微生物资源开发与利用

水产饲料微生物添加剂的主要菌种及其作用机理

刘国迪生物工程2班20082720

水产饲料微生物添加剂因具有安全、环保、无副作用和抗病、促生长等特点，而受到广大学者的重视，并已从微生态学理论、作用机理、菌种的筛选及应用等多方面进行了大量的研究，取得了可喜的成果。作为抗生素类添加剂的替代品，水产饲料微生物添加剂在国内外都已得到广泛的应用，取得了非常理想的效果，是最有前途的水产饲料添加剂之一。

水产饲料微生物添加剂属于微生态制剂或益生素的范畴。其研制开发以水产动物微生态学(包括微生态平衡理论，微生态失调理论，微生态营养理论和微生态防治理论)为理论依据，选用鱼虾类水产动物正常有益微生物菌种经培养、发酵、干燥、加工等特殊工艺而制成含有活菌并用于水产动物的生物制剂或活菌制剂。它是单一或复合的菌株，它能添加在水产养殖体系中或是直接用于水产动物。通过减少或者去除病原菌，提高宿主原有菌群特性，维持肠道微生物平衡，或通过提供维生素、蛋白质、酶、有机酸等物质，调节宿主免疫机能，降解饲料，达到防病、促生长、提高宿主存活率的目的。

一、水产饲料微生物添加剂的主要菌种及其特性

理想的水产饲料微生物添加剂的菌种一般应具备如下条件：

1、具有良好的安全性。所用菌种不会使人和动物致病，不与病原微生物在自然条件下产生杂交种。

2、易于培养，繁殖速度快。

3、有良好的定植能力，在低pH值和胆汁中可以存活，并能植入肠粘膜。

4、在发酵过程中能产生酸和过氧化氢等物质。

5、能合成对大肠杆菌、弧菌、气单胞菌等水产动物肠道致病菌的抑制物而不影响自己的活性，有利于促进宿主的生长发育及提高抗病能力。

6、应是宿主应用部位的常在菌，最好来自水产动物自身肠道中。

7、在整个制备和保存过程中能保持生命活力，经加工后存活率高，混入饲料后稳定性好。

8、有利于降低水产动物排泄物及残饵对水体环境的污染。

目前用于水产饲料微生物添加剂的菌种主要是芽孢杆菌类、乳酸菌类、酵母菌类三大类。

芽孢杆菌类(Racillus)用于饲料添加剂的芽孢杆菌是一种需氧的非致病菌。它在肠道或贮藏过程中都以内生孢子的形式存在，不消耗饲料养分，可保持饲料的质量。进入肠道后，在肠道上部迅速复活，复活率接近100%。它能使空肠内的pH值下降，氨浓度降低，并消耗大量的氧，维持肠道厌氧环境，抑制病菌的生长，维持肠道正常生态平衡，并有平衡和稳定乳酸菌的作用。它能产生活性很高的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶以及多种氨基酸。芽孢杆菌抗逆性强，具有耐高温、耐酸碱、耐挤压等特点，可耐受颗粒饲料加工的影响。根据李卓佳等(2002年)对筛选的5株有益芽孢杆菌对温度、对虾饲料制粒工艺流程和pH值的耐受性试验表明，在对虾饲料中添加5株芽孢杆菌，经过整个生产工艺流程，制粒后饲料中芽孢杆菌存活95%，烘干后饲料中芽孢杆菌存活93%，损失率仅为5%和7%。将5株芽孢杆菌经低pH值2.2-4.6处理1小时，接种在pH值7.2的培养基上可以良好生长。另据有关资料报道，地衣芽孢杆菌内生芽孢可耐受121℃高温4-5分钟而保持活性。

由于上述特点，芽孢杆菌是所有菌种中最理想的微生物添加剂。近年来，法、德、美等国家进入我国的益生菌种主要是芽孢杆菌。

乳酸菌类(Lacticacidbacteria)是一种可以分解糖类产生乳酸的无芽孢革兰氏阳性菌，可以厌氧、兼性厌氧生长。乳酸菌在饲料添加剂中具有重要的地位，在美国FAD(1989)公布的40多种饲用微生物中有近30种是乳酸菌。它耐酸，在pH为3.0-4.5时仍可生长，适应于胃肠的酸性环境。乳酸菌是鱼肠道的正常菌群，在鱼体肠道系统定植，在体内通过生物拮抗，拮抗革兰氏阴性致病菌，维持肠道中正常的生态平衡。可降低肠道pH值，阻止和抑制有害物质，增强抗感染能力。活菌体内和代谢产物中含有较高的超氧化物歧化酶(SOD)，能增强动物的体液免疫和细胞免疫，增强机体的免疫调节活性，促进生长。但该类菌在生长过程中，不形成芽孢，抗逆性差，易失活，难保藏，所以在饲料工业中的应用受到一定的限制。目前有些市售产品采用微胶囊包被技术，提高了其对环境的抗逆性，但生产成本也相应提高。

酵母菌类(Yeasts)酵母菌是喜生长在偏酸性环境的需氧菌，在肠道内大量繁殖。在水产业中可以使用从鱼体、水体分离到的酵母，主要有假丝酵母属(Candida)等。饲料中也可以使用酿造酵母(Brewer‘syeast)和面包酵母(Baker’syeast)。酵母菌富含动物所必需的多种营养成分，是维生素和蛋白质的来源，可提供丰富的蛋白质、核酸、维生素和多种酶，可增强饲料的适口性，加强消化吸收，提高动物对磷的利用，改善肠道微生态环境，促进机体免疫功能，增强抗病力，并可降低黄曲霉的毒性。酵母细胞壁的主要成份是甘露聚糖、葡萄糖，研究表明甘露聚糖可增强吞噬细胞活性。

