第四節(jié)微生物培養(yǎng)法概論ppt課件

1、微生物學(xué)第四節(jié)第四節(jié) 微生物培育法概論微生物培育法概論 一個(gè)良好的微生物培育安裝的根本條件是：按微一個(gè)良好的微生物培育安裝的根本條件是：按微生物的生長規(guī)律進(jìn)展科學(xué)的設(shè)計(jì)，能在提供豐富而均生物的生長規(guī)律進(jìn)展科學(xué)的設(shè)計(jì)，能在提供豐富而均勻營養(yǎng)物質(zhì)的根底上，保證微生物獲得適宜的溫度和勻營養(yǎng)物質(zhì)的根底上，保證微生物獲得適宜的溫度和良好通氣條件只需少數(shù)厭氧菌例外，此外，還要良好通氣條件只需少數(shù)厭氧菌例外，此外，還要為微生物提供一個(gè)適宜的物理化學(xué)條件和嚴(yán)防雜菌的為微生物提供一個(gè)適宜的物理化學(xué)條件和嚴(yán)防雜菌的污染等。污染等。微生物的培育方法可分為八個(gè)大類微生物的培育方法可分為八個(gè)大類實(shí)驗(yàn)室的微生物培育法好氧

2、培育法好氧培育法 厭氧培育法厭氧培育法好氧菌液體培育法好氧菌液體培育法好氧菌固體培育法好氧菌固體培育法厭氧菌固體培育法厭氧菌固體培育法厭氧菌液體培育法厭氧菌液體培育法試管液體培育試管液體培育淺層液體培育淺層液體培育搖瓶培育搖瓶培育臺(tái)式發(fā)酵罐臺(tái)式發(fā)酵罐高層瓊脂柱法高層瓊脂柱法厭氧培育皿法厭氧培育皿法厭氧罐技術(shù)厭氧罐技術(shù)厭氧手套箱技術(shù)厭氧手套箱技術(shù)亨蓋特滾管技術(shù)亨蓋特滾管技術(shù) 試管斜面、平板試管斜面、平板茄子瓶、曲盤茄子瓶、曲盤 一、實(shí)驗(yàn)室培育法一、實(shí)驗(yàn)室培育法一固體培育法一固體培育法 1. 1.好氧菌的固體培育好氧菌的固體培育試管斜面試管斜面test-tube slanttest-tube sl

3、ant培育皿瓊脂平板培育皿瓊脂平板agar plateagar plate克氏扁瓶克氏扁瓶kolle flaskkolle flask茄子瓶茄子瓶2.2.厭氧菌的固體培育厭氧菌的固體培育實(shí)驗(yàn)室中實(shí)驗(yàn)室中培育厭氧菌培育厭氧菌特殊的培育安裝或器皿特殊的培育安裝或器皿配制特殊的培育基配制特殊的培育基六種營養(yǎng)要素六種營養(yǎng)要素參與復(fù)原劑和氧化復(fù)原勢(shì)的指示劑參與復(fù)原劑和氧化復(fù)原勢(shì)的指示劑4 4厭氧罐厭氧罐anaerobic jaranaerobic jar1 1高層瓊脂柱高層瓊脂柱2 2厭氧培育皿厭氧培育皿3 3亨蓋特滾管技術(shù)亨蓋特滾管技術(shù)hungate roll-tube techniquehungat

4、e roll-tube technique5 5厭氧手套箱厭氧手套箱anaerobic glove boxanaerobic glove box厭氧菌固體培育的詳細(xì)方法厭氧菌固體培育的詳細(xì)方法 大多數(shù)微生物都是好氧菌，微生物普通只能利大多數(shù)微生物都是好氧菌，微生物普通只能利用溶于水中的氧，要保證在培育液中一直有較高的用溶于水中的氧，要保證在培育液中一直有較高的溶解氧濃度。溶解氧濃度。二液體培育法二液體培育法 1. 1.好氧菌的液體培育好氧菌的液體培育 普通情況下普通情況下1 1大氣壓，大氣壓， 20 20 下，氧在水中的溶下，氧在水中的溶解度僅為解度僅為6.2ml6.2mlL L0.28mmo

