第六章工业微生物产生菌的分离筛选课件.ppt
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- 第六 工业 微生物 产生 分离 筛选 课件
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1、第六章第六章 工业微生物产生菌工业微生物产生菌的分离筛选的分离筛选 菌株分离:菌株分离:就是将一个混杂着各种微生物的样品通就是将一个混杂着各种微生物的样品通过分离技术区分开,并按照实际要求和菌株的特性采取过分离技术区分开,并按照实际要求和菌株的特性采取迅速、准确、有效方法对它们进行分离、筛选,进而得迅速、准确、有效方法对它们进行分离、筛选,进而得到所需微生物的过程。到所需微生物的过程。工业微生物产生菌的筛选包括两部分:工业微生物产生菌的筛选包括两部分:(1 1)从自然界分离)从自然界分离(2 2)野生菌株进一步纯化并进行代谢产物的鉴定)野生菌株进一步纯化并进行代谢产物的鉴定收集和筛选的途径:收
2、集和筛选的途径:(1)向菌种保藏机构索取有关的菌株,从中筛选所需)向菌种保藏机构索取有关的菌株,从中筛选所需菌株。菌株。(2)由自然界采集样品,从中进行分离筛选。)由自然界采集样品,从中进行分离筛选。(3)从一些发酵制品中分离目的菌株)从一些发酵制品中分离目的菌株。1.国内重要菌种保藏机构国内重要菌种保藏机构2.国外重要菌种保藏机构国外重要菌种保藏机构白霉奶酪 法国蓝纹绵羊奶酪大孔奶酪其臭不亚于臭袜子的“戈达”菌种的分离和筛选一般可分为菌种的分离和筛选一般可分为采样、富集、分离、采样、富集、分离、产物鉴别产物鉴别这几个步骤。这几个步骤。分离的目的分离的目的n新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中
3、依照生产的要求、新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性,采用各种筛选方法,快速、准确地把菌种的特性,采用各种筛选方法,快速、准确地把所需要的所需要的菌种挑选出来菌种挑选出来。n实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌,也必须重新进行实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌,也必须重新进行分分离纯化离纯化。污染的芽孢杆菌污染的芽孢杆菌 第一节第一节 含微生物样品的采集含微生物样品的采集采样对象:采样对象:以采集以采集土壤土壤为主。一般园田土和耕作过的沼泽土中,为主。一般园田土和耕作过的沼泽土中,以细菌和放线菌为主,富含碳水化合物的土壤和沼泽地以细菌和放线菌为主,富含碳水化合物的土壤和
4、沼泽地中,酵母和霉菌较多,如一些野果生长区和果园内。采中,酵母和霉菌较多,如一些野果生长区和果园内。采样的对象也可以是植物,腐败物品,某些水域等。样的对象也可以是植物,腐败物品,某些水域等。一、土壤中采样一、土壤中采样 土壤是人类最丰富的菌种资源库。土壤是人类最丰富的菌种资源库。一般情况下,土壤中含细菌数量最多,且每克土壤的一般情况下,土壤中含细菌数量最多,且每克土壤的含菌量大体有如下的递减规律:含菌量大体有如下的递减规律:细菌(细菌(108)放线菌放线菌(107)霉菌(霉菌(106)酵母菌(酵母菌(105)藻类(藻类(104)原原生动物(生动物(103),),(一)根据土壤特点(一)根据土壤
5、特点1、土壤有机质含量和通气状况、土壤有机质含量和通气状况 耕作土、菜园土、津郊土壤;森林土,采土样最好耕作土、菜园土、津郊土壤;森林土,采土样最好的的土层是土层是525cm。一般每克土中含菌数约几十万到几。一般每克土中含菌数约几十万到几十亿个,并且各种类型的细菌和放线菌几乎都能分离十亿个,并且各种类型的细菌和放线菌几乎都能分离到。到。2、酸碱度和植被状况、酸碱度和植被状况 偏碱的土壤(偏碱的土壤(pH7.07.5)环境,适合于细菌、放)环境,适合于细菌、放线菌生长。反之在偏酸的土壤(线菌生长。反之在偏酸的土壤(pH7.0以下)环境下,以下)环境下,霉菌、酵母菌生长旺盛。霉菌、酵母菌生长旺盛。
