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1、微生物應用工業微生物應用工業Ch3.Ch3.微生物之一般特性微生物之一般特性阮雪芬阮雪芬2003 Oct2003 OctNTUTNTUT生理特性 微生物的細胞含:碳水化合物 脂肪 蛋白質 核酸 各種維生素和礦物質 培養基 營養物質 代謝物質 小麥與綠藻之生產成本比較(表3-1)人類細胞與微生物呼吸速度之比較(表3-2)微生物對自然界物質循環之任務 地球上之物質循環(Fig 3-1)氮元素之循環(Fig3-2)自然界微生物之存在(1/5)土壤中之微生物:種類與數量為自然界最多 又以細菌為最多(107/1g)放線菌次之(1056/1g)黴菌(1045/1g)酵母很少 空氣中之微生物 微生物以本身,
2、或附在塵粒中,或含在水滴中 空中落下菌之菌群別分布(Table3-4)自然界微生物之存在(2/5)淡水及海洋中之微生物 淡水:Pseuodomonas 屬&Alcaligenes 屬 自淨作用 BOD:生物化學的氧需求量 污水常見微生物:細菌:Sphaerotilns or Beggiotoa 黴菌:Geotrichum Candidum 海洋:存在很多革蘭氏陰性菌 海洋細菌多屬好鹽性,且大部為好冷菌自然界微生物之存在(3/5)植物與微生物 根圈 根瘤:豆科植物的根瘤中共生一種能固定空中氮的根瘤菌 菌根:植物的根共生真菌類 外生菌根:菌絲不會進入根細胞,如松茸 內生菌根:菌絲會進入根細胞自然界
3、微生物之存在(4/5)動物與微生物 腸內菌 大腸菌 腸球菌 乳酸桿菌 反芻動物 Rummen 細菌為主 以纖維素分解菌最重要(Table3-8)自然界微生物之存在(5/5)昆蟲與微生物 微生物常被昆蟲利用作為食物 微生物殺蟲劑菌體的成分 菌體之主要成分-水 生活(營養)細胞(vegetable cell):70-85%孢子:很少 灰分:細菌:1-14%,酵母:6-11%,黴菌:5-13%一般以P,K 最多菌體的成分 有機成分(See biochem)ProteinsOnly L amino acids are constituents of proteins菌體的成分-有機成分 Nucleic
4、 acids:DNA&RNA Carbohydrate:10-60%貯存物質 細胞構造物質 核酸成分菌體的成分-有機成分 Lipids Free lipid Bound lipid Vitamins Vitamin B:Co-enzyme B1:Cocarboxylase B2:FAD B6:Pyridoxal phosphate Pantothenic acid:Coenzyme A Nicotinic acid:NAD,NADP微生物之營養-分類(Table 3-17)微生物同化”碳”營養素有二種形式 獨立營養菌(Autotrophic microbe)光合成菌:利用光以產生能量 化學合成
5、菌:氧化無機物獲得能量以合成菌體 從屬營養菌(Heterotrophic microbe)活物寄生:病原菌 死物寄生:發酵或腐敗微生物微生物之營養-分類(續)(Table 3-17)從屬營養菌(Heterotrophic microbe)氮固定菌 No-exacting 菌 胺基酸要求菌 生長素要求菌 胺基酸及生長素要求菌微生物之營養-一般必需之營養素 碳源 單糖類:葡萄糖&果糖 雙糖類:蔗糖or 麥芽糖 氮源 無機鹽類:P 生長素微生物之營養-微生物定量法 Fig 3-10 原理培養基及其調製法 分類 依來源分 天然培養基 合成培養基 半合成培養基 依形狀分 液體 固體 依用途分 普通 特殊
6、培養基及其調製法 製備 過濾 pH 值的調節 分注 殺菌 斜面及柱狀培養基 培養基之保存培養基及其調製法 常用的天然培養基 麴汁 麥芽汁 肉汁 常用的人工培養基 緩衝液 Phosphate buffer Tris buffer微生物之增殖 測定法 Dry cell weight method Cell volume method Cell nitrogen content Spectrophotomatic method Total cell measurement(See Fig3-15&3-16)Viable cell counts微生物之增殖生長曲線與菌體增殖動力學 dx/dt=ux I
7、n E.Coli,one generation=20 mins 3 times/1hr 72times/24hrs Theoretically,272=4.72 x 1019,but not.微生物之增殖生長曲線與菌體增殖動力學 生長曲線:半對數曲線 Lag phase Log phase(Exponential phase)Stationary phase Death phase微生物之增殖生長曲線與菌體增殖動力學 同調培養(Synchronous culture)方法:調節生理條件 應用機械的物理方法 死亡速度:-dx/dt=kx微生物的增殖與環境因子 氧 好氣性菌 通性厭氣性菌 厭氣性菌
8、 溫度 好冷菌 好溫菌 好熱菌微生物的增殖與環境因子 溫度 殺菌法 間歇 高壓 乾燥與水分活性 pH Value 滲透壓:微生物在高滲透壓不易生長,故保存食品常添加鹽或糖微生物的增殖與環境因子 Light and Radiation 靜水壓 化學藥品 抗微生物性物質:能殺滅細菌或抑制其生長的物質 微生物間的交互作用 互利共生 拮抗作用微生物之化學反應 氧化反應-CH-C-OH O 還原反應-C-C-CH-O OH微生物之化學反應 Decarboxylation-CH2-COOH-CH3 Deamination-CH-CH2-NH2 Glycosylation微生物之化學反應 Hydrolysi
9、s H-C-O-CH+H2O H-C-OH+HO-C-H Methylation(加CH3)RS-SR RS-CH3 Esterification-COOH+R-OH-COOR Dehyration微生物之化學反應 Condensation Amination Acetylation Amidation谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH