培養(yǎng)基的制備與滅菌.ppt_第1頁
培養(yǎng)基的制備與滅菌.ppt_第2頁
培養(yǎng)基的制備與滅菌.ppt_第3頁
培養(yǎng)基的制備與滅菌.ppt_第4頁
培養(yǎng)基的制備與滅菌.ppt_第5頁
已閱讀5頁,還剩60頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

第二章 培養(yǎng)基的制備與滅菌,1、培養(yǎng)基的組成?如何選擇培養(yǎng)基? 2、如何對(duì)制備培養(yǎng)基? 3、如何對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌?,第一節(jié) 培養(yǎng)基的原材料,一、培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分及用途 光 光能自養(yǎng) 自養(yǎng)菌 氫、硫、氨 化能自養(yǎng) 1.能源 亞硝酸鹽、亞鐵鹽 碳水化合物等有機(jī)物 石油天然氣和石油化工產(chǎn)品(如醋酸) 異養(yǎng)菌 功能:生長、繁殖需要;,碳酸氣 2.碳源 淀粉水解糖、糖蜜、亞硫酸鹽紙漿廢液等 石油、正構(gòu)石蠟、天然氣 醋酸、甲醇、乙醇等石油化工產(chǎn)品 功能:提供能量、構(gòu)成菌體、代謝產(chǎn)物的物質(zhì)基礎(chǔ);,有機(jī)氮:黃豆餅粉、花生餅粉、玉米漿、蛋白胨、 3.氮源 酵母粉、魚粉、發(fā)酵菌絲體、酒糟水等 無機(jī)氮: 尿素、硫酸銨、氨水、硝酸鹽 功能:構(gòu)成菌體、含氮代謝物;,磷酸鹽、鉀鹽、鈣鹽等礦物鹽 4.無機(jī)鹽 鐵、錳、鈷等微量元素 功能:構(gòu)成菌體,參與酶的組成,維持酶活性,調(diào)節(jié)滲透壓,調(diào)節(jié)pH值,維持氧化還原電位;,5.特殊生長因子:硫胺素、生物素、對(duì)氨基苯甲酸、肌醇等 功能:酶的輔助部分,維持生命活動(dòng);,6發(fā)酵的促進(jìn)劑與抑制劑 發(fā)酵培養(yǎng)基中某些成分的加入有利于調(diào)節(jié)產(chǎn)物的形成,而并不促進(jìn)微生物的生長,這些物質(zhì)包括前體、促進(jìn)劑和抑制劑,1)、前體:指某些化合物加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中,能直接被微生物在生物合成過程中結(jié)合到產(chǎn)物分子中去,而其自身的結(jié)構(gòu)沒有多大的變化,但產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而有較大的提高。 如:在青霉素生產(chǎn)中加入玉米漿,青霉素產(chǎn)量可從20u/mL增加到100u/mL,研究發(fā)現(xiàn)玉米漿中的苯乙胺被有限結(jié)合到青霉素分子中,從而提高了青霉素G的產(chǎn)量。,2)、促進(jìn)劑:指那些既不是營養(yǎng)物又不是前體,但卻能提高產(chǎn)量的添加劑。 比如在酶制劑發(fā)酵過程中,加入誘導(dǎo)物、表明活性劑及其它一些產(chǎn)酶促進(jìn)劑(比如吐溫80、植酸、洗衣粉等),3)、抑制劑:在發(fā)酵過程中加入抑制劑會(huì)抑制某些代謝途徑的進(jìn)行,同時(shí)會(huì)使另外一些代謝途徑活躍,從而獲得人們所需要的某種產(chǎn)物或使正常代謝的某一代謝中間物積累起來。 例如:微生物發(fā)酵生產(chǎn)甘油中,例如亞硫酸氫鈉,它與代謝過程中的乙醛生成加成物。