1. 微生物发酵工业中,有哪些途径可以获得生产所需要的理想菌种
1 从自然界分离筛选
2 从菌种保存机构直接购买所需的菌株
3 从生产过程中发酵水平高的批号中重新进 行分筛
2. 微生物的发酵方法有哪些
利用微生物的发酵工程在食品和饮料工业占据着重要的位置。目前使用微生物生产柠檬酸可以满足全世界的需要。在欧洲与美洲,乳制品及谷物的发酵是重要的食品发酵过程,在牛乳中可发生6种主要的发酵反应。现代牛乳发酵需要接种专用的微生物。谷物制品的发酵中最重要的是面包和焙烤食品的生产。用于面包制作的酵母,通常采用菌种在糖蜜中发酵而获得。酿造工业在欧美主要生产啤酒与葡萄酒、苹果酒等,在中国主要生产白酒、酱制品、醋等。中国在蔬菜腌制中也广泛采用发酵方法。
3. 为什么只有部分微生物能用于发酵
微生物的无氧呼吸称之为发酵,所以 微生物都能发酵微生物又分细菌、霉菌、酵母和放线菌四大类.细菌和酵母菌都是单细胞,细菌借分裂而繁殖,酵母借芽生而繁殖.霉菌是多细胞,除内生或外生孢子外还有菌丝,肉眼可以看见大多数微生物是有益无害的,会造成损害的微生物只是少数。就总体来说,微生物是功大于过的,而且是功远远大于过。近年来迅速崛起的发酵工程,正是这些微生物在忙忙碌碌,工作不息,甚至不惜粉身碎骨,才使得五光十色的产品能一一面世。从“乐百氏奶”等乳酸菌饮料,到比黄金还贵的干扰毒等药品,都是微生物对人类的无私奉献。微生物在发酵过程里充当着生产者的角色,这与它的特性是分不开的。它们具有孙悟空式的生存本领、猪八戒式的好胃口,还组成了天下第一的“超生游击队”。
孙悟空是怎么折腾也不会死的英雄。微生物的生存本领也好生了得。它们对周围环境的温度、压强、酸碱度、干湿条件都有极强的适应力,在10千米深的海底,人会被压成一张纸,而有些细菌仍逍遥自在地生活。在零下250℃的超低温下,有些微生物仍不死去,只是处于“冬眠”状态而已。
如果条件适宜,微生物会不断繁衍生长,从没有见过它们自行死亡。而这帮不死的小家伙还极为贪吃,甚至饥不择食。好吃的食品自不必说,连石油、塑料、金属氧化物、工业垃圾和DDT、砒霜等毒药,都会成为某些微生物竞相吞吃的美味。
吃得多,长得快,繁殖速度自然十分惊人。如果一个大肠杆菌能顺利无阻地繁殖,两天后其重量等于地球重量的4倍。
4. 如何从自然界分离得到酵母菌,并准备实验样品
1 食用菌母种的分离,可分为孢子分离法、组织分离法以及基内菌丝分离等 2 孢子分离法,是用食用菌的有性孢子或无性孢子萌发成菌丝,培养成菌种的方法.这种菌种生活力较强,但孢子个体之间有差异,且自然分化现象较严重,变异大,需经出菇试验才能在生产上应用. (l)单孢分离法:是每次或每支试管只取一个担孢子, 让它萌发成菌丝体来获得纯菌种的方法.蘑菇和草菇用单孢分离得到的菌丝,有结实能力,可采用此法分离生产纯菌种.单孢分离生产上较少采用,而且技术复杂,一般采用多孢分离法. 孢子分离法,是用食用菌的有性孢子或无性孢子萌发成菌丝,培养成菌种的方法.这种菌种生活力较强,但孢子个体之间有差异,且自然分化现象较严重,变异大,需经出菇试验才能在生产上应用. (l)单孢分离法:是每次或每支试管只取一个担孢子, 让它萌发成菌丝体来获得纯菌种的方法.蘑菇和草菇用单孢分离得到的菌丝,有结实能力,可采用此法分离生产纯菌种.单孢分离生产上较少采用,而且技术复杂,一般采用多孢分离法. (2)多孢分离法:就是把许多孢子接种在同一培养基上,让它们萌发、自由交配来获得食用菌纯菌种的一种方法.具体操作方法,有以下几种:①种菇孢子弹射法:选择个体健壮、朵形圆正,无病虫害、出菇均匀、高产稳产,适应性强的八九分成熟的种菇,切去大部分,菌柄用无菌水冲洗数遍后再用已灭菌的纱布或脱脂棉、滤纸吸干表面水分.在接种箱或无菌室内,把种菇的菌褶朝下用铁丝倒挂在玻璃漏斗下面,漏斗倒盖在培养皿上面;上端小孔用棉花塞住.培养皿放在一个铺有纱布的搪瓷盘上,静置12~20小时,菌褶上的孢子就会散落在培养皿内.形成一层粉末状孢子印(平菇极淡紫色,蘑菇、草菇 为褐色,香菇、金针菇孢子印白色).用接种针沾取少量孢子在试管中的琼脂外面或培养皿上划线接种.待孢子萌发,生成菌落时,选孢子萌发早、长势好的菌落进行试管培养. 还可用孢子采集器收集孢子.方法是选好种菇后,按上述程序,轻轻掀开玻璃钟罩,将种菇柄朝下插在孢子采收器的钢丝架上,放在培养皿正中央.随即盖好玻璃罩,用纱布将钟掌周围塞好.并在纱布上倒少许升汞或无菌水.移入 20℃左右恒温箱培养.
