镁0.05%、硫酸亚铁0.001%
次级代谢产物一般对产生者自身的生命活动无明确功能，不是机
体初生级长与代繁谢殖与所次必级需代的物谢质的，关也系有：人把超出生理需求的过量初级
代谢产物也看作是次级代谢产物。
次1级、代存谢在产物范通围常及都产分物泌类到胞型外不，同有些与机体的分化有一定的关
系，并在同其它生物的生存竞争中起着重要的作用。
诱变选育 • 能对生产菌种进行合理保藏
第一节 工业发酵生产菌种
一、工业发酵微生物及其代谢产物
（一）微生物代谢产物的类型
1、初级代谢产物 初级代谢主要是把营养物质转化为机体结构和生理活
性物质以及提供能量的代谢作用。 微生物通过初级代谢途径，产生微生物自身生长繁殖
所必需的代谢产物，这些产物称为初级代谢产物。 初级代谢产物：中间代谢物、前体物、高分子物质以
可以从自然界中先分离出相 应的菌种，再用物理或化学 的方法使菌种产生突变，从 突变个体中筛选出符合生产 要求的优良菌种。
怎样才能得到 优良的菌种呢？
•如果生产的是一般微生物不能 合成的产品
可用基因工程、细胞工程的方法 对菌种的遗传特性进行定向改造， 以构建工程细胞或工程菌，从而 达到生产相应产品的目的
（2）控制一定的培养条件 如pH值、温度、压力、以及
抗生素等。
（三） 纯种分离
纯种分离的原因？ 微生物太多；杂菌没有完全死亡；细
菌的孢子存活力极强等。 常见的纯种分离方法：
（1）划线分离法 （2）稀释分离法 （3）组织分离法
划线分离法
将少许经增殖的含菌培养物于盛有无菌 水的试管内稀释，在固体培养基表面做规 则的划线，密集的含菌样品经多次划线稀 释，最后得到由单细胞发育成的单菌落。
（一） 采样 为什么选择土壤？
对象：土壤、植物、腐败物品或某些水域
采集的地点：根据微生物的营养要求和代谢 类型来选择。 比如：肉类加工厂附近和饭店排水 沟的污水污泥中，适合蛋白酶和脂肪酶产生 菌的生长。
（二） 富集培养
什么是富集培养？ 富集培养的方法：人为地添加限制因素
（1）控制一定的养分 如碳源、氮源等
③ 菌株生长速度和产物生成速度应较快，发酵周期较短。
④ 根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变菌 株、调节突变菌株或野生菌株。
⑤ 选择一些不易被噬菌体感染的菌株。
⑥ 生产菌株要纯粹，不易变异退化，以保证发酵生产和产 品质量的稳定性。
菌种是基础，是基石，是发酵可以成功的关键！
三、工业发酵生产菌种的来源
次级用代于谢青产霉物菌虽的然二也种是培从养少基数：几种初级代谢过程中产生的中间体 或代谢产物衍生而来，但它的骨架碳原子的数量和排列上的微小 变R化au，lin如培氧养、基氮：、氯、硫等元素的加入，或在产物氧化水平上的 微葡小萄变糖化5%都、可酒以石导酸致0产.2生7%各、种酒各石样酸的铵次0级.27代%谢、产磷物酸，氢并二且铵每0.种04类% 型、的硫次酸级镁代0.谢02产7%物硫往酸往铵是0一.01群7%化、学硫结酸构锌非0常.0相05似%、的硫不酸同亚成铁分0的.0混05% 合有C葡物1z0萄a。多p糖e例种k5—如，%—，而、D目放硝o前线x酸培已菌纳养知素0基.2的有%：新2、0霉多磷素种酸有等氢4。二种钾，0杆.1菌%肽、、氯多化粘钾菌0.0素5%分、别硫有酸