二、水产饲料微生物添加剂的作用机理

微生物添加剂最大的特点在于它是作用于消化道的活菌制剂。其作用是主要由微生物本身和其代谢产物所起到的，主要表现为：提高生长速度，改善饲料利用率，防治疾病，减少死亡率，降低排泄物及残饵对水质环境污染。

1、补充有益菌群，改善消化道菌群平衡，预防和治疗菌群失调症。鱼虾水产动物消化道内存在大量的微生物菌群，正常情况下，这些菌群保持着良好的平衡，维持着正常的生长和生产。这些菌群一旦失去了平衡，则引起消化道机能紊乱，抑制生长发育，严重的则可致病。鱼虾摄入微生物饲料后，消化道内有益菌群得到有效补充，使有益菌在数量和作用强度上占绝对优势，并占据肠壁上的靶细胞，形成生物保护屏障。这些有益菌群的繁殖和代谢，大大地抑制致病菌群的生长繁殖，从而保持菌群的正平衡，有效地防止菌群失调症的发生。

2、刺激免疫系统，提高吞噬细胞活性和抗体水平，增强机体免疫力。对虾属低等的无脊椎动物，其免疫系统的地位非常低下，一般认为，对虾不具有免疫球蛋白，缺乏抗体介导的免疫反应，不具有抗体和T淋巴等组成的特异防御机能，其免疫力主要来自非特异性的防御机能，如甲壳的屏障作用，鳃和血窦的过滤作用，血细胞及其吞噬功能，酚氧化酶原激活系统及血淋巴中一些因子的杀菌抗菌作用。而微生物饲料添加剂中的益生菌都是良好的免疫激活剂和非特异性免疫增强剂，能有效地提高巨噬细胞的活性。通过调节宿主体内微生态结构，刺激鱼体的T-细胞系统，有利用于非特异性抗体的形成，增强机体的免疫力。并可改善水产动物血液成分及其流动性，提高其抗逆能力，使水生动物表现出最佳的生长和发育状态，提高鱼虾水产动物的抗应激能力。吴根等从对虾消化道中筛选出三株微生态菌株，将它们分别制成微生态制剂，并作为饲料添加剂，能显著提高出池虾的成活率，并有一定的促长作用。

3、产生抗菌物质(如细菌素和过氧化氢等)，降低pH值，生物拮抗致病性微生物，

抑制病原菌在肠道内生长繁殖，并杀死各种病原微生物。乳酸杆菌和芽孢杆菌等有益微生物对致病菌的有抑制性的生物拮抗作用是由于产生细菌素和有机酸等。细菌素是一种具有生物活性蛋白成分和杀菌活性的化合物，其作用类似抗生素。过氧化氢对体内潜在的病原菌有强烈的杀灭作用。例如乳酸菌产生乳酸、乳酸素、过氧化氢等，对病原生物具有抑制作用。嗜酸乳杆菌产生的细菌素能抑制大肠杆菌DNA的合成。芽孢杆菌在代谢过程中产生有机酸提供能量和营养时，也会降低局部pH值，抑制有害菌的生长、繁殖。范薇(1997)分离到两株产乳酸的凝结芽孢杆菌，在体外能显著拮抗致病性大肠杆菌和沙门氏菌。芽孢杆菌代谢产生的多肽类物质(如枯草芽孢杆菌分泌的枯草菌素)对某些有害菌也有抑制和杀灭作用。胡东兴等(1996)报道，给鲤鱼喂地衣芽孢杆菌后对气单胞菌有显著的生物拮抗作用。

4、产生多种酶类，提高消化酶活性，提高饲料利用率，促进生长。饲用微生物在肠道内可以产生多种活性很高的酶，帮助动物对营养物的消化吸收，改善宿主新陈代谢，提高饲料利用率。枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌具有较强的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶外，同时还具有降解植物饲料中某些复杂碳水化合物的酶，如果胶酶、葡聚糖酶、纤维素酶等，可裂解植物细胞壁而提高饲料的消化吸收率。酵母也可产生纤维素酶、半纤维素酶和植酸酶等酶类。酵母培养物中含较高植酸酶活性。补饲酵母培养物可提高水产动物对纤维素的利用，促进磷的消化吸收，减少磷对环境的污染，预防和减少虾类软壳病的发生。王子彦等(1994)在研究鱼微生物饲料对鲤鱼消化酶活性的影响时，发现鲤鱼饲喂鱼用微生物添加剂后，淀粉酶和蛋白酶的活性都显著提高。胡东兴等(1996)利用地衣芽孢杆菌饲喂生长鲤鱼40天后，鲤鱼肠道中蛋白酶、淀粉酶的活力分别高于对照组50.5%和69.9%。

5、生物夺氧及竞争性排斥。好氧芽孢杆菌等进入水产动物胃肠道在生长繁殖过程中消耗肠内大量的游离氧，降低氧还原电势，可扶持和促进正常菌群厌氧菌生长繁殖，恢复肠道微生态系统平衡，提高机体抗病能力，减少疾病发生的机率，达到防治疾病的目的。

