菌种选育与培养
第三章菌种选育与培养
教学目的：1、熟悉工业发酵常用微生物种类；2、掌握菌种分离、筛选和选育的方法；3、掌握种子扩大培养方法和质量控制方法；4、掌握常规的菌种保藏方法。
教学方法：讲授
教学手段：使用多媒体课件
教学内容：
第一节重要工业微生物的分离及菌种要求
1、微生物资源非常丰富，广泛分布于土壤、水和空气中，尤以土壤中最多。
2、有的微生物从自然界中分离出来就能被利用，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。
3、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向变异菌，自然选育转向代谢育种，从诱发基因突变转向基因重组的定向育种。
4、由于生物工业本身的发展以及遗传工程的介入，藻类、病毒等也正在逐步变为工业生产用的微生物。
一、工业生产常用的微生物
1、细菌（bacteria）：枯草芽胞杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等，用于生产淀粉酶、乳酸、醋酸、氨基酸和肌苷酸等；
2、酵母菌（yeast）：啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等，用于酿酒、制造面包、生产脂肪酶以及可食用、药用和饲料用酵母菌体蛋白等；
3、霉菌（mould）：根霉、毛霉、犁头霉、红曲霉、曲霉、青霉等，用于生产多种酶制剂、抗生素、有机酸及甾体激素等；
4、放线菌（actinomycetes）：链霉素、红霉素、金霉素、庆大霉素等，常用菌种来自链霉菌属、小单孢菌属和诺卡氏菌属等；
5、担子菌（basidiomycetes）：通常所说菇类（mushroom）微生物，用于多糖、橡胶物质和抗癌药物的开发；
6、藻类（algae）：用作人类保健食品和饲料，如螺旋藻、栅列藻；可通过藻类将CO2转变为石油，或获取氢能。
二、微生物工业对菌种的要求
目前，随着微生物工业原料的转换和新产品的不断出现，势必要求开拓更多新品种。尽管微生物工业用的菌种多种多样，但作为大规模生产，对菌种有下列要求：
1、原料廉价、生产迅速、目的产物产量高；
2、易于控制培养条件，酶活性高，发酵周期较短；
3、抗杂菌和噬菌体的能力强；
4、菌种遗传性能稳定，不易变异和退化，不产生任何有害的生物活性物质和毒素，保证安全生产。
三、重要工业微生物的分离
分离是指从含微生物的样品（如土壤、水等）中获得纯的或混合的培养物，是筛选具有潜在工业应用价值的微生物的第一个阶段，接着才能从以上分离物中筛选出那些能产生所需产物或具有某种生化反应的菌种。
1、施加选择压力的分离方法
（1）富集液体培养
富集培养是指能增加混合菌群中所需菌株的数量的一种技术。方法的要领是给混合菌群提供一些有利于所需菌株生长或不利于其他菌株生长的条件。例如，供给特殊的基质或加入某些抑制剂。
（2）固体培养基的使用
该方法常用于分离某些酶产生菌，其选择培养基中常含有该酶的作用底物。
2、随机分离方法
（1）抗生素产生菌的筛选
（2）生长因子产生菌的筛选
生长因子如氨基酸和核苷酸等的生产不能作为分离步骤中的选择压力，可用随机办法分离产生菌，并通过随后的筛选试验检验出产生菌。
（3）多糖产生菌的筛选
可从菌落的粘稠外观识别这类产生菌。
第二节工业微生物菌种的选育
一、自然选育
定义：在生产过程中，不经过人工诱变处理，根据菌种的自发突变而进行菌种筛选的过程，叫做自然选育或自然分离。
1、从自然界分离获得菌株
一般包括以下几个步骤：采样、增殖培养、纯种分离和性能测定等。
2、从自发突变体中获得菌株
自发突变的频率较低，因此自然选育筛选出来的菌种，不能满足育种工作的需要。因而不能仅停留在“选”种，还要进行“育”种。如通过诱变剂处理菌株，就可以大大提高菌种的突变频率，扩大变异幅度，从中选出具有优良特性的变异菌株-诱变育种。
二、诱变选育
定义：使用诱变剂对菌种进行人工诱变，提高突变频率和扩大变异谱的育种方法。具有速度快、方法简便等优点，是当前菌种选育的一种主要方法，使用普遍。
1、诱变育种的主要环节：
（1）出发菌株的选择
工业上用来进行诱变处理的菌株，称为出发菌株（parent strain）。
一般有三种：从自然界分离得到的野生型菌株；通过生产选育，即由自发突变经筛选获得的高产菌株；已经诱变过的菌株。
选择纯种作为出发菌株，借以排除异核体或异质体的影响。
不仅选产量高的，还要考虑其他因素，如产孢子早而多，色素多或少，生长速度快等有利于合成发酵产物的特性。
选择对诱变剂敏感且变异幅度广的菌株作为出发菌株，可以提高变异频率，而且高产突变株的出现率也大。
（2）菌悬液的制备
（3）前培养
（4）诱变
物理诱变剂：各种射线，如紫外线（焦耳）、X射线（库仑/千克）、β射线、γ射线、α射线和超声波等；
化学诱变剂：甲基磺酸乙酯（EMS）、亚硝基胍、亚硝酸、氮芥等。
（5）突变株的筛选
A、营养缺陷型的筛选方法
一般经诱变后，再经中间培养、淘汰野生型、检出营养缺陷型、确定生长谱等。
淘汰野生型菌株的方法有：抗生素法、菌丝过滤法、差别杀菌法和饥饿法等。
营养缺陷型菌株的检出方法有：逐个测定法、夹层平板法、限量营养法和影印接种法等。
B、突变株的筛选
随机筛选法（摇瓶筛选法；琼脂块筛选法；筛选自动化和筛选工具微型化）和理性化筛选法（运用遗传学、生物化学的原理，根据产物已知的或可能的生物合成途径、代谢调控机制和产物分子结构来进行设计和采用一些筛选方法，以打破微生物原有的代谢调控机制，获得能大量形成产物的高产突变株。）。
第三节生产菌种的改良
采用合适的筛选方法，诱变育种可以获得高产菌株，但不能达到定向育种的目的。随着现代生物技术的发展，杂交育种、原生质体融合、DNA重组可达到改良菌种的目的。
一、常规的杂交育种
定义：指两个不同基因型的菌株通过接合或原生质体融合使遗传物质重新组合，再从中分离和筛选出具有新性状的菌株，具有定向育种的性质。真菌、放线菌和细菌均可进行杂交育种。优点：杂交后的杂种不仅能克服原有菌种生活力衰退的趋势，而且杂交使得遗传物质重新组合，动摇了菌种的遗传基础，使得菌种对诱变剂更为敏感，因此，杂交育种可以消除某一菌种经长期诱变处理后所出现的产量上升缓慢的现象；通过杂交可以改变产品质量和产量，甚至形成新的品种。
二、原生质体融合
1、标记菌株的筛选
供融合用的两个亲株要求性能稳定并带有遗传标记，以利于融合子的选择。
采用的遗传标记一般以营养缺陷型和抗药性等遗传性状为标记。
通过采用多种抗生素及其他药物，以梯度平板法进行粗选，再用具有抗性的抗性生物制备不同浓度的平板，进行较细的筛选。
2、原生质体的制备
在高渗透压溶液中，用适当的脱壁酶（细菌或放线菌可用溶菌酶或青霉素处理，酵母菌和霉菌可用蜗牛酶或其他相应的脱壁酶）去除细胞壁，剩下的是由细胞膜包裹的原生质体。
影响原生质体制备的因素：菌体的预处理（用EDTA、甘氨酸、青霉素或D-环丝氨酸等处理细菌，使菌体细胞壁对酶的敏感性增强）；菌体的培养时间（一般选择对数生长后期的菌体，这时细胞正在生长、代谢旺盛，细胞壁对酶解最为敏感）；酶浓度；酶解温度（一般控制在20～40℃）；酶解时间（充足的酶解时间）；渗透压稳定剂（对于细菌或放线菌一般采用蔗糖、丁二酸钠；对于酵母菌则采用山梨醇、甘露醇等；对于霉菌则采用KCl和NaCl等。一定浓度的Ca2+、Mg2+等二价阳离子可增加原生质膜的稳定性）。
3、原生质体的融合和再生
融合：是把两个亲株的原生质体混合在一起，在融合剂PEG和Ca2+作用下，发生原生质体的融合。
再生：原生质体融合后的重组子要成为一个无性繁殖系，首先必须再生，即能重建细胞壁，恢复完整细胞并生长、分裂。
影响原生质体融合的因素：菌体的前处理；菌体的培养时间；融合剂的浓度；融合剂作用的时间；阳离子的浓度；融合的温度；融合体系的pH值等。
影响原生质体再生的因素：菌种自身的再生性能；原生质体制备的条件；再生培养基成分；再生培养条件等。
4、融合子的选择
融合子的选择主要依靠两个亲株的选择性遗传标记。
在选择性培养基上，通过两个亲株的遗传标记互补而挑选出融合子。
在融合体再生后，进行几代自然分离、选择，才能确定真正融合子。
5、灭活原生质体融合技术在育种中的应用（该方法可以不用遗传标记）
灭活原生质体融合技术是指采用热、紫外线、电离辐射以及某些生化试剂、抗生素等作为灭活剂处理单一亲株或双亲株的原生质体，使之失去再生能力，经细胞融合后，由于损伤部位的互补可以形成能再生的融合体。
三、DNA重组技术
体外重组DNA技术或称基因工程、遗传工程，是以分子遗传学的理论为基础，综合分子生
物学和微生物遗传学的最新技术而发展起来的一门新兴技术。它是现代生物技术的一个重要组成方面，在工业微生物学上提供了巨大的创造具有工业应用价值的生产菌株的潜力。（一）DNA重组过程
1、基因的分离
2、载体的选择
3、DNA分子的切割与连接
4、重组载体引入宿主细胞
5、重组体的选择和鉴定
6、外源基因的表达
（二）分子育种技术
分子育种是应用基因工程手段进行的。
近年来，工程菌已逐渐开始应用发酵生产中。
如：链霉菌的抗生素生物合成基因克隆；利用基因工程技术生产新的抗生素；利用基因工程技术生产氨基酸；克隆抗生素生物合成基因的7个克隆策略；检测克隆到标准宿主中的个别基因产物；利用产生菌阻断突变株的互补作用；利用突变克隆技术；连锁的抗生素抗性基因的克隆；用人工合成的寡核苷酸探测基因文库；直接克隆抗生素产生菌DNA大片断到非产生菌中；用一种抗生素的克隆DNA去探测相关抗生素的同源基因。