次级代谢只存在于某些生物（如植物和某些微生物）中，并且 代谢途径和代谢产物因生物不同而不同，就是同种生物也会由 于培养条件不同而产生不同的次级代谢产物。
不同的微生物可产生不同的次级代谢产物
例 青P养0基产D相灰在.如霉eo5基水黄n同黄Rx×i某素中ca里杨青的青1iul些、培0ll培 酸 霉微i素i-u6n青杆养Mm养，在培生在霉菌则的u时但在养物Cr、肽不锌zt合可R基在iac芽和产a离pa成以上不ue孢柠青子lk在的合培i同n—杆檬霉的含中主成养条—菌酸酸C有培要大时件Dz和等。0养a次量则o下.px黑次5时e级的合培产×k曲级可—代龙成养生1霉代0以D谢胆褐基不-8在谢oM合产醇菌上同x的一产培成物、素培的锌定物养青是甲（养初离的。基霉基6f时级u-子条里氨酸l醌可代v的件培i基。c醇以谢C下养a水但和合产czi可时a杨在d棒成物p）以不e酸C曲灰k；z分合—，霉a黄p别成D但素霉eok合6在。x素—-氨培成含，—
从生产过程中已有菌种中筛选发生正突变的优 良菌种
每次生产所选用的菌种经不同的处理方法也会发生 菌种的变异，我们选择那种跟自己期望结果相似的菌种， 使发酵生产和产品质量更优。
第二节 菌种的选育
要想通过发酵工程获得在种类、产量和质量 等方面符合人们要求的产品，最重要的是要 有优良的菌种。
•如果生产的是微生物直接 合成的产物
5、相关酶的专一性不同
相对来说催化初级代谢产物合成的酶专一性强，催化次级代谢 产物合成的某些酶专一性不强，因此在某种次级代谢产物合成 的培养基中加入不同的前体物时，往往可以导致机体合成不同 类型的次级代谢产物，
（二）工业发酵常用的微生物及代谢产物
1、细菌及其代谢产物
发酵工业上常用的细菌有醋酸菌、乳酸杆
初级代谢与初级代谢的关系： 1、存在范围及产物类型不同
2另、外对，产催化生次者级自代身谢的产重物合要成性的不酶同往往是一些诱导酶，它们是 3在 物、产积同生累微菌而对诱生数导物生机生长体长末合过期成程或的稳一的定种关生能系长催明期化显里次不，级由代同于谢某产种物中合间成代的谢酶产， 4这、些对酶环通常境因条环件境变条化件的变化敏而感不性能或合遗成传。稳定性上明显不同
（3）添加抑制剂
菌、芽孢杆菌、大肠埃希氏菌、产氨短杆菌、谷 氨酸棒杆菌、链球菌、假单胞菌和黄单胞菌等。
大肠杆菌菌落
伊红美蓝培养基
2、放线菌及其代谢 产物
发酵工业常用的 放线菌主要是链霉菌 属。
A：诺尔斯氏链霉菌 B：皮疽诺卡氏菌 C：酒红指孢囊菌 D：游动放线菌 E：小单胞菌 F：马杜拉放线菌
放线菌的主要代谢产 物是抗生素、如链霉 素、土霉素、金霉素、 卡那霉素、争光霉素、 春雷霉素和灭瘟素等。
及能量代谢和代谢调控中起作用的各种物质，如氨基酸、 核苷酸、蛋白质等。
2、次级代谢产物
次级代谢是微生物在一定的生理阶段出现的 一种特殊代谢类型，是某些微生物为了避免在代 谢过程中某些代谢产物的积累造成的不利作用， 而产生的一类有利于生存的代谢类型。
次级代谢产物是通过次级代谢合成的产物，如抗 生素、生物碱、色素等。
A：卡特利链霉菌 B：弗氏链霉菌 C：吸水链霉菌金泪亚种 D：卡那霉素链霉菌 E：除虫链霉菌 F：生磺酸链霉菌
3、霉菌及代谢产物
常用的霉菌有曲霉属、青霉属、根霉 属和红曲霉属等。
曲霉
霉菌菌落
青霉
4、酵母菌及代谢产物
发酵工业常用的酵母有啤酒酵母，卡尔斯伯酵母，德 巴利士酵母，汉逊氏酵母，假死酵母和毕赤酵母等。
