第2章 工業(yè)微生物

第二章工業(yè)微生物本章知識(shí)概要工業(yè)用微生物菌種要求工業(yè)用微生物常用菌種第一節(jié)工業(yè)用微生物菌種要求微生物菌體發(fā)酵微生物酶發(fā)酵微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵微生物轉(zhuǎn)化發(fā)酵基因工程藥物微生物工程初級(jí)代謝產(chǎn)物次級(jí)代謝產(chǎn)物1、菌種不是病原菌，不產(chǎn)生任何有害的生物活性活性物質(zhì)和毒素，保證產(chǎn)品的安全性。2、生長(zhǎng)速度快、發(fā)酵周期短、表達(dá)目的產(chǎn)物產(chǎn)量高。3、菌種純凈、健壯，遺傳穩(wěn)定性強(qiáng)、不宜退化，產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量穩(wěn)定。4、能在要求不高，易于控制的條件下（糖濃度、溫度、pH、O2、滲透壓）生長(zhǎng)，對(duì)設(shè)備要求低。第一節(jié)工業(yè)用微生物菌種要求5、抗噬菌體能力強(qiáng)，不易被噬菌體感染。6、對(duì)誘變劑敏感，可通過(guò)誘變達(dá)到提高菌種優(yōu)良性狀的目的。7、能夠利用廉價(jià)原材料，對(duì)原材料成分波動(dòng)敏感性小。8、目的產(chǎn)物最好分泌到細(xì)胞外、以利于產(chǎn)物分離。第二節(jié)工業(yè)微生物常用菌種細(xì)菌：分布最廣、形狀、G、質(zhì)粒。

1、枯草芽孢桿菌（BacillusSubtilis）：芽孢桿菌屬G+、周生鞭毛、無(wú)莢膜。淀粉酶和蛋白酶的產(chǎn)生菌。BF7658－生產(chǎn)淀粉酶，AS1.398生產(chǎn)中性蛋白酶和制造風(fēng)味獨(dú)特食品納豆。

2、大腸桿菌（Escherichiacoli

）：

G－、運(yùn)動(dòng)者周身鞭毛、一般無(wú)莢膜。存在表示動(dòng)物排泄物污染，食品衛(wèi)生、公共衛(wèi)生安全指標(biāo)，發(fā)酵生產(chǎn)Asp、Thr、Val，分子生物學(xué)、基因工程材料。

3、乳酸菌（lacticacidbacteria）：桿狀、球狀G+同型乳酸發(fā)酵異型乳酸發(fā)酵表1產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌屬

屬別形態(tài)發(fā)酵形式用途鏈球菌屬雙球鏈球同型乳制品調(diào)味品明串珠菌屬雙球鏈球異型食品發(fā)酵乳桿菌屬桿狀同型或異型乳酸乳制品雙歧桿菌屬桿狀異型乳制品①乳桿菌屬：營(yíng)養(yǎng)要求嚴(yán)格在無(wú)糖和酵母膏培養(yǎng)基上不生長(zhǎng)，pH3-4.5能生長(zhǎng)，德氏乳桿菌屬、保加利亞乳桿菌、巴氏乳桿菌。②乳鏈球菌屬：卵球形，呈短鏈或長(zhǎng)鏈狀排列，發(fā)酵多種糖類，乳制品生產(chǎn)和傳統(tǒng)食品工業(yè)中。③腸膜狀明串球菌：制糖工業(yè)中有害菌，但是在蔗糖溶液中，細(xì)胞外常有一層厚的膠質(zhì)狀的，葡聚糖莢膜（代血漿）4、醋酸菌（Acetobacter）:橢圓形，桿狀，無(wú)芽孢。端生鞭毛：醋酸單胞菌＋葡萄糖桿菌：氧化乙醇成醋酸，葡萄糖成葡萄糖酸周生鞭毛：醋酸桿菌乙醇氧化成醋酸，進(jìn)而二氧化碳和水5、其他菌種：①產(chǎn)氨短桿菌：氨基酸、核苷酸工業(yè)生產(chǎn)中的常用菌種，合成輔酶A的菌種。②梭狀芽孢桿菌：由淀粉和糖發(fā)酵生產(chǎn)丁二醇、丙酮、乙醇、丁醇以及核黃素。③谷氨酸棒桿菌：發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸和其他氨基酸，北京棒桿菌AS1.299。④甲烷產(chǎn)生菌：在有機(jī)肥料甲烷發(fā)酵中起重要作用。⑤固氮菌，根瘤菌：利用大氣中的游離氮?dú)?。酵母菌?、釀酒酵母（Saccharomycescerevisiae）：根據(jù)長(zhǎng)寬比分成三組：長(zhǎng)：寬＝1-2一般小于2，圓形、卵圓形、橢圓形，以淀粉質(zhì)原料酒精發(fā)酵主要菌，面包，白酒、飲料中。長(zhǎng)：寬＝2，卵形、長(zhǎng)卵形，簡(jiǎn)稱葡萄酒酵母，主要用于釀造葡萄酒和果酒，少數(shù)用于啤酒。長(zhǎng)：寬＞2,耐高鹽由于細(xì)胞V，Pr含量高，作為飼料、SCP，藥用酵母，可用于提取核酸、麥角固醇，細(xì)胞色素C。2、比赤氏酵母（PichiaHansenula）

