(共45张PPT)
第1章 发酵工程
第2节 微生物的培养技术及应用
——微生物的基本培养技术
从社会中来
向经过杀菌处理的牛奶中添加某些对人体有益的细菌,再经过发酵就可以制成酸奶,由于制作工艺并不复杂,一些人会在家里自制酸奶,非常的方便。
从社会中来
家庭自制成功率低
葡萄酒、酸菜发霉变质
食用自制酸奶导致肠胃不适屡见不鲜
①制作工具和原料灭菌
②接种单一的菌种
③控制发酵条件
④避免杂菌进入
微生物的培养技术
那么怎么才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢?
发酵工程
目录 /CONTENTS
01
02
03
培养基的配置
无菌技术
微生物的纯培养
个体无法用肉眼观察的微小生物。
微生物:
个体无法用肉眼观察的微小生物。
微生物:
无细胞结构
原核细胞
真核细胞
微生物的类群
病毒:新冠病毒等RNA病毒;
噬菌体等DNA病毒
细菌:蓝细菌、大肠杆菌等;
放线菌:链霉菌等
单细胞真菌:酵母菌、霉菌等;
原生生物:草履虫、衣藻等
01培养基的配置1.培养基的概念:2.培养基的作用:3.培养基的类型:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质。用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。(1)按物理性质:液体培养基、固体培养基。(2)按化学组成:天然培养基、合成培养基。(3)按目的用途:选择培养基、鉴别培养基。
实验室常用培养基之一
固体培养基
液体培养基
加入凝固剂(如琼脂)
分离、鉴定、计数和菌种保存等。
扩大微生物种群数量
固体培养基中的琼脂仅作为凝固剂,
不能为微生物生长提供能量和碳源。
菌落
单个微生物在培养基表面或内部形成一个肉眼可见的,具有一定形态结构的子细胞群体,叫做菌落。
一个菌落就是一个种群
01培养基的配置菌落是鉴定菌种的重要依据。细菌放线菌霉菌酵母菌划分标准 培养基种类 特点 用途
物理性质
化学成分
目的用途
不加凝固剂
加凝固剂,如琼脂
工业生产
观察微生物的运动、
分类鉴定
微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种
含化学成分不明确的天然物质
工业生产
培养基成分明确
分类、鉴定
在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长
培养、分离出特定微生物
在培养基中加入某种指示剂或化学药品,用以鉴别不同种类的微生物
鉴别不同种类微生物
选择培养基
液体培养基
半固体培养基
固体培养基
天然培养基
合成培养基
鉴别培养基
培养基的类型及用途
01培养基的配置选择培养基鉴别培养基
+氨苄青霉素
具有抗氨苄青霉素能力的菌落
没有氨苄青霉素抗性的细菌
选择培养基
培养基+氨苄青霉素
培养基
没有抗氨苄青霉素能力的菌落被淘汰
怎样选择出抗氨苄青霉素能力的细菌
01培养基的配置4.培养基的营养成分:(1)基本成分:碳源、氮源、无机盐、水碳源无机碳源:CO2、CO32-、HCO3-有机碳源:糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油等自养微生物异养微生物功能:①构成细胞物质和一些代谢产物②有机碳既是碳源又是能源。氮源无机氮源:NH4+、NO3-、NH3等有机氮源:牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等功能:主要用于合成蛋白质、核酸及含氮代谢产物等。含C、H、O、N的有机物是异养型微生物的碳源、氮源、能源。无机盐功能:提供无机营养调剂PH维持渗透压水功能:良好的溶剂维持生物大分子结构的稳定(2)特殊条件:pH、O2和特殊营养物质例:1、培养乳酸杆菌时,需要在培养基中添加维生素;2、培养霉菌时,需要将培养基调制酸性;3、培养细菌时,需要将培养基调制中性或弱碱性;4、培养厌氧微生物时,需要提供无氧条件01培养基的配置4.培养基的营养成分:生长因子、氨基酸、维生素、碱基等“个性定制”培养基成分 提供的主要营养
牛肉膏 5g 碳源、氮源、磷酸盐和维生素
蛋白胨 10g 碳源、氮源和维生素
NaCl 5g 无机盐
H2O 定容至1000mL 氢元素、氧元素
牛肉膏蛋白胨培养基(培养细菌)
牛肉膏
蛋白胨
牛肉膏是采用新鲜牛肉经过消化、过滤、浓缩而得到的一种棕黄色至棕褐色的膏状物。有牛肉自然香味,易溶于水,水溶液呈淡黄色。
蛋白胨是一种外观呈淡黄色的粉剂。一般用于蛋白胨生产的蛋白包括动物蛋白(肉类)和植物蛋白(豆类)等两种。
蔗糖(C12H22O11) 10g
硝酸钠(NaNO3) 3g
磷酸氢二钾(K2HPO4) 1g
硫酸镁(MgSO4·7H2O) 0.5g
氯化钾(KCl) 0.5g
硫酸亚铁(FeSO4·7H2O) 0.01g
琼脂 15~20g
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容至1000mL 查氏培养基(培养霉菌)
培养基成分 提供的主要营养
牛肉膏 5g 碳源、氮源、磷酸盐和维生素
蛋白胨 10g 碳源、氮源和维生素
NaCl 5g 无机盐
H2O 定容至1000mL 氢元素、氧元素
牛肉膏蛋白胨培养基(培养细菌)
哪一种培养基的成分明确?