6、3地理条件地理条件 南方土壤比北方土壤中的微生物数量和种类都要多,南方土壤比北方土壤中的微生物数量和种类都要多,特别是热带和亚热带地区的土壤。特别是热带和亚热带地区的土壤。4季节条件季节条件 夏季到秋季,约有夏季到秋季,约有710个月处在较高的温度和丰富个月处在较高的温度和丰富的植被下,土壤中微生物数量比任何时候都多,因此,的植被下,土壤中微生物数量比任何时候都多,因此,秋季采土样最为理想。秋季采土样最为理想。(二)采样方法(二)采样方法 用取样铲,将表层用取样铲,将表层5cm左左右的浮土除去,取右的浮土除去,取525cm处处的土样的土样1025g,装入事先准,装入事先准备好的塑料袋内扎好。北
7、方土备好的塑料袋内扎好。北方土壤干燥,可在壤干燥,可在1030cm处取样。给塑料袋编号并记录处取样。给塑料袋编号并记录地点、土壤质地、植被名称、地点、土壤质地、植被名称、时间及其他环境条件时间及其他环境条件。一般样。一般样品取回后应马上分离,以免微品取回后应马上分离,以免微生物死亡。生物死亡。二根据微生物生理特点采样二根据微生物生理特点采样1.根据微生物营养类型根据微生物营养类型u 森林土森林土 纤维素酶产生菌纤维素酶产生菌;u 肉类加工厂附近和饭店排水沟肉类加工厂附近和饭店排水沟 蛋白酶和脂肪酶蛋白酶和脂肪酶的产生菌;的产生菌;u 面粉加工厂、糕点厂、酒厂及淀粉加工厂面粉加工厂、糕点厂、酒厂
8、及淀粉加工厂 蛋白蛋白酶、糖化酶的菌株酶、糖化酶的菌株;u 蜂蜜、蜜饯蜂蜜、蜜饯、甜果、甜果 酵母;酵母;.根据微生物的生理特性根据微生物的生理特性u高温酶高温酶产生菌时,通常到温度较高的南方,或温泉、产生菌时,通常到温度较高的南方,或温泉、火山爆发处及北方的堆肥中采集样品;火山爆发处及北方的堆肥中采集样品;u分离分离低温酶低温酶产生菌时可到寒冷的地方,如南北极地区、产生菌时可到寒冷的地方,如南北极地区、冰窖、深海中采样;冰窖、深海中采样;u分离分离耐压菌耐压菌则通常到海洋底部采样。则通常到海洋底部采样。三、特殊环境下采样三、特殊环境下采样1局部环境条件的影响局部环境条件的影响u海鞘、海参体内
9、的微生物可产生具有细菌毒性和杀菌活性海鞘、海参体内的微生物可产生具有细菌毒性和杀菌活性的化合物。的化合物。u从海绵体内的共生或共栖的细菌中分离到抗白血病、鼻咽从海绵体内的共生或共栖的细菌中分离到抗白血病、鼻咽癌的抗癌物质。癌的抗癌物质。u深海鱼类肠道内的嗜压古细菌,深海鱼类肠道内的嗜压古细菌,80%以上的菌株可以生产以上的菌株可以生产EPA 和和DHA;u从鳕鱼肠道中分离到一株从鳕鱼肠道中分离到一株pj20细菌,产细菌,产EPA14.78mg/L;得克萨斯州中南部的一得克萨斯州中南部的一个岩洞中存在着大量嗜碱性个岩洞中存在着大量嗜碱性的,能进行氨氧化和产几丁的,能进行氨氧化和产几丁质酶的微生物
10、,其原因是这质酶的微生物,其原因是这里生活这里生活这2000万只蝙蝠,万只蝙蝠,其排泄物造成了洞内其排泄物造成了洞内10m深深的丰富营养层,这种特殊的的丰富营养层,这种特殊的环境对该种微生物起了选择环境对该种微生物起了选择和富集的作用。和富集的作用。从考拉从考拉(Koala)熊熊肠中也曾分离到萜烯肠中也曾分离到萜烯分解酶的产生菌分解酶的产生菌 2极端环境条件的影响极端环境条件的影响 生活在极端环境中的微生物具有不同与一般微生物的生活在极端环境中的微生物具有不同与一般微生物的遗传特性、特殊结构和生理机能遗传特性、特殊结构和生理机能,可以产生一些特殊的,可以产生一些特殊的代谢产物和酶制剂。代谢产物
