① 醫學微生物學中革蘭染色的原理
先用結晶紫或龍膽紫液染色,再加碘液媒染,然後用灑精脫色,最後以沙黃或稀釋復紅液復染.此法可將所有細菌分為兩大類.
凡慶握能固定結晶紫與碘的復合物,而不易被酒精脫色,仍保留紫色和,稱為革蘭氏陽性菌.
凡易能被酒精脫色,再經復染成紅色的細菌,稱為革蘭氏陰性菌.
1.原理 革蘭氏染色的原理尚未完全闡明.目前主要有細菌等電點\化學結構及細胞膜通透性等三種學說:
(1)革蘭氏陽性菌等電點在PH2~3,比陰性菌(PH4~5)為低.因此陽性菌和鹼性染料的結合力比陰性菌強.
(2)革蘭氏陽性菌含有核糖核酸鎂鹽,易和結晶紫-碘復合物結合而不易脫色.
(3)革蘭氏陽性菌細胞壁及細胞膜的通透性較低.因此山差喚,染料和碘的復合物不易為乙醇所溶出.
所以陽性菌仍保持原來的紫色,而陰性菌染成的紫色可被酒精脫掉後復染成紅色.
2.染色方法
(1)將塗片經火焰固定,滴加結晶紫染液,染1分鍾,水洗.
(2)滴加盧戈氏碘液,作用1分鍾後,水洗.
(3)加95%酒精2~3滴於塗片上,頻頻搖晃3~5秒鍾後,斜持玻片,使酒精流去;再滴加酒精,如此反復2~3次,直至流下的酒精無色或稍呈淡紫色時為止,水洗,並將片上的積水輕輕甩凈.
(4)滴加沙黃或稀逗凱釋石炭酸復紅染1/2~1分鍾,水洗,待干,油鏡檢查.
3.結果 菌體呈紫色者為革蘭氏陽性菌;呈紅色者為革蘭氏陰性菌.
② 微生物染色的染色方法
微生物染色方法一般分為單染色法和復染色法兩種。前者用一種染料使微生物染色,但不能鑒別微生物。復染色法是用兩種或兩種以上染料,有協助鑒別微生物的作用。故亦稱鑒別染色法。常用的復染色法有革蘭氏染色法和抗酸性染色法,此外還有鑒別細胞各部分結構的(如芽胞、鞭毛、細胞核等)特殊染色法。食品微生物檢驗中常用的是單染色法和革蘭氏染色法。
用一種染色劑對塗片進行染色,簡便易行,適於進行微生物的形態觀察。在一般情況下,細菌菌體多帶負電荷,易於和帶正電荷的鹼性染料結合而被染色。因此,常用鹼性染料進行單染色,如美蘭、孔雀綠、鹼性復紅、結晶紫和中性紅等。若使用酸性染料,多用剛果紅、伊紅、藻紅和酸性品紅等。使用酸性染料時,必須降低染液的PH值,使其呈現強酸性(低於細菌菌體等電點),讓菌體帶正電荷,才易於被酸性染料染色。
單染色一般要經過塗片、固定、染色、水洗和乾燥五個步驟。
染色結果依染料不同而不同:
石碳酸復紅染色液:著色快,時間短,菌體呈紅色。
美蘭染色液:著色慢,時間長,效果清晰,菌體呈藍色。
草酸銨結晶染色液:染色迅速,著色深,菌體呈紫色。
革蘭氏染色法是細菌學中廣泛使用的一種鑒別染色法,1884年由丹麥醫師Gram創立。
細菌先經鹼性染料結晶染色,而經碘液媒染後,用酒精脫色,在一定條件下有的細菌此色不被脫去,有的可被脫去,因此可把細菌分為兩大類,前者叫做革蘭氏陽性菌(G+),後者為革蘭氏陰性菌(G—)。為觀察方便,脫色後再用一種紅色染料如鹼性蕃紅等進行復染。陽性菌仍帶紫色,陰性菌則被染上紅色。有芽胞的桿菌和絕大多數和球菌,以及所有的放線菌和真菌都呈革蘭氏正反應;弧菌,螺旋體和大多數致病性的無芽胞桿菌都呈現負反應。
革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌在化學組成和生理性質上有很多差別,染色反應不一樣。現在一般認為革蘭氏陽性菌體內含有特殊的核蛋白質鎂鹽與多糖的復合物,它與碘和結晶紫的復合物結合很牢,不易脫色,陰性菌復合物結合程度底,吸附染料差,易脫色,這是染色反應的主要依據。