天然培养基
合成培养基
02无菌技术获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染!02无菌技术1.消毒:是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。2.灭菌:是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。操作的空间、操作者的衣着和手用于培养微生物的器皿、接种用具和培养基芽孢是某些细菌在营养条件缺乏时,在菌体内形成的含水量低、抗逆性强的休眠体;孢子是脱离亲本后能直接或间接发育成新个体的生殖细胞。-----与消毒最本质区别02无菌技术类型适用范围操作方法消毒灭菌较为温和理化方法,杀死部分微生物。强烈的理化方法,杀死所有微生物。煮沸消毒家庭餐具等生活用品100℃煮沸5~6min巴氏消毒牛奶等不耐高温的液体62~65℃煮30min或80-90℃煮30s-1min化学药剂生物活体(皮肤、伤口)、水源等擦拭等,如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源紫外线紫外线照射30min灼烧灭菌接种的金属工具、接种时用的试管口或瓶口等直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧干热灭菌耐高温、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金属用具等物品放入干热灭菌箱,160~170℃加热2~3h湿热灭菌培养基及多种器材和物品高压蒸汽灭菌锅内,100kPa,温度121 ℃,15~30min接种室、接种箱,超净工作台请阅读教材P9资料卡,完成下列表格(迅速彻底)消 毒
煮沸消毒法
巴氏消毒法
化学药剂
紫外线
02
无菌技术
灭 菌
涂布器
02
无菌技术
干热灭菌箱
高压蒸汽灭菌锅
灼烧灭菌
连一连:物品所对应的灭菌或消毒方法
培养基
培养皿
接种环
实验操作者的双手
实验室
牛奶
湿热灭菌
干热灭菌
灼烧灭菌
化学药剂消毒
紫外线消毒
巴氏消毒法
02无菌技术 还要注意:避免已经灭菌的材料用具与周围物品接触;为了避免周围环境微生物污染,操作应在超净工作台并在酒精灯火焰旁进行。超净工作台微生物的纯培养031.培养物:3.纯培养:2.纯培养物:在微生物学中,将接种于培养基内,在合适条件下形成的含特定种类微生物的培养。由单一个体繁殖所获得的微生物群体。获得纯培养物的过程就是纯培养。03
【探究 实践】
酵母菌的纯培养
1.实验原理:
菌落
一个菌落就是一个种群
鉴定菌种的重要依据:
形状、大小、光泽度、颜色、透明度等。
如何鉴定哪个菌落是酵母菌?
问
获得单菌落的方法?
问
①平板划线法 ②稀释涂布平板法
微生物群
分散或稀释
单个细胞
单个菌落
繁殖
03
【探究 实践】
酵母菌的纯培养
接种和分离酵母菌
培养酵母菌
灭菌
倒平板
配制培养基
制备培养基
03
【探究 实践】
酵母菌的纯培养
A、配制培养基
1、制备培养基
03
【探究 实践】
酵母菌的纯培养
1、制备培养基
B.灭菌
03
【探究 实践】
酵母菌的纯培养
1、制备培养基
C、倒平板
注意
待培养基冷却至50 ℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板。
①温度:50℃左右
②操作:在酒精灯火焰附近
③冷凝后平板倒置
问题思考与分析:
问
1.怎么确定所倒平板未被杂菌污染?
将所倒平板放入37℃的恒温箱中培养12h~24h,观察是否有菌落存在以确定是否被污染或灭菌是否彻底。
2.在倒平板的过程中,如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位,这个平板还能用来培养微生物吗?为什么?