6、提供维生素、有机酸、蛋白质等营养物质和未知生长因子。微生物体内含有丰富的营养物质，人们很早就开始探索用微生物作为养殖对象的营养来源，而现代微生物学和发酵工艺也使这种微生物来源的饵料的大批生产成为可能。芽孢杆菌在动物肠道内生长繁殖，能产生多种营养物质如维生素、氨基酸、有机酸等，参与机体新陈代谢，为机体提供营养物质。Ozols等(1996)对肠道中分离的106株菌分析后认为，芽孢杆菌是体内维生素B1和B6的主要生产者。饲料酵母富含动物所必需的多种维生素和微量元素，已成为鱼、虾、贝类等人工配合饵料的重要添加剂。仲维仁等在对虾饵料中用酵母替代部分鱼粉，养殖结果表明：该饵料使对虾的成活率和产量均有所提高，饵料系数有所下降。

7、改善体内外生态环境，减少氨、胺等有害物质产生。有益菌产生的细菌素、有机酸等物质可抑制肠道内大肠杆菌等腐败细菌的生长，分解病原菌产生的内毒素，减少其对鱼、虾、蟹肝细胞的损害；同时降低脲酶的活性，进而减少蛋白质向氨、胺等有害物质的转化，使肠内氨的浓度降低，并减少向外界排泄，改善水体环境污染。

微生物资源的开发与利用

微生物资源的开发与利用

微生物资源的开发与利用 摘要：微生物资源的开发利用前景将会在解决人类社会面临的人口剧增、资源匮乏、环境恶化问题和实现可持续发展等方面发挥不可替代的作用。本文综述了微生物资源以及其开发利用过程这两个方面。 关键词：微生物资源，放线菌，开发，利用 1.引言 当今，人类的工业是建立在化石能源基础之上的，而其特点必然要导致大量不可再生资源的消耗，大量温室气体的排放以及伴随着生态环境的破坏。导致人类社会面临着人口剧增、资源匮乏、能源危机、环境恶化等一系列问题，而人类又要求不停的发展，解决这些问题的关键在于寻求一条可持续发展的道路。 生物技术正在推动着以化石能源为基础的经济向以知识经济、循环经济为主的经济结构转型，是实现人类可持续发展的关键技术。因此大力发展生物技术对经济的发展以及人类社会的发展有着巨大而深远的影响，而作为生物技术的核心技术，微生物工程技术的发展将要涉及到微生物资源的开发与利用问题[1]。 微生物资源利用的核心是在于利用其产生的生物活性物质，目前，微生物活性物质绝大部分来源于普通环境中的微生物，因此从普通环境微生物中寻找新的活性物质难度越来越大。新的基因有很大的可能产生新的生物活性物质，因此通过寻找新的基因来寻找新的生物活性物质。基于该思路，稀有放线菌、海洋微生物、极端 环境微生物等过去很少触及的微生物资源已越来越受重视[2]。 2.微生物资源 2.1微生物资源的特点 环境中存在着大量的微生物, 据估计, 每克土壤样品中可含有高达1000种

不同的微生物[3], 这些微生物产生多种多样的活性物质(包括酶与次生代谢产物两部分) , 对人类有实用意义的抗生素—青霉素、链霉素、抓霉素、金霉素、土霉素、红霉素、新霉家、万古霉素、庆大霉素等都是从微生物中发现并开发出来的; 基因工程中各种工具酶几乎都来自多种不同的微生物[4] 微生物是一类物种丰富的生物资源和基因资源，迄今为止我们所分离到的微生物主要有：真菌70000多种、细菌5000多种、放线菌3000多种。而这些人类所知道的微生物估计仅占自然界存在的微生物不到10%，而被利用的还不到1%。 微生物具有很快的生长繁殖速度，有的细菌的时代时间仅仅20分钟，而且微生物可以再人工控制的条件下大规模培养，并且几乎不受地域、气候等条件的影响。 相比于动、植物品种遗传基因结构，微生物的基因组小得多，基因拷贝数比较少，比较容易进行基因操作，微生物改良易于操作，改造性能、提高产率相对容易。 微生物资源丰富，微生物资源的开发与利用不会导致微生物物种的减少和环境的破坏。部分动植物资源的不合理开发利用导致物种的减少甚至灭绝，造成严重的环境的恶化和污染问题，而微生物资源的开发利用不会存在此类问题。但我们必须注意到并引起重视的现实问题是由于环境的改变和恶化，如原始森林开发成旅游区等现象，造成的天然微生物的破坏，使得许多在该类环境中赖以生存的微生物在人类还没有认识它之前就悄悄灭绝了[1]。 微生物资源是新抗菌剂的主要来源之一,然而即使采用先进的方法, 绝大部分微生物也仍然不可培养、只能用分子指纹图谱来描述[5]。 2.2稀有放线菌 目前大部分生物活性物质来自链霉菌，所以从链霉菌中发现性的活性物质的几率已经大大降低。自20世纪50年代以来, 已从部分稀有放线菌代谢产物中得到许多已经临床应用的重要活性物质, 如红霉素B、利福霉素、庆大霉素、其它放线菌素类、安莎类、肽类、酶抑制剂等活性物质。 尽管新的种、属不断被发现, 但据估计, 目前分离到的放线菌种类, 仅为实