另外,陽性菌菌體等電點較陰性菌為低,在相同PH條件下進行染色,陽性菌吸附鹼性染料很多,因此不易脫去,陰性菌則相反。所以染色時的條件要嚴格控制。例如,在強鹼的條件下進行染色,兩類菌吸附鹼性染料都多,都可呈正反應;PH很低時,則可都呈負反應。此外,兩類菌的細胞壁等對結晶紫—碘復合物的通透性也不一致,陽性菌透性小,故不易被脫色,陰性菌透性大,易脫色。所以脫色時間,脫色方法也應嚴格控制。
③ 細菌油脂
微生物功能性油脂的研究
董欣榮 曹 健
摘要 從影響微生物油脂合成的重要因素、微生物油脂的制備、微生物油脂的定性分析、產品的理化指標和質量指標及利用微生物生產功能性油脂等幾個方面,對國內外微生物功能性油脂的研究進行了綜述。
關鍵詞 微生物;功能性油脂;製取
分類號 TS218.01
FUNCTIONAL FATS AND OILS FROM MICROORGANISMS
Dong Xinrong Cao Jian
(Bioengineering department,Zhengzhou Grain College,Zhengzhou 450052)
Abstract This paper gives a general review of the prod uction of fats and oils from microorganisms,the important factors that work ri ng the process,qualitative analysis,physical and chemical properties and quality properties of the procts as well as the microorganism is applied to make the functional oils and fats at home and abroad.The proction of functional fats an d oils from microorganisms are also investigated.
Key words microorganism;functional fats and oils;proction
0 前言
微生物油脂一般又稱單細胞油脂,很多微生物如細菌、黴菌、酵母菌及藻類等在一定條件下,可在菌體內產生大量油脂,有的干基菌體含油高達70%以上,而且這些油脂與一般植物油脂有類似的脂肪酸組成(見表1)〔1〕。微生物油脂的研究始於第一次世界大戰期間,德國為了解決當時的油源匱乏而利用產脂內孢霉生產油脂,之後美國也開始著手微生物油脂的生產,但沒有實現工業化。直至第二次世界大戰前夕,德國科學家篩選到了適於深層培養的菌株,開始在德國工業化生產微生物食用油。
表1 部分微生物油脂的脂肪酸組成
菌株 12∶0 14∶0 1 6∶0 16∶1 18∶0 18∶1 18∶2 18∶3 其它
假絲酵母(Candidal0) - tr 32 - 15 44 8 -
隱球酵母
(Cryptococcus terricolus) - tr 36 1 14 36 8 tr
紅酵母
(Rhdotorula glatiuis) - - 18 1 6 60 12 2 24∶0 1%
Rhythium irregulare 1 6 26 15 5 26 5 6a 20∶0 7%
產脂內孢霉 - 2 25 70 17 47 5 1
麥角菌霉 - tr 23 6 2 19 8 - 18∶1-OH 42%
串珠鐮孢 - 1 14 - 11 30 42 1
米黑毛霉 - 1 20 4 6 48 16 5a
少根根霉 tr 1 18 4 11 29 16 tra
澱粉核衣藻 - - 30.7 2.6 0.8 4.1 35.3 7.5b 16∶2 16.2%
16∶3 2.7%
高山被孢霉