5、l0.28mmol，這些氧只能保證氧化，這些氧只能保證氧化8.3mg8.3mg即即0.046mmol0.046mmol葡萄糖，僅相當(dāng)培育基中常用葡葡萄糖，僅相當(dāng)培育基中常用葡萄糖濃度的萄糖濃度的11。氧的供應(yīng)一直是好氧菌生長、繁衍中的。氧的供應(yīng)一直是好氧菌生長、繁衍中的限制因子。限制因子。普通可經(jīng)過添加液體與氧的接觸面積或提高氧分壓普通可經(jīng)過添加液體與氧的接觸面積或提高氧分壓來提高溶氧速率，詳細(xì)措施有：來提高溶氧速率，詳細(xì)措施有： 淺層液體靜止培育；淺層液體靜止培育； 將三角瓶內(nèi)培育物利用往復(fù)式或旋轉(zhuǎn)式搖床將三角瓶內(nèi)培育物利用往復(fù)式或旋轉(zhuǎn)式搖床shakershaker作搖瓶培育作搖瓶培育sha

6、ke-flask cultivationshake-flask cultivation； 在深層液體培育器的底部通入加壓空氣，并用氣在深層液體培育器的底部通入加壓空氣，并用氣體分布器使其產(chǎn)生均勻、密集的微小氣泡；體分布器使其產(chǎn)生均勻、密集的微小氣泡； 對(duì)培育液進(jìn)展機(jī)械攪拌，并在培育器的壁上設(shè)置對(duì)培育液進(jìn)展機(jī)械攪拌，并在培育器的壁上設(shè)置阻撓安裝等。阻撓安裝等。4 4臺(tái)式發(fā)酵罐臺(tái)式發(fā)酵罐benchtop fermentorbenchtop fermentor1 1試管液體培育試管液體培育2 2三角瓶淺層液體培育三角瓶淺層液體培育3 3搖瓶培育搖瓶培育實(shí)驗(yàn)室中常用的好氧菌培育法實(shí)驗(yàn)室中常用的好氧菌培

7、育法2.2.厭氧菌的液體培育厭氧菌的液體培育 實(shí)驗(yàn)室中對(duì)厭氧菌進(jìn)展液體培育時(shí)，保證培育基實(shí)驗(yàn)室中對(duì)厭氧菌進(jìn)展液體培育時(shí)，保證培育基的氧化復(fù)原電位的氧化復(fù)原電位EhEh降至降至-150mV-150mV-420mV -420mV ，以適，以適宜嚴(yán)厲厭氧菌的生長。宜嚴(yán)厲厭氧菌的生長。厭氧罐或厭氧手套箱厭氧罐或厭氧手套箱液體培育厭氧菌液體培育厭氧菌不用提供額外的培育措施不用提供額外的培育措施單獨(dú)放在有氧環(huán)境下培育單獨(dú)放在有氧環(huán)境下培育有機(jī)復(fù)原劑有機(jī)復(fù)原劑參與能顯著降低氧化復(fù)原電位的鐵絲等參與能顯著降低氧化復(fù)原電位的鐵絲等巰基乙酸、半胱氨酸、維生素巰基乙酸、半胱氨酸、維生素C C或庖肉等或庖肉等參參與與

8、無機(jī)復(fù)原劑無機(jī)復(fù)原劑用深層培育或同時(shí)在液面上封一層石蠟油或凡士林用深層培育或同時(shí)在液面上封一層石蠟油或凡士林- -石蠟油石蠟油 二、消費(fèi)實(shí)際中培育微生物的安裝二、消費(fèi)實(shí)際中培育微生物的安裝 一固體培育法一固體培育法 1. 1.好氧菌的曲法培育好氧菌的曲法培育 原始的曲法培育就是將麩皮、碎麥或豆餅等固態(tài)基原始的曲法培育就是將麩皮、碎麥或豆餅等固態(tài)基質(zhì)經(jīng)蒸煮和自然接種后，薄薄的鋪在培育容器外表，使質(zhì)經(jīng)蒸煮和自然接種后，薄薄的鋪在培育容器外表，使微生物既可獲得充足的氧氣，又可利于分發(fā)熱量，對(duì)真微生物既可獲得充足的氧氣，又可利于分發(fā)熱量，對(duì)真菌來說，還非常有利于產(chǎn)生大量孢子。菌來說，還非常有利于產(chǎn)生大

