发酵工业菌株需要具备哪些特点

1. 进行菌种选育是利用微生物的哪一特点

微生物菌种的选育方法
微生物

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，对抗生素产生菌来说，选出抑菌圈大的菌落；对于蛋白酶产生菌来说，选出透明圈大的菌落。此法快速、简便，结果直观性强。缺点是培养皿的培养条件与三角瓶、发酵罐的培养条件相差大，两者结果常不一致。
复筛指对初筛出的菌株的有关性状作精确的定量测定。一般要在摇瓶或台式发酵罐中进行培养，经过精细的分析测定，得出准确的数据。突变体经过筛选后，还必须经过小型或中型的投产试验，才能用于生产。诱变育种诱变育种一般步骤 利用各种诱变剂处理微生物细胞，提高基因的随机突变频率，扩大变异幅度，通过一定的筛选方法，获得所需要优良菌株的过程，称为诱变育种。诱变育种应注意的问题
（1）挑选优良的出发菌株 出发菌株就是用于育种的原始菌株。出发菌株适合，育种工作效率就高。参考以下实际经验选用出发菌株：①以单倍体纯种为出发菌株，可排除异核体和异质体的影响；②采用具有优良性状的菌株，如生长速度快、营养要求低以及产孢子早而多的菌株；③选择对诱变剂敏感的菌株。由于有些菌株在发生某一变异后，会提高对其它诱变因素的敏感性，故可考虑选择已发生其他变异的菌株为出发菌株。④许多高产突变往往要经过逐步累积的过程，才变得明显，所以有必要多挑选一些已经过诱变的菌株为出发菌株，进行多步育种，确保高产菌株的获得。
（2）菌悬液的制备 一般采用生理状态一致（用选择法或诱导法使微生物同步生长）的单细胞或孢子进行诱变处理。所处理的细胞必须是均匀而分散的单细胞悬液。分散状态的细胞可以均匀地接触诱变剂，又可避免长出不纯菌落。由于某些微生物细胞是多核的，即使处理其单细胞，也会出现不纯的菌落。有时，虽然处理的是单核的细胞或孢子，但由于诱变剂一般只作用于DNA双链中的某一条单链，故某一突变无法反映在当代的表型上，而是要经过DNA的复制和细胞分裂后才表现出来，于是出现了不纯菌落，这就叫表型延迟。上述两类不纯菌落的存在，也是诱变育种工作中初分离的菌株经传代后很快出现生产性状“衰退”的主要原因。鉴于上述原因，因此用于诱变育种的细胞应尽量选用单核细胞，如霉菌或放线菌的孢子或细菌的芽孢。
细胞的生理状态对诱变处理也会产生很大的影响。细菌在对数期诱变处理效果较好；霉菌或放线菌的分生孢子一般都处于休眠状态，所以培养时间的长短对孢子影响不大，但稍加萌发后的孢子则可提高诱变效率。
（3）选择简便有效、最适剂量的诱变剂 诱变剂主要有两大类，即物理诱变剂和化学诱变剂。物理诱变剂如紫外线、X射线、γ射线和快中子等；化学诱变剂种类极多，主要有烷化剂、碱基类似物和吖啶类化合物。最常用的烷化剂有N-甲基-N′-硝基-N-亚硝基胍(NTG)、甲基磺酸乙酯(EMS) 、甲基亚硝基脲(NMU)、硫酸二乙酯(DES)和

2. 工业用微生物菌种选择应遵循哪些原则

发酵工业对微生物菌种的基本要求： 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。

3. 发酵的特点

1、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件也比较简单。 2、发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。基于这—特性，可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。3、发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单—的代谢产物。4、由于生物体本身所具有的反应机制，能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较复杂的高分子化合物。5、发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。除了必须对设备进行严格消毒处理和空气过滤外，反应必须在无菌条件下进行。如果污染了杂菌，生产上就要遭到巨大的经济损失，要是感染了噬菌体，对发酵就会造成更大的危害。因而维持无菌条件是发酵成败的关键。6、微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。7、工业发酵与其他工业相比，投资少，见效快，开可以取得显着的经济效益。基于以上特点，工业发酵日益引起人们重视。和传统的发酵工艺相比，现代发酵工程除了上述的发酵特征之外更有其优越性。除了使用微生物外，还可以用动植物细胞和酶，也可以用人工构建的“工程菌’来进行反应；反应设备也不只是常规的发酵罐，而是以各种各样的生物反应器而代之，自动化连续化程度高，使发酵水平在原有基础上有所提高和和创新