最新微生物对污染物的降解和转化

微生物对污染物的降解和转化 ?有机污染物生物净化（天然物质、人工合成物质） ?无机污染物生物净化 第一节有机污染物的生物净化机理 ?净化本质——微生物转化有机物为无机物 ?依靠——好氧分解与厌氧分解 一、好氧分解 ?细菌是其中的主力军 ?原理：好氧有机物呼吸 ? C → CO2 + 碳酸盐和重碳酸盐 ? H → H2O ? N → NH3→ HNO2→ HNO3 ? S → H2SO4 ? P → H3PO4 ?二、厌氧分解?厌氧细菌 ?原理：发酵、厌氧无机盐呼吸C → RCOOH（有机酸）→CH4 + CO2 ?N → RCHNH2COOH → NH3（臭味） + 有机酸（臭味） ?S → H2S（臭味） ?P → PO 3- 4 ?水体自净的天然过程中 厌氧分解（开始）→好氧分解（后续）第二节各类有机污染物的转化 一、碳源污染物的转化

?包括糖类、蛋白质、脂类、石油和人工合成的有机化合物等。 1．纤维素的转化 ?β葡萄糖高聚物，每个纤维素分子含1400~10000个葡萄糖基（β1-4糖苷键）。 ?来源：棉纺印染废水、造纸废水、人造纤维废水及城市垃圾等，其中均含有大量纤维素。 A．微生物分解途径 B．分解纤维素的微生物 ?好氧细菌——粘细菌、镰状纤维菌和纤维弧菌 ?厌氧细菌——产纤维二糖芽孢梭菌、无芽孢厌氧分解菌及嗜热纤维芽孢梭菌。?放线菌——链霉菌属。 ?真菌——青霉菌、曲霉、镰刀霉、木霉及毛霉。 ?需要时可以向有菌种库的研究机构购买或自行筛选。 2．半纤维素的转化 ?存在于植物细胞壁的杂多糖。造纸废水和人造纤维废水中含半纤维素。 ?分解过程 ?分解纤维素的微生物大多数能分解半纤维素。 ?许多芽孢杆菌、假单胞菌、节细菌及放线菌能分解半纤维素。霉菌有根霉、曲霉、小克银汉霉、青霉及镰刀霉。 3．木质素的转化自然界中哪些微生物能够进行木质素的降解呢？?确证的只有真菌中的黄孢原毛平革菌，疑似的有软腐菌。 黄孢原平毛革菌(Phanerochaete chrysosprium)是白腐真菌的一种，隶属于担子菌纲、同担子菌亚纲、非褶菌目、丝核菌科。 白腐—树皮上木质素被该菌分解后漏出白色的纤维素部分。*木质素降解的意义何在呢？（二）油脂的转化

微生物资源开发与利用

水产饲料微生物添加剂的主要菌种及其作用机理 刘国迪生物工程2班20082720 水产饲料微生物添加剂因具有安全、环保、无副作用和抗病、促生长等特点，而受到广大学者的重视，并已从微生态学理论、作用机理、菌种的筛选及应用等多方面进行了大量的研究，取得了可喜的成果。作为抗生素类添加剂的替代品，水产饲料微生物添加剂在国内外都已得到广泛的应用，取得了非常理想的效果，是最有前途的水产饲料添加剂之一。 水产饲料微生物添加剂属于微生态制剂或益生素的范畴。其研制开发以水产动物微生态学(包括微生态平衡理论，微生态失调理论，微生态营养理论和微生态防治理论)为理论依据，选用鱼虾类水产动物正常有益微生物菌种经培养、发酵、干燥、加工等特殊工艺而制成含有活菌并用于水产动物的生物制剂或活菌制剂。它是单一或复合的菌株，它能添加在水产养殖体系中或是直接用于水产动物。通过减少或者去除病原菌，提高宿主原有菌群特性，维持肠道微生物平衡，或通过提供维生素、蛋白质、酶、有机酸等物质，调节宿主免疫机能，降解饲料，达到防病、促生长、提高宿主存活率的目的。 一、水产饲料微生物添加剂的主要菌种及其特性 理想的水产饲料微生物添加剂的菌种一般应具备如下条件： 1、具有良好的安全性。所用菌种不会使人和动物致病，不与病原微生物在自然条件下产生杂交种。 2、易于培养，繁殖速度快。 3、有良好的定植能力，在低pH值和胆汁中可以存活，并能植入肠粘膜。 4、在发酵过程中能产生酸和过氧化氢等物质。 5、能合成对大肠杆菌、弧菌、气单胞菌等水产动物肠道致病菌的抑制物而不影响自己的活性，有利于促进宿主的生长发育及提高抗病能力。 6、应是宿主应用部位的常在菌，最好来自水产动物自身肠道中。 7、在整个制备和保存过程中能保持生命活力，经加工后存活率高，混入饲料后稳定性好。 8、有利于降低水产动物排泄物及残饵对水体环境的污染。 目前用于水产饲料微生物添加剂的菌种主要是芽孢杆菌类、乳酸菌类、酵母菌类三大类。 芽孢杆菌类(Racillus)用于饲料添加剂的芽孢杆菌是一种需氧的非致病菌。它在肠道或贮藏过程中都以内生孢子的形式存在，不消耗饲料养分，可保持饲料的质量。进入肠道后，在肠道上部迅速复活，复活率接近100%。它能使空肠内的pH值下降，氨浓度降低，并消耗大量的氧，维持肠道厌氧环境，抑制病菌的生长，维持肠道正常生态平衡，并有平衡和稳定乳酸菌的作用。它能产生活性很高的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶以及多种氨基酸。芽孢杆菌抗逆性强，具有耐高温、耐酸碱、耐挤压等特点，可耐受颗粒饲料加工的影响。根据李卓佳等(2002年)对筛选的5株有益芽孢杆菌对温度、对虾饲料制粒工艺流程和pH值的耐受性试验表明，在对虾饲料中添加5株芽孢杆菌，经过整个生产工艺流程，制粒后饲料中芽孢杆菌存活95%，烘干后饲料中芽孢杆菌存活93%，损失率仅为5%和7%。将5株芽孢杆菌经低pH值2.2-4.6处理1小时，接种在pH值7.2的培养基上可以良好生长。另据有关资料报道，地衣芽孢杆菌内生芽孢可耐受121℃高温4-5分钟而保持活性。