从自然界分离
一般从自然界分离到的菌种，大多数不能立即适应 实际生产需要，因此我们从自然界分离到的菌种往往要 通过菌种改良——菌种选育，才能得到符合工艺要求的 菌种。
从菌种保藏机构获得
这种菌种离生产工艺要求已基本接近或接近，稍加 选育即获得优良菌种，可节省人力和时间。但不足之处 就是菌种价钱不菲。
稀释分离法
1mL含菌样品于9mL无菌水中做一系列梯度 稀释，分别取后三个梯度倒平板，倾入冷至45℃ 的琼脂培养基，凝固后保温培养，挑选单菌落。
组织分离法
以受病的植株或者组织、器官和某些孢子器 作为材料进行分离的方法就是组织分离法。
比如：如果要分离灵芝，可将野外生长的新 鲜灵芝采回来，取菌盖或菌板组织，经表面消毒 后，以无菌操作切取一小块，放入盛有马铃薯-蔗
糖琼脂培养基的培养皿内，在25℃左右的条件下
培养，当组织周围长出菌丝，立刻将其移植斜面 试管上进行培养和保藏。
三种纯种分离方法的异同：
划线分一均匀，获
得纯种的几率大 组织分离法适合分离高等真菌
具体问题，具体分析！
3、初级代谢与次级代谢的关系：
(1)存在范围及产物类型不同
初级代谢系统、代谢途径和初级代谢产物在各类生物中基本相同。 它是一类普遍存在于各类生物中的一种基本代谢类型。
象病毒这类非细胞生物虽然不具备完整的初级代谢系统，但它们 仍具有部分的初级代谢系统和具有利用宿主代谢系统完成本身的 初级代谢过程的能力。
纯培养时培养条件对筛选结果影响也较大， 主要有如下：
（1）营养成分的控制
微生物的营养成分主要指氮、碳、维生素和无 机盐等。
不同的微生物对这些营养物质的要求是不一样 的。例如，异养型微生物只能利用像葡萄糖、蔗 糖、麦芽糖等现成的有机碳源，自养型微生物则 可以以CO2为碳源。
由于各微生物对营养要求有差异，所以控制分 离培养基中的营养成分对提高分离效果是有好处 的。
工业发酵菌种选育
知识目标
• 了解工业发酵常见微生物及其代谢产物 • 了解各种菌种保藏原理以及主要菌种保藏机构 • 理解次级代谢产物与初级代谢产物的关系 • 理解工业发酵对生产菌种的要求及菌种来源 • 掌握自然选育、诱导育种的操作要点 • 掌握菌种保藏中常用方法的操作要点
能力目标
• 能利用自然选育技术对生产菌种进行纯种分离或复壮 • 能利用诱变育种技术对生产菌种进行紫外线诱变或化学
在发酵工业上，酵母经常为用来进行啤酒，白酒，黄 酒和果汁等各种饮料酒的生产，以及生产乙醇、甘油、有 机酸及麦角固醇的多种产品。
二、工业发酵对生产菌种的一般要求★
① 菌种能在廉价原料制成的培养基上迅速生长和繁殖，并 且生成所需的代谢产物要高。
② 菌种可以在要求不高、易于控制的培养条件下迅速生长 和发酵，且所需的酶活性高。
许2多、次对级产代谢生产者物自通身常的对重人类要和性国不民同经济的发展有重大影响。
初级代谢产物，如单糖或单糖衍生物、核苷酸、脂肪酸等单体 以及由它们组成的各种大分子聚合物，蛋白质、核酸、多糖、 脂类等通常都是机体生存必不可少的物质，只要在这些物质的 合成过程的某个环节上发生障碍，轻则引起生长停止、重则导 致机体发生突变或死亡。 次级代谢产物对于产生者本身来说，不是机体生存所必需的物质 ，即使在次级代谢的某个环节上发生障碍。不会导致机体生长的 停止或死亡，至多只是影响机体合成某种次级代谢产物的能力。