4. 相对于多菌种发酵而言，纯种发酵有哪些特点

相对于多菌种发酵而言，纯种发酵有哪些特点
纯种发酵是在成分单一的发酵基质中，仅接入一种微生物，通过对该微生物的培养，得到纯度较高的单一性产物。为使发酵顺利进行，必须保持发酵的始终单菌纯种，要求人工扩大的菌种不得被污染，一旦发现其它菌株出现，便称之为发酵事故。因而对发酵设备和环境要求较高，要有严格的灭菌措施和空气净化系统。
传统发酵是以成分复杂的谷物为原料，有多种微生物分泌的酶系参与，水解与发酵混合进行，将原料成分转化成多种风味和营养物质的过程。
所以我觉得纯种发酵对无菌要求比较高，要严格无菌条件，否则会造成杂菌的生存。而传统发酵相对来说不太严格，因为几种菌之间相互抗衡。比如说家庭式的制作泡菜、霉毛豆等，都没有去严格的灭菌，当然不能保证没有霉菌的生长。
不知道这样有没有解决你的疑问。

5. 发酵工业对微生物菌种的基本要求

内容如下：

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且易于回收。

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。

应用领域

微生物发酵生产水平主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件。发酵工程的应用范围有：

⑴医药工业。

⑵食品工业。

⑶能源工业。

⑷化学工业。

⑸农业：改造植物基因；生物固氮；工程杀虫菌生物农药;微生物饲料。

⑹环境保护等方面。

微生物肥料由一种或数种有益微生物活细胞制备而成的肥料。主要有根瘤菌剂、固氮菌剂、磷细菌剂、抗生菌剂、复合菌剂等。微生物肥料具有增产、改善品质的功能，还有显着减少植物体内硝酸盐，亚硝酸盐和重金属含量，提高化肥利用率以及培肥土壤等作用。要使微生物肥料在无公害蔬菜生产中真正发挥增产增效环保的作用。

微生物肥料是一种 纯天然、无毒、无害、无残留、无污染的高科技生命体。生命力极强，适应各类地质、各类土壤。使用范围极广，可广泛用于水稻、小麦、玉米、棉花、油菜、花生、大豆、芝麻、大葱、韭菜、大蒜、菠菜、洋葱、薯仔、西瓜、南瓜、冬瓜、西葫芦香瓜、辣椒、香蕉、菠萝、荔枝、龙眼、蔬菜、中药材、速生杨、用材林、竹林、花卉、苗圃、草坪等。

6. 微生物工程在工业生产上的优良菌种应具备哪些基本特性

1.能在廉价原料制成的培养基上生长，且生成的目的产物产量高、已与回收
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。