微生物资源开发与利用实验指导(定)

微生物资源开发与利用 实验指导 适用于森林资源保护与游憩专业 北京林业大学森林保护学科 二零零二年8月 实验一培养基的配制及灭菌 培养基是人工配制的适于微生物生长、繁殖或保存的营养基质。培养基的种类繁多，但一般应具备以下几个条件：1.含有适宜的碳源、氮源、无机盐类、生长因素等营养成分；2.含有适量的水分；3.适宜的酸碱度。 根据培养基的成分来源不同可分为合成培养基、天然培养基和半合成培养基。环境微生物学中，常用废水或废水补加少量氮、磷等无机盐来培养微生物，可认为是天然培养基或半合成培养基。 根据培养基的物理性状可分为液体、固体和半固体培养基。液体培养基中加一定量的凝固剂（常加琼脂 1.5—2%）。溶化冷凝后即成固体培养基。半固体培养基含琼脂0.2—0.5%。某些工农业生产废渣及生活废渣可视为天然的固体培养基。 根据培养基的特殊用途可分为选择培养基、鉴别培养基等。选择培养基在环境微生物学中应用较广，它是根据待培养微生物的特殊营养要求或生物特征而设计的培养基，利用这种培养基可将所需要的微生物从环境混杂的微生物中分离出来。如以石油作碳源的培养基可以分离到降解石油的微生物；以纤维素为唯一碳源的培养基可以分离到纤维素分离菌。 本实验介绍培养基配制及灭菌的一般原则和方法步骤。 培养基配制的方法和步骤 1.称量：先按配方计算培养基各成分的需要量，称量时用1/100粗天平即可。在烧杯或搪瓷杯中先放少量水，依次加入培养基各组分，溶解后补足至所需的总水量。对于肉膏之类

粘、胶状物，可盛在小烧杯或表面皿内称量，以便用水移入培养基中。蛋白胨等极易吸潮物质，在盛取时应动作迅速。某些无机盐类如磷酸盐和镁盐相混合时易产生沉淀，必要时应分别灭菌后再混合。此外，生长因素及微量元素等成分因用量极少，可预先配成较浓的储备液，使用时按要求取一定量加入培养液中即可。 2.溶化：各成分必须溶解在培养液中。最好溶解一种组分后，再加第二种，有时需要加热使其溶解。如果配方中有淀粉，则应先将其用少量冷水调成糊状，再兑入其他已溶解的成分中，边加热边搅拌，至完全融化即溶液由混浊转为清亮后，补水至所需总量。 溶化琼脂时，应注意控制火力使不至溢出或烧焦，并要不断搅拌。因加热过程中水分损耗较多，最后应补足至原体积。 根据需要，有时需将溶化后的培养基用脱脂棉或纱布过滤，已使培养基清亮透明。 3.调pH值：以10% HCI或10% NaOH调节培养基至所需pH值。一般用广泛pH试纸矫正，必要时亦可用酸度计。调时需注意逐步滴加，勿使过酸或过碱而破坏培养基中某些组分。 4.分装：将矫正pH后的培养基按需要趁热分装于三角瓶或试管内，以免琼脂冷凝。分装时应注意勿使培养基粘附于管口与瓶口部位，以免沾染棉塞而滋生杂菌或影响接种操作。可以通过下边套有橡皮管及管夹的普通漏斗进行分装。 分装量视需要而定。一般分装入三角瓶以不超过其容积的一半为宜。分装试管时，斜面培养基以试管高度的1/5左右为宜，半固体培养基以试管高度的1/3左右为宜。 5.加棉塞：试管和三角瓶口需用棉花堵塞，主要目的是过滤除菌，避免污染。 做棉塞所用的棉花应是普通长纤维棉花，不要用脱脂棉，因为脱脂棉易吸水变湿而滋长杂菌。棉塞制作方法有多种，主要的要求是不宜过松或过紧，应宜塞拔方便而又不易脱落为准。正确的棉塞其头部应较大，约有1/3在试管外，2/3在试管内（示范），试管以内部分不应有缝隙。 6.灭菌：在装培养基的三角瓶或试管的棉塞外面包一层牛皮纸，即可灭菌。应用铅笔注明培养基名称、配制日期等。 如制斜面培养基时，灭菌后趁热将试管斜放（示范），注意勿使培养基沾染棉塞。 如制平板培养基时，灭菌后待培养基温度降至50℃左右时以无菌操作将培养基倒入无菌培养皿内，每皿约15-20ml，平放冷凝即成平板培养基，简称平板。 若制半固体深层培养基，灭菌后垂直放置，冷凝即成。 二、灭菌与消毒 灭菌指杀死或消灭所有微生物体。消毒则是指破坏或消灭病原微生物，只能杀死微生物的营养细胞，而不能杀死全部芽孢。 灭菌与消毒的方法很多，可概分为物理和化学的两类。如湿热灭菌、间歇灭菌、煮沸消毒、干热灭菌、紫外线灭菌和化学灭菌与消毒等。实验室常用的方法介绍如下。 高压蒸汽灭菌：高压蒸汽灭菌是一种湿热灭菌法。在湿热情况下，菌体吸收水分，使蛋白质易于凝固；同时，湿热的穿透力强，而且当蒸汽与被灭菌物体接触冷凝成水时，又可放出热量，使温度迅速升高，从而增加灭菌效力；另一方面，随着压力增高，达到饱和蒸汽时所具有的温度也高。这样，高压蒸汽灭菌时微生物体受热、湿及压力的作用而被杀死。 由于高压蒸汽灭菌具有灭菌效果好，适用面广的特点，因此，是实验室最常用的消毒灭菌方法。适于消毒在高温高压下不易分解变压的培养基。将配制好的培养基放入高压蒸汽灭菌锅中，使其压力增至15磅后/吋2(相当于121℃)。维持半小时。即可达到灭菌目的。 高压蒸汽灭菌器分为立式，卧式及手提式等几种。但原理都是相同的，使用时必须注意以下几点： 1.使用前必须首先注意将器内加入足够的水。 2.将需要灭菌的器物放在灭菌器中，将盖密闭，打开气门。 3.加热，待器内冷空气完全排除后（蒸汽从气门有力地冲出），才可关闭气门，因为空气本身有压力，如不完全赶出，则压力表上所指示的压力便不准确，达不到灭菌要求。 4.当压力上升到所需要的指标后，开始计算时间，灭菌过程中保持压力不变。 5.达到需要灭菌时间后，停止加热，使器内压力自然下降，如欲使压力下将快些，可将气门稍稍打开，使蒸汽徐徐放出（愈慢愈好），切勿将气门立即全部打开放气，不然因器内压力骤然降低，引起瓶内和管内的培养基沸腾外溢，沾污棉塞，不但增加以后操作的困难，而且培养基也易污染。