5. 如何从自然界中筛选菌种经发酵获得乳酸菌
1富集培养,用改良MRS(%):蛋白胨1.0,牛肉浸膏1.0,酵母膏0.5,葡萄糖2.0,吐温80 0.1,磷酸氢二钾0.2,乙酸钠0.5,柠檬酸二胺0.2,硫酸镁0.005.PH6.2-6.6 40度培养2天。
2.用改良MRS涂布平板分离。
6. 如何利用微生物发酵生产粮食
在日常生活中,发酵现象是司空见惯的。然而,你知道微生物发酵吗?微生物能通过自己的新陈代谢,对一些物质进行分解或合成,产生另外一些物质。利用微生物的这种本领,生产人们需要的各种原料和产品,这就是微生物发酵。
微生物的发酵作用是在神奇的“魔术师”——酵的作用下进行的,只要是常温、常压就可以了。由于微生物种类繁多,因而能在不同的环境中形成不同的发酵产物。这些产物几乎都与我们日常生活密切相关,如,醋、甘油、味精、酒精、抗生素、维生素和微生物杀虫剂。
能不能利用微生物发酵来生产粮食呢?不久前,微生物学家发现可以利用微生物发酵生产粮食。这里说的粮食不是指淀粉,而是蛋白质。微生物发酵生产蛋白质的速度比植物快500倍,比动物快2000倍。一个细菌一昼夜发酵生产的蛋白质,大约等于它自身重量的30~40倍。一个农民每年要种0.67公顷的土地,才能收获1000多千克的大豆,得到400千克的植物蛋白;而一个工人在工厂里利用微生物发酵生产粮食,一年竟能生产10万千克蛋白质。
微生物发酵对人类作出了巨大的贡献。随着科学技术的发展,它的应用前景将越来越广阔。
7. 生物发酵过程中有哪些关键调控因素
影响微生物发酵能否成功的因素有1、是菌种的选取。2、是菌体浓度的控制。3、是基质的控制,包括碳源、氮源和磷酸盐的量的控制。4、是溶氧量的控制。5、酸碱度的控制。下面是微生物发酵过程的一篇文章,希望对你有帮助!
微生物发酵过程即微生物反应过程,是指由微生物在生长繁殖过程中所引起的生化反应过程。
根据微生物的种类不同(好氧、厌氧、兼性厌氧),可以分为好氧性发酵和厌氧性发酵两大类。
(1)好氧性发酵 在发酵过程中需要不断地通人一定量的无菌空气,如利用黑曲霉进行柠檬酸发酵、利用棒状杆菌进行谷氨酸发酵、利用黄单抱菌进行多糖发酵等等。
(2)厌氧性发酵 在发酵时不需要供给空气,如乳酸杆菌引起的乳酸发酵、梭状芽抱杆菌引起的丙酮、丁醇发酵等。
(3)兼性发酵 酵母菌是兼性厌氧微生物,它在缺氧条件下进行厌气性发酵积累酒精,而在有氧即通气条件下则进行好氧性发酵,大量繁殖菌体细胞。
按照设备来分,发酵又可分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵。
一般敞口发酵应用于繁殖快并进行好氧发酵的类型,如酵母生产,由于其菌体迅速而大量繁殖,可抑制其他杂菌生长。所以敞口发酵设备要求简单。相反,密闭发酵是在密闭的设备内进行,所以设备要求严格,工艺也较复杂。浅盘发酵(表面培养法)是利用浅盘仅装一薄层培养液,接人菌种后进行表面培养,在液体上面形成一层菌膜。在缺乏通气设备时,对一些繁殖快的好氧性微生物可利用此法。深层发酵法是指在液体培养基内部(不仅仅在表面)进行的微生物培养过程。
液体深层发酵是在青霉素等抗生素的生产中发展起来的技术。同其他发酵方法相比,它具有很多优点:
①液体悬浮状态是很多微生物的最适生长环境。
②在液体中,菌体及营养物、产物(包括热量)易于扩散,使发酵可在均质或拟均质条件下进行,便于控制,易于扩大生产规模。
③液体输送方便,易于机械化操作。
④厂房面积小,生产效率高,易进行自动化控制,产品质量稳定。
⑤产品易于提取、精制等。因而液体深层发酵在发酵工业中被广泛应用。
1.2.1 工业生产常用微生物
