对它们的吸收快，所以也称之谓迅速利用的微生物对它们的吸收快，所以也称之谓迅速利用的氮源。但无机氮源的迅速利用常会引起氮源。但无机氮源的迅速利用常会引起pHpH的变化如：的变化如： (NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4 2NH 2NH3 3 + 2H + 2H2 2SOSO4 4 NaNO NaNO3 3 + 4H + 4H2 2 NH NH3 3 + 2H + 2H2 2O + NaOHO + NaOH ppt课课件.79 无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生
42、物生理作用性或碱性物质，这种经微生物生理作用( (代谢代谢) )后能形成酸性后能形成酸性物质的无机氮源叫物质的无机氮源叫生理酸性物质生理酸性物质，如硫酸胺如硫酸胺，若菌体代谢后，若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质生理碱性物质，如硝如硝酸钠。酸钠。正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的pHpH有积极作用。有积极作用。 q 满足菌体生长满足菌体生长q 稳定和调节发酵过程中的稳定和调节发酵过程中的pHpH所以选择合适的无机氮源有两层意义：所以选择合适的无机氮源有两层意义：ppt课课件.80
43、（2 2）有机氮源）有机氮源来源来源：工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟。酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟。成分复杂成分复杂：除提供氮源外，有些有机氮源还提供大量的无机：除提供氮源外，有些有机氮源还提供大量的无机 盐及生长因子。盐及生长因子。例例 玉米浆玉米浆： 可溶性蛋白、生长因子可溶性蛋白、生长因子( (生物素生物素) )、苯乙酸、苯乙酸 较多的乳酸较多的乳酸 硫、磷、微量元素等
44、硫、磷、微量元素等ppt课课件.81作用：作用： 构成菌体原生质体的成分（如构成菌体原生质体的成分（如P P、S)S)； 作为酶的组成部分和维持酶的活性作为酶的组成部分和维持酶的活性 ( (如：如：MgMg、ZnZn、FeFe、CaCa、P P）；）； 调节细胞的渗透压（调节细胞的渗透压（NaClNaCl、KClKCl）；）； 参与产物的合成（参与产物的合成（P P、S S）3.3.无机盐和微量元素无机盐和微量元素ppt课课件.824.4.生长因子、前体和产物促进剂生长因子、前体和产物促进剂从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机微量的有机物质物质，如
45、氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。 1 1、生长因子、生长因子 如如以糖质原料为碳源的谷氨酸生产菌均为生物素缺陷型，以以糖质原料为碳源的谷氨酸生产菌均为生物素缺陷型，以生物素为生长因子生物素为生长因子, ,生长因子对发酵的调控起到重要的作用生长因子对发酵的调控起到重要的作用 。 有机氮源是这些生长因子的重要来源，多数有机氮源含有较多有机氮源是这些生长因子的重要来源，多数有机氮源含有较多的的B B族维生素和微量元素及一些微生物生长不可缺少的生长因子族维生素和微量元素及一些微生物生长不可缺少的生长因子 。ppt课课件.83 指某些化合物加入到发
46、酵培养基中，能直接被微生物指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。大的提高。青霉素：分子量青霉素：分子量356356苯乙酸苯乙酸: :分子量分子量1361362.2.前体前体ppt课课件.843 3、产物促进剂、产物促进剂 所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。非前体，但加入后却能提
47、高产量的添加剂。 ppt课课件.85五五. .水水 对于发酵工厂来说，恒定的水源是至关重要的，因为在对于发酵工厂来说，恒定的水源是至关重要的，因为在不同水源中存在的各种因素对微生物发酵代谢影响甚大。不同水源中存在的各种因素对微生物发酵代谢影响甚大。 水源质量的主要考虑参数包括水源质量的主要考虑参数包括pHpH值、溶解氧、可溶性值、溶解氧、可溶性固体、污染程度以及矿物质组成和含量。固体、污染程度以及矿物质组成和含量。 对于酿造行业，水的重要性不言而喻对于酿造行业，水的重要性不言而喻 对于常规发酵，要求可靠、持久，能提供大量成分一致对于常规发酵，要求可靠、持久，能提供大量成分一致清洁的水。清洁的水
48、。ppt课课件.86 判断题：（1）同一种物质不可能既作碳源又作氮源（2）凡是碳源都能提供能量。 （3）除水以外的无机物仅提供无机盐。（4）无机氮源也能提供能量。（错）（错）（错）（对）常用碳源有哪些？常用糖类有哪些，各自有何特点？常用碳源有哪些？常用糖类有哪些，各自有何特点？ 碳源碳源:糖类（淀粉、葡萄糖、蔗糖等）、油脂（动、植物油）、有机酸糖类（淀粉、葡萄糖、蔗糖等）、油脂（动、植物油）、有机酸（琥珀酸、柠檬酸、乳酸、乙酸等）和低碳醇（甲醇、乙醇等）。（琥珀酸、柠檬酸、乳酸、乙酸等）和低碳醇（甲醇、乙醇等）。葡萄糖，葡萄糖，所有的微生物都能利用葡萄糖，但是会引起葡萄糖效应所有的微生物都能利
49、用葡萄糖，但是会引起葡萄糖效应糖蜜，糖蜜，是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物。主要含有蔗是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物。主要含有蔗糖，总糖可达糖，总糖可达50%75%。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜。除糖份外，含有较多的杂质，其中有些是有用的，但是许多都蜜。除糖份外，含有较多的杂质，其中有些是有用的，但是许多都会对发酵产生不利的影响，需要进行预处理。会对发酵产生不利的影响，需要进行预处理。淀粉、糊精，淀粉、糊精，缺点：难利用、发酵液比较稠、一般缺点：难利用、发酵液比较稠、一般2.0%时加入一定的时加入一定的-淀粉酶。成分比较复杂
50、，有直链淀粉和支链淀粉等等。优点：来淀粉酶。成分比较复杂，有直链淀粉和支链淀粉等等。优点：来源广泛、价格低，可以解除葡萄糖效应。源广泛、价格低，可以解除葡萄糖效应。（二）培养基的配制原则（二）培养基的配制原则 1 1、目的要明确、目的要明确（培养的种类和目的）（培养的种类和目的）- （生产或实验）（生产或实验） 目的包含两层含义目的包含两层含义，一指培养的微生物种类一指培养的微生物种类，因为不同的微因为不同的微生物营养需要不同，培养基中要求的营养成分不同。生物营养需要不同，培养基中要求的营养成分不同。二指培养的二指培养的目的，目的，是用于生产还是科学研究，因为二者对培养基的化学成分、是用于生产