第四节工业微生物菌种的衰退、复壮与保藏
一、微生物菌种的衰退
菌种的退化是由个别、少数菌体细胞衰退后逐渐导致整个菌株退化的一个从量变到质变的遗传变异过程。
菌种的退化会使微生物个体和群体特征发生变化，其中最重要的使所需产物的生产产量下降、营养物质代谢和生长繁殖能力下降、发酵周期延长、抗不良环境条件的性能减弱。
1、菌种衰退的原因
①菌种连续传代导致自发突变或回复突变是菌种发生退化的直接原因。
由于连续传代使培养物经常处于旺盛的生长状态，且每次传代时营养和环境等培养条件都是不断变化的，与处于休眠状态的培养物相比，细胞的自发突变率要高的多。菌株经过连续传代后，含突变基因的个体在数量上逐渐占优势，退化现象就逐渐显露出来。
培养基灭菌升、降温的不同，培养基存放时间的不同，采用老龄菌和多核菌丝等都比较容易引起菌种退化。
②菌种保藏方法不当。
各种菌种的保藏法对阻止菌种变异的效果不尽相同，用效果较差的条件保藏菌种时，菌种就较易发生退化。
保藏操作不当也会影响保藏效果，会影响到菌种的变异。
③菌种生长的条件要求没有得到满足，或是遇到不利的条件，或是失去某些需要的条件。
2、防止菌种衰退的措施
（1）控制传代次数：尽量避免不必要的移种和传代，并将必要的传代降低到最低限度，以减少细胞分裂过程中所产生的自发突变几率。
（2）创造良好的培养条件：如在赤霉素生产菌G.fujikuroi的培养基中，加入糖蜜、天冬酰胺、谷氨酰胺、5‘-核苷酸或甘露醇等丰富营养物时，有防止衰退效果。
（3）利用不易衰退的细胞传代：对于放线菌和霉菌，菌丝细胞常含有几个细胞核，因此用菌丝接种就易出现衰退，而孢子一般是单核的，用于接种就可避免这种现象。
（4）采用有效的菌种保藏方法
二、菌种的复壮
狭义的复壮仅是一种消极的措施，指在菌种已发生衰退的情况下，通过纯种分离和测定典型性状、生产性能等指标，从已衰退的群体中筛选出少数尚未退化的个体，以达到恢复原菌株固有性状的相应措施；
广义的复壮是一项积极的措施，指在菌种的典型特征或生产性状尚未衰退前，就经常有意识地采取纯种分离和生产性状的测定工作，以期从中选择到自发的正变个体。
1、纯种分离
菌种发生衰退的同时，并不是所有的菌种都退化，其中未衰退的菌体往往是经过环境条件考验的、具有更强生命力的菌体。
因此，采用单细胞菌株分离的措施，即用稀释平板法或用平板划线法，以取得单细胞所生长的菌落，再通过菌落和菌体的特征分析和性能测定，就可获得具有原来性状的菌株，甚至性能更好的菌株。
2、通过寄主体进行复壮
3、淘汰已衰退的个体
如：对S.microflavus”5406”农用抗生菌的分生孢子采用-10 —- 30 ℃的低温处理5-7天,使其死亡率达到80%左右,结果会在抗低温的存活个体中留下未退化的个体,从而达到了复壮的效果。
三、菌种的保藏
一个优良的菌种被选育出来以后，要保持其生产性能的稳定、不污染杂菌、不死亡，这就需要对菌株进行保藏。尽量减少传代次数，防止菌种衰退。
1、菌种保藏的原理
菌种保藏主要是根据菌种的生理、生化特性，人工创造条件使菌体的代谢活动处于休眠状态。保藏时，一般利用菌种的繁殖体和休眠体（孢子、芽胞等），创造最有利于休眠状态的环境条件，如低温、干燥、隔绝空气或氧气、缺乏营养物质等，使菌体的代谢活性处于最低状态，同时也应考虑到经济、简便方法。
由于微生物种类繁多，代谢特点各异，对各种外界环境因素的适应能力不一致，一个菌种选用何种方法保藏较好，要根据具体情况而定。
2
*
**对于可利用石油作碳源的微生物不适宜。
3、菌种保藏的注意事项
（1）菌种在保藏前所处的状态
（2）菌种保藏所用的基质
（3）操作过程对细胞结构的损害
4、主要的菌种保藏机构
作用：（1）从事原始菌株的保藏，进行有关保藏的研究；
（2）提供保藏菌种的品种目录，定期（或不定期）出刊沟通信息；
（3）提供菌种，促进微生物菌种的交流。
国内：
1979年7月，我国在国家科委和中国科学院主持下，召开了第一次全国菌种保藏工作会议，在会上成立了中国微生物菌种保藏管理委员会（China Committee for Culture Collection of Microorganisms，CCCCM），下设六个菌种保藏管理中心：
（1）普通微生物菌种保藏管理中心
中国科学院微生物研究所（北京）：真菌、细菌
中国科学院武汉病毒研究所（武汉）：病毒
（2）农业微生物菌种保藏管理中心
中国农业科学院土壤肥料研究所（北京）
（3）工业微生物菌种保藏管理中心
轻工业部食品发酵工业科学研究所（北京）
（4）医学微生物菌种保藏管理中心
中国医学科学院皮肤病研究所（南京）：真菌
卫生部药品生物制品检定所（北京）：细菌
中国医学科学院病毒研究所（北京）：病毒
（5）抗生素菌种保藏管理中心
中国医学科学院抗生素研究所（北京）：新抗生素菌种
四川抗生素工业研究所（成都）：生产用抗生素菌种
华北药厂抗生素研究所（石家庄）：生产用抗生素菌种
（6）兽医微生物菌种保藏管理中心
农业部兽医药品监察所研究所（北京）
国外：
（1）美国典型菌种收藏所（A TCC）
（2）冷泉港研究室（CSH）
（3）国立卫生研究院（NIH）
（4）美国农业部北方开发利用研究部（NRRL）
（5）国立标准菌种研究所（NCTC）
（6）日本大阪发酵研究所（IFO）
（7）日本东京大学应用微生物研究所（IAM）
第五节种子的扩大培养
定义：将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量纯种的过程。
菌种的扩大培养是发酵生产的第一道工序，该工序又称之为种子制备。种子制备不仅要使菌体数量增加，更重要的是经过种子制备培养出具有高质量的生产种子供发酵生产使用。
一、微生物生长现象
二、微生物生长的测定
（一）以数量变化对微生物生长情况进行测定
通常用来测定细菌、酵母菌等单细胞微生物的生长情况，或样品中所含微生物个体的数量（细菌、孢子、酵母菌）。
1、培养平板计数法
2、膜过滤培养法
当样品中菌数很低时，可以将一定体积的湖水、海水或饮用水等样品通过膜过滤器，然后将将膜转到相应的培养基上进行培养，对形成的菌落进行统计。
3、The most probable number method（液体稀释法）
主要适用于只能进行液体培养的微生物，或采用液体鉴别培养基进行直接鉴定并计数的微生物。
4、显微镜直接计数法
（1）常规方法：采用细菌计数板或血球计数板，在显微镜下对微生物数量进行直接计数（计算一定容积里样品中微生物的数量）。
缺点：不能区分死菌与活菌；不适于对运动细菌的计数；需要相对高的细菌浓度；个体小的细菌在显微镜下难以观察；
（2）其它方法：
比例计数：将已知颗粒浓度的样品（例如血液）与待测细胞细胞浓度的样品混匀后在显微镜下根据二者之间的比例直接推算待测微生物细胞浓度。
过滤计数：当样品中菌数很低时，可以将一定体积的湖水、海水或饮用水等样品通过膜过滤器。然后将滤膜干燥、染色，并经处理使膜透明，再在显微镜下计算膜上(或一定面积中)的细菌数。
活菌计数：采用特定的染色技术也可分别对活菌和死菌进行分别计数。
（二）以生物量为指标测定微生物的生长
1、比浊法
2、重量法
3、生理指标法（常用于对微生物的快速鉴定与检测）
微生物的生理指标，如呼吸强度，耗氧量、酶活性、生物热等与其群体的规模成正相关。借助特定的仪器如瓦勃氏呼吸仪、微量量热计等设备来测定相应的指标。
三、微生物的群体生长
1、生长曲线(Growth Curve)：定量描述液体培养基中微生物群体生长规律的实验曲线。对于单细胞微生物（如细菌和酵母），以培养时间为横坐标，细胞数目的对数值为纵坐标，可绘制出一条由延滞期、指数期、稳定期和衰亡期4个阶段组成的典型生长曲线。
（1）延滞期(Lag phase)：
将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌数不立即增加，或增加很少，生长速度接近于零。也称停滞期、调整期或适应期。
延滞期的特点：细胞形态变大或增长，例如巨大芽孢杆菌，在延滞期末期，细胞的平均长度比刚接种时长6倍。一般来说处于迟缓期的细菌细胞体积最大；细胞内RNA，尤其是rRNA 含量增高，合成代谢活跃，核糖体、酶类和A TP的合成加快，易产生诱导酶；对外界不
良条件反应敏感。
延滞期出现的原因：微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏分解和催化有关底物的酶，或是缺乏充足的中间代谢产物等。为产生诱导酶或合成中间代谢产物，就需要一段适应期。
在生产实践中缩短延滞期的常用手段：通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短；利用对数生长期的细胞作为种子；尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；适当扩大接种量
（2）指数生长期(Exponential phase)：
又称对数生长期(Log phase)，以最大的速率生长和分裂，细菌数量呈对数增加，细菌内各成分按比例有规律地增加，表现为平衡生长。
（3）稳定生长期(Stationary phase)：