9、量孢子。曲曲ququ或或mouldy branmouldy bran根據(jù)制曲的容器外形和規(guī)模的大小分類根據(jù)制曲的容器外形和規(guī)模的大小分類瓶曲瓶曲袋曲用塑料袋制曲袋曲用塑料袋制曲盤曲用木盤制曲盤曲用木盤制曲簾子曲用竹簾子制曲簾子曲用竹簾子制曲轉(zhuǎn)鼓曲用大型木質(zhì)空心轉(zhuǎn)鼓橫向轉(zhuǎn)動(dòng)制曲轉(zhuǎn)鼓曲用大型木質(zhì)空心轉(zhuǎn)鼓橫向轉(zhuǎn)動(dòng)制曲通風(fēng)曲厚層制曲通風(fēng)曲厚層制曲機(jī)械化程度和消費(fèi)效率較高的現(xiàn)代化制曲技術(shù)，機(jī)械化程度和消費(fèi)效率較高的現(xiàn)代化制曲技術(shù)，醬油釀造業(yè)廣泛運(yùn)用。醬油釀造業(yè)廣泛運(yùn)用。食用菌制種和培育食用菌制種和培育掛曲掛曲小小曲曲紅紅曲曲近代人工踏制大曲近代人工踏制大曲A whole process of DA-QU

10、 prepation 普通是由一個(gè)面普通是由一個(gè)面積在積在10m210m2左右的水泥左右的水泥曲槽組成，槽上有曲曲槽組成，槽上有曲架和用適當(dāng)資料編織架和用適當(dāng)資料編織成的篩板，其上可攤成的篩板，其上可攤一層約一層約30cm30cm厚的曲料厚的曲料，曲架下部不斷通低，曲架下部不斷通低溫、潮濕的新穎過濾溫、潮濕的新穎過濾空氣，制備半無菌形空氣，制備半無菌形狀的固體曲。狀的固體曲。轉(zhuǎn)鼓式自動(dòng)固體培育安裝轉(zhuǎn)鼓式自動(dòng)固體培育安裝這是以米為原料，米曲霉這是以米為原料，米曲霉 Asperigillus oryzae Asperigillus oryzae固體培育消費(fèi)日本酒曲的轉(zhuǎn)鼓安裝表示圖。清洗、固體培育消

11、費(fèi)日本酒曲的轉(zhuǎn)鼓安裝表示圖。清洗、蒸煮、接種、固體翻松、水的噴淋、冷卻、空氣循蒸煮、接種、固體翻松、水的噴淋、冷卻、空氣循環(huán)、過濾和排氣等一切操作都在該安裝上完成。環(huán)、過濾和排氣等一切操作都在該安裝上完成。 2.2.厭氧菌的堆積培育法厭氧菌的堆積培育法 消費(fèi)實(shí)際上對(duì)厭氧菌進(jìn)展大規(guī)模固體培育的例子還消費(fèi)實(shí)際上對(duì)厭氧菌進(jìn)展大規(guī)模固體培育的例子還不多見。在白酒消費(fèi)中，一向用大型深層地窖對(duì)固態(tài)發(fā)不多見。在白酒消費(fèi)中，一向用大型深層地窖對(duì)固態(tài)發(fā)酵料進(jìn)展堆積式固態(tài)發(fā)酵，這對(duì)酵母菌的酒精發(fā)酵和己酵料進(jìn)展堆積式固態(tài)發(fā)酵，這對(duì)酵母菌的酒精發(fā)酵和己酸菌的己酸發(fā)酵等都非常有利，可消費(fèi)名優(yōu)大曲酒蒸酸菌的己酸發(fā)酵等都非

12、常有利，可消費(fèi)名優(yōu)大曲酒蒸餾白酒。餾白酒。二液體培育法二液體培育法 1. 1.好氧菌的培育好氧菌的培育1 1淺盤培育淺盤培育shallow pan cultivationshallow pan cultivation2 2深層液體通氣培育深層液體通氣培育 消費(fèi)實(shí)際上對(duì)厭氧菌進(jìn)展大規(guī)模固體培育的例子還消費(fèi)實(shí)際上對(duì)厭氧菌進(jìn)展大規(guī)模固體培育的例子還不多見。在白酒消費(fèi)中，一向用大型深層地窖對(duì)固態(tài)發(fā)不多見。在白酒消費(fèi)中，一向用大型深層地窖對(duì)固態(tài)發(fā)酵料進(jìn)展堆積式固態(tài)發(fā)酵，這對(duì)酵母菌的酒精發(fā)酵和己酵料進(jìn)展堆積式固態(tài)發(fā)酵，這對(duì)酵母菌的酒精發(fā)酵和己酸菌的己酸發(fā)酵等都非常有利，可消費(fèi)名優(yōu)大曲酒蒸酸菌的己酸發(fā)酵等都

