2022第九届济南国际生物发酵产品与技术装备展览会
2022年7月14-7月16日 山东国际会展中心

发酵工艺:发酵工业中菌种的选育及防止退化的措施

一、菌种选育

菌种选育就是按照生产的要求,以微生物遗传变异理论为依据,采用人工方法使菌种发生变异,再用各种筛选方法筛选出符合要求的目的菌种。菌种选育的目的包括改善菌种特性,以提高产量、改进质量、降低成本、改革工艺、方便管理及综合利用。选育菌种的基本方法包括自然选育、抗噬菌体选育、诱变育种、代谢控制育种、基因定向育种等一系列方法。
诱变育种是采用物理、化学诱变因素使微生DNA上的碱基发生改变,而排列错误的DNA模板形成异常的遗传信息,造成某些蛋白结构变异,导致细胞功能的改变。
代谢调控育种主要包括改变代谢通路的育种、改变自我代谢调节系统的育种。
基因定向育种主要是通过转化、转导、转染、杂交等手段有目的地增加、增强或取消、减弱某个或某些基因,从而得到需要的工程菌株。

 

二、防止菌种退化的措施

菌种退化是指整个菌体在多次接种传代过程中逐渐造成菌种发酵力(如糖、氮的消耗)或繁殖力(如孢子的产生)下降或发酵产物得率降低的现象。对此,首先要鉴定是否由于染菌引起产量下降或菌种生长延缓,可直接进行镜检判断或采用划线分离来确定是染菌还是菌种退化;其次要判断是否由于培养条件引起的暂时性变化,可通过培养几批菌种观察生长代谢情况来确定。

菌种退化的原因有两方面:一是菌种保藏不妥;二是菌种生长的要求没有得到满足,例如,遇到某些不利的条件,或失去某些需要的条件,或诱变型新菌株发生回复突变而丧失新的特性。

如果发现菌株已经发生退化,产量下降,则要进行分离复壮。因为在菌种发生衰退的时候,并不是所有的菌体都衰退,其中未衰退的菌体往往是经过环境考验的、具有更强生命力的菌体。因此,采用单细胞菌株分离的措施,即用稀释平板法或平板划线法,以取得单细胞长成的菌落,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,甚至性状更好的菌株。对于某些菌种,还可配合其他办法分离单细胞菌株,如对芽孢杆菌,可先将菌液用沸水处理数分钟,再用平板进行分离,从所剩的孢子中挑选出最优的菌体来。

如果遇到某些菌株,即使进行单细胞分离仍不能达到复壮的效果,则可改变培养条件,以达到复壮的目的。例如,AT3.942栖土曲霉的产孢子能力下降,可适当提高培养温度,恢复其能力。同时,通过实验选择一种有利于高产菌株而不利于低产菌株的培养条件,能够得到产量较高的菌株。如果将单菌落分离和一定的培养条件相结合进行复壮,则更为有效。

此外,产生退化现象的原因多为基因突变,所以使用诱变剂处理,对退化类型的菌株具有杀伤力,则经诱变剂处理后再进行单菌落分离,就可得到复壮的菌株。同样道理,其他不具诱变作用的物理和化学因素也可用于复壮处理,但需针对具体菌种进行具体分析,以采用最佳的复壮方法。

2022第九届国际生物发酵产品与技术装备展览会(济南)

2022714-16日 | 山东国际会展中心(济南市日照路1号) 

4展联动、600+品牌、共享36000+买家、40000㎡展示面积

同期举办:中国(山东)精酿啤酒展、中国(济南)玉米深加工产业展、中国国际酿造技术装备(山东)展、济南国际药机展

支持单位:山东省商务厅、山东省工商业联合会、山东省工业和信息化厅

主办单位:中国生物发酵产业协会                              

承办单位:上海信世展览服务有限公司

协办单位:山东省生物发酵产业协会、山东省水处理协会

院校单位:中国医药教育协会、中国食品发酵工业研究院、中科院天津工业微生物研究所、江南大学食品学院、山东省科学院生物研究所、齐鲁工业大学、华东理工大学、河南工业大学、浙江科技学院、华南理工大学

BIO CHINA2022 目前已成为生物发酵产业年度不可缺席的行业盛会,展品覆盖、生物工程、发酵工程、细胞工程、蛋白工程、医药、生物医药(抗生素、疫苗等)、生物饲料、生物农药、生物肥料、生物化工、发酵产品(氨基酸及有机酸、淀粉及淀粉糖、酵母及衍生物、酶制剂、发酵功能制品)、食品饮料、酒等生产加工所需的各种新产品、新技术、新装备、新工艺,打造集“展示、商贸、学习、交流”为一体的综合服务平台!

生物发酵产业是山东重点发展的战略性新兴产业之一,为了更好地迎合行业发展,助力生物发酵相关企业把握市场机遇与挑战,2022年7月14日-16日“济南生物发酵展”将于山东国际会展中心为生物发酵供应商提供线上线下国际性贸易洽谈空间,展示自身品牌的实力及经济效益,为生物技术产业创新发展助力,迎接生物产业蓝海。

文章来源:发酵大师网微信公众号,发酵展周彬13167144125整理发布

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