A、稳定生长期又称恒定期或最高生长期，由于营养物质消耗，代谢产物积累和pH等环境变化，逐步不适宜于细菌生长，导致生长速率降低直至零(即细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数)，此时培养液中活细菌数最高并维持稳定。
B、细胞重要的分化调节阶段：储存糖原等细胞质内含物，芽孢杆菌在此阶段形成芽孢或建立自然感受态等；也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段，某些放线菌抗生素的大量形成也在此时期。
因此，生产上为获得更多的菌体或代谢产物，可以：补充营养物质或取走代谢产物；调节pH、温度；对好氧菌增加通气；搅拌或振荡等措施延长稳定生长期。
（4）衰亡期(Decline或Death phase)：
营养物质耗尽和有毒代谢产物的大量积累，细菌死亡速率超过新生速率，整个群体呈现出负增长。该时期死亡的细菌以对数方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分细菌产生抗性也会使细菌死亡的速率降低，仍有部分活菌存在。
细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现自溶，产生或释放出一些产物，如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。细胞呈现多种形态，有时产生畸形，细胞大小悬殊，有些革兰氏染色反应阳性菌变成阴性反应等。
四、工业微生物的扩大培养
１、种子扩大培养的任务：得到纯而壮的培养物，即获得活力旺盛的、接种数量足够的培养物。
对于不同产品的发酵过程来说，必须根据菌种生长繁殖速度快慢决定种子扩大培养的级数。
抗生素生产中，放线菌的细胞生长繁殖较慢，常采用三级种子扩大培养；
一般50t发酵罐多采用三级发酵，有的也采用四级发酵如链霉素生产；
有些酶制剂发酵生产也采用三级发酵；
谷氨酸及其他氨基酸的发酵所采用的菌种生产繁殖速度很快，常采用二级发酵。
２、种子制备的过程
种子制备一般包括两个过程，即在固体培养基上生产大量孢子的制备过程和在液体培养基中生产大量菌丝或营养体的种子制备过程。
（1）孢子制备
孢子制备是种子制备的开始，是发酵生产的一个重要环节。孢子的质量、数量对以后菌丝的生长、繁殖和发酵产量都有明显的影响。
不同菌种的孢子制备工艺有不同的特点，包括：放线菌孢子的制备；霉菌孢子的制备；细菌培养物的制备。
（2）种子制备
种子制备是将固体培养基上培养出的孢子或菌体转入液体培养基中培养，使其繁殖成大量菌
丝或菌体的过程。种子制备所使用的培养基和其他工艺条件，都要有利于孢子发芽和菌丝繁殖。
1）摇瓶种子制备
某些孢子发芽和菌丝繁殖速度缓慢的菌种，需将孢子经摇瓶培养成菌丝后再进入种子罐，这就是摇瓶种子。摇瓶培养基配方和培养条件与种子罐相似。
常采用母瓶、子瓶两级培养。种子培养基要求比较丰富和完全，易被菌体分解利用，氮源丰富有利于菌丝生长。原则上各种营养成分不宜过浓，子瓶培养基浓度比母瓶略高，更接近于种子罐的培养基配方。
2）种子罐种子制备
种子罐种子制备的工艺过程因菌种不同而异，一般可分为一级种子、二级种子和三级种子的制备。
种子罐的级数主要决定于菌种的性质和菌丝生长速度及发酵设备的合理应用。
３、种子培养
静置培养：即将培养基盛于发酵容器中，在接种后，不通空气进行培养。
通气培养法：工业生产用菌种以需氧菌和兼性需氧菌居多，它们生长的环境必须供给空气，以维持一定的溶解氧水平，使菌体迅速生长和发酵，又称好气培养法。
其中：通气培养法中的液体深层培养最为常用。
液体深层种子罐从底部通气，送入的空气由搅拌桨叶分散成微小气泡以促进氧的溶解。该法容易按照生产菌种对于代谢的营养要求以及不同生理时期的通气、搅拌、温度与培养基中氢离子等条件，选择最佳培养条件。
1）深层培养基本操作的三个控制点
灭菌：发酵工业要求纯培养，因此在种子培养前必须对培养基进行加热灭菌。种子罐具有蒸汽夹套，以便将培养基和种子罐进行加热灭菌，或者将培养基由连续加热灭菌器灭菌，并连续输送至种子罐内。
温度控制：培养基灭菌后，冷却至培养温度进行种子培养，由于随着微生物生长和繁殖会产生热量，搅拌也会产热，所以要维持温度恒定，需在夹套中或盘管中通冷却水循环。
通气、搅拌：空气进入种子罐前先经过空气过滤器除去杂菌，制成无菌空气，而后由罐底部进入，再通过搅拌将空气分散成微小气泡。为了延长气泡滞留时间，可再罐内装挡板产生涡流。搅拌底目的除增加溶解氧以外，可使培养液中的微生物均匀分散在种子罐内，促进热传递，以及pH均匀，并使加入的酸和碱均匀分散等。
2）几种深层培养
控制培养法：根据罐内部的变化情况，掌握短暂时间内状态变量的变化以及可能测定的环境因子对微生物代谢活动影响，并以此为基础进行控制培养，以达到产物的最优培养条件。载体培养法：载体培养法脱胎于曲法培养，同时吸收了液体培养的优点，是近年来新发展的一种培养方法。以天然或人工合成的多孔材料代替麸皮之类的固体基质作为微生物的载体，营养成分可以严格控制。发酵结束后，只要将菌体和培养基挤压出来进行抽提，载体可重新使用。
两步法：在酶制剂的两步法液体深层培养中，每一步菌体相同而培养条件不同，因为微生物生长与产酶的最适条件由很大差异。菌体先在丰富的培养基上大量繁殖，然后收集菌体浓缩物，洗涤后再转入添加诱导物的产酶培养基，在此期间，菌体积累大量的酶，一般不再繁殖，营养成分或诱导物得到充分的利用。
４、种子质量的控制
（１）影响孢子质量的因素及其控制
１）培养基
构成孢子培养基的原材料，其产地、品种、加工方法和用量对孢子质量都有一定的影响。水质的影响也不能忽视。
斜面培养基所用的主要原材料，糖、氮、磷含量需经过化学分析及摇瓶发酵试验合格后才能使用。
供生产用的孢子培养基或作为制备砂土孢子或传代所用的培养基要用比较单一的氮源，以便保持正常菌落类型的优势。
作为选种或分离用的平板培养基，则需要采用较复杂的有机氮源，目的是便于选择特殊代谢的菌落。
２）培养温度和湿度
一般来说，提供培养温度，可使菌体代谢活动加快，缩短培养时间。
不同菌株要求的最适温度不同，需经实践考察确定。
一般来说，真菌对湿度要求偏高，放线菌对湿度要求偏低。
３）培养时间和冷藏时间
孢子的培养时间应控制在孢子量多、孢子成熟、发酵产量正常的阶段终止培养。
冷藏时间宜短不宜长。
４）接种量
制备孢子时的接种量要适中，接种后菌落均匀分布整个斜面，隐约可分菌落为正常接种量。一般传代用的斜面孢子要求菌落分布较稀，适于挑选单个菌落进行传代培养。
（２）影响种子质量的因素及其控制
１）培养基
培养基的营养成分应适合种子培养的需要，一般选择一些有利于孢子发芽和菌丝生长的培养基，在营养上易于被菌体直接吸收和利用，营养成分要适当的丰富和完全，氮源和维生素含量较高；
培养基的营养成分要尽可能和发酵培养基接近，以适合发酵的需要，这样种子移入发酵罐后能比较容易适应发酵罐的培养条件。
培养基的pH要比较稳定，适合菌的生长和发育。
２）培养条件
种子培养应选择最适温度，培养过程中通气搅拌的控制很重要。
３）种龄
在工业发酵生产中，一般都选在生命力极为旺盛的对数生长期，菌体量尚未达到最高峰时移种。
最适种龄因菌种不同而有很大差异：细菌的种龄一般为7～24h，霉菌种龄一般为16～50h，放线菌种龄一般为21～64h。
４）接种量
移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例称为接种量。
发酵罐的接种量的大小与菌种特性、种子质量和发酵条件等有关。
５）种子质量的判断
细胞或菌体：以单细胞菌体为种子的质量要求菌体健壮、菌形一致、均匀整齐，有的还要求有一定的排列和形态；以霉菌、放线菌为种子的质量要求是菌丝粗壮，对某些染料着色力强、生产旺盛、菌丝分枝情况和内含物情况良好。
生化指标：种子液的糖、氮、磷含量的变化和pH值变化。
产物生成量：测定产物含量。
酶活力：如胞内的淀粉酶等。
６）种子的异常状况
菌种生长缓慢或过快：与孢子质量和种子罐的培养条件有关。
菌丝结团：与搅拌效果差、接种量小有关
菌丝粘壁：在种子培养过程中，由于搅拌效果不好，泡沫过多以及种子罐装料系数过小等原因，使菌丝逐步粘在罐壁上，结果使培养液中菌丝浓度减少，最后就可能形成菌丝团。5、种子质量的控制措施
（1）菌种稳定性检查：
取少许保藏菌种用无菌生理盐水逐级稀释（稀释度以长成的菌落不至过密为宜），划线培养。挑出形态整齐、孢子丰满的菌落进行摇瓶试验，测定其生产能力，以不低于其原有的生产活力为原则，并取生产能力高的菌种备用。
（2）无（杂）菌检查：
在种子制备过程中每移种一步均需进行杂菌检查。
方法有：种子液显微镜观察，肉汤或琼脂斜面接入种子液进行无菌试验，种子液的生化分析（营养消耗速度、pH变化、溶解氧利用情况、色泽、气味等）。
（3）提供合适的培养条件：
包括营养成分、温度、通气、pH等。以期获得优良种子。
工业微生物菌种的选育、保藏与培养