微生物资源的开发与利用

微生物资源的开发与利用 摘要：微生物资源的开发利用前景将会在解决人类社会面临的人口剧增、资源匮乏、环境恶化问题和实现可持续发展等方面发挥不可替代的作用。本文综述了微生物资源以及其开发利用过程这两个方面。 关键词：微生物资源，放线菌，开发，利用 1.引言 当今，人类的工业是建立在化石能源基础之上的，而其特点必然要导致大量不可再生资源的消耗，大量温室气体的排放以及伴随着生态环境的破坏。导致人类社会面临着人口剧增、资源匮乏、能源危机、环境恶化等一系列问题，而人类又要求不停的发展，解决这些问题的关键在于寻求一条可持续发展的道路。 生物技术正在推动着以化石能源为基础的经济向以知识经济、循环经济为主的经济结构转型，是实现人类可持续发展的关键技术。因此大力发展生物技术对经济的发展以及人类社会的发展有着巨大而深远的影响，而作为生物技术的核心技术，微生物工程技术的发展将要涉及到微生物资源的开发与利用问题[1]。 微生物资源利用的核心是在于利用其产生的生物活性物质，目前，微生物活性物质绝大部分来源于普通环境中的微生物，因此从普通环境微生物中寻找新的活性物质难度越来越大。新的基因有很大的可能产生新的生物活性物质，因此通过寻找新的基因来寻找新的生物活性物质。基于该思路，稀有放线菌、海洋微生物、极端环境微生物等过去很少触及的微生物资源已越来越受重视[2]。 2.微生物资源 2.1微生物资源的特点 环境中存在着大量的微生物, 据估计, 每克土壤样品中可含有高达1000种不同的微生物[3], 这些微生物产生多种多样的活性物质(包括酶与次生代谢产物两部分) ,

