第2節(jié)微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用(第1課時(shí))第1章發(fā)酵工程從社會(huì)中來酸奶的制作及安全性

向經(jīng)過殺菌處理的牛奶中添加某些對人體有益的細(xì)菌，再經(jīng)過發(fā)酵就可以制成酸奶。自制酸奶雖然方便，但是食用自制酸奶導(dǎo)致腸胃不適的事例屢見不鮮，主要原因是在制作過程中有雜菌混入。

那么？怎樣才能保證無處不在的雜菌不混入發(fā)酵物中呢？

一、微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)相關(guān)信息＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝微生物是難以用肉眼觀察的微小生物的統(tǒng)稱，包括細(xì)菌、真菌、病毒及一些原生生物等。發(fā)酵工程提及的微生物主要指用于發(fā)酵的細(xì)菌和真菌。＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

研究和應(yīng)用微生物的前提是防止雜菌污染，獲得純凈的微生物培養(yǎng)物，也是發(fā)酵工程的重要基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物，一方面要為人們需要的微生物提供合適的營養(yǎng)和環(huán)境條件；另一方面確保其他微生物無法混入，并將需要的微生物分離出來。

一、微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)（一）培養(yǎng)基的配制

1．概念人們按照微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長

繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)。

2．用途：用以培養(yǎng)、分離、鑒定、保存微生物或積累其代謝物。

3．種類：

不含凝固劑（如瓊脂）、呈液體狀態(tài)的培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基，呈固體狀態(tài)的培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基。（一）培養(yǎng)基的配制

4．成分結(jié)合右圖分析①碳源：提供碳元素的物質(zhì)；②氮源：提供氮元素的物質(zhì)；

③水；

④無機(jī)鹽：磷酸鹽、NaCl；

⑤生長因子：維生素

不同微生物培養(yǎng)基的配方各不相同，在提供上述幾種主要營養(yǎng)物質(zhì)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)基還需要滿足微生物生長對pH、特殊營養(yǎng)物質(zhì)以及O2的需求。當(dāng)然合適的培養(yǎng)溫度也是必不可少的。

特殊營養(yǎng)物質(zhì)：又稱作生長因子，是一類微生物正常生長代謝所必需的，而且微生物不能用碳源、氮源自行合成的有機(jī)物。廣義的生長因子除了維生素外，還包括堿基、生物素和煙酸等，有時(shí)還包括氨基酸營養(yǎng)缺陷突變株所需要的氨基酸。組分含量提供的主要營養(yǎng)牛肉膏5g碳源、磷酸鹽和維生素等蛋白胨10g氮源和維生素等NaCl5g無機(jī)鹽H2O定容至1000mL水1000mL牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的營養(yǎng)構(gòu)成在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物，一方面要為人們需要的微生物提供合適的營養(yǎng)和環(huán)境條件；另一方面確保其他微生物無法混入，并將需要的微生物分離出來。（二）無菌技術(shù)

獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止雜菌污染。

/////////無菌技術(shù)除用來防止實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染外，還有什么作用？/////////

1．無菌技術(shù)的措施

①消毒指使用較為溫和的_____、_____或_____等方法殺死物體_____或_____一部分微生物。

②滅菌指使用強(qiáng)烈的______方法殺死物體_________的微生物，包括_____和_____。物理化學(xué)生物表面內(nèi)部？能有效避免操作者被微生物感染。內(nèi)外所有理化芽孢孢子（二）無菌技術(shù)2．無菌技術(shù)的操作內(nèi)容

對操作的_____、操作者的_____和___進(jìn)行清潔和消毒；將用于微生物培養(yǎng)的_____、_________和_______等進(jìn)行滅菌。

