生物选修一发酵技术与微生物培养

微生物发酵即是指利用微生物,在适宜的条件下;将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。发酵技术与微生物的培养、应用这部分知识是生物的重要内容,下面予以总结和分析,以帮助同学们掌握。

微生物培养

微生物培养

培养基

定义

人们按微生物对营养物质的不同需求，配置出供其生长繁殖的营养基质

分类

物理性质

固体培养基

加凝固剂

可以是琼脂、硅胶 不能被微生物利用，只有凝固作用

用于微生物的鉴定、分离、保藏

半固体培养基

加凝固剂

微生物的运动、分离

液体培养基

不加凝固剂

用于工业生产

化学成分

天然培养基

合成培养基

子主题

子主题

子主题

子主题

用途

选择培养基

培养分离出特定微生物

鉴别培养基

鉴别不同种类微生物

配方

碳源、氮源、水、无机盐

PH 、特殊营养物质、氧气

培养乳酸菌要添加维生素 培养霉菌要将PH调至酸性 培养细菌要将PH调至中性或微碱性 培养厌氧微生物提供无氧条件

无菌技术

目的

避免杂菌污染

消毒

巴氏消毒

70～75℃煮30min 80℃煮15min

用于牛奶、啤酒等不宜高温灭菌的液体

煮沸消毒

100℃煮5～6min

日常食品，罐装食品

紫外线消毒

30W紫外线灯照射30min

接种室、接种箱、超净工作台

化学药剂消毒

70%酒精、碘酒涂抹，

皮肤、伤口、空气、手术器械等

氯气

水源消毒

杀菌

灼烧灭菌

接种环、接种针、管口瓶、瓶口等

干热灭菌

160~170℃ 1~2h

玻璃器皿、耐高温金属用具

高压蒸汽灭菌

100kp 121℃高压蒸汽灭菌锅15~30 min

培养基

操作

计算

称量

牛肉膏比较粘稠，用玻棒挑取 牛肉膏和蛋白胨易吸潮，要动作迅速，及时盖上瓶盖

融化

牛肉膏与称量纸一同放入烧杯，加水加热， 牛肉膏融化后用玻棒挑取称量纸

加琼脂，不断用玻棒搅拌，防止琼脂糊底导致烧杯破裂

灭菌

培养基放入高压蒸汽灭菌锅

培养皿放入干热灭菌箱

倒平板

冷却至50℃左右，在酒精灯火焰附近倒平板

左手拔棉塞

灼烧瓶口

打开一条稍大于瓶口的缝隙（10～20ml）倒入培养基，盖上皿盖

冷却凝固，倒置

防止皿盖上的水珠落入培养基 培养基表面水分蒸发过快

纯化

平板划线法

对混合菌进行分离 可观察菌落特征

原理

接种环在琼脂固体培养基表面进行划线操作 将聚集的菌种逐步分散到培养基表面 数次划线培养后可以分离到由一个菌落繁殖而来的子细胞群（菌落）

注意事项

第一步操作前要灼烧

避免接种环上可能的微生物污染培养基

之后每次都要灼烧

杀死上次残留的菌种 保证下次划线时菌种来自上次划线末端

每次划线结束要灼烧

及时杀死接种环上残留菌种，避免细菌污染环境，感染操作者

灼烧后要冷却后再划线

避免接种环温度过高，杀死菌种

每次划线从上次末端开始

聚集菌种逐步稀释，以便获单个菌落

不要划破培养基

划破会使划线不均匀，难以实现单菌落分离 存留在划破处单个细胞，无法形成规矩菌落

稀释涂布平板法

可计数，观察菌落特征

原理

対菌液进行梯度稀释，不同稀释度菌液进行涂布 稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的生物被分散成单个细胞 在培养基表面形成菌落

保存

临时保藏

试管固体斜面培养基

4℃ 每3～6个月转移一次

甘油管藏

甘油瓶

-20℃

无菌检查

尿素分解菌的分离与计数

筛选

原理

寻找目的菌是根据它对生存环境的要求到相应环境中寻找

人为提供有利于目的菌生长的条件同时抑制或阻止其他微生物生长

选择培养基原理

允许特定种类微生物生长抑制或阻止其他种类的微生物生长的培养基

注意事项

选取30～300平板进行计数

统计菌落往往比实际活菌低

两个或多个活菌连在一起，平板上只是一个菌落

每克样品中菌株数＝（ C÷V）×M

计数

原理

样品稀释度足够高的培养基表面生长的一个菌落里，来源于样品稀释液中一个菌落

注意事项

选取30~300菌落进行计数

统计菌落数目往往比实际菌落数要低

当两个或多个菌落连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落

设置对照

目的

排除实验组中非测试因素对实验结果的影响

计数方法

直接计数

间接计数

注意事项

土壤取样

土壤微生物中70%～90%为细菌

土壤接近中性或微碱性

距离地表3~8cm

样品稀释

细菌10

放线菌10³

真菌10²、10³、10

微生物观察与培养

细菌在30～37℃培养1～2天

放线菌25～28℃培养5～7天

霉菌在25~28℃培养3～4天

无菌操作

小铁铲与信封都要灭菌

火焰旁称取土壤

稀释的每一步都在火焰旁进行

做好标记

标记好培养时间、培养基种类、培养日期、稀释度

检验

细菌合成的脲酶尿素分解成氨，使培养基碱性增强

酚红指示剂在碱性条件下会变红

纤维素分解菌的分离

基础知识

棉花是自然界纤维素含量最高的

木材、作物秸秆也含纤维素

纤维素分解酶

复合酶，组成为C

作用

C 、C 将纤维素分解为纤维二糖

葡萄糖苷酶将纤维二糖分解为葡萄糖

筛选

刚果红染色剂

原理

刚果红可以与纤维素这样的多糖物质形成红色复合物 纤维素被分解后，刚果红-纤维素复合物无法形成 培养基会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈

实验设计

土壤取样

原理 纤维素分解菌大多分布在富含纤维素环境中

子主题

树林中腐殖土，多年积累枯枝败叶

将滤纸等富含纤维素的物质埋在土壤中， 30天左右从已腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌

选择培养

目的

通过选择培养基增加纤维素分解菌数量

液体培养基

刚果红染色

方法一

长出菌落的培养基上，覆盖CR溶液 10～15min倒去CR溶液 加入NaCI，15min后倒掉

方法二

灭菌后,加入CR混合均匀后倒平板

检验

发酵产纤维素酶实验

液体发酵

固体发酵