7. 酿酒酵母的特点及除酿酒以外的生产应用

产品种类
酵母产品有几种分类方法。以人类食用和作动物饲料的不同目的可分成食用酵母和饲料酵母。食用酵母中又分成面包酵母、食品酵母和药用酵母等。
面包酵母 又分压榨酵母、活性干酵母和快速活性干酵母。
①压榨酵母：采用酿酒酵母生产的含水分70～73％的块状产品。呈淡黄色,具有紧密的结构且易粉碎,有强的发面能力。在4℃可保藏1个月左右，在0℃能保藏2～3个月产品最初是用板框压滤机将离心后的酵母乳压榨脱水得到的，因而被称为压榨酵母，俗称鲜酵母。发面时，其用量为面粉量的1～2％,发面温度为28～30℃,发面时间随酵母用量、发面温度和面团含糖量等因素而异，一般为1～3小时。
②活性干酵母:采用酿酒酵母生产的含水分8％左右、颗粒状、具有发面能力的干酵母产品。采用具有耐干燥能力、发酵力稳定的醇母经培养得到鲜酵母，再经挤压成型和干燥而制成。发酵效果与压榨酵母相近。产品用真空或充惰性气体（如氮气或二氧化碳）的铝箔袋或金属罐包装，货架寿命为半年到1年。与压榨酵母相比,它具有保藏期长，不需低温保藏，运输和使用方便等优点。
③快速活性干酵母：一种新型的具有快速高效发酵力的细小颗粒状（直径小于1mm）产品。水分含量为4～6％。它是在活性干酵母的基础上,采用遗传工程技术获得高度耐干燥的酿酒酵母菌株，经特殊的营养配比和严格的增殖培养条件以及采用流化床干燥设备干燥而得。与活性干酵母相同,采用真空或充惰气体保藏,货架寿命为1年以上。与活性干酵母相比,颗粒较小,发酵力高,使用时不需先水化而可直接与面粉混合加水制成面团发酵，在短时间内发酵完毕即可焙烤成食品。该产品在本世纪70年代才在市场上出现，深受消费者的欢迎。研究发现，安琪酵母的活力是最高的。
食品酵母 不具有发酵力的繁殖能力，供人类食用的干酵母粉或颗粒状产品。它可通过回收啤酒厂的酵母泥、或为了人类营养的要求专门培养并干燥而得。美国、日本及欧洲一些国家在普通的粮食制品如面包、蛋糕、饼干和烤饼中掺入 5％左右的食用酵母粉以提高食品的营养价值。酵母自溶物可作为肉类、果酱、汤类、奶酪、面包类食品、蔬菜及调味料的添加剂；在婴儿食品、健康食品中作为食品营养强化剂。由酵母自溶浸出物制得的5′-核苷酸与味精配合可作为强化食品风味的添加剂（见）。从安琪酵母中提取的浓缩转化酶用作方蛋夹心巧克力的液化剂。从以乳清为原料生产的酵母中提取的乳糖酶，可用于牛奶加工以增加甜度，防止乳清浓缩液中乳糖的结晶，适应不耐乳糖症的消费者的需要。
药用酵母 制造方法和性质与食品酵母相同。由于它含有丰富的蛋白质、维生素和酶等生理活性物质，医药上将其制成酵母片如食母生片，用于治疗因不合理的饮食引起的消化不良症。体质衰弱的人服用后能起到一定程度的调整新陈代谢机能的作用。在酵母培养过程中，如添加一些特殊的元素制成含硒、铬等微量元素的酵母，对一些疾病具有一定的疗效。如含硒酵母用于治疗克山病和大骨节病，并有一定防止细胞衰老的作用；含铬酵母可用于治疗糖尿病等。
饲料酵母 通常用假丝酵母或脆壁克鲁维酵母经培养、干燥制成是不具有发酵力,细胞呈死亡状态的粉末状或颗粒状产品。它含有丰富的蛋白质(30～40％左右)、B族维生素、氨基酸等物质,广泛用作动物饲料的蛋白质补充物。它能促进动物的生长发育，缩短饲养期，增加肉量和蛋量，改良肉质和提高瘦肉率，改善皮毛的光泽度，并能增强幼禽畜的抗病能力。

酵母的工业发展史
早在公元3000年前，人类开始利用酵母来制作发酵产品。最早在市场上销售的产品是酵母泥，这种产品的特点是发酵速度快，但运输和使用不便，产品的商业化受到了一定的限制。从销售酵母泥算起，把制造酵母作为一种工业来看，酵母工业的发展已有200余年的历史了。酵母已成为世界上研究最多的微生物之一，是当今生物技术产品研究开发的热点和现代生物技术发展、基因组研究的模式系统。
目前，全球酵母生产能力总计（以干酵母计）超过100万吨，年销售收入超过25亿美元。
20世纪80年代以来，中国酵母工业取得了跨越式发展，拥有了畅销全球的自主创新品牌，酵母产品的研究、生产和应用达到了国际先进水平，其中规模最大的安琪酵母股份有限公司设立有酵母工业国家级企业技术中心、企业博士后科研工作站、国家认可实验室，安琪商标为中国驰名商标。中国已成为全球重要的酵母生产国和供应国，2005年度中国酵母产品出口2万多吨，实现出口创汇5000多万美元。