对人类有实用意义的抗生素—青霉素、链霉素、抓霉素、金霉素、土霉素、红霉素、新霉家、万古霉素、庆大霉素等都是从微生物中发现并开发出来的; 基因工程中各种工具酶几乎都来自多种不同的微生物[4] 微生物是一类物种丰富的生物资源和基因资源，迄今为止我们所分离到的微生物主要有：真菌70000多种、细菌5000多种、放线菌3000多种。而这些人类所知道的微生物估计仅占自然界存在的微生物不到10%，而被利用的还不到1%。 微生物具有很快的生长繁殖速度，有的细菌的时代时间仅仅20分钟，而且微生物可以再人工控制的条件下大规模培养，并且几乎不受地域、气候等条件的影响。 相比于动、植物品种遗传基因结构，微生物的基因组小得多，基因拷贝数比较少，比较容易进行基因操作，微生物改良易于操作，改造性能、提高产率相对容易。 微生物资源丰富，微生物资源的开发与利用不会导致微生物物种的减少和环境的破坏。部分动植物资源的不合理开发利用导致物种的减少甚至灭绝，造成严重的环境的恶化和污染问题，而微生物资源的开发利用不会存在此类问题。但我们必须注意到并引起重视的现实问题是由于环境的改变和恶化，如原始森林开发成旅游区等现象，造成的天然微生物的破坏，使得许多在该类环境中赖以生存的微生物在人类还没有认识它之前就悄悄灭绝了[1]。 微生物资源是新抗菌剂的主要来源之一,然而即使采用先进的方法, 绝大部分微生物也仍然不可培养、只能用分子指纹图谱来描述[5]。 2.2稀有放线菌 目前大部分生物活性物质来自链霉菌，所以从链霉菌中发现性的活性物质的几率已经大大降低。自20世纪50年代以来, 已从部分稀有放线菌代谢产物中得到许多已经临床应用的重要活性物质, 如红霉素B、利福霉素、庆大霉素、其它放线菌素类、安莎类、肽类、酶抑制剂等活性物质。 尽管新的种、属不断被发现, 但据估计, 目前分离到的放线菌种类, 仅为实际存在种类的0.1%~1%。因此, 放线菌还有极其丰富多样的未知种群等待人们去发现 [6]。如日本Takahashi 等[7] 报道, 从不同的环境, 利用特殊的分离方法分离到放线 菌的新种、新属,并从这些放线菌发酵产物中得到许多新结构的活性物质。

微生物转化

微生物转化在植物类中药研究中的应用 班级：科研一班 学号：2013110039 姓名：杜风丽

微生物转化在植物类中药研究中的应用 摘要:对微生物转化在植物药成分研究中的应用取得的进展进行了综述，利用微生物对植物药成分进行转化是中药高效利用的一条新思路，可显著推动我国的植物药资源的高效开发与利用，有利于在短时间内研制出具有自主知识产权的新药。 关键词:微生物;植物药;生物转化 中药是我国民族医药的瑰宝，长期以来人们一直从现有药材中寻找有效成分。尤其植物药，从现有资源中发现新的具有生理活性作用的化合物越来越难。另外，原有植物药成分存在着的体内代谢途径不清楚、药效不强、毒副作用大、稳定性差等缺点，影响了它们的应用。要解决这些问题，一方面要对现有的植物药成分进行化学结构改造，获得新的化合物，开发新的药理活性;另一方面，要选择合适的手段，对植物药成分的体内药代动力学进行研究，更好地阐明植物药成分的药效，发挥中药在世界医药中的作用。生物转化是近五十年来发展起来的一门科学，微生物转化是生物转化的一部分，而真菌种类繁多、营养要求相对较低、易于培养，是一种有效的生物转化载体。使用真菌作为生物转化体系，以植物药成分研究为出发点，进行植物药成分的转化和体内药物代谢的研究已经初步取得了一些成果。 1.紫杉醇 紫杉醇是从红豆杉属植物的树皮中分离提取到的一种二萜类化合物，亦是继阿霉素和顺铂后备受青睐的抗癌药，但其来源一直缺乏[1]。美国施贵宝公司Patel等利用微生物转化方法进行紫杉醇的半合成，他们分别从白色类诺卡菌、藤黄类诺卡菌、莫拉菌的发酵液中分离得到c-13紫杉醇酶、C-7木糖苷酶和c-10去乙酰酶，分别将红豆杉中的几种紫杉烷如巴卡亭Ⅲ、紫杉醇C、cephalomannie、10一去乙酰基紫杉醇等的7，10，13位进行水解，得到较多而单一的10 去乙酰一巴卡亭3，该产物为紫杉醇合成的重要前体化合物，再利用化学反应，连接上13位的侧链，即可得到紫杉醇[2-3] 。这提示了生物转化技术有利于紫杉醇前体物质的得到，从而为紫杉醇的来源提供了一个新的有效途径。 2.喜树碱 喜树碱是Wall和Wani等从珙桐科乔木、我国特有的植物喜树的树叶和树皮中分离得到的具有较强的抗肿瘤和抗病毒活性的生物碱。微生物转化喜树碱可以获得10，羟基喜树

