当前位置:
文档之家› 发酵工程 第二章 工业微生物
发酵工程 第二章 工业微生物
可以耐受高盐渗透压环境的耐盐性酵母; 工业发酵生产丙酮酸最具竞争力的菌株。
9. 酒香酵母(Brettanomuces knfferathet Van laer)
该菌耐酒精,在通气条件下能氧化酒精产生醋酸; 在长期缺氧条件下,可产生特有的香气; 葡萄酒中固有的一种微生物,适量的酒香酵母往往能够赋 予葡萄酒特色的风味,过量的酒香酵母能够诱发葡萄酒不 良气味的产生。
醋酸杆菌是一类能使糖类和酒精 氧化成醋酸等产物的短杆菌。 工业上可以利用醋酸杆菌酿醋、制作醋酸和葡萄 糖酸等。
2. 乳酸菌(Lactobacteriaceae)
乳酸杆菌(Lactobacillus)
乳酸杆菌是指能使糖类发酵产生乳酸的 细菌。是一群生活在机体内益于宿主健 康的微生物。它能够控制肠内感染、 抗肿瘤、调节免疫功能、促进机体健康 和治疗某种疾病。 增加机体肠道中乳酸杆菌的数量是预防 和治疗某些疾病的一种重要措施。
(三)霉菌(Mold or Mould) 1. 毛霉(Mucor)
鲁氏毛霉(Mucor roxianus)
产生蛋白酶,有分解大豆蛋白能力,也能用它制造腐乳。
高大毛霉(Mucor mucedo)
产果胶酶、脂肪酶、γ-亚麻酸、琥珀酸、3-羟基丁酮等。
12. 解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolyticபைடு நூலகம்)
1. 解脂耶氏酵母是一种具有典型代表性的非常规 酵母。该酵母无致病性,最高生长温度一般在 34℃以下,为严格好氧菌,并且已经被认定为 (Generally regarded as safe, GRAS)安全级 微生物; 2. 解脂耶氏酵母具有二型性生长(两型现象)的 特点,碳源、氮源、pH等生长条件都会影响该菌 的菌落形态,因此它成为了研究酵母及真菌菌丝 分化的模式菌株;
10. 法夫红酵母(Rhodotorula harrison)
有明显的红色或黄色色素; 无酒精发酵能力,但可由菌体提取大量脂肪; 能合成β-胡萝卜素; 在一定条件下还能产生α-丙氨酸和谷氨酸,产蛋氨酸的能力也很强。
11. 白地霉(Geotrichum candidum )
参与奶酪成熟; 能水解蛋白,其中多数能液化明胶、胨化牛奶,少数只能胨化牛奶,不 能液化明胶。可用于处理发酵工业和食品加工业的有机废水。 从动物粪便、有机肥料、烂菜、泡菜、树叶、青贮饲料和垃圾中都能分 离到白地霉,其中已烂菜中最多,肥料和动物粪便中次之。 生产药用、食用或饲用单细胞蛋白,也可用于提取核酸。白地霉还能合 成脂肪,但其产量不及红酵母和脂肪酵母等。
可自葡萄糖产生磷酸甘露聚糖,应用于纺织及食品工业; 具有降解核酸的能力,并能微弱利用十六烷烃。
6. 巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)
近年来,巴斯德毕赤酵母已经发展成为 一种新型的基因表达系统,是目前最为 成功的外源蛋白表达系统之一。与大肠 杆菌相比,它具有高表达、高稳定、高 分泌、高密度生长及可用甲醇严格控制 表达等优点。
④ 乳酸克鲁维酵母 (Kluyveromyces lactis):如产β-半乳糖苷酶,外源 (药用)蛋白表达系统; ⑤ 巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris):外源(药用)蛋白表达系统; ⑥ 多型汉逊酵母(Hansenula polymorpha):外源(药用)蛋白表达系 统; ⑦ 解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica):产有机酸、酶类、 生物脂质, 外源(药用)蛋白表达系统;
乳酸链球菌素Nisin作为防腐剂的优点: 1.乳酸链球菌素的毒性可以忽略; 2.乳酸链球菌素的稳定性极高; 3.乳酸链球菌素可被人体消化吸收; 4.乳酸链球菌素天然、绿色; 5.安全性极好; 所以,世界上有不少国家如英、法、 澳大利亚等,在食品中的Nisin添加量都 不作任何限制,成为食品防腐剂中的一个 特例。
工业上应用广泛的非常规酵母: ① 西方许旺酵母(Schwanniomyces occidentalis):如产α-淀粉酶、 葡 萄糖淀粉酶、单细胞蛋白(SCP); ② 皮状丝孢酵母(Trichosporon cutaneum):如微生物BOD传感器、降 解苯酚; ③ 麦芽糖假丝酵母(Candida maltosa):如产脂肪酸、脂肪醇、单细胞 蛋白(SCP),外源(药用)蛋白表达系统;
1. 酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)
酿酒酵母(啤酒酵母)是发酵工业最常用的酵母 菌。目前酿酒酵母的应用包括如下四个方面: 酿酒工业,包括酒精及白酒、葡萄酒、啤酒、清 酒等各种饮料酒。 酵母工业,包括面包酵母、药用酵母和食用酵母 等。 生产酵母抽提物等胞内、胞外产品。
作为基因工程的受体菌用来生产重组蛋白。
8. 大肠杆菌(Escherichia coli)
因其遗传背景清楚、技术操作 简单、培养条件简单,其成为 基因工程中应用最广泛的外源 基因表达的宿主菌。
也是合成生物学中最重要、 最常用的底盘微生物(Chassis)。
9. 运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)