工业微生物菌种的选育、保藏与培养 自然环境中的微生物是混杂生长的，要想得到生产某一目的产物的野生菌株，就需要采取一定的方法将它们分离出来。菌株分离（separation）就是将混杂着各种微生物的样品按照实际需要和菌株的特性采取迅速、准确、有效的方法对它们进行分离、筛选，进而得到所需微生物的过程。菌株分离和筛选是获得目的菌种的两个重要环节。菌株的分离要根据生产实际需要、目的代谢产物的性质、可能产生所需目的产物的微生物种类、微生物的分布、理化特性及生活环境等，设计选择性高的分离方法，才能快速地从环境或混杂了多种微生物样品中获得所需菌种。筛选方法也很重要，在设计筛选方案时有两点必须注意，即所采用方法的选择性和灵敏度。微生物细胞内含物及其周围的培养基成分非常复杂，目标产物往往又含量极低。因此，需要建立灵敏度高、快速、专一性强的检测方法。 菌种收集和筛选途径： （1）向菌种保藏机构索取有关的菌株，从中筛选所需菌株。 （2）由自然界采集样品，如土壤、水、动植物体等，从中进行分离筛选。 （3）从一些发酵制品中分离目的菌株，如从酱油中分离蛋白酶产生菌，从酒醪中分离淀粉酶或糖化酶的产生菌等。该类发酵制品经过长期的自然选择，具有悠久的历史，从这些传统产品中容易筛选到理想的菌株。 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。 菌种筛选主要步骤： 调查研究及查阅充分的资料筛选 ↓↓ 设计实验方案初筛（1株1瓶）↓确定采集样品的生态环境↓ 采样复筛（1株3～5瓶） ↓确定特定的增殖条件↓结合初步工艺条件摸索增殖培养再复筛（1株3～5瓶）↓确定特殊的选择培养基及可能的↓ ↓定性或半定量快速检出法3～5株平板分离↓ ↓单株纯种分离原种斜面↓生产性能试验及毒性试验↓确定发酵培养基础条件菌种鉴定 一、菌种的分离筛选 一）样品采集与预处理 总的原则是：样品的来源越广泛，获得新菌种的可能性越大。特别是在一些极端的环境中，如高温、高压、高盐等极端环境中，可找到能适应苛刻环境压力的微生物类群。 1、从土壤中采样 土壤由于具备了微生物所需的营养、空气和水分，是微生物最集中的地方。从土壤中几乎可以分离到任何所需的菌株，空气、水中的微生物也都来源于土壤，所以土壤样品往往是首选的采集目标。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：细菌（108）>放线菌（107）>霉菌（106）>酵母菌（105）>藻类（104）>原生动物（103），其中放线菌和霉菌指其孢子数。但各种微生物由于生理特性不同，在土壤中的分布也随着地理条件、养分、水分、土质、季节而有很大的变化。因此，在分离菌株前要根据分离筛选的目的，到相应的环境和地区去采集样品。
菌种培养
第一章无菌操作技术 第一节灭菌技术 一、干热灭菌 1.1、灼烧灭菌 【总操作程序】 主要分两个步骤：点燃火源灼烧2～3次。具体操作如下： ①点燃火源 一般使用酒精灯或煤气灯，点燃酒精灯或煤气灯。 ②灼烧2～3次 一般右手持待灭菌的器具，在火焰的外焰上来回灼烧2～3次。 【达标标准】 灭菌后的器具干燥，所有的微生物被杀死。 【注意事项】 ①正确使用火源，防止失火。 使用酒精灯时，先要检查灯芯，如果灯芯顶端不平或已烧焦，需要剪去少使其平整，然后检查灯里有无酒精，灯里酒精的体积应大于酒精灯容积的1/4，少于2/3。在使用酒精灯时，应注意，绝对禁止用酒精灯引烧另一盏酒精灯，而应用燃着的火柴或木条来引燃；用完酒精灯，必须用灯帽盖灭，不可用嘴去吹灭，否则可能将火焰沿灯颈压入灯内，引起着火或爆炸。不要碰倒酒精灯，万一洒出的酒精在桌上燃烧起来，不要惊慌，应立即用湿抹布扑盖。灼烧时应用火焰的外焰 ②主要用于实验室接种针、接种环、试管口和玻璃棒等的灭菌。涂布平板用的玻璃棒也可在蘸有乙醇后进行灼烧灭菌。 【相关知识】 干热灭菌的原理：热灭菌是利用高温使微生物细胞内的蛋白质凝固变性而达到灭菌的目的。 1.2、干热灭菌 【总操作程序】 主要分五个步骤：装入待灭菌物品升温恒温降温开箱取物。具体操作如下： ①装入待灭菌物品 将包好的待灭菌物品（培养皿、试管、吸管等）放入电热干燥箱内，关好箱门。 ②升温 接通电源，拨动开关，打开电热干燥箱排气孔，旋动恒温调节器至绿灯亮，让温度逐渐上升，当温度上升到100℃时，关闭排气孔，在升温过程中，如果红灯熄灭，绿灯亮，表示箱内停止加温；此时如果还未达到所需的160～170℃,则需转动调节器使红灯再亮，如此反复调节，知道达到所需温度。 ③恒温 当温度升到160～170℃时，借恒温调节器的自动控制，恒温2h。 ④降温 切断电源，自动降温。 ⑤开箱取物
污水处理培养菌种方法
培菌方法： 1、所谓活性污泥培养，就是为活性污泥的微生物提供一定的生长繁殖条件，即营养物，溶解氧，适宜温度和酸碱度。 （1）营养物：即水中碳、氮、磷之比应保持100∶5∶1。 （2）溶解氧：就好氧微生物而言，环境溶解氧大于0.3mg/l，正常代谢活动已经足够。但因污泥以絮体形式存在于曝气池中，以直径500μm活性污泥絮粒而言，周围溶解氧浓度2mg/l时，絮粒中心已低于0.1mg/l，抑制了好氧菌生长，所以曝气池溶解氧浓度常需高于3－5mg/l，常按5－10mg/l控制。调试一般认为，曝气池出口处溶解氧控制在2mg/l较为适宜。 （3）温度：任何一种细菌都有一个最适生长温度，随温度上升，细菌生长加速，但有一个最低和最高生长温度范围，一般为10－45oC，适宜温度为15－35oC，此范围内温度变化对运行影响不大。 （4）酸碱度：一般PH为6－9。特殊时，进水最高可为PH 9－10.5，超过上述规定值时，应加酸碱调节。 2、培菌法： （1）生活污水培菌法：在温暖季节，先使曝气池充满生活污水，闷曝（即曝气而不进污水）数十小时后，即可开始进水。引进水量由小到大逐渐调节，连续运行数天即可见活性污泥出现，并逐渐增多。为加快培养进程，在培菌初期投加一些浓质粪便水或米泔水等，以提高营养物浓度。特别注意，培菌时期（尤其初期）由于污泥尚未大量形成，污泥浓度低，故应控制曝气量，应大大低于正常期曝气量。 （2）干泥接种培菌法：最好取水质相同已正常运行的污水系统脱水后的干
污泥作菌种源进行接种培养。一般按曝气池总溶积1％的干泥量，加适量水捣碎，然后再加适量工业废水和浓粪便水。按上述的方法培菌，污泥即可很快形成并增加至所需浓度 （3）数级扩大培菌法：根据微生物生长繁殖快的特点，仿照发酵工业中菌种→种子罐→发酵罐数级扩大培菌工艺，分级扩大培菌。如某工程设计为三级曝气池，此时可先在一个池中培菌，在少量接种条件下，在一个曝气池内培菌，成功后直接扩大至二三级。 （4）工业废水直接培菌法：某些工业废水，如罐头食品、豆制品、肉类加工废水，可直接培菌；另一类工业废水，营养成分尚全，但浓度不够，需补充营养物，以加快培养进程。所加营养物品常有：淀粉浆料、食堂米泔水、面汤水（碳源）；或尿素、硫氨、氨水（氮源）等，具体情况应按不同水质而定。 （5）有毒或难降解工业废水培菌：有毒或难降解工业废水，只能先以生活污水培菌，然后再将工业废水逐步引入，逐步驯化的方式进行。 （6）直接引进种菌种培菌：有些特殊水质菌种难于培养，还可利用当地科研力量，利用专业的工业微生物研究所培养菌种后再接种培养，如PVA（聚乙烯醇）好氧消化即有专门好氧菌。此法，投资大，周期长，只有特殊情况才用。 3、驯化：在培菌阶段后期，将生活污水和外加营养物量，逐渐减少，工业废水比例逐渐增加，最后全部转为受纳工业废水，这个过程称为驯化。理论上讲，细菌对有机物分解必须有酶参与，而且每种酶都要有足够数量。驯化时，每变化一次配比时，需要保持数天，待运行稳定后（指污泥浓度未减少，处理效果正常），才可再次变动配比，直至驯化结束。
微生物菌种的选育方法
微生物菌种的选育方法 菌种选育Loremreferentibus（英语：Strain selection 日语：ひずみの选択法语：la sélection des souches 俄语：Штаммвыбор 德语：Stammselektion ）微生物菌种是决定发酵产品的工业价值以及发酵工程成败的关键，只有具备良好的菌种基础，才能通过改进发酵工艺和设备以获得理想的发酵产品。菌种用途广泛涉及食品、医药、工农业、环保等诸多领域。 自然选育
自然选育的菌种来源于自然界、菌种保藏机构或生产过程，从自然界中选育菌种的过程较为复杂，而从生产过程或菌种保藏机构得到菌种的自然选育过程较为简单。 自然选育的步骤主要是：采样，增长培养，培养分离和筛选等。采样筛选的菌种采集的对象以土壤为主，也可以是植物、腐败物品和某些水域等。土壤是微生物的汇集地，从土壤中几乎可以分离到任何所需的微生物，故土壤往往是首选的采集目标。微生物的营养需求和代谢类型与生长环境有很大关系。富集培养由于采集样品中各种微生物数量有很大差异，若估计到要分离的菌种数量不多时，就要人为增加分离的概率，增加该菌种的数量，称为富集培养。纯种培养尽管通过增长培养的效果很好，但是得到的微生物还是处于混杂状态，因为样品中本身含有许多种类的微生物。所以，为了取得所需的微生物纯种，增殖培养后必须进行分离。平板分离法由接种环以无菌操作沾取少许待分离的材料，在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线，微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少，并逐步分散开来。如果划线适宜的话，微生物能一一分散，经培养后，可在平板表面得到单菌落。分离方法有三种：即划线分离法、稀释法和组织分离法。稀释分离法在溶液中再加入溶剂使溶液的浓度变小。亦指加溶剂于溶液中以减小溶液浓度的过程。浓溶液的质量×浓溶液的质量分数=稀溶液的质量×稀溶液的质量分数生产能力考察初筛一般通过平板稀释法获得单个菌落，然后对各个菌落进行有关性状的初步测定，从中选出具有优良性状的菌落。例如，对抗生素产生