11、和酶制剂。如如嗜冷菌嗜冷菌低温酶;低温酶;嗜热菌嗜热菌高温酶;高温酶;嗜碱菌嗜碱菌碱性蛋白酶碱性蛋白酶 海洋海洋是新抗生素的重要来源。许多海洋生物体内都含是新抗生素的重要来源。许多海洋生物体内都含有微生物,这些微生物为宿主抵御病害起着关键作用。有微生物,这些微生物为宿主抵御病害起着关键作用。因此,从鱼组织和虾消化道里分离筛选抗癌药物和抗炎因此,从鱼组织和虾消化道里分离筛选抗癌药物和抗炎症药物是一个有效地途径。症药物是一个有效地途径。第二节第二节 含微生物样品的富集培养含微生物样品的富集培养 富集培养:富集培养:是在目的微生物含量较少时,根据微生物是在目的微生物含量较少时,根据微生物的生理特性设
12、计一种的生理特性设计一种选择性培养基选择性培养基,创造有利的生长条件,创造有利的生长条件,使目的微生物在最适环境下迅速生长繁殖,数量增加,由使目的微生物在最适环境下迅速生长繁殖,数量增加,由自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种以利分离到自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种以利分离到所需要的菌株。所需要的菌株。富集培养主要根据微生物的富集培养主要根据微生物的碳、氮源、碳、氮源、pH、温度、温度、需氧等生理因素需氧等生理因素加以控制。一般可从以下几个方面来进加以控制。一般可从以下几个方面来进行富集。行富集。一、控制培养基的营养成分一、控制培养基的营养成分 在增殖培养基中人为加入相应的底物作
13、在增殖培养基中人为加入相应的底物作惟一碳源或惟一碳源或氮源氮源。那些能分解利用的菌株因得到充足的营养而迅速。那些能分解利用的菌株因得到充足的营养而迅速繁殖,其他微生物则由于不能分解这些物质,生长受到繁殖,其他微生物则由于不能分解这些物质,生长受到抑制。抑制。如如:分离水解酶产生菌分离水解酶产生菌以相应底物为惟一碳源以相应底物为惟一碳源。分离耐高渗酵母菌分离耐高渗酵母菌培养基中培养基中30%40%葡萄糖葡萄糖 连续富集培养连续富集培养 如以如以苯胺苯胺作惟一碳源对样品进行富集培养,待底物作惟一碳源对样品进行富集培养,待底物完全降解后,再以一定接种量转接到新鲜的含苯胺的富完全降解后,再以一定接种量
14、转接到新鲜的含苯胺的富集培养液中,如此连续移接培养数次。同时将苯胺浓度集培养液中,如此连续移接培养数次。同时将苯胺浓度逐步提高,便可得到降解苯胺占优势的菌株培养液,采逐步提高,便可得到降解苯胺占优势的菌株培养液,采用稀释涂布法或平板划线法进一步分离,即可得到能降用稀释涂布法或平板划线法进一步分离,即可得到能降解解高浓度苯胺高浓度苯胺的微生物。的微生物。二、控制培养条件二、控制培养条件u 控制控制pH:中性中性细菌细菌;酸性;酸性酵母,霉菌酵母,霉菌u 控制培养温度;控制培养温度;低温低温嗜冷菌;嗜冷菌;高温高温嗜热菌;嗜热菌;u 控制氧气;控制氧气;通气培养通气培养好氧菌;好氧菌;静置培养静置
15、培养厌氧菌。厌氧菌。三、抑制不需要的菌类三、抑制不需要的菌类 通过通过高温、高压、加入抗生素高温、高压、加入抗生素等方法减少非目的等方法减少非目的微生物的数量,使目的微生物的比例增加,同样能微生物的数量,使目的微生物的比例增加,同样能够达到富集的目的。够达到富集的目的。u 高温处理高温处理抑制不产芽孢菌抑制不产芽孢菌;u 胆盐和十二烷基磺酸钠胆盐和十二烷基磺酸钠抑制革兰阳性菌抑制革兰阳性菌;u 硫乙醇酸钠硫乙醇酸钠 抑制好氧菌;抑制好氧菌;u 四环素等抗生素四环素等抗生素抑制细菌抑制细菌;1.重铬酸钾重铬酸钾抑制土壤真菌、细菌抑制土壤真菌、细菌。第三节第三节 微生物的分离微生物的分离 虽然在进
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