3．無菌技術(shù)的操作方法

常用的消毒方法有_____消毒、_____消毒等；滅菌方法有_____滅菌、_____滅菌和_____滅菌等。空間衣著手器皿接種用具培養(yǎng)基煮沸巴氏濕熱干熱灼燒種類常用方法應(yīng)用范圍消毒煮沸100℃煮沸5～6min家庭餐具等生活用品，可殺死微生物的營養(yǎng)細(xì)胞和一部分芽孢巴氏62～65℃消毒30min或80～90℃處理30s～1min一些不耐高溫的液體，如牛奶、啤酒，可以殺死絕大多數(shù)微生物，并且基本不破壞其營養(yǎng)成分化學(xué)藥物體積分?jǐn)?shù)為70%～75%的酒精擦拭、碘酒涂抹、氯氣噴灑等用酒精擦拭雙手、用氯氣消毒水源等紫外線30W紫外線照射30min接種室、接種箱、超凈工作臺等滅菌濕熱100kPa、121℃維持15～30min培養(yǎng)基及多種容器干熱干熱滅菌箱160～170℃加熱2～3h玻璃器皿、金屬用具等耐高溫、需干燥的物品灼燒酒精燈火焰灼燒接種環(huán)、接種針或其他金屬用具等，試管口或瓶口（三）微生物的純培養(yǎng)1．幾個(gè)基本概念

①培養(yǎng)物接種于培養(yǎng)基內(nèi)，在合適條件下形成的含特定種類微生物的群體。

②純培養(yǎng)物由單一個(gè)體繁殖所獲得的微生物群體。

③純培養(yǎng)獲得純培養(yǎng)物的過程。包括配制培養(yǎng)基、滅菌、接種、分離和培養(yǎng)等步驟。探究·實(shí)踐酵母菌的純培養(yǎng)分散的微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部可以繁殖成肉眼可見的、有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群體，這就是菌落。采用___________和_______________能將單個(gè)微生物分散在固體培養(yǎng)基上，之后經(jīng)培養(yǎng)得到的單菌落一般是由單個(gè)微生物繁殖形成的純培養(yǎng)物。平板劃線法稀釋涂布平板法探究·實(shí)踐酵母菌的純培養(yǎng)目的要求

1．學(xué)會(huì)配制培養(yǎng)酵母菌的培養(yǎng)基并倒平板

2．學(xué)會(huì)進(jìn)行無菌操作

3．嘗試通過平板劃線操作來獲得純化的酵母菌菌落

材料用具（略）

方法步驟

1．制備培養(yǎng)基

⑴配制培養(yǎng)基去皮馬鈴薯200g，切成小塊，加水1000mL，加熱煮沸至馬鈴薯軟爛，用紗布過濾。向?yàn)V液中加入20g葡萄糖（也可用蔗糖代替）、15~20g瓊脂，用蒸餾水定容至1000mL。？酵母菌的純培養(yǎng)

方法步驟1．制備培養(yǎng)基

⑵滅菌將配制好的培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，加棉塞，包上牛皮紙，并用皮筋勒緊，再放入高壓蒸汽滅菌鍋中，在壓力為100kPa、溫度為121℃的條件下，滅菌15~30min。將5~8套培養(yǎng)皿包成一包，用幾層牛皮紙包緊，放入高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)，本實(shí)驗(yàn)所用器具也一并放入滅菌。

思考1．牛皮紙有何作用？

在滅菌時(shí)能避免因水蒸汽凝結(jié)而浸濕棉塞；在取出盛有培養(yǎng)基的錐形瓶時(shí)也能起到隔絕空氣中雜菌的作用。探究·實(shí)踐探究·實(shí)踐？酵母菌的純培養(yǎng)

方法步驟1．制備培養(yǎng)基⑶倒平板待培養(yǎng)基冷卻至50℃左右時(shí)，在酒精燈火焰附近倒平板。

思考2．為什么培養(yǎng)基滅菌后要冷卻到50℃左右時(shí)開始倒平板？

瓊脂是一種多糖，在98℃以上熔化，在44℃以下凝固，倒平板時(shí)高于50℃會(huì)燙手，低于50℃時(shí)，若不及時(shí)操作，瓊脂會(huì)凝固。