微生物资源开发与利

土壤微生物资源开发与利用 摘要:从土壤微生物生态和资源开发利用、土壤生物化学、生物固氮、土壤微生物多样性和应用现代生物技术手段实现土壤微生物资源的生理活性物质的开发研究及其产业化等方面,阐述了我国土壤微生物研究成就,今后在这一领域的研究和发展方向,主要涉及到微生物资源的认识、特点、开发与利用步骤以及微生物资源开发利用的重大研究课题等内容。 关键词：土壤微生物；资源；开发利用；前景展望 前言：微生物是一类重要的自然资源。微生物资源的开发利用已产生了巨大的社会和经济效益。微生物生产的青霉素是20世纪重大的发明之一,她带动了其它抗生素及生物活性物质的寻找和发现,促使抗生素工业的形成。目前全世界青霉素的年产量达5万吨左右。制剂产值约40亿美元。青霉素和其他抗生素对人类保健事业的贡献,无论怎样形容都不为过。我们很难想象,没有青霉素类药物,世界将是什么样子。但是,我们不能不看到,对微生物资源的重要性的认知远远不及对动植物资源那样普及,保护微生物资源的意识更是和者甚寡。 1.中国土壤生物学的主要研究内容与进展 1.1土壤微生物多样性 土壤具备微生物生活所需的各种条件,是微生物生活和繁殖的良好场所。土壤中广泛分布着数量众多的微生物,重要的类群有细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物。土壤微生物多样性包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性,其与土壤中的主要生态过程与功能密切相关。中国的土壤微生物学多样性研究早期主要借助于平板培养方法,通过对微生物区系分析反映土壤微生物与土壤肥力之间的关系Biolog微平板法是20世纪90年代建立起来的一套用于研究土壤微生物群落结构和功能多样性的方法,这种方法是根据微生物对单一碳源底物的利用能力的差异,来表征土壤微生物代谢功能多样性或结构多样性一种方法。采用Biolog体系能够较好地评价我国不同耕地、草地、森林等土壤中的微生物群落结构[1]。 随着分子生物技术的广泛引入,通过非培养方法研究土壤微生物多样性的报道不断增加,这些方法包括磷脂脂肪酸)方法、脂肪酸甲酯方法、限制性片段长度多态性方法[2]以及DGGE/TGGE方法等,通过这些方法已经揭示出土壤环境中存在高度的微生物多样性。 我国作为世界微生物资源大国,微生物资源开发利用具有重要的科研和经济价值。在根结线虫生防真菌、有机污染物降解微生物、根瘤菌、黏细菌、放线菌等方面均开展了大量的研究,分离、筛选出一批重要的微生物菌种资源。近年来,国家科技部启动“环境微生物菌种资源整理、整合”项目,必将极大地推动微生物资源开发的进程[3]。 1.2微生物资源的特点 物种繁多:迄今我们所认识的真菌达7万多种,细菌5,000多种,放线菌3,000多种。可见,微生物是一类物种丰富的生物资源和基因资源。生长繁殖速度极快:有的细菌繁殖一代,仅需20min。由于这一特点,微生物产品可以在人工控制条件下,实现大规模生产。这是目前栽培的任何农作物都无法比拟的。比较容易大幅度提高产率:相对而言,微生物的基因组小得多,

108043051,邵越,微生物转化技术应用

微生物转化技术在现代医药工业中的应用 生工082 学号：108043051 邵越 摘要：对微生物转化技术在现代医药工业应用上的独特优势，特别是在手性药物或药物中间体制备、借助微生物转化手段实施组合生物催化在新药筛选方面发挥的积极作用进行了阐述分析。 关键词：微生物转化技术；生物催化；关键中间体 1.概述 在过去的30多年中，微生物转化或酶转化技术在有机化学合成领域中的尝试不仅使理论研究获得广泛开展，在实际应用方面也取得了长足的进步。许多化学合成工艺相当复杂的药物、食品添加剂、维生素、化妆品和其它一些精细化工产品合成过程中的某些重要反应，目前已经能够用微生物或酶转化技术得以替代。在许多国外文献中经常能够看到的描述这种技术的名词有：microbial transformation、microbial conversion、biotransformation、biotransconversion和enzymation等［1，2］。微生物转化的本质是某种微生物将一种物质(底物)转化成为另一种物质(产物)的过程，这一过程是由某种微生物产生的一种或几种特殊的胞外或胞内酶作为生物催化剂进行的一种或几种化学反应，简言之，即为一种利用微生物酶或微生物本身的合成技术。这些具有生物催化剂作用的酶大多数对其微生物的生命过程也是必需的，但在微生物转化过程中，这些酶仅作为生物催化剂用于化学反应。由于微生物产生的这些能够被用于化学反应的大多数生物催化剂不仅能够利用自身的底物及其类似物，且有时对外源添加的底物也具有同样的催化作用，即能催化非天然的反应(unnatural reactions)，因而微生物转化可以认为是有机化学反应中的一个特殊的分支。某种特殊的微生物能够将某种特定的底物转化成为某种特定的产物，其本质是酶的作用。因此，对酶转化无需多作解释，它与微生物转化的差别仅在于：前者是一个单一的酶催化的化学反应，而后者为了实现这一酶催化反应，需要为微生物提供一个能够生物合成这些酶的条件，因此，从这一角度来看，这似乎是真正的生物转化。另外，尽管用于生物转化的酶大多来自于微生物，但也可以是来自于动物和植物的酶。而对于一个具体的生物转化来说，究竟是采用微生物转化技术，还是采用酶转化技术，这要综合考虑实现这一过程的诸多因素，如成本、环境、技术装备和质量要求等。在研究一个微生物(或酶)转化过程时，需要仔细地考虑诸多方面的问题如：所用转化底物的选择、所用微生物对不同底物转化能力的考察、转化路线或转化反应的选择等。其中最主要的是寻找适合于所设计转化过程的微生物，以及如何来提高这种微生物的转化能力，即提高这种酶活力。再则是发现一种新的酶或一种新的反应以便为设计一个新的微生物转化过程提供一条线索。为了寻找能够适合作为生物催化剂的微生物酶，除了有必要对原来已知的一些重要的酶或反应进行重新评价外，一种更为有效的方法是筛选新的微生物菌株或酶［3～6］。用于微生物转化的菌株或酶的筛选的范围应该尽可能地广，因为至目前为止已经发现了3000余种能够催化各种化学反应的酶，其中有些酶的催化效果比化学催化剂好；另外，微生物的多样性和其生理生化特性的多样性(它们能够修饰和降解许许多多有机化合物)，使我们有可能找到某种微生物或酶来催化某种特定的和所期望的化学反应。 2.生物转化与药物开发的应用