Ovder Mucorales b b b b b b 15 0
20∶3 3%
20∶4 30%
20∶5 15%
說明:a——γ—亞麻酸;b——未知;tr——痕量;br——支鏈酸;-— —OH羧基酸
與動植物油的生產相比,微生物油脂的生產有許多優點:1、微生物適應性強,繁殖速度快 ,生產周期短;2、微生物生長所需的原料豐富多樣,特別是可以利用農副產品、食品工業及造紙業中產生的廢棄物,如亞硫酸紙漿、木材糖化液、廢糖液、製造澱粉產生的廢料廢液等,同時還保護了環境;3、微生物方法生產油脂可節約勞動力,同時不受場地、氣候、季節的影響,一年四季可連續生產;4、利用不同的菌種和培養基產品構成變化較大的特點,尤其適合於開發一些功能性油脂。如富含油酸、γ—亞麻酸、花生四烯酸、EPA、DHA、角鯊烯、二元羧酸等的油脂以及代可可脂。此外,由於人口的增長使得油脂需求量與自然資源嚴重短缺的矛盾日益尖銳,開辟新油源—微生物油脂更具有重要的現實意義〔2、3〕 。
目前利用微生物生產油脂的技術可行性已不存在太大問題,主要還是經濟可行性。微生物生 產油脂受多種因素影響,而且生產油脂的菌種有限,只有那些干基菌體含油率高,油脂轉化率也較高的微生物才有可利用的價值。目前篩選的微生物干基菌體含油率一般為30%~60%,少數為70%~80%。油脂轉化率一般為15%,個別菌種達20%~25%。因此,一般的微生物油脂經濟價值還無法與植物油相抗衡,對微生物油脂的研究主要集中在利用微生物生產經濟價值高的特殊營養油脂、特殊工業用途油脂。這類油脂的主要營養成分在天然動植物油脂中存在量很少,甚至不存在,但具有較大的生理功能和特殊用途,因而我們統稱為微生物功能性油脂。目前通過微生物油脂分提製取可可脂、採用酵母發酵生產代可可脂都已在日本得以實現,以黴菌生產的γ—亞麻酸油脂已在日、英問世,生產富含花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、中碳酸及蓖麻酸油脂的真菌、藻類菌種也已找到〔1,6,21〕。微生物功能 性油脂作為動植物油脂的必要補充在促進人類健康方面正起著越來越重要的作用,所以對微 生物功能性油脂的研究具有極其重大的意義。
1 影響微生物油脂合成的重要因素
1.1 培養基的C/N比
油脂的生成由細胞油脂含量與細胞收獲量的乘積決定。微生物生產油脂的 過程可分為兩階段:細胞增殖階段和產油階段。這兩個階段所用培養基的C/N比不同,細胞增殖期要 求氮素營養相對偏高以獲取足量菌體細胞;產油期則是在獲取足量菌體細胞後,增加碳素營養物 質,為菌體大量積油創造條件〔9〕。
1.2 pH值
產生油脂的最適pH值依微生物種類而不同,酵母為3.5~6.0,黴菌為中 性至偏鹼性。構巢麴黴在pH2.8~7.4培養時,隨pH值上升,油酸含量增加。而培養油脂 酵母的增養基最初pH值越接近中性,穩定期細胞油脂含量越高〔7〕。
1.3 無機鹽和微量元素
一般地對於真菌,適當增加無機鹽和微量元素的使用量,可提高產油速度 及產油量。Carrid等人對構巢麴黴的研究表明,調整Na+、Mg2+、SO42- 、PO43-等離子的含量比,可使油脂含量由25%~26%(生成率6.7~7.9)提高到51 %(生成率17.2)。一項有關油脂酵母產油的實驗證明,在培養基中增加鐵離子濃度可加快油 脂合成,而增加鋅離子濃度(有些菌株要求維生素B)可提高積累量。
1.4 溫度
油脂生成的最適溫度大多在25℃左右。溫度可影響油脂的組成、含量,培 養溫度低時不飽和脂肪酸含量將增加。
1.5 培養時間
培養時間對油脂的合成也很重要。如黑麴黴、米麴黴、根霉、紅酵母、釀 酒酵母 最佳培養時間分別為3d、7d、7d、5d、6d。培養時間不足,微生物菌體總數達不到最 大量而影響油脂量;培養時間過長,微生物個體變形、自溶,形成的油脂進入培養基中難以 收集,同樣影響油脂產量。