,7.水分 功能:生化反應(yīng)均在水溶液中進(jìn)行,二、培養(yǎng)基的類型,1.依營養(yǎng)物質(zhì)的來源分類 天然培養(yǎng)基; 合成培養(yǎng)基,也稱組合培養(yǎng)基(多用于定量研究); 半合成培養(yǎng)基,(用的最多,在部分天然有機(jī)碳源、氮源、生長因子的基礎(chǔ)上,適當(dāng)加入一些化學(xué)藥品);,2.依培養(yǎng)基的物理狀態(tài)來分: 1)固體培養(yǎng)基 A、凝固培養(yǎng)基 :即遇熱可融化,冷卻后則凝固的固體培養(yǎng)基 B、非可逆性凝固培養(yǎng)基:指有血清凝固成的固體培養(yǎng)基或由無機(jī)硅膠配成的凝固后即不能再融化的固體培養(yǎng)基 C、天然固體培養(yǎng)基:由天然固體狀基質(zhì)直接制成的培養(yǎng)基,如麩皮,米糠,木屑等 D、濾膜:是一種堅(jiān)韌且?guī)в袩o數(shù)微孔的醋酸纖維薄膜,把它制成圓片狀覆蓋再營養(yǎng)瓊脂或浸有培養(yǎng)液的纖維襯墊上,就形成了具有固體培養(yǎng)基性質(zhì)的培養(yǎng)條件。,2)半固體培養(yǎng)基 再配置號(hào)的液體培養(yǎng)基中加入0.5%左右的瓊脂作為凝固劑,形成的培養(yǎng)基稱之微半固體培養(yǎng)基。 主要用于菌種鑒定,觀察細(xì)菌運(yùn)動(dòng)特征及噬菌體的效價(jià)測(cè)定等,3)液體培養(yǎng)基; 培養(yǎng)基中8090%是水。,3.依培養(yǎng)基的用途來分 1)、孢子培養(yǎng)基 2)、種子培養(yǎng)基 3) 、 發(fā)酵培養(yǎng)基 4)、補(bǔ)料培養(yǎng)基 5)、加富培養(yǎng)基 6)、選擇培養(yǎng)基 7)、鑒別培養(yǎng)基 8)、增殖和保存培養(yǎng)基 9)、富集培養(yǎng)基 10)、測(cè)定培養(yǎng)基,三、發(fā)酵培養(yǎng)基的選擇,一)、配置培養(yǎng)基的原則 1、根據(jù)不同微生物的營養(yǎng)需要配置不同的培養(yǎng)基 2、注意各營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和配比 3、調(diào)節(jié)適宜的物理化學(xué)條件 4、根據(jù)培養(yǎng)微生物的目的配置 5、盡量使用廉價(jià)易得的原料,1、生態(tài)模擬 2、查閱文獻(xiàn) 3、借助優(yōu)選法或正交試驗(yàn)法精心設(shè)計(jì)培養(yǎng)基配方 4、實(shí)驗(yàn)比較 實(shí)驗(yàn)的規(guī)模一般由定性到定量,由小到大。 發(fā)酵培養(yǎng)基的用途與要求、成分、配比經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定,配制時(shí)兼顧原料來源、成本及工藝管理;,二)、配置培養(yǎng)基的方法,培養(yǎng)基配方舉例,牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基(常用的細(xì)菌培養(yǎng)基) 牛肉膏5克 蛋白胨10克 NaCl5克 水1000毫升 pH7.27.4 (瓊脂1520克) 高氏一號(hào)培養(yǎng)基(常用的放線菌培養(yǎng)基) 可溶性淀粉20克 KNO31克 K2HPO40.5克 MgSO40.5克 NaCl 0.5克 