香菇菌种生产的方法与步骤
香菇菌种生产的方法与步骤 (一)母种生产培养基的配方选择 一是马铃薯、葡萄糖、琼脂培养基(PDA)：去皮马铃薯200克，葡萄糖20克，琼脂16~23克，水1 000毫升。氢离子浓度1 000~10000纳摩／升(pH5~6)，用于分离、培养菌种。 二是PDA改良培养基(甲)：马铃薯(去皮)200克，葡萄糖20克，磷酸二氢钾(KH2PO4)2克，硫酸镁(MgSO4)0．5克，维生素B110毫克，琼脂20克，水1000毫升，灭菌后氢离子浓度3163～10000纳摩／升(pH5．0～5．5)，用于培养、分离菌种。 三是PDA改良培养基(乙)：马铃薯(去皮)200克，麸皮或米糠50克，硫酸镁0.5克，维生素B110毫克，琼脂20克，灭菌后氢离子浓度3163～3981纳摩／升(pH5．4～5．5)。 四是PDA改良培养基(丙)：心材木200克，细米糠(或麸皮)100克，硫酸铵1克，麦芽糖(或葡萄糖)20克，琼脂20克，水1 000毫升，灭菌后氢离子浓度3163～10000纳摩／升 (pH5.0～5.5)，用于分离菌种。 五是麦芽浸膏、酵母浸膏、琼脂培养基(MYD)：麦芽浸膏3克，葡萄糖10克，酵母浸膏3克，琼脂20克，蛋白胨5克，水1 000毫升(用于菌种培养)。 六是麦芽浸膏、蛋白胨培养基(MPA)：麦芽浸膏20～25克，蛋白胨10克，琼脂20克，水1 000毫升(用于分离、培养、保存菌种)。 上述6个培养基配方中，马铃薯、葡萄糖、琼脂(PDA)配方应用最普遍。在此着重介绍PDA培养基的配制方法与步骤： 1．制备培养基的操作程序 选择优质马铃薯，去皮或挖去发芽眼，削去发青皮，切成薄片，称取200克，置于钢精锅，加水1 000毫升，煮沸后小火保持30分钟，趁热用8层纱布过滤后放人有1 000毫升刻度的量杯(或量筒)中，补充水到1 000毫升，倒回钢精锅，加琼脂继续加热，待琼脂溶化后，再加葡萄糖，再补水至1000毫升，用玻璃棒搅均匀，趁热分装试管，或装入三角瓶备用。 2．分装试管 将配制好的PDA培养基，趁热(60℃)倒人事先准备好的量杯或玻璃漏斗，分装试管。每支试管装培养基为管长的1／4，培养液不可贴附管口内壁，如有沾附物必须揩拭干净。 3．做棉塞 取适量棉花做成较紧实的棉塞，塞入试管约2厘米左右，外留1厘米，紧贴试管内壁，松紧度
羊肚菌菌种制作技术(课件)
羊肚菌菌种制作技术 羊肚菌是世界上珍贵的稀有食用菌之一，属高级营养品。它富含蛋白质、碳水化合物、多种维生素及２0多种氨基酸，特别是有机锗含量高,具有补肾、壮阳、补脑、提神的功能；主治精肾亏损、阳痿不举、性欲冷淡；对头晕失眠、肠胃炎症、脾胃虚弱、消化不良、饮食不振有良好的辅助治疗作用;还可以防癌抗癌、预防感冒、增强人体免疫力，在医学上有重要的开发价值.由于它功能齐全,香味独特，食疗效果显著,目前国内每千克售价８０0~1００0元,尤其在西欧国家供应十分紧俏,价格更昂贵。 因羊肚菌与其它食用菌不同,栽培适应性较差，特别是在异地栽培稳定性差。因此，利用当地的羊肚菌品种分离制出的菌种，能适应当地环境，可避免异地购种的地区性差异和邮寄途中的影响,建议种植户最好分离当地的品种.它能适应当地环境，但也要注意羊肚菌的菌种隔年使用效果不好,有变异现象。这就给大面积栽培和推广带来了困难.所以羊肚菌的菌种最好每年分离、驯化.这是迄今尚未实现商品化栽培的原因之一,加上栽培管理或环境达不到要求就会不出菇。这就是羊肚菌人工栽培困难的奥秘.?一、制种注意事项 羊肚菌的菌种性能与其它食用菌不同,菌种分离方
法和育种手段及栽培管理技术与其它食用菌也有很大差异。最大的缺点就是容易退化、变异、生霉。这对栽培羊肚菌带来很大困难。对此，首先要控制菌种传代，无论母种、原种、栽培种，若违反技术要求,多传一代就会出现上述不良反应或不长子实体.母种只能经过原种栽培种,到栽培中的一次流程和3次破菌愈合才能保住质量;若超过3次菌丝断裂而重新萌发的新菌丝，会失去或降低酶的分解作用,以致抗病力差，易生杂菌，不出菇。 二、母种制作? (一）培养基配方 ①黄豆芽500克（煮汁)，白糖20克，琼脂20克，羊肚菌基脚～50克,水1升。?②黄豆芽5０0克（煮汁），白糖20克,琼脂20克，水１升。 ③栎木屑５00克（煮汁),白糖20克，琼脂20克，水1升。 ④马铃薯２0０克（煮汁)，白糖20克，琼脂２0克,蛋白胨0。5克,牛肉膏0.５克，水1升。 ⑤蛋白胨１克，葡萄糖20克，琼脂20克,酵母膏1克,磷酸二氢钾１克，硫酸镁１克，维生素B1，1克，水１升。ｐＨ值自然。?上述配方任选一组。将木屑或豆芽加水１升煮30分钟,过滤取汁,并将余下的水补足1升,加入其它原料，煮至溶化后,按母种制作常规方法，分装于18毫米×1８０毫米或2０毫米×２00毫米试管的1/５，塞
菌种的选育
第一章菌种选育 第一节工业常用微生物及要求 一、常见微生物 （一）细菌（bacteria） 发酵工业中常用的细菌主要是杆菌,主要有： 醋杆菌属（Acetobacter） 乳杆菌属（Lactobacillus） 杆菌属（Bacillus）:α-淀粉酶，蛋白酶，肌苷、鸟苷等核苷。其中最为重要的是枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis） 短杆菌属（Brevibacterium）：谷氨酸 棒杆菌属（Corynebacterium）：谷氨酸 （二）放线菌（actinomyces） 属原核微生物（有菌丝体，无横隔，不具完整的核。）最大的经济价值在于产生多种抗生素（antibiotic）。 链霉菌（Streptomyces）：红，金，土，氯，链霉素 小单孢菌属（Micromonospora）：庆大霉素 （三）霉菌（mould） 亦称丝状真菌（不是分类学上的名词，凡在营养基质上形成绒毛状，网状或絮状菌丝的真菌统称霉菌。） 1.曲霉属（Aspergillus） 黑曲霉（A. niger）产蛋白酶，淀粉酶，果酸酶，变异菌株产柠檬酸 米曲霉（A. oryzae）产淀粉酶，蛋白酶，酿酒的糖化曲和酱油曲 黄曲霉（A. flavus）产黄曲霉毒素 米曲霉和黄曲霉均为半知菌。 2.青霉属（Penicillum）：例如桔子上的绿色斑点 桔青霉（P. citrinum）：产生5’－磷酸二酯酶，降解核糖核酸为四个单核苷酸。 3.根霉属（Rhizopus）接合菌
米根霉（R. oryzae） 华根霉（R. chinensis） 酒药和酒曲中含有米根霉或华根霉。 4.红曲霉属（Monascus） 淀粉酶，麦芽糖酶，蛋白酶，柠檬酸等。可生产食用红色素。 （四）酵母（yeast） 单细胞真核微生物，低等真菌。 ①酵母属（Saccharomyces） 啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae） ②假丝酵母属（Candida） 产朊假丝酵母（Candida utilis）生产饲料酵母，其蛋白质和维生素含量都比啤酒酵母高。可利用糖蜜，土豆淀粉废液生产人畜可食用蛋白质。 ③毕赤酵母属（Pichia） 产膜酵母，在液面形成白膜，是酿造物和酒类饮料的污染菌。 （五）其它微生物 1.担子菌（basidiomycetes） 即菇类（mushroom）担子菌资源的利用已经引起人们的重视。可用于多糖及抗癌药物开发。 2. 藻类（alga）是分布极广的一类自养微生物资源，许多国家把它用作人类保健 食品和饲料。从蛋白质产率看，螺旋藻是大豆的 28倍，每公顷珊列藻所得蛋白质是小麦的20～35倍。 （六）噬菌体（phage）凡用细菌和放线菌为生长菌株的发酵工业，均存在噬菌体的危害问题。噬菌体在自然界分布极为广泛。其三大特点是： ①体积比细菌小的多，可以通过细菌滤器。 ②没有细胞结构，由核酸的蛋白质构成。 ③营专性活物寄生，即只能在特异性寄主细胞中增殖。 烈性噬菌体——引起寄主细胞迅速裂解。受感染的细菌称敏感性细菌。 温和噬菌体——随寄主细胞的繁殖而繁殖。含温和噬菌体的细菌称溶原性细菌。
菌种保存方法
菌种保藏方法 中国工业微生物菌种保藏管理中心 微生物菌种保藏对于微生物菌种的研究和利用至关重要。以下是中国工业微生物菌种保藏管理中心整理的目前国际国内常用的菌种保藏方法，包括：定期移植法、液体石蜡法、沙土管法、真空冷冻干燥法、80℃冰箱冻结法、液氮超低温冻结法，各种菌种保藏方法都有详细的步骤说明。 定期移植法 亦称传代培养保藏法，包括斜面培养、穿刺培养、液体培养等。是指将菌种接种于适宜的培养基中，最适条件下培养，待生长充分后，于4～6℃进行保存并间隔一定时间进行移植培养的菌种保藏方法。 操作步骤如下： 1 培养基制备 1.1 器皿准备 培养基制备过程中所用的一些玻璃器皿，如三角瓶、试管、培养皿、烧杯、吸管等，经洗涤、干燥、包装、灭菌后使用。 1.2 溶解培养基配料 先在烧杯中放适量水，按培养基配方称取各项材料，依次将缓冲化合物、主要元素、微量元素、维生素等材料加入水中溶解，最后加足水量，搅拌均匀。 1.3 调pH值 配料溶解后将培养基冷却至室温，根据要求加稀酸（0.1mol/L盐酸）或稀碱(10%氢氧化钠)调pH值。加酸或碱液时要缓慢、少量、多次搅拌，防止局部过碱或过酸而导致测量不准确和营养成分被破坏。 1.4 加凝固剂 配制固体培养基时需加凝固剂，如琼脂、明胶等。将凝固剂加入液体培养基中，加热并不断