13、非常有利，可消費(fèi)名優(yōu)大曲酒蒸餾白酒。餾白酒。1 1高層瓊脂柱高層瓊脂柱 把含有復(fù)原劑的固體或半固體培育基裝入試管中，把含有復(fù)原劑的固體或半固體培育基裝入試管中，經(jīng)滅菌后，除表層上有一些溶解氧外，越是深層，其氧經(jīng)滅菌后，除表層上有一些溶解氧外，越是深層，其氧化復(fù)原勢(shì)越低，故有利于厭氧菌的生長?；瘡?fù)原勢(shì)越低，故有利于厭氧菌的生長。例如，韋榮氏管例如，韋榮氏管Veillon tubeVeillon tube是由一根長是由一根長25cm25cm、內(nèi)徑內(nèi)徑1cm1cm，兩端可用橡皮塞封鎖的玻璃管，可作稀釋、，兩端可用橡皮塞封鎖的玻璃管，可作稀釋、分別厭氧菌并對(duì)其進(jìn)展菌落計(jì)數(shù)。分別厭氧菌并對(duì)其進(jìn)展菌落計(jì)數(shù)

14、。2 2厭氧培育皿厭氧培育皿 利用特制皿蓋去發(fā)明一個(gè)狹利用特制皿蓋去發(fā)明一個(gè)狹窄空間，加上復(fù)原性培育基的窄空間，加上復(fù)原性培育基的配合運(yùn)用而到達(dá)厭氧培育的目配合運(yùn)用而到達(dá)厭氧培育的目的，的，例如，例如，BrewerBrewer皿皿 利用特制皿底利用特制皿底有兩個(gè)相互隔開的空間，有兩個(gè)相互隔開的空間，其一放焦性沒食子酸，另一那么放其一放焦性沒食子酸，另一那么放NaOHNaOH溶液，待溶液，待在皿蓋平板上接入待培育的厭氧菌后，立刻密閉在皿蓋平板上接入待培育的厭氧菌后，立刻密閉之，經(jīng)搖動(dòng)，使兩試劑接觸而發(fā)生吸氧反響，從之，經(jīng)搖動(dòng)，使兩試劑接觸而發(fā)生吸氧反響，從而呵斥無氧環(huán)境，而呵斥無氧環(huán)境，例如，例

15、如，SpraySpray皿皿或或BrayBray皿皿3 3亨蓋特滾管技術(shù)亨蓋特滾管技術(shù)hungate roll-tube techniquehungate roll-tube technique 由著名美國微生物學(xué)家由著名美國微生物學(xué)家R.E.Hungate R.E.Hungate 于于19501950年年分別瘤胃微生物和產(chǎn)甲烷菌等嚴(yán)厲厭氧菌時(shí)設(shè)計(jì)的分別瘤胃微生物和產(chǎn)甲烷菌等嚴(yán)厲厭氧菌時(shí)設(shè)計(jì)的一種具有劃時(shí)代意義的嚴(yán)厲厭氧技術(shù)一種具有劃時(shí)代意義的嚴(yán)厲厭氧技術(shù)亨蓋特滾亨蓋特滾管技術(shù)管技術(shù)Hungate roll-tube techniqueHungate roll-tube technique。4

16、 4厭氧罐厭氧罐anaerobic jaranaerobic jar 這是一種常規(guī)的但不很嚴(yán)厲的厭氧菌培育技術(shù)，這是一種常規(guī)的但不很嚴(yán)厲的厭氧菌培育技術(shù)，緣由是它除能保證厭氧菌在培育過程中處于良好的無緣由是它除能保證厭氧菌在培育過程中處于良好的無氧環(huán)境外，無法使培育基配制、接種、察看、分別、氧環(huán)境外，無法使培育基配制、接種、察看、分別、保藏等操作也不接觸氧氣。保藏等操作也不接觸氧氣。5 5厭氧手套箱厭氧手套箱anaerobic glove boxanaerobic glove box 把含有復(fù)原劑的固體或半固體培育基裝入試把含有復(fù)原劑的固體或半固體培育基裝入試管中，經(jīng)滅菌后，除表層上有一些溶解