还有以下几个优点：

⑴ 具有醇氧化酶AOX1基因启动子，这是目前最强，调控机理最严格的启动子之一。

⑵ 表达质粒能在基因组的特定位点以单拷贝或多拷贝的形式稳定整合。

⑶ 菌株易于进行高密度发酵，外源蛋白表达量高。

⑷ 毕赤酵母中存在过氧化物酶体，表达的蛋白贮存其中，可免受蛋白酶的降解，而且减少对细胞的毒害作用。 Pichia.pastoris基因表达系统经过近十年发展，已基本成为较完善的外源基因表达系统，具有易于高密度发酵，表达基因稳定整合在宿主基因组中，能使产物有效分泌并适当糖基化，培养方便经济等特点。利用强效可调控启动子AOX1，已高效表达了HBsAg、TNF、EGF、破伤风毒素 C片段、基因工程抗体等多种外源基因，证实该系统为高效、实用、简便，以提高表达量并保持产物生物学活性为突出特征的外源基因表达系统，而且非常适宜扩大为工业规模。

目前美国FDA已能评价来自该系统的基因工程产品，最近来自该系统的Cephelon制剂已获得FDA批准，所以该系统被认为是安全的． Pichia.pastoris表达系统在生物工程领域将发挥越来越重要的作用，促进更多外源基因在该系统的高效表达，提供更为广泛的基因工程产品。
Johns Hopkins大学研究人员成功运用新技术从酵母基因组中找到一些和在酵母细胞分裂时将复制的染色体聚集以保护细胞分裂时酵母遗传完整性相关的基因。

8. 微生物中的酵母菌有何特点

单细胞真菌。一般呈卵圆形、圆形、圆柱形或柠蒙形。菌落形态与细菌相似，但较大较厚，呈乳白色或红色，表面湿润、粘稠，易被挑起。生殖方式分无性繁殖和有性繁殖。无性繁殖有芽殖和裂殖两种。解脂假丝酵母等当环境条件适宜而生长繁殖迅速时，出芽形成的子细胞尚未与母细胞分开，又长了新芽 ，形成成串的细胞，犹如假丝状，故称假丝酵母。有性繁殖产生子囊孢子。酵母菌分布很广，在含糖较多的蔬菜、水果表面分布较多，在空气土壤中较少。

酵母菌在酿造、食品、医药等工业上占有重要的地位。早在4000多年前的殷商时代，中国就用酵母菌酿酒。酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可作食用、药用和饲料用，又是提取核苷酸、辅酶A、细胞色素C、谷胱甘肽、三磷酸腺苷等多种生化产品的原料，还可用于生产维生素、氨基酸、有机酸等。解脂假丝酵母用于石油脱蜡。少数种类的酵母菌能引起仪器腐败，如蜂蜜酵母等能使蜂蜜、果酱变质，汉逊酵母常使酒类饮料污染，也是酒精发酵工业的有害真菌。白假丝酵母可引起皮肤、粘膜、呼吸道、消化道以及泌尿系统等多种疾病

酵母菌（Saccharomyces）是真菌生物，分类上比较混乱，主要是因其形态不一所致。按J·Lodder的酵母分类学，能形成子囊孢子的属子囊菌纲的酵母菌科（Saccha romycetaceae），也称真酵母如德巴利酵母（S·Debaryomyces）。还有些酵母不形成孢子，属于不完全菌纲、苁梗孢目，隐球酵母科（Cryptococcaceae），如假丝酵母（Candidaspp）。