搅拌至融解，再补足所蒸发水分。 1.5 过滤分装 在二层纱布中间夹入脱脂棉，将配好的培养基趁热过滤并分装。斜面培养基分装量约为试管高度的四分之一(4～5mL)，穿刺培养基分装量以试管高度的二分之一为宜。分装过程中勿使培养基沾污管口，以免弄湿棉塞造成污染。 1.6 包扎标记 将试管加棉塞，外面包扎一层牛皮纸或铝箔并注明培养基名称及配制日期。 1.7 灭菌 根据要求将培养基灭菌，通常蒸汽灭菌为121℃，15～20min。 1.8 斜面摆放 灭菌后及时摆放斜面，斜面长度不超过试管管长的二分之一为宜。 1.9 无菌检查 将灭菌的培养基放入培养箱中作无菌检验，通常30℃培养1～3天。无菌检查合格后将其保存于4℃下备用。 2接种 2.1 斜面接种 2.1.1 点接 把菌种点接在斜面中部偏下方处。适用于扩散型生长及绒毛状气生菌丝类霉菌（如毛霉、根霉等）。 2.1.2 中央划线 从斜面中央自下而上划一直线。适用于细菌和酵母菌等。 2.1.3 稀波状蜿蜒划线法 从斜面底部自下而上划“之”字形线。适用于易扩散的细菌，也适用于部分真菌。2.1.4 密波状蜿蜒划线法
污水处理菌种培养方法
污水处理菌种培养方法 培菌方法： 1、所谓活性污泥培养,就是为活性污泥的微生物提供一定的生长繁殖条件,即营养物，溶解氧,适宜温度和酸碱度。 (1）营养物：即水中碳、氮、磷之比应保持1００∶5∶1。?(２)溶解氧:就好氧微生物而言,环境溶解氧大于0.3mg/ｌ,正常代谢活动已经足够。但因污泥以絮体形式存在于曝气池中，以直径5０0μm活性污泥絮粒而言,周围溶解氧浓度２ｍｇ/l时,絮粒中心已低于0.1mｇ/l,抑制了好氧菌生长,所以曝气池溶解氧浓度常需高于3-５mｇ/ｌ，常按5－10mｇ/ｌ控制。调试一般认为，曝气池出口处溶解氧控制在2mg／ｌ较为适宜。 (３）温度:任何一种细菌都有一个最适生长温度，随温度上升，细菌生长加速,但有一个最低和最高生长温度范围，一般为10-４5oC，适宜温度为15-35oC,此范围内温度变化对运行影响不大。?(4）酸碱度:一般PH为6-9。特殊时,进水最高可为PH 9-１0.5,超过上述规定值时,应加酸碱调节。?2、培菌法:?（1）生活污水培菌法:在温暖季节，先使曝气池充满生活污水，闷曝（即曝气而不进污水）数十小时后，即可开始进水。引进水量由小到大逐渐调节，连续运行数天即可见活性污泥出现,并逐渐增多。为加快培养进程,在培菌初期投加一些浓质粪便水或米泔水等,以提高营养物浓度。特别注意,培菌时期（尤其初期)由于污泥尚未大量形成，污泥浓度低，故应控制曝气量，应大大低于
正常期曝气量。 (2)干泥接种培菌法:最好取水质相同已正常运行的污水系统脱水后的干污泥作菌种源进行接种培养。一般按曝气池总溶积1%的干泥量，加适量水捣碎，然后再加适量工业废水和浓粪便水。按上述的方法培菌，污泥即可很快形成并增加至所需浓度(3）数级扩大培菌法：根据微生物生长繁殖快的特点，仿照发酵工业中菌种→种子罐→发酵罐数级扩大培菌工艺,分级扩大培菌。如某工程设计为三级曝气池，此时可先在一个池中培菌,在少量接种条件下,在一个曝气池内培菌，成功后直接扩大至二三级。?（4)工业废水直接培菌法：某些工业废水，如罐头食品、豆制品、肉类加工废水，可直接培菌;另一类工业废水，营养成分尚全,但浓度不够,需补充营养物,以加快培养进程。所加营养物品常有:淀粉浆料、食堂米泔水、面汤水(碳源);或尿素、硫氨、氨水(氮源）等，具体情况应按不同水质而定。 (5）有毒或难降解工业废水培菌：有毒或难降解工业废水,只能先以生活污水培菌,然后再将工业废水逐步引入，逐步驯化的方式进行。?(6)直接引进种菌种培菌：有些特殊水质菌种难于培养,还可利用当地科研力量,利用专业的工业微生物研究所培养菌种后再接种培养，如PVA(聚乙烯醇）好氧消化即有专门好氧菌。此法,投资大,周期长,只有特殊情况才用。 ３、驯化:在培菌阶段后期，将生活污水和外加营养物量,逐渐
第二章 生产菌种的扩大培养、选育与保藏[1]
第二章生产菌种的扩大培养、选育与保藏 目前工业规模的发酵罐容积已达到几十立方米或几百立方米。如按百分之十左右的种子量计算，就要投入几立方米或几十立方米的种子。要从保藏在试管中的微生物菌种逐级扩大为生产用种子是一个由实验室制备到车间生产的过程。其生产方法与条件随不同的生产品种和菌种种类而异。如细菌、酵母菌、放线菌或霉菌生长的快慢；产孢子能力的大小；及对营养、温度、需氧等条件的要求均有所不同。因此，种子扩大培养应根据菌种的生理特性，选择合适的培养条件来获得代谢旺盛、数量足够的种子。这种种子接入发酵罐后，将使发酵生产周期缩短，设备利用率提高。种子液质量的优劣对发酵生产起着关键性的作用。 种子扩大培养：是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。 发酵工业生产过程中的种子的必须满足以下条件： （1）菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期短； （2）生理形状稳定； （3）菌体总量及浓度能满足大容量发酵罐的要求； （4）无杂菌污染； （5）保持稳定的生产能力。 第一节种子的制备过程 在发酵生产过程中，种子制备的过程大致可分为两个阶段： （1）实验室种子制备阶段 （2）生产车间种子制备阶段 一、实验室种子的制备 实验室种子的制备一般采用两种方式： 对于产孢子能力强的及孢子发芽、生长繁殖快的菌种可以采用固体培养基培养孢子，孢子可直接作为种子罐的种子，这样操作简便，不易污染杂菌。对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，可以用液
体培养法。 （一）孢子的制备 1，细菌孢子的制备 细菌的斜面培养基多采用碳源限量而氮源丰富的配方。培养温度一般为37℃。细菌菌体培养时间一般为1~2天，产芽孢的细菌培养则需要5~10天。 2，霉菌孢子的制备 霉菌孢子的培养一般以大米、小米、玉米、麸皮、麦粒等天然农产品为培养基。培养的温度一般为25~28℃。培养时间一般为4~14天。 3，放线菌孢子的制备 放线菌的孢子培养一般采用琼脂斜面培养基，培养基中含有一些适合产孢子的营养成分，如麸皮、豌豆浸汁、蛋白胨和一些无机盐等。培养温度一般为28℃。培养时间为5~14天。 （二）液体种子制备 1，好氧培养 对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，如产链霉素的灰色链霉菌（S. griseus）、产卡那霉素的卡那链霉菌（S. Kanamuceticus）可以用摇瓶液体培养法。将孢子接入含液体培养基的摇瓶中，于摇瓶机上恒温振荡培养，获得菌丝体，作为种子。其过程如下： 试管→三角瓶→摇床→种子罐 2，厌氧培养（略） 二、生产车间种子制备 实验室制备的孢子或液体种子移种至种子罐扩大培养，种子罐的培养基虽因不同菌种而异，但其原则为采用易被菌利用的成分如葡萄糖、玉米浆、磷酸盐等，如果是需氧菌，同时还需供给足够的无菌空气，并不断搅拌，使菌（丝）体在培养液中均匀分布，获得相同的培养条件。 1，种子罐的作用： 主要是使孢子发芽，生长繁殖成菌（丝）体，接入发酵罐能迅速生长，达到一定的菌体量，以利于产物的合成。 2，种子罐级数的确定 种子罐级数：是指制备种子需逐级扩大培养的次数，取决于： （1）菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度； （2）所采用发酵罐的容积。 比如： 细菌：生长快，种子用量比例少，级数也较少，二级发酵。 茄子瓶→种子罐→发酵罐 霉菌：生长较慢，如青霉菌，三级发酵 孢子悬浮液→一级种子罐（27℃,40小时孢子发芽，产生菌丝）→二级种子罐（27℃，10~24小时，菌体迅速繁殖，粗壮菌丝体）→发酵罐
菌种选育和发酵培养基如何配制
菌种选育和发酵培养基如何配制 如何选育菌种? 自然界中微生物资源异常丰富,土壤、水、空气、腐败的动植物残骸,都是微生物的主要集居和生长繁衍的场所.其种类之多,至今仍然是一个难于估测的未知数.以其集居环境(包括特殊和极端环境)、营养类型、生存方式、生理类型、代谢途径、合成能力等比较,均居生物界之冠.因此,微生物资源的开发和应用是当今世界瞩目的重大课题. 菌种的分离,不仅是把混杂的各类微生物有效地分开,得到纯种,更重要的是依着生产实际的要求,有的放矢、快速、准确地将能产生所需产物,或具有某种生化反应性能的菌种,从大量的微生物中挑选出来.有时是设计一种在分离阶段便能识别所需菌种的方法,更多的是利用特定的方法分离,获得所需菌种后,再进行识别.为了使获得的菌种能满足工业生产的需要,须考虑各种性能指标.因此,菌种分离和筛选的方法和策略就十分重要. 一般的菌种分离纯化和筛选步骤可分为采样、增殖与分离、发酵与性能测定等几个步骤.步骤和方法如下图所示: 发酵培养基如何配制? 首先需了解微生物需要的营养物质. (1)微生物需要的营养物质 营养物质应满足微生物的生长、繁殖和完成各种生理活动的需要.它们的作用可概括为形成结构(参与细胞组成)、提供能量和调节作用(构成酶的活性和物质运输系统). 微生物的营养物质有六大类要素,即水、碳源、氮源、无机盐、生长因子和能源.