17、氧外，越管中，經(jīng)滅菌后，除表層上有一些溶解氧外，越是深層，其氧化復(fù)原勢(shì)越低，故有利于厭氧菌的是深層，其氧化復(fù)原勢(shì)越低，故有利于厭氧菌的生長。生長。1 1試管液體培育試管液體培育 裝液量可多可少。此法的通氣效果不夠理想，裝液量可多可少。此法的通氣效果不夠理想，僅適宜培育兼性厭氧菌。僅適宜培育兼性厭氧菌。2 2三角瓶淺層液體培育三角瓶淺層液體培育 在靜止形狀下，三角瓶內(nèi)的通氣情況與其中裝液在靜止形狀下，三角瓶內(nèi)的通氣情況與其中裝液量和棉塞通氣程度對(duì)微生物的生長速度和生長量有很量和棉塞通氣程度對(duì)微生物的生長速度和生長量有很大的關(guān)系。此法普通也僅適宜培育兼性厭氧菌。大的關(guān)系。此法普通也僅適宜培育兼性厭

18、氧菌。3 3搖瓶培育搖瓶培育 又稱振蕩培育，普通將三角瓶內(nèi)培育液的瓶口又稱振蕩培育，普通將三角瓶內(nèi)培育液的瓶口用用8 8層紗布包扎，以利通氣和防止雜菌污染，同時(shí)減層紗布包扎，以利通氣和防止雜菌污染，同時(shí)減少瓶內(nèi)裝液量，把它放到往復(fù)式或旋轉(zhuǎn)式搖床上作少瓶內(nèi)裝液量，把它放到往復(fù)式或旋轉(zhuǎn)式搖床上作有節(jié)拍的振蕩，以到達(dá)提高溶氧量的目的。目前廣有節(jié)拍的振蕩，以到達(dá)提高溶氧量的目的。目前廣泛地用于菌種的挑選以及進(jìn)展生理、生化發(fā)酵和生泛地用于菌種的挑選以及進(jìn)展生理、生化發(fā)酵和生命科許多領(lǐng)域的研討任務(wù)。命科許多領(lǐng)域的研討任務(wù)。4 4臺(tái)式發(fā)酵罐臺(tái)式發(fā)酵罐benchtop fermentorbenchtop fe

19、rmentor 這是一種利用現(xiàn)代高科技制成的實(shí)驗(yàn)室研討用的發(fā)這是一種利用現(xiàn)代高科技制成的實(shí)驗(yàn)室研討用的發(fā)酵罐，體積普通為數(shù)升至數(shù)十升，有良好的通氣、攪拌酵罐，體積普通為數(shù)升至數(shù)十升，有良好的通氣、攪拌及其他各種必要安裝，并有多種傳感器及其他各種必要安裝，并有多種傳感器sensorsensor、自、自動(dòng)記錄和用計(jì)算機(jī)的調(diào)控安裝。現(xiàn)成的商品種類很多，動(dòng)記錄和用計(jì)算機(jī)的調(diào)控安裝。現(xiàn)成的商品種類很多，運(yùn)用較為方便。運(yùn)用較為方便。1 1淺盤培育淺盤培育shallow pan cultivationshallow pan cultivation 這是一種用大型的盤子對(duì)好氧菌進(jìn)展淺層液這是一種用大型的盤子對(duì)好氧菌進(jìn)展淺層液體靜止培育的方法。在早期青霉素和檸檬酸等發(fā)體靜止培育的方法。在早期青霉素和檸檬酸等發(fā)酵中，均運(yùn)用過淺盤培育。酵中，均運(yùn)用過淺盤培育。缺陷：缺陷：勞動(dòng)強(qiáng)度大、消費(fèi)效率低和產(chǎn)品易污勞動(dòng)強(qiáng)度大、消費(fèi)效率低和產(chǎn)品易污染等，難以推行。染等，難以推行。2 2深層液體通氣培育深層液體通氣培育 這是一類運(yùn)用大型發(fā)酵罐進(jìn)展深層液體通氣攪拌的這是一類運(yùn)用大型發(fā)酵罐進(jìn)展深層液體通氣攪拌的培育技術(shù)，它的發(fā)明在微生物培育技術(shù)開展史上具有革培育技術(shù)，