思考3．倒平板的過程中，若不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個(gè)平板還能用來培養(yǎng)微生物嗎？為什么？

不能，因?yàn)榭諝庵械奈⑸锟赡茉诿笊w與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生。

思考4．平板冷凝后，為什么要將平板倒置？

防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染，又可以使培養(yǎng)基中的水分較快地蒸發(fā)。？酵母菌的純培養(yǎng)

方法步驟2．接種和分離酵母菌

通過接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。經(jīng)數(shù)次劃線后培養(yǎng)，可以分離得到單菌落。

思考5．接種前灼燒接種環(huán)的目的是什么？以后為什么每次劃線前都要灼燒接種環(huán)？

接種前灼燒接種環(huán)的目的是避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物。以后每次劃線前都要灼燒接種環(huán)是為了殺死上次劃線結(jié)束后接種環(huán)上殘留的菌種，使下一次劃線時(shí)接種環(huán)上的菌種直接來源于上次劃線的末端。

思考6．為什么每次劃線操作總是從上一次劃線的末端開始？

劃線后末端含有的微生物數(shù)目較少，每次從上一次劃線的末端開始劃線能夠使微生物的數(shù)目隨劃線次數(shù)的增加而減少，最終分散成單個(gè)細(xì)胞。探究·實(shí)踐？？酵母菌的純培養(yǎng)

方法步驟2．接種和分離酵母菌思考7．為什么最后一次劃線與第一次劃線不能相連？

最后一次劃線通常已經(jīng)將微生物稀釋成單個(gè)的細(xì)胞，如果與第一次劃線相連則增加了微生物的數(shù)目，得不到純化的效果。

3．培養(yǎng)酵母菌

完成平板劃線后，待菌液被培養(yǎng)基吸收，將接種后的平板和一個(gè)未接種的平板倒置，放入28℃左右的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24~48h。

思考8．為什么要將一個(gè)未接種的平板倒置？

未接種的平板作為對照組，若其上有菌落生長，則說明培養(yǎng)基被污染或滅菌不徹底。探究·實(shí)踐

警示：在實(shí)驗(yàn)室中，切記不可吃東西、喝水，離開實(shí)驗(yàn)室時(shí)一定要洗手，以防止被微生物感染。使用后的培養(yǎng)基在丟棄前一定要進(jìn)行滅菌處理，以免污染環(huán)境。

練一練1．下列關(guān)于微生物培養(yǎng)基的說法，正確的是（）A．同一種物質(zhì)不可能既作碳源又作氮源B．除水以外的無機(jī)物僅提供無機(jī)鹽C．凡是碳源都能提供能量D．無機(jī)氮源也能提供能量【解析】

對異養(yǎng)型微生物來說，含C、H、O、N的化合物既是碳源，又是氮源，如蛋白胨既是碳源又是氮源和能源，A錯(cuò)誤；除水以外的無機(jī)物種類繁多，如CO2和N2是無機(jī)物，分別可以作為某些微生物的碳源和氮源，B錯(cuò)誤；CO2是自養(yǎng)型微生物的碳源，但不能提供能量，C錯(cuò)誤；硝化細(xì)菌所利用的氮源是氨，同時(shí)氨也為硝化細(xì)菌提供用于化能合成作用的能量，D正確。D練一練2．防止外來雜菌的入侵，獲得純凈的培養(yǎng)物，是研究和應(yīng)用微生物的前提。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．實(shí)驗(yàn)室里可以用紫外線或化學(xué)藥劑進(jìn)行消毒B．接種環(huán)、接種針等金屬用具，直接在酒精燈火焰的內(nèi)焰部位灼燒滅菌C．在實(shí)驗(yàn)室中，切不可吃東西、喝水，離開實(shí)驗(yàn)室時(shí)一