提起酵母菌这个名称，也许有人不太熟悉，但实际上人们几乎天天都在享受着酵母菌的好处。我们每天吃的面包和馒头就是有酵母菌的参与制成的；我们喝的啤酒也离不开酵母菌的贡献。酵母菌是人类实践中应用比较早的一类微生物，我国古代劳动人民就利用酵母菌酿酒。酵母菌的细胞里含有丰富的蛋白质和维生素，所以也可以做成高级营养品添加到食品中，或用作饲养动物的高级饲料。

酵母菌在自然界中分布很广，尤其喜欢在偏酸性且含糖较多的环境中生长，例如，在水果、蔬菜、花蜜的表面和在果园土壤中最为常见。

酵母菌一般有很高的营养价值，特别是含有较多蛋白质，很多B族维生素、核酸和矿物质，同时也能产生一些保健功能活性物质。维生素B群可控制人体的代谢功能，保持正常的神经作用。维生素B2与维生素B6对皮肤是很重要的维生素。维生素B12有防止贫血的作用，且有促进肠内维生素合成的作用，所以对肠或肝功能不强的人有增强体力的效果。 另外，有人报告，酵母菌SH2发酵培养物用凝胶层析柱G-75分析，于280nm波长处进行蛋白质洗脱分离时，发现在其中有2个蛋白质洗脱峰对干扰素效价有增强作用，进而证明此物为核蛋白（蛋白比糖为3：1），但并不是DNA或RNA。如果这一实验信息得到进一步证实，则可说明酵母菌发酵培养物有增强干扰素效价，从而有增强机体免疫功能。

近来国内出现一些以酵母为载体，补充一些微量营养素的保健食品和特殊营养食品，如富铁酵母、富硒酵母、富锌酵母等。即在生产酵母的培养基中，增加铁、锌、硒浓度，从而使酵母中含有较多的这些物质，供人食用。也可将富含某些营养物质的酵母掺入畜禽饲料，经再一步转化，产生富含某些营养素的奶、蛋、肉类。目前这类食品转移的功效物质还只限于营养素，是否可以扩展到非营养素性功能物质，这当然是人们感兴趣的问题。

酵母菌有多种繁殖方式，有人把只进行无性繁殖的酵母菌称作"假酵母"，而把具有有性繁殖的酵母菌称作"真酵母"。

酵母菌的无性繁殖

芽殖：酵母菌最常见的无性繁殖方式是芽殖。芽殖发生在细胞壁的预定点上，此点被称为芽痕，每个酵母细胞有一至多个芽痕。成熟的酵母细胞长出芽体，母细胞的细胞核分裂成两个子核，一个随母细胞的细胞质进入芽体内，当芽体接近母细胞大小时，自母细胞脱落成为新个体，如此继续出芽。如果酵母菌生长旺盛，在芽体尚未自母细胞脱落前，即可在芽体上又长出新的芽体，最后形成假菌丝状。

裂殖：是少数酵母菌进行的无性繁殖方式，类似于细菌的裂殖。其过程是细胞延长，核分裂为二，细胞中央出现隔膜，将细胞横分为两个具有单核的子细胞。

酵母菌的有性繁殖

酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖的。两个临近的酵母细胞各自伸出一根管状的原生质突起，随即相互接触、融合，并形成一个通道，两个细胞核在此通道内结合，形成双倍体细胞核，然后进行减数分裂，形成4个或8个细胞核。每一子核与其周围的原生质形成孢子，即为子囊孢子，形成子囊孢子的细胞称为子囊。
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9. 食品发酵的主要特点是什么

发酵的特点
(1)发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件也比较简单。
(2)发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。基于这—特性，可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。
(3)发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单—的代谢产物。
(4)一般情况下，发酵过程中需要特别控制杂菌的产生。通常控制杂菌的方法是对设备进行严格消毒处理，对空气加热灭菌操作以及尽可能的采用自动化的方式进行发酵。通常，如果发酵过程中污染了杂菌或者噬菌体，会影响发酵过程的进行，导致发酵产品的产量减少，严重的，甚至会导致整个发酵过程失败，发酵产品被要求全部倒掉。
(5)微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，甚至可以获得按常规方法难以生产的产品。