微生物资源非常丰富,广布于土壤、水和空气中,尤以土壤中为最多。有的微生物从自然界中分离出来就能够被利用,有的需要对分离到的野生菌株进行人工诱变,得到突变株才能被利用。当前发酵工业所用菌种的总趋势是从野生菌转向变异菌,从自然选育转向代谢控制育种,从诱发基因突变转向基因重组的定向育种。工业生产上常用的微生物主要是细菌、放线菌、酵母菌和霉菌,由于发酵工程本身的发展以及遗传工程的介人,藻类、病毒等也正在逐步地变为工业生产用的微生物。其他微生物有担子菌、 藻类。
1.2.2. 培养基
1.2.2.1 培养基的种类
培养基是人们提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物需要的多种营养物质的混合物。培养基的成分和配比,对微生物的生长、发育、代谢及产物积累,甚至对发酵工业的生产工艺都有很大的影响。依据其在生产中的用途,可将培养基分成抱子培养基、种子培养基和发酵培养基等。
(1)抱子培养基 抱于培养基是供制备泡子用的。
(2)种于培养基 种子培养基是供抱子发芽和菌体生长繁殖用的。
(3)发酵培养基 发酵培养基是供菌体生长繁殖和合成大量代谢产物用的。
1.2.2.2 发酵培养基的组成
发酵培养基的组成和配比由于菌种不同。设备和工艺不同以及原料来源和质量不同而有所差别。因此,需要根据不同要求考虑所用培养基的成分与配比。 但是综合所用培养基的营养成分,不外乎是碳源(包括用作消泡剂的油类)、氮源、无机盐类(包括微量元素)、生长因子、水、产物形成的诱导物、前体和促进剂等几类。
1.2.3 发酵的一般过程
生物发酵工艺多种多样,但基本上包括菌种制备、种子培养、发酵和提取精制等下游处理几个过程。典型的发酵过程如图4-1所示。以下以霉菌发酵为例加以说明。
1.2.3.1 菌种
在进行发酵生产之前,公先必须从自然界分离得到能产生所需产物的菌种,并经分离、纯化及选育后或是经基因工程改造后的"工程菌".才能供给发酵使用。为了能保持和获得稳定的高产菌株,还需要定期进行菌种纯化和育种,筛选出高产量和高质录的优良菌株。
1.2.3.2 种子扩大培养
种子扩大培养是指将保存在砂上管。冷冻干燥管或冰箱中处于休眠状态的生产菌种,接入试管斜面活化后,再经过茄子瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种的过程。这些纯种培养物称为种子。
发酵产物的产量与成品的质量,与菌种性能以及抱于和种子的制备情况密切相关。先将贮存的菌种进行生长繁殖,以获得良好的抱子,再用所得的抱子制备足够量的菌丝体,供发酵罐发酵使用。种子制备有不同的方式,有的从摇瓶培养开始,将所得摇瓶种于液接入到种子罐进行逐级扩大培养,称为菌丝进罐培养;有的将泡了百接接人种子罐进行扩大培养,称为抱子进罐培养。采用哪种方式和多少培养级数,取决于菌种的性质。生产规模的人小和生产厂艺的特点,种于制备一般使用种于罐,扩人培养级数通常为二级。种厂制备的工艺流程如图4-2所示示。对于不产孢子的菌种,经试管培养直接得到菌体,再经摇瓶培养后即可作为种子罐种子。
1.2.3.3 发酵
发酵是微生物合成大量产物的过程,是整个发酵工程的中心环节。它是在无菌状态下进行纯种培养的过程。因此,所用的培养基和培养设备都必须经过灭菌,通人的空气或中途的补料都是无菌的,转移种子也要采用无菌接种技术。通常利用饱和蒸汽对培养基进行灭菌,灭菌条件是在120℃(约0.IMPa表压)维持20~30min。空气除菌则采用介质过滤的方法,可用定期灭菌的干燥介质来阻截流过的空气中所含的微生物,从而制得无菌空气。发酵罐内部的代谢变化(菌丝形态、菌浓、糖、氮含量、pH值,溶氧浓度和产物浓度等)是比较复杂的,特别是次级代谢产物发酵就更为复杂,它受许多因素控制。
1.2.3.4 下游处理
发酵结束后,要对发酵液或生物细胞进行分离和提取精制,将发酵产物制成合乎要求的成品。
8. 微生物是怎么发酵得到酶的
一般都是发酵微生物,生产菌体和表达酶蛋白,提取酶蛋白。纯的酶都是经过特异工艺提取和纯化的。