①水 水是微生物的重要组成部分,在代谢中占有重要地位.水在细胞中有两种存在形式:结合水和游离水.结合水与溶质或其他分子结合在一起,很难加以利用.游离水(或称为非结合水)则可以被微生物利用. ②碳源 碳在细胞的干物质中约占50%,所以微生物对碳的需求最大.凡是作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的营养物质,称为碳源. 作为微生物营养的碳源物质种类很多,从简单的无机物(CO2、碳酸盐)到复杂的有机含碳化合物(糖、糖的衍生物、脂类、醇类、有机酸、芳香化合物及各种含碳化合物等).但不同微生物利用碳源的能力不同,假单孢菌属可利用90种以上的碳源,甲烷氧化菌仅利用两种有机物:甲烷和甲醇,某些纤维素分解菌只能利用纤维素. 大多数微生物是异养型,以有机化合物为碳源.能够利用的碳源种类很多,其中糖类是最好的碳源. 异养微生物将碳源在体内经一系列复杂的化学反应,最终用于构成细胞物质,或为机体提供生理活动所需的能量.所以,碳源往往也是能源物质. 自养菌以CO2、碳酸盐为唯一或主要的碳源.CO2是被彻底氧化的物质,其转化成细胞成分是一个还原过程.因此,这类微生物同时需要从光或其他无机物氧化获得能量.这类微生物的碳源和能源分别属于不同物质. ③氮源 凡是构成微生物细胞的物质或代谢产物中氮元素来源的营养物质,称为氮源.细胞干物质中氮的含量仅次于碳和氧.氮是组成核酸和蛋白质的重要元素,氮对微生物的生长发育有着重要作用.从分子态的N2到复杂的含氮化合物都能够被不同微生物所利用,而不同类型的微生物能够利用的氮源差异较大. 固氮微生物能利用分子态N2合成自己需要的氨基酸和蛋白质,也能利用无机氮和有机氮化物,但在这种情况下,它们便失去了固氮能力.此外,有些光合细菌、蓝藻和真菌也有固氮作用. 许多腐生细菌和动植物的病原菌不能固氮,一般利用铵盐或其他含氮盐作氮源.硝酸盐必须先还原为NH+4
菌种活化方法
低温保存管（cryo tube）中之一般菌种临时存放及活化 A. 低温保存管之临时存放及解冻 1. 低温保存管（cryo tube）应存放于－20℃ ~ －80℃之低温条件下。 2. 准备 37℃之 70﹪（V/V）酒精浴槽（只能在电气水浴槽中改放酒精，不可以火加温，以免危险；若以 37℃水浴取代，应避免水中微生物污染），其中事先安放小试管架（可放置 cryotube 之大小），液面不可高达管塞。 3. 将 cryotube 从低温保存条件中取出，置于 37℃浴槽之小试管架上。 4. 不断轻微摇动 cryotube，液面不可高至管塞，直至结冰完全溶解（约需 2 分钟）。 B. 菌株活化: 在无菌操作下 1. 用无菌微量吸管，从已溶解之 cryotube 吸取 50 ?l（或 1 ~ 2 滴）之菌液，滴入固态指定培养基(培养基编号及温度示于菌株订购单)某一边缘附近，以划线法接种于培养基。 2. 将接种好的培养基置于指定温度的培养箱中培养。 C. 划线法 1. 手持金属接种环，用酒精灯将接种环（共约 5 公分）烧至火红，并不断来回烧烤金属固定杆之前约 10 公分，等待约 10 秒钟，将接种环前端轻触培养基边缘凝胶（无菌体部份），待接种环完全冷却后，以环沾黏菌滴，由培养基边缘向中央轻轻横划紧接的并行线，直到涵盖 1/3 培养基为止（I 区）。 2. 灼烧接种环，待数秒冷却后，旋转培养基自 I 区涂布的边缘再横划数条线到未接种的区域（II 区）。 3. 重复 2. 的动作完成 III 区与 IV 区。 4. 灼烧接种环，将接种环归位。 D. 图示 （1）金属接种环
（2）平板划线法 冷冻干燥管之开管说明 下列步骤请在无菌环境下操作： 1、以沾有70%酒精的棉花，擦拭外管，在火焰上加热外管之尖端。 2、滴数滴无菌水于加热处，使外管破裂，再以硬棒敲破尖端。 3、取出隔热纤维纸和内管，以灭菌过的镊子取出内管之棉塞。 4、( a ) 适用于细菌 用无菌吸管，吸取0.3-0.5 ml指定之液体培养基，滴入内管内，并轻微震荡（可用该吸管协助），直到均匀悬浮。 ( b ) 适用于霉菌、酵母菌 用无菌吸管，吸取0.3-0.5 ml无菌水，滴入内管内，待干燥粉末溶解后，以无菌吸管吸取并滴入约含有5ml无菌水之试管内，轻微震荡使其均匀后，静置30至60分钟。 5、取0.1-0.2 ml之菌体悬浮液于指定的平板培养基上，做划线分离培养或做成一系列之稀释，用无菌L型玻棒均匀涂抹，以检验菌种之纯度及活化情形，而剩余的菌体则全部移入指定的液体培养基内，并依指定的温度培养之。 6、某些菌种经过冷冻干燥保存后，迟滞期 ( lag period ) 较长，必须等培养二倍时间后才能长出，且再经过一、二次继代培养 (Subculture) 后才能正常生长。经过以上的努力后仍培养失败，才视为不能活化。 7、若菌种未能活化，或活化之菌落有疑问时，请于收到菌种之一个月内，以问题菌株反应单传真至本中心，即进行处理。
微生物菌种的扩大培养技术
菌种的扩大培养是发酵生产的第一道工序，该工序又称之为种子制备。种子制备不仅要使菌 体数量增加，更重要的是，经过种子制备培养出具有高质量的生产种子供发酵生产使用。因此，如何提供发酵产量高、生产性能稳定、数量足够而且不被其他杂菌污染的生产菌种，是 种子制备工艺的关键。 种子扩大培养的任务 工业生产规模越大，每次发酵所需的种子就越多。要使小小的微生物在几十小时的较短 时间内，完成如此巨大的发酵转化任务，那就必须具备数量巨大的微生物细胞才行。菌种扩 大培养的目的就是要为每次发酵罐的投料提供相当数量的代谢旺盛的种子。因为发酵时间的 长短和接种量的大小有关，接种量大，发酵时间则短。将较多数量的成熟菌体接入发酵罐中，就有利于缩短发酵时间，提高发酵罐的利用率，并且也有利于减少染菌的机会。因此，种子 扩大培养的任务，不但要得到纯而壮的菌体，而且还要获得活力旺盛的、接种数量足够的菌体。对于不同产品的发酵过程来说，必须根据菌种生长繁殖速度快慢决定种子扩大培养的级数，抗生素生产中，放线菌的细胞生长繁殖较慢，常常采用三级种子扩大培养。一般50 t发 酵罐多采用三级发酵，有的甚至采用四级发酵，如链霉素生产。有些酶制剂发酵生产也采用 三级发酵。而谷氨酸及其他氨基酸的发酵所采用的菌种是细菌，生长繁殖速度很快，一般采 用二级发酵。 种子制备的过程 细菌、酵母菌的种子制备就是一个细胞数量增加的过程。细菌的斜面培养基多采用碳源 限量而氮源丰富的配方，牛肉膏、蛋白胨常用作有机氮源。细菌培养温度大多数为37 ℃， 少数为28 ℃，细菌菌体培养时间一般1～2天，产芽孢的细菌则需培养5～10天。 霉菌、放线菌的种子制备一般包括两个过程，即在固体培养基上生产大量孢子的孢子制 备和在液体培养基中生产大量菌丝的种子制备过程。 ⒈孢子制备 孢子制备是种子制备的开始，是发酵生产的一个重要环节。孢子的质量、数量对以后菌 丝的生长、繁殖和发酵产量都有明显的影响。不同菌种的孢子制备工艺有其不同的特点。 ⑴放线菌孢子的制备放线菌的孢子培养一般采用琼脂斜面培养基，培养基中含有一些 适合产孢子的营养成分，如麸皮、豌豆浸汁、蛋白胨和一些无机盐等。碳源和氮源不要太丰 富(碳源约为1％，氮源不超过0.5％)，碳源丰富容易造成生理酸性的营养环境，不利于放线 菌孢子的形成，氮源丰富则有利于菌丝繁殖而不利于孢子形成。一般情况下，干燥和限制营 养可直接或间接诱导孢子形成。放线菌斜面的培养温度大多数为28 ℃，少数为37 ℃，培养 时间为5～14天。
微生物菌种操作方法汇总