FeSO40.01克水1000毫升瓊脂1520克pH7.47.6,察氏培養(yǎng)基(培養(yǎng)霉菌用) 蔗糖 20克 NaNO33克 K2HPO41克 KCl1克 MgSO40.5克 FeSO40.01克 瓊脂20克 水1000毫升自然pH 無氮培養(yǎng)基(培養(yǎng)自生固氮菌用) 葡萄糖 10克 NaCl0.2克 KH2PO40.2克 CaSO42H2O0.1克 MgSO40.2克 CaCO35克 瓊脂 20克水1000毫升自然pH 伊紅-美藍(lán)培養(yǎng)基(檢查腸道細(xì)菌用) 蛋白胨 10克 K2HPO42克乳糖10克瓊脂25克,水1000毫升,pH7.6 2伊紅水溶液2毫升0.5美藍(lán)水溶液2毫升將乳糖、伊紅、美藍(lán)分別滅菌后,加入滅菌的培養(yǎng)基中搖勻,倒平板。,四、原料轉(zhuǎn)換及意義 1、節(jié)約原料,減低單耗,提高發(fā)酵單位和總收率; 2、開拓新的原料資源和微生物資源:野生植物淀粉、植物纖維、木屑水解物、石蠟、醋酸、乙醇,第二節(jié) 淀粉水解糖的制備,一、淀粉水解糖的制備方法 1、酸解法: 定義:以酸(無機(jī)酸或有機(jī)酸)為催化劑,在高溫高壓下將淀粉水解為葡萄糖的方法. 優(yōu)點(diǎn):設(shè)備要求簡(jiǎn)單,水解時(shí)間短(20min),設(shè)備生產(chǎn)能力大 缺點(diǎn):高溫高壓下進(jìn)行,設(shè)備要求耐腐蝕、耐高溫、耐高壓,副反應(yīng)多,對(duì)原料要求嚴(yán)格,淀粉顆粒不宜過大,淀粉乳濃度不能過高。,2、酶解法:(雙酶水解法) 定義:用淀粉酶將淀粉水解為葡萄糖的過程。一般分為兩步:第一步是利用淀粉酶將淀粉液化轉(zhuǎn)為糊精及低聚糖,使淀粉的可溶性增加,這個(gè)過程稱為液化。第二步是利用糖化酶將糊精或低聚糖進(jìn)一步水解,轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟堑倪^程,稱為糖化。也稱雙酶法,-淀粉酶(液化) 葡萄糖淀粉酶(糖化) 優(yōu)點(diǎn):1、反應(yīng)條件溫和。 2、酶的專一性強(qiáng),副反應(yīng)少 3、可在較高的淀粉乳濃度下水解 4、糖液的營養(yǎng)物質(zhì)豐富 5、糖液色澤淺,無苦味,有利于糖液的精制 缺點(diǎn):時(shí)間長(23)天,要求的設(shè)備多,糖液過濾困難。,3、酸酶結(jié)合法 酸酶法 酶酸法,二、淀粉酸水解理論基礎(chǔ),淀粉水解成葡萄糖的反應(yīng)過程中同時(shí)發(fā)生這:水解反應(yīng)、復(fù)合反應(yīng)、分解反應(yīng);其中水解反應(yīng)是主要的。 復(fù)合反應(yīng):葡萄糖分子間經(jīng)1-6糖苷鍵結(jié)合成龍膽二糖(有苦味)、異麥芽糖和其他低聚糖(合稱復(fù)合低聚糖)。 分解反應(yīng):葡萄糖 羥甲基糠醛 有機(jī)酸、色素等,淀粉的水解反應(yīng) 1.淀粉水解過程 顏色變化:藍(lán)色 暗紫 紫 紅褐 暗紅 紅 淺紅,2、淀粉酸水解反應(yīng)動(dòng)力學(xué),屬于單分子一級(jí)反應(yīng)類型: K:反應(yīng)速度常數(shù),由反應(yīng)條件(如溫度、酸度等)而定 C:淀粉濃度,3、影響酸水解的因素 酸的種類 主要因素 濃度(酸的濃度、淀粉的濃度) 水解溫度,(二)、葡萄糖的復(fù)合反應(yīng)及其影響因素 復(fù)合反應(yīng):在淀粉的酸糖化過程中,水解生成的葡萄糖受酸和熱的影響,葡萄糖分子之間通過糖苷鍵相聚合,生成二糖、三糖及其他低聚糖。