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1.2.1 微生物的培养技术及应用
【思考】
在制作过程中有杂菌混入
①容器和原料灭菌
②接种纯的菌种
③在无菌条件下操作
思考1：失败的原因是什么？
思考2：怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？
为了缩短发酵时间，确保品质稳定，工业上大规模生产时，通常会通过微生物培养技术获得单一菌种，再将它们接种到物料中进行发酵。
微生物是难以用肉眼观察的微小生物的统称。包括细菌、真菌、病毒及一些原生生物等。本章主要指用于发酵的细菌和真菌。
新冠病毒
禽流感病毒
本章提及的微生物主要指用于发酵的细菌和真菌
不借助显微镜能看到微生物么？
微生物在固体培养基表面或内部可以形成一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体。
菌落
思考：如何获得纯净的微生物培养物？
☆实验室培养微生物的基本思路：
①为微生物提供合适的营养
③确保其他微生物无法混入
②为微生物提供合适的环境条件
④将需要的微生物分离出来
培养基
培养环境
无菌操作
分离纯化
用途：培养、分离、鉴定、保存微生物或积累代谢产物。
那么培养基的类型有哪些？这些培养基的营养成分都一样么？
01
培养基的配制
培养基：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。
（1）碳源：有机碳源：淀粉、蔗糖等
无机碳源：CO2、 CO32- 等
（2）氮源:无机氮源: NO3-;、NH4+等
有机氮源:蛋白胨、尿素等
01
培养基的配制——培养基成分
其他条件
水
碳源
氮源
无机盐
pH、O2和特殊营养物质
培养霉菌
培养细菌
培养厌氧微生物
培养基pH调至酸性
pH调至中性或弱碱性
控制培养环境为无氧
只需要这些物质就好了吗？
②特殊营养物质
主要指生长因子
▲概念：是一类调节微生物正常生长代谢所必需，但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物。例如：维生素、碱基、卟啉、胺类等
▲来源：酵母膏、玉米浆、麦芽汁、蛋白胨、动植物组织提取液等
（1）为何培养基中含有这四类基本成分？
（2）病毒能用培养基直接培养么？
不能，病毒无法独立生存，必须寄生在细胞内。
这些物质含有微生物生长发育所需要的基本元素：C、H、O、N，是合成生物大分子蛋白质、核酸等的必需元素。
01
培养基的配制——培养基成分
组分 含量 提供的主要营养
牛肉膏 5g
蛋白胨 10g
NaCl 5g
H2O 定容至1000mL
碳源、磷酸盐和维生素等
氮源和维生素等
无机盐
水
1000mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成
01
培养基的配制——培养基成分
01
培养基的配制——培养基的种类
琼脂：是一种从红藻中提取的多糖，在98℃以上融化，在44℃以下凝固，琼脂仅作凝固剂，不提供能量和营养。
01
培养基的配制——培养基的种类
天然培养基和合成培养基
01
培养基的配制——培养基的种类
01
培养基的配制
想一想
是不是所有微生物的培养基都需要加入碳源、氮源
不是
光合细菌：不需要加入有机碳源
固氮菌：不需要加入氮源
断一断
1.同一种物质不能既做碳源，又做氮源。（ ）
2.碳源都能提供能量。（ ）
3.无机氮源也能提供能量。（ ）
4.除水以外的无机物只提供无机盐（ ）
×
×
√
×
选择培养基
概念：一种能将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基。
依据：微生物的特殊营养需求和生理功能特性
方法：在基础培养基中添加或去除某种物质，以达到允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的目的。
例如：以纤维素为唯一碳源的培养基；添加了青霉素的培养基。
思考：
（1）如何筛选出土壤中的固氮菌？
（2）如何筛选出自养微生物？
01
培养基的配制——培养基的种类
鉴别培养基
概念：用于快速分类鉴定不同类型微生物，或分离和筛选产生某种代谢产物的微生物菌种的培养基
方法：在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成，该指示剂会与特定微生物的代谢产物发生颜色反应，借此区分该微生物与其他微生物。
例如：伊红美蓝培养基
01
培养基的配制——培养基的种类
02
无菌技术
★无菌技术：在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。
方法：
①消毒
02
无菌技术
★无菌操作的对象：
①实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒
② 培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌
无菌操作过程中，应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。实验操作应在超净工作台并在酒精灯火焰附近进行。
02
无菌技术
①消毒
☆概念：使用较温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。
☆方法：
①煮沸消毒法：100℃煮沸5-6min。
可杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。
②巴氏消毒法：62-65℃煮30min或 80℃-90℃下处理30s-1min。
可杀死绝大多数微生物，不破坏食物的营养成分。
③化学药物消毒法：用75%酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等
④紫外线消毒法：对接种室、接种箱或超净工作台用紫外线照射30min，以杀死物体表面或空气中的微生物。
02
无菌技术
②灭菌
☆概念：用强烈的理化方法杀死物体内外的所有的微生物，包括芽孢和孢子。
▲芽孢和孢子：
③化学药物消毒法：用75%酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等
④紫外线消毒法：对接种室、接种箱或超净工作台用紫外线照射30min，以杀死物体表面或空气中的微生物。
芽孢：某些细菌生长到一定阶段，在细胞内形成的休眠体
孢子：某些生物的繁殖体
芽孢和孢子具有高度的耐热性，可抗化学药物和抗辐射
02
无菌技术
☆方法：
湿热灭菌
干热灭菌
灼烧灭菌
高压蒸汽灭菌锅
干热灭菌箱
接种环灼烧灭菌
充分燃烧层
不充分燃烧层
②灭菌
02
无菌技术
☆方法：
湿热灭菌
高压蒸汽灭菌锅
加热
进行灭菌
效果最好
高压蒸汽
100kPa
121℃
15~30min
沸水
流通蒸汽
高压蒸汽
②灭菌
02
无菌技术
②灭菌
☆方法：
干热灭菌
干热灭菌箱
灭菌物品
干热灭菌箱
耐高温和需要
保持干燥的物品
玻璃器皿
金属用具
吸管
培养皿
160~170℃
2~3h
灭菌
02
无菌技术
☆方法：
灼烧灭菌
2
3
接种环的灼烧灭菌
1
接种工具
涂布器
接种环
接种针
其他金属用具
直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧
接种过程中
试管口
瓶口
通过酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧
迅速彻底灭菌
②灭菌

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