常用的几种微生物接种方法 接种细菌应用接种针（环）来沾取细菌标本，进行接种。接种环与接种针为用白金丝或合金丝所制，亦可用电炉丝代替，因它能耐高热且散热快，便于接种前后通过火焰灭菌（整个接种环烧红即达到灭菌目的）。在使用接种环时一般用右手持笔式较为方便，左手可持培养基进行配合，其接种程序可分为：灭菌接种环→稍冷→沾取细菌样品→进行接种（包括：启盖或塞、接种划线、加盖或塞）→进行接种环灭菌等五个程序。不同培养基，接种方法也不同，分述如下： 一、平板划线接种法（分离培养法） 是将细菌分离培养的常用技术，其目的是将混有多种细菌的培养物，或标本中不同的细菌（病原菌与非病原菌）使其分散生长，形成单个菌落或分离出单一菌株，便于识别鉴定。平板划线接种方法较多，其中以分段划线法与曲线划线法较为常用。 （一）分段划线法 平板分段划线(左)及培养后菌落分布图 本法多用于含菌量较多的标本。方法是以接种环沾取少许样品先涂布于平板培养基表面一角作为第一段划线（划线时接种环与培养基表面呈45度角），然后将接种环置火焰上灭菌，俟冷（可接触平板试之，如不融化琼脂，即已冷却），于第二段处再作划线，且在开始划线时与第一段的划线相交接数次，以后划线不必再相接，待第二段划完时，再如上法灭菌，接种划线，依次划至最后一段，灭菌接种环。这样每一段划线内的细菌数逐渐减少，即以获得单个菌落，划线接种完毕，盖好平皿盖，倒置（平板底部向上）于37℃温箱中培养。 （二）连续划线法：此法多用于接种材料中含菌数量不太多的样品或培养物。方法是先将样品或培养物涂于平板表面的一角，然后用接种环自样品涂擦处开始，向左右两侧划开并逐渐向下移动，连续划成若干条分散的平等线。
微生物菌种选育方式(一)
微生物菌种选育方式(一) 关键词：地衣芽孢杆菌诺卡氏菌 ATCC 北京标准物质网 微生物菌种选育技术在现代生物技术中具有十分重要的地位，经历了自然选育、诱变育种、杂交育种、代谢控制育种和基因工程育种五个阶段，各个阶段并不孤立存在，而是相互交叉，相互联系的。新的育种技术的发展和应用促进了生产的发展。 1．自然选育 随着微生物学的发展，特别是在发明微生物的纯培养技术之后，出现了微生物纯种的自然选育。以基因自发突变为基础选育优良性状菌株的这种方法，是最早应用微生物遗传学原理．进行育种实践的一个实例。由于微生物体内存在光复活、切补修复、重组修复、紧急呼救修复等修复机制以及DNA聚合酶的校正作用，使得自发突变几率极低，一般为10-6～10-10这样低的突变率导致自然选育耗时长、工作量大，影响了育种工作效率。在这种情况下，就出现了诱变育种技术。 2．诱变育种 1927年，Miller发现X射线能诱发果蝇基因突变。之后，人们发现其他一些因素也能诱发基因突变，并逐渐弄清了一些诱变发生的机理，为工业微生物诱变育种提供了前提条件。1941年，Beadle 和 Tatum 采用X射线和紫外线诱变红色面包霉，得到了各种代谢障碍的突变株。在这之后，诱变育种得到了极大发展。 诱变育种是以诱变剂诱发微生物基因突变，通过筛选突变体，寻找正向突变菌株的一种诱变方法。诱变剂包括物理诱变剂、化学诱变剂和生物诱变剂。其中，物理诱变剂包括紫外线、X射线、射线、快中子等；化学诱变剂包括烷化剂(如甲基磺酸乙酯、硫酸二乙酯、亚硝基胍、亚硝基乙基脲、乙烯亚胺及氮芥等)、天然碱基类似物、脱氨剂(如亚硝酸)、移码诱变剂、羟化剂和金属盐类(如氯化锂及硫酸锰等)；生物诱变剂包括噬菌体等。物理诱变剂因其价格经济，操作方便，所以应用最为广泛；化学诱变剂多是致癌剂，对人体及环境均有危害，使用时须谨慎；生物诱变剂应用面窄，其应用也受到限制。 现今，诱变育种已取得了显著的成果，如青霉素生产菌的青霉素产量在40年内增加了近万倍，达到lO万u／ml左右；谷氨酸产生菌经紫外诱变处理，产酸率提高了3l％；用亚硝酸钠、紫外线等物化方法诱变产碱性蛋白酶的地衣芽
菌种培养方法
菌种培养方法 污水处理-生活污水培菌法：在温暖季节，先使曝气池充满生活污水-污水处理，闷曝（即曝气而不进污水）数十小时后，即可开始进水。引进水量由小到大逐渐调节-污水处理，连续运行数天即可见活性污泥出现，并逐渐增多。为加快培养进程-污水处理，在培菌初期投加一些浓质粪便水或米泔水等，以提高营养物浓度。特别注意，培菌时期-污水处理（尤其初期）由于污泥尚未大量形成，污泥浓度低，故应控制曝气量-污水处理，应大大低于正常期曝气量。 1. 前期准备阶段 1.1. 物料准备①污泥准备对于万立方米级污水处理装置而言，其 生化池体积较大，为了保证生化池初始污泥浓度，需要准备投加的原始污泥量很大。理论上讲，投加后生化池的污泥的质量浓度最好控制在2 500mg/L左右。实际运行时，为了节约成 本，调试期间初始污泥的质量浓度可控制在1 500mg/L左右，一日处理1×104m3污水生化 时间为12h的污水处理装置为例，调试前需准备含水率在80%的活性污泥约40m3。污泥品种最好是同类或相似的活性污泥。如有困难，其它活性较强的污泥也可使用。污泥在使用前为保证一定的活性，对待用的污泥需进行喷水保湿处理，在保湿条件下污泥的活性至少可保持15d以上。 ②碳源培养前的准备生化调试过程中理想的碳源是大粪及淀粉。一般来说调试前期以加入大粪为主，中后期以加入淀粉为主，为接生成本，淀粉可用地脚面粉替代。由于大粪无法事先储存，因此，事前需和有关部门确定好调试期间需要的数量。调试期间碳源准备量一般按如下原则进行估算。每天投加到生化池的COD量按混合后生化池COD的质量浓度在200~300mg/L水平计，其中地脚面粉COD的质量折算量约为1t[COD]/t[面粉]。大粪的COD 折算比较困难，根据经验，在整个调试期间需100~150 m3的大粪。加入大粪的目的除补充 碳源外，还可增加生化池菌种的引入。地脚面粉可准备10~15t。③磷源、氮源的准备补 充碳源一般以普钙Ca（H2PO4)2为主，补充的氮源以尿素CO（NH2）2为主。生化池COD的质量浓度在300mg/L时估计BOD5值一般以100mg/L计，补充量按 m（BOD5）：m（N）：m （P）=100：5：1折算，每天需补充淀粉2000-3000kg，尿素100kg，补普钙200kg，质量比按照淀粉：尿素：普钙=20-30：1：2补给。调试期间需准备尿素2~3t，普钙5~6t。另外如有条件可准备10~20kg粉状阴离子聚丙烯酰胺（PAM）。 1.2. 物料化制及输送设备由于调试期间需要的物料量很大，加之生化调试无污水进入，池内污水流动性较差，为提高接种速度，需要将污泥及补充碳源尽可能均匀地输入各生化池内。因此，对于一定规模的污水处理设施设置物料化制及物料输送系统，对减轻劳动强度提高调试效率是必需的。根据经验，物料化制池宜设于地下，池内设空气搅拌装置，池容积一般在20~30m3。池内分二区，一区为化制区，该区需设置物料化制及初级垃圾清理装置；二区为输送取，设置潜水泵或液下泵，同时在泵周围设置垃圾同以防泵发生堵塞。输送管道在生化池附近宜使用软管以便根据需要调整投加料点位置。另外，物料化制旁最好设置一个消火栓或供水管，用于化制污泥及其它物料时供水。 1.3. 监测仪器准备为配合生化调试，需对生化池中的COD（铬法）、溶解氧、pH值、细菌等指标进行监测。一般生化处理调试需配备以下监测仪器：COD测定仪、溶解氧测定仪、pH值测定仪、显微镜。 2. 调试阶段 2.1. 初期（3d）①首先将生化池注入一定量的清水和部分待处理的污水， 然后将污泥倒入物料化制池。一般第1次投加20m3污泥，同时投加大粪等培养料，加水搅