,影響復(fù)合反應(yīng)的因素: 1、淀粉濃度的影響(用DE值表示葡萄糖純度): DE值還原糖/干物質(zhì)100 2.、酸的影響:,(三)葡萄糖的分解反應(yīng)及其影響因素,葡萄糖 5-羥甲基糠醛 乙酰丙酸、蟻酸、有色素物質(zhì); 影響因素:濃度、溫度、pH值;,第三節(jié) 糖蜜前處理,一、糖蜜的來源與特點(diǎn) 二、糖蜜前處理的方法 1、加酸通風(fēng)沉淀法(冷酸通風(fēng)處理法):糖蜜加水稀釋到500Bx 加入0.20.3濃硫酸,通入壓縮空氣1h 靜置澄清8h,取上清液。,2、加熱加酸沉淀法(熱酸通風(fēng)沉淀法): 糖蜜加水稀釋到40 加適量硫酸調(diào)節(jié)pH值到44.5 放入澄清槽加熱至8090,通風(fēng)30min 保溫 7080 812 小時(shí),取上清液。,3、添加絮凝劑澄清處理法: 糖蜜稀釋至3040 Bx 加硫酸調(diào)pH 33.8 加熱至90 添加8ppm聚丙烯酰胺(PAM),攪拌均勻 靜置1小時(shí),取上清液。,三、谷氨酸發(fā)酵糖蜜前處理,1.糖蜜預(yù)處理法 活性炭處理法 樹脂處理法 亞硝酸處理法 2.添加化學(xué)藥劑處理法 添加青霉素法 添加表面活性劑 添加抗氧劑法 3.追加糖蜜法 4. 營養(yǎng)缺陷型變異株法,第四節(jié) 其他原料的處理,一、纖維素及發(fā)酵廢液的處理 (一)、利用纖維素廢料生產(chǎn)SCP 稻草、麥稈、玉米的莖和葉、甘蔗渣、廢紙等 流程如下:,纖維原料,粉碎,水解,中和,澄清,過濾,發(fā)酵罐培養(yǎng),分離,廢液,種子,營養(yǎng)鹽,菌體,濃縮,磨碎,干燥,成品,(二)利用檸檬酸中和濾液生產(chǎn)酵母,酵母菌種,斜面,一級(jí)種子,二級(jí)種子,離心分離,中和廢液,鹽酸調(diào)pH3.5,發(fā)酵,干燥,粉碎,包裝,二次廢液,用于發(fā)酵培養(yǎng)基 的配置等,二、亞硫酸鹽廢液的處理 (一)亞硫酸鹽制漿廢液生產(chǎn)酒精和蛋白質(zhì) 1、亞硫酸鹽紙漿廢液生產(chǎn)酒精 2、亞硫酸鹽紙漿廢液發(fā)酵生產(chǎn)蛋白質(zhì) 3、亞硫酸銨法非木材制漿廢液培養(yǎng)SCP (二)亞硫酸鹽廢液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸 三、木屑水解液發(fā)酵生產(chǎn)衣康酸,第五節(jié) 培養(yǎng)基滅菌,一、消毒與滅菌在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用 消毒:指用物理和化學(xué)方法殺死物料、容器、器具內(nèi)外的病源微生物。一般只能殺死營養(yǎng)細(xì)胞而不能殺死細(xì)菌芽孢。 滅菌:用物理或化學(xué)方法殺死或除去環(huán)境中所有微生物,包括營養(yǎng)細(xì)胞、細(xì)菌芽孢和孢子。 消滅雜菌和防止雜菌污染,二、滅菌方法:干熱滅菌、濕熱滅菌、物理滅菌(射線、微波等)、化學(xué)滅菌(各種化學(xué)藥品); 1、干熱滅菌法 灼燒滅菌、在電熱或紅外線在設(shè)備內(nèi)加熱 主要用于保持干燥的物料、器具等,2、濕熱滅菌法 借助蒸汽釋放的熱使微生物細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、酶和核酸分子內(nèi)部的化學(xué)鍵,特別是氫鍵受到破壞,引起不可逆的變性,使微生物死亡。 