①利用ED途径代谢葡萄糖产生乙醇; ②生产丙氨酸、β-胡萝卜素等。
2. 不产生或少产生与目标产品性质相近的副产物;
3. 遗传性能要相对稳定,不易变异退化;
4. 不易感染它种微生物或噬菌体;
5. 不是病原菌(非致病菌),且不产生任何有害的生物 活性物质; 6. 生长条件易于控制,生产特性要符合工艺要求,
二、工业微生物常用菌种
(一)细菌(Bacteria)
1. 醋酸杆菌(Acetobacter)
3. 卡尔斯伯酵母(Saccharomyces carlsbergensis Hansen)
菌落呈浅黄色,软质,具光泽,生微细的 皱纹,边缘生细的锯齿状,孢子形成困难。
此酵母除用于啤酒酿造外,亦可做食用、 药用和饲料酵母。
4. 粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)
(二)酵母菌(Yeast)
常规酵母(Conventional Yeast)——即生理和遗传特性完全清楚
或者人们比较熟悉且投入生产应用较早的酵母:
① 酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),又叫 啤酒酵母(brewer‘s yeast )或者 面包酵母 (baker’s yeast)或者出芽酵母(budding yeast)。 在真核微生物中,酿酒酵母的遗传背景是研究最为 清楚的,成为微生物学、分子生物学、遗传学、 生物化学和细胞生物学研究的模式生物。
7. 热带假丝酵母(Candida tropicalis)
能够产生假菌丝; 氧化烃类的能力强,是生产石油蛋白质的重要菌种; 用农副产品和工业废弃物也可培养热带假丝酵母。如用生 产味精的废液培养热带假丝酵母作饲料,既扩大了饲料来 源,又减少了工业废水对环境的污染。
8. 光滑球拟酵母(Torulopsis glabrata)
5. 棒状杆菌(Corynebacterium)
谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)
①其中的谷氨酸棒状杆菌是发现最早、 研究历史最长、应用最为广泛的一种 菌种; ②用于微生物发酵工程生产谷氨酸, 来制取谷氨酸钠(味精)。
6. 短杆菌 (Brevibacterium)
产氨短杆菌(Brevibacterium ammonia)
微生物发酵生产辅酶A、肌苷酸、氨基酸和核苷酸等。
黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)
微生物发酵生产谷氨酸、赖氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、精氨酸、 缬氨酸等多种氨基酸。
7. 双歧杆菌 (Bifidobacterium)
①具有调节肠道菌群平衡的作用。 ②酸奶等乳制品的制作。
以分裂繁殖而得名。该菌发酵力强,适于37℃ 高温,广泛地适用于制造酒精;用于糊精和 含菊芋糖的原料发酵,能得到很高的酒精产量。
5. 汉逊酵母(Hanssenula H. et. P. Sydow)
此属酵母多能产乙酸乙酯,从而增加产品风味,可用于食 品和酿酒工业;
也常是酒类饮料生产的有害菌,它既能够利用酒精作为碳 源,又能够在饮料表面生长成干而皱的菌醭;
第二章:工业微生物
第一节 工业用微生物菌种
一、工业生产对菌种的基本要求 二、工业常用微生物菌种
第二节 工业微生物菌种的选育
一、自然分离 二、育种
第三节 工业生产菌种的复壮和保藏
第一节 工业微生物菌种 一、工业化菌种的基本要求
1. 能够在廉价原料制备的培养基或简单培养基上迅速生长,并 能够通过代谢大量高效地合成目的产物;
10. 脱氮假单胞菌(Pseudomonas denitrificans)
生产维生素B12
11. 肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)
生产柠檬酸、葡聚糖、右旋糖酐等。
12. 甲烷同化菌(Methylotropic bacteria)
可以利用甲烷或甲醇作为碳源生产菌体蛋白。
两型现象(dimorphism):许多真菌 依赖环境条件变化而具有改变其形态的能力, 出现菌丝型和类酵母型两种形态,这种生长 习性的转变称为两型现象。
3. 解脂耶氏酵母可以利用的碳源类型极为广泛,包括有机酸、烷烃、烯烃、油 类、醇类和酯类等。 4. 解脂耶氏酵母在其代谢过程中能够产生和(或)分泌多种代谢产物,因此具 有很好的工业应用价值。具体工业应用包括蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、赖氨酸、 γ-癸内酯、柠檬酸、异柠檬酸、α-酮戊二酸和单细胞油脂的生产和生物修复等。 5. 与酿酒酵母相比,解脂耶氏酵母生长速度更快、生物量更大;尤其,解脂耶 氏酵母对酸类、碱类、烃类、油类、醇类、酯类、盐类和金属都表现出更高的 耐受性。
3. 芽孢杆菌(Bacillus)
枯草芽孢杆菌 (Bacillus subtilis)
1.其产酶量高、种类多、安全性好和环保 等,所以在现代工业生产中被广泛用作 生产菌种。其是α-淀粉酶、中性蛋白酶、脂肪酶、 丝氨酸纤溶性蛋白酶(纳豆激酶)、5’-核苷酸酶和 核苷等的重要生产菌。 2.能够调整肠道菌群失调、恢复肠道功能。 3.作为同大肠杆菌、巴斯德毕赤酵母并列的 工业酶蛋白表达系统之一。