1.6 孢子數量
菌體生長期孢子數量過多,單細胞油脂產量反而可能低。細胞內積存的油 脂過多,又會使菌體失去增殖能力。因此培養產油菌時應使之達到最佳孢子數量,以保持菌 體的增殖能力和產油生理狀態。
1.7 氧氣供給量
微生物利用基質糖類合成油脂及不飽和脂肪酸都需要氧氣參與,因此必須供應充足的氧氣。
1.8 添加
添加脂肪酸合成的中間物或能形成中間物的二碳化合物如乙醇、乙酸鹽、乙醛等可增加油脂含量。
2 微生物油脂的制備
2.1 菌株的選擇
用於生產微生物油脂的菌株要求具備以下條件:
(1)具備或改良後具備合成油脂的能力,油脂積累量大,含油量穩定在50%以上且油 脂轉化率不低於15%。
(2)能利用農副產品及工業廢水、廢料。
(3)繁殖力旺盛,雜菌污染困難,沉澱、過濾、分離油脂容易。
(4)油脂風味良好,食用無害,易消化吸收。
(5)用於工業化生產時能適應工業化深層培養,裝置簡單〔4,5〕。此 外菌種不同,培養條件不同,產品也不同。一些菌株油脂的脂肪酸組成、類型及甘三酯組成 見表1和表2。
表2 微生物油脂的立體專一分析
油脂 Sn 14∶0 16∶0 16∶1 17∶0 17∶1 18∶0 18∶1 18∶2 19tr 20∶0 22∶0 24∶0 24∶1
Mycobacterium 1 1 8 9 tr 2 7 60 - 7 1 1 1 1
snegmatis 2 7 57 13 2 1 6 9 - 1 tr tr 1 tr
3 1 7 7 tr tr 16 18 - 6 7 7 18 7
(油脂酵母) 1 3 14 8 - - 4 61 10 10 - - - -
Lipomyces 2 - 1 2 - - - 88 9 - - - - -
lipoferus 3 6 29 13 - - 9 37 6 - - -
- -
2.2 培養基
需配製的培養基有斜面培養基、種子液培養基、基礎搖瓶培養基、發酵培養基等。斜面培養基是培養該菌種的普通培養基;種子培養基與基礎培養基成分變化不大 ,主要是為了穩定菌種的性狀;發酵培養基要使碳源比重增加,氮源比重下降,同時增加通氣量,使菌體充分合成油脂〔28,29〕。
配製時所用的碳源有乳糖、葡萄糖、果糖、蔗糖、石蠟、廢糖蜜、紙漿工業廢水、木材水解 液、澱粉廠廢水等;氮源有銨鹽、尿素、硝酸鹽、氨基酸、酵母水、玉米漿等;無機鹽類有KH2 PO4、MgSO4、CaCl2等;生長素有酵母膏、蛋白腖等;如果要誘變改良菌種,還需配製誘變培養基,所用的誘變劑有亞硝基胍、N—甲基—N—亞硝基胍、硫酸二乙酯、紫外線、激光、離子束等。
2.3 培養方法
2.3.1 菌種的活化
將保存的菌種轉接到斜面培養基上,28 ℃培養4 d。
2.3.2 種子液的制備
活化菌種以少量無菌水洗,入裝有種子液培養基的三角瓶中,24~30 ℃ , 轉速150~300 r/min,培養2~5 d。培養溫度、時間、搖瓶速度依菌種的類型和數 量而定,通常種子液培養基裝液量為三角瓶的1/5。
2.3.3 搖瓶培養
採用與(2)同樣容積的三角瓶,內裝1/5容積的種子液培養基,接入種子液 2~3 mL,溫度、轉速同(2),培養時間比(2)延長1~2 d。
2.3.4 大罐發酵
裝液量為灌體的2/3,接種5%,罐壓0.5 kg/cm2,攪拌速度提高至原來的2倍,罐溫與上述溫度相同。有時為了逐漸誘導產脂,可採用三級發酵的方法,使培養 基營養的供給趨向於碳源逐漸升高,氮源逐漸減少,通氣量加大,pH值也逐漸接近微生物合 成油脂的最適值。
2.4 菌體的收集