分解糖能力弱，不產(chǎn)生酒精，能耐高滲透壓，同化烴類能力強(qiáng)，SCP。巴斯德比赤氏酵母（Pastorispichia），現(xiàn)代利用真核微生物表達(dá)蛋白中常用的一種，由于真核生物蛋白翻譯后的加工，自身分泌蛋白少，適合大規(guī)模培養(yǎng)。3、假絲酵母（CandidaBerkout）①產(chǎn)朊假絲酵母（-utilis）發(fā)酵葡萄糖、蔗糖、棉籽糖，可以利用尿素、硝酸鹽為氮源生長(zhǎng)，利用造紙工業(yè)生產(chǎn)SCP。②解脂假絲酵母：不發(fā)酵任何糖類，分解脂肪，不同化硝酸鹽，利用石油廢料生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白。③熱帶假絲酵母：發(fā)酵葡萄糖、蔗糖、棉籽糖，不同化硝酸鹽，可以利用石油為原料生產(chǎn)SCP。4、其他：①球擬酵母屬(TorulopsisBerlese)：有的具有糖發(fā)酵特性，白色球擬酵母能轉(zhuǎn)化葡萄糖為D-阿拉伯糖醇及赤蘚醇。利用烴類生產(chǎn)SCP。②粟酒裂殖酵母（SchizosaccharomycesPombeLindner）：利用菊芋發(fā)酵生產(chǎn)高產(chǎn)量的酒精。③紅酵母（RhodotirulaHarrison）：產(chǎn)生紅色、黃色色素，具有較好的生產(chǎn)脂肪能力，合成Met能力強(qiáng)。霉菌藻狀菌綱、子囊菌綱、擔(dān)子菌綱、半知菌綱1、毛霉屬：①魯氏毛霉：從中國(guó)小曲中分離，分泌蛋白酶，分解大豆，生產(chǎn)腐乳，大豆多肽。②高大毛霉：獸畜的糞便中，能產(chǎn)生脂肪酸、琥珀酸，隊(duì)甾族化合物具有轉(zhuǎn)化能力。③總狀毛霉：分布最廣，用于豆豉發(fā)酵，產(chǎn)生3-羥基丁酮。四川老干媽風(fēng)味豆豉。④爪哇毛霉：土壤、酒曲中常見(jiàn)菌，產(chǎn)生蛋白酶，具有分解大豆能力，多用來(lái)做腐乳。2、根霉屬：①米根霉，淀粉酶活力非常強(qiáng)，具有淀粉糖化能力和轉(zhuǎn)化蔗糖能力，還產(chǎn)生脂肪酶，能發(fā)酵產(chǎn)生L-乳酸。②華根霉：具有較強(qiáng)的耐高溫能力，淀粉酶液化能力強(qiáng)，能產(chǎn)生酒精芳香脂類，乳酸及反丁烯二酸，能轉(zhuǎn)化甾族化合物。③黑根霉（葡枝根霉）：引起瓜果蔬菜腐爛，具有較強(qiáng)蛋白質(zhì)分解能力，用來(lái)發(fā)酵豆類食品，能產(chǎn)生果膠酶，對(duì)甾族類化合物具有轉(zhuǎn)化能力。3、青霉屬（Penicillium）①產(chǎn)黃青霉（PenicilliumchrysogenumThom）:青霉素的最重要的產(chǎn)生菌，并能產(chǎn)生葡萄糖氧化酶、葡萄糖酸、檸檬酸等，發(fā)酵后的菌體含豐富的蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、VB。②桔青霉（PenicilliumcitrinumThom）:產(chǎn)生脂肪酶、葡萄糖氧化酶和凝乳酶。有些菌系產(chǎn)生桔酶素毒素。③展開(kāi)青霉：用于生產(chǎn)治療真菌性皮膚病、灰指甲、痢疾等。4、曲霉屬①米曲霉：最適培養(yǎng)溫度37℃,能產(chǎn)生淀粉酶，蛋白酶、果膠酶等，用于醬油發(fā)酵。②黑曲霉：引起糧食霉變，具有非常強(qiáng)大的酶系，淀、糖、果、葡萄糖氧化酶等等，是酶制劑發(fā)酵工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的菌種之一。還是飼料發(fā)酵中的常用菌種。③黃曲霉：具有較強(qiáng)的pr分解能力，產(chǎn)生黃曲霉毒素，致癌物質(zhì)，可用于醫(yī)藥工業(yè)。5、紅曲霉屬紅曲霉：能產(chǎn)生酒精、檸檬酸、琥珀酸、麥角甾醇，分泌淀粉酶、蛋白酶等等、能產(chǎn)生紅曲霉色素，代謝產(chǎn)生洛伐他丁，具有降血脂、促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)等功能。釀造紅酒。是發(fā)酵工業(yè)中的重要菌種。放線菌因其菌落呈放射狀而得名屬原核微生物類群，在自然界中分布很廣，尤其在有機(jī)質(zhì)豐富的微堿性土壤中較多。大多腐生，少數(shù)寄生。產(chǎn)生多種抗生素（12000余種，60%左右來(lái)自放線菌），經(jīng)濟(jì)價(jià)值大灰色鏈霉菌(Streptomycesgriseus)

生產(chǎn)鏈霉素金霉素鏈霉菌(Streptomycesaureofaciens)