最好不要用这个平板培养微生物。防止空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。
2、接种和分离
平板划线法
单个细胞
微生物群
单个菌落
连续划线
稀释分散
生长繁殖
①灼烧接种环,直至接种环金属丝烧红
⑥将皿盖打开一条缝隙,将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内,划3-5条平行线,盖上皿盖。
⑤试管口通过火焰,并塞上棉塞
②在火焰旁冷却接种环,拔出酵母菌培养液试管的棉塞
③试管口通过火焰
④在火焰附近用接种环蘸取一环菌液
⑦灼烧接种环,待其冷却后,从第一次划线的末端开始作第二次划线。重复以上操作,作第三、四、五次划线。
酵母菌的纯培养
1)留意接种环灭菌的注意事项。2)划线的注意事项。
1
2
3
4
5
【平板划线法注意事项】
1.接种环只蘸一次菌液,但要在培养基不同位置连续划线多次;
2.划线首尾不能相接;
3.每次划线前灼烧接种环进行灭菌;
4.划线操作结束后,仍需灼烧接种环。
连续划线法
分区划线法
为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环?
在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环吗?为什么?
杀死接种环上原有微生物
取菌种前灼烧:
每次划线前灼烧:
杀死上次划线时残留菌种,使下一次划线的菌种直接来源上次划线的末端,从而使每次划线时菌种数目逐渐减少,直至得到单个细胞
接种结束后灼烧:
杀死接种环上残留的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者
问
问题思考与分析:
3、酵母菌培养
完成平板划线后,待菌液被培养基吸收,将接种后的平板和一个未接种的平板倒置,放入28℃左右的恒温培养箱中培养24-48h。
划3个平板(重复实验)1个不划线(空白对照)
作对照,该培养皿无菌落说明培养基没有污染.
用记号笔标记培养皿中菌落皿底上
平板划线法可以对菌种进行分离,不能对培养液中菌种进行计数
警示:在实验室中,切不可吃东西、喝水;离开实验室时一定要洗手,以
防止被微生物感染。使用后的培养基在丢弃前一定要进行灭菌处理,以免
污染环境。
一、概念检测
1. 微生物的纯培养既需要适宜的培养基,又要防止杂菌污染。判断下列相关表述是否正确。
(1)培养基中的营养物质浓度越高,对微生物的生长越有利。( )
(2)消毒和灭菌的杀菌程度存在差异。 ( )
(3)微生物的纯培养物就是不含有代谢废物的微生物培养物。( )
×
√
×
练习与应用
2.日常生活中保存食品的方法有哪些?这些方法是如何阻止或抑制微生物生长的?
干制——降低食品的水分含量;
腌制——通过食盐、糖等制造高渗环境,从而抑制微生物的生长和繁殖;
低温储存——通过降低微生物的代谢速率来抑制微生物的生长和繁殖。
二、拓展应用
1.某同学将5个手指尖在贴有“洗手前”标签的培养基上轻轻按一下。然后用肥皂将该手洗干净,再将5个指尖在贴有“洗手后”标签的同种培养基上轻轻按一下。将这两个培养皿放入37℃恒温培养箱中培养24h后,发现贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少。请分析回答下列问题。
(1)这个实验中需要进行灭菌处理的材料用具有________________。
(2)“将指尖在培养基上轻轻按一下”相当于微生物培养中的哪一步操作?
(3)从实验结果来看,洗手后我们就能进行无菌操作了吗?操作时,我们可以采用什么方法来避免手上微生物的污染?
练习与应用
培养皿和培养基
接种
洗手后手上还有一些微生物,不能直接进行无菌操作。
可以通过用酒精棉球擦拭双手,或戴消过毒的手套等方法来避免手上微生物的污染。
2. 某生物兴趣小组将从葡萄皮上成功分离来的野生酵母菌分别接种于3个盛有等量同种液体培养基的锥形瓶中,并放置在摇床上培养,摇床转速分别为 210 r/min, 230 r/min和250 r/min。培养时间与酵母菌种群密度的关系如下图所示。请分析回答下列问题。
二、拓展应用
练习与应用
(1)摇床转速不同,意味着培养条件有什么不同?
培养液中02含量不同。
(2)从图中数据你可以得出什么结论 其原因是什么
培养液中02含量越高,酵母菌种群密度越大。
(3)为什么培养8h后,其中2个锥形瓶中酵母菌的种群密度基本达到稳定
这时候已经达到了环境容纳量。
孢子是脱离亲本后能直接或间接发育成新个体的生殖细胞。有时候可直接由营养细胞通过细胞壁加厚和积贮养料而形成,能抵抗不良环境条件。
孢子:
又称内生孢子,是细菌休眠体。芽孢含水量极低,抗逆性强,能经受高温、紫外线,电离辐射以及多种化学物质灭杀等。恶劣环境下,一个细菌产生一个芽孢,条件适宜时重新成为一个细菌。
芽孢:
感谢您的观看
202X/01/01