優(yōu)點(diǎn):1)蒸汽來源容易,操作費(fèi)用低廉,本身無毒 2)蒸汽具有很強(qiáng)的穿透力,滅菌易于徹底 3)蒸汽均有很大的潛熱,冷凝后的水分有利于濕熱滅菌 4)蒸汽輸送可借助本身的壓強(qiáng),調(diào)節(jié)方便,技術(shù)管理容易 缺點(diǎn):1)設(shè)備費(fèi)用高 2)不能用于怕受潮的物料滅菌,3、射線滅菌 紫外線、高速電子流的陰極射線、X射線和Y射線 化學(xué)藥品滅菌法 (1)第一大類:表面消毒劑 高錳酸鉀溶液:0.10.25%、漂白粉 、75的酒精、新潔爾滅和杜滅芬、甲醛 37、戊二醛、過氧乙酸、焦碳酸二乙酯、酚類,(2)第二大類:抗代謝藥物 化學(xué)結(jié)構(gòu)與微生物必須的代謝物類似 例如:磺胺類化合物取代氨基苯甲酸 (3)第三大類:抗生素,三、加熱滅菌的原理,1.、微生物的熱阻:微生物對(duì)熱的抵抗力; 致死溫度、致死時(shí)間 2、微生物的熱致死動(dòng)力學(xué):對(duì)數(shù)殘留定律,一級(jí)反應(yīng): 用N表示殘留活菌個(gè)數(shù),則活菌的減少率(死亡率),與N呈線性關(guān)系,即: 式中,K是反應(yīng)速度常數(shù),對(duì)滅菌來講,是活菌的比熱致死速率常數(shù),單位是min-1 ,其值與菌的種類和加熱溫度有關(guān),需通過實(shí)驗(yàn)才能測(cè)定。,積分邊界條件:N0N;t0=0,式中, 滅菌時(shí)間(s); N0 滅菌開始時(shí),培養(yǎng)基中雜菌個(gè)數(shù)(個(gè)); N 經(jīng)過滅菌時(shí)間后,殘存的活菌數(shù)(個(gè))。,3、熱致死反應(yīng)的速度常數(shù)K K是表達(dá)微生物耐熱性的特征常數(shù) ,與微生物的種類和滅菌溫度有關(guān)。K越小,微生物越耐熱,4、滅菌溫度的選擇 式中 E為菌體死滅反應(yīng)的活化能(J/mol),它是菌體死滅反應(yīng)的特征常數(shù),所以,不同菌其熱死滅反應(yīng)的E不同。,四、影響培養(yǎng)基滅菌的其他因素,培養(yǎng)基成分、pH值、培養(yǎng)基中的顆粒、泡沫,五、分批滅菌與連續(xù)滅菌,一)、分批滅菌的操作過程(實(shí)罐滅菌) 1)培養(yǎng)基的預(yù)熱 培養(yǎng)基先加熱到8090,然后再導(dǎo)入蒸汽升溫到120180。 目的:1)防止直接導(dǎo)入蒸汽時(shí)由于培養(yǎng)基與蒸汽的溫度過大而產(chǎn)生大量的冷凝水使培養(yǎng)基稀釋 2)防止直接導(dǎo)入蒸汽所造成的泡沫急劇上升而引起的物料外溢。 方法:先將排氣閥打開,2)培養(yǎng)基滅菌 從各路通入蒸汽(進(jìn)氣口、排料口、取樣口),溫度升到120130,保溫30min,2、分批滅菌的注意事項(xiàng) 1)各路蒸汽進(jìn)口要暢通,防止短路逆流;罐內(nèi)液體翻動(dòng)要?jiǎng)×?,以使罐?nèi)物料達(dá)到均一的滅菌溫度。 2)排氣量不宜過大,以節(jié)約蒸汽 3)滅菌將要結(jié)束時(shí),應(yīng)立即引入無菌空氣以保持罐壓,然后開夾套或蛇管冷卻,以避免罐壓迅速下降產(chǎn)生負(fù)壓而吸入外界空氣,或引起發(fā)酵罐破壞。 4)在引入無菌空氣前,罐內(nèi)壓力必須

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論