工业菌种选育

第二章 工业微生物菌种的选育、保藏与培养

第一节 工业微生物常用菌种

发酵工业对菌种的要求如下：

① 能在廉价原料制成的培养基上生长，且生成目的产物产量高、易于回收；

② 生长较快，发酵周期短； ③ 培养条件易于控制；

④ 抗噬菌体及杂菌污染的能力强；

⑤ 菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定； ⑥ 对放大设备的适应性强；

⑦ 菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素。

工业微生物常用菌种类型包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌等。

（一）细菌

1、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)

分布广，常存在于枯草、土壤等，一般为腐生菌；在酱油、酱类和白酒制曲时，如果水分含量大，温度较高，就容易造成枯草杆菌迅速繁殖；不仅消耗原料蛋白质和淀粉，而且生成刺眼鼻的氨味，造成曲子发粘发臭，使制曲失败。能产生大量淀粉酶和蛋白酶。

枯草芽孢杆菌图

2、大肠杆菌(Escherichia coli)

可利用大肠杆菌制取天冬氨酸、苏氨酸、缬氨酸等。大肠杆菌的谷氨酸脱羧酶在工业上被用来进行谷氨酸的定量分析， 是基因工程的很好材料。

大肠杆菌图

3、 乳酸杆菌(Lactobacillus sp.)

革兰氏阳性，无芽孢，厌氧或兼性厌氧可生产乳酸，常用于干酪的成熟、乳脂的酸化和腌菜、泡菜制作。

4、 丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutyleum)

芽孢卵形，中生或次端生，使芽孢囊膨大成梭状或鼓槌形，专性厌氧，发酵生产丙酮丁醇。

5、 肠膜状明串珠菌 (Leuconostoc mesenteroides)

革兰氏阳性菌、微需氧至兼性厌氧，生长需要缬氨酸和谷氨酸在蔗糖液中形成特征性葡聚糖黏液（20~25oC促使形成）可生产葡聚糖，会使糖汁变粘而无法加工，为糖厂有害菌。 6、 醋酸菌(Acetobacter)

细胞椭圆或短杆，单生、成对偶尔呈短链，细胞端尖或平。不形成芽孢，G－，好气性，广泛分布于水生的厌氧环境中。分两群：1）只将乙醇氧化成醋酸 2）将产生的醋酸继续氧化成CO2和水，可生产醋酸常用于果醋等的制作中。 7、 棒状杆菌(Corynebacterium)

以葡萄糖为原料发酵产生酸，是谷氨酸和其他氨基酸的高产菌 生产谷氨酸等，如北京棒杆菌AS1.299 钝齿棒杆菌AS1.542 8、短杆菌(Brevibacterium)

氨基酸、核苷酸工业生产中常用的菌种，也是酶法合成生产辅酶A的菌种。

9、黄单胞菌(Xanthomonas)

细胞直杆状，G－，无芽孢，极生鞭毛。在含蔗糖的琼脂平板上形成圆形、边缘整齐、粘稠光滑的黄色菌落；液体培养形成黄色粘稠的胶状物——荚膜多糖，其黄色为一种水溶性色素。野油菜黄单胞菌(X. campestris) 可以生产黄原胶(Xanthan gum)。 10、假单胞菌(Pseudomonas)

能发酵生产维生素B12、丙氨酸、谷氨酸、葡萄糖酸、色素、果胶酶；也能进行类固醇（甾体）转化；有些菌株可利用烃类生产单细胞蛋白。荧光假单胞菌(P. fluorescens)属于假单胞菌属rRNA I群荧光DNA同源组，是植物根际最普遍的微生物类群，具有分布广、数量多、营养需要简单、繁殖快、竞争定殖力强的特点。其作用机制包括：抗生素的作用、噬铁素对铁的营养竞争、有效的根际定殖等。

(二)放线菌

因其菌落呈放射状而得名属原核微生物类群，在自然界中分布很广，尤其在有机质丰富的微碱性土壤中较多。大多腐生，少数寄生。产生多种抗生素（12 000余种，60%左右来自放线菌），经济价值大。 1、 链霉菌属

灰色链霉菌：生产链霉素

金霉素链霉菌：在PDA培养基上生长时，基内菌丝产生金黄色色素，生产金霉素

红霉素链霉菌：产红霉素

龟裂链霉菌：菌落灰白色，表面后期有皱折，呈龟裂状生产土霉素。

2、 小单胞菌属

与一般放线菌不同，菌丝体长入培养基内，不形成气生菌丝，而在基内菌丝体上长出孢子梗，其顶端生一个球形、椭圆形孢子。菌落致密，与培养基紧密结合在一起，表面凸起，多崎岖，疣状；菌落常为橙黄色、红色、深褐色、黑色和兰色。 多种可产抗生素，如棘孢小单胞菌产庆大霉素。 3、 游动放线菌属

一般不形成气生菌丝，孢囊在基内菌丝上形成，孢囊孢子在孢囊内盘卷或呈直线排列；孢子球形，有时端生1-40根鞭毛，能运动。 济南游动放线菌 (Actinoplanes tsinanesis) 产创新霉素(creatmycin; 1964)。 4、 诺卡氏菌属

一般无气丝，基丝培养十几小时形成横隔，并断裂成杆状或球状孢子。菌落较小，边缘多呈树根毛状。生产利福霉素、蚊霉素等。 5、 孢囊链霉菌属

孢子丝盘卷成球形孢囊，内形成孢囊孢子，孢囊孢子无鞭毛 产多霉素、创新霉素。

（三）酵母菌

酵母菌是一群单细胞的真核微生物,其形态因种而异.通常为圆

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