培養好的菌體經鏡檢後,以濾布(紗布、的確涼布)過濾,用蒸餾水洗三次 ,稱濕重,取部分濕菌體60 ℃烘乾,稱乾重,以確定濕菌體的含水率。收集大量菌體時則 採用離心法。
2.5 提油前菌體的前處理及菌體油脂的提取
微生物油脂存在於堅韌的細胞壁中,且部分以脂蛋白、脂多糖的形式存在 ,因此提油前必須對菌體進行前處理。前處理的方法主要有四種:(1)干菌體磨碎法(將菌體 與砂子一起進行研磨);(2)干菌體、稀鹽酸共煮法(共煮使細胞分解便於獲油);(3)菌種自 溶法(50 ℃下保溫2~3 d);(4)菌體蛋白變性法(用乙醇或丙醇使結合蛋白變性)〔10〕 。另外還有利用高壓勻漿、球磨、膨化、高滲透壓等處理使菌體破裂的辦法。
用於油脂浸提的有機溶劑主要有乙醚、異丙醚、氯仿、乙醚—乙醇、石油醚、氯仿—甲醇等 ,浸提後再通過減壓蒸餾等手段回收溶劑。
3 微生物油脂定性分析
經蘇丹黑染色法染色後,菌體中的脂肪粒呈現藍紫色或藍灰色,而菌體 為紅色。根據脂肪粒大小可初步判斷脂肪含量的多少,還可用於確定最佳產油時間〔5〕。
4 微生物油脂各項理化指標與質量指標的測定
採用AOCS方法,分析指標主要包括以下幾方面:(1)折光指數;(2) 比重; (3)透明度;(4)氣味、滋味;(5)水分;(6)酸價;(7)過氧化值;(8)碘價;(9)色澤;(10)2 80℃實驗;(11)脂肪酸組成;(12)甘三酯組成;(13)不皂化物。
5 利用微生物製取功能性油脂
通過細胞融合、細胞誘變等手段,可使微生物生產出比動植物油脂 更符合人體需要的高營養油脂或某些特定脂肪酸組成的油脂〔27〕。現分述如下:
5.1 油酸、亞油酸
亞油酸是一種人體必需脂肪酸,通過人體的△6脫氫酶作用可以轉 變成 人體所需的γ—亞麻酸。盡管這類油脂在植物中存在較為普遍,但亞油酸含量達到70%以上 的只有紅花油、葵花油。據報道利用纖維素作碳源來培養絲狀菌馬鈴薯黑痣病薄膜霉 ,所產 生的油脂亞油酸含量高達71.8%~76.3%〔11〕。國外資料報道有利用產脂內孢霉 工業化生產富含油酸、亞油酸的油脂。微生物油脂中油酸、亞油酸常常同時存在,二者可占 總脂量的65%~78%,這一點與許多植物油脂非常相似,此外熔點、折射率、比重、酸價、過 氧化值、皂化值、碘值等物理化學特性的分析結果,也與植物油接近〔9〕。
一份關於38株假絲酵母的全細胞脂肪酸分析表明:這些酵母油酸含量達34%~69%,亞油酸含 量達5%~34%,而且有的菌株棕櫚油酸含量達15.9%〔2,3〕。油脂酵母、紅酵母、 擲孢酵母合成的油脂以油酸為主要成份,脂肪酸組成與常用植物油中的橄欖油、菜籽油相近 〔2,13〕。
5.2 γ—亞麻酸(GLA)
GLA天然存在量很少,只有在乳脂和特殊野生植物種子中含量較高,人體 △6脫氫酶的存在及活力常受肥胖、癌症、 病毒感染、老齡等健康及營養因素的影響,阻礙攝入的亞油酸轉變為GLA,使PG(前列 腺素)不能順利合成,從而導致動脈硬化、血栓症、糖尿病等,故富含GLA的油脂是一類保健 性油脂〔14〕。
傳統上,GLA主要從月見草種子油中提取,1948年Bernhard和Albercht首先從布拉克須霉的 菌絲體脂肪中鑒定出真菌CLA,含量達16%,Nugtern證明其結構與月見草種子油GLA相似。19 64年Show又發現藻狀菌綱的菌株含有GLA,而不含α-亞麻酸。最近,日本Ona da Cement公司生物工程研究室的Morio Hiramo和東京農業與技術大學生物工程系的Yunki M iura等利用新鮮海水培養鈍頂螺旋藻和一種小球藻(Chlorella sp.NKG4240)生產GLA, 其含量可達總脂肪酸的10%〔15〕。
在發酵生產GLA方面,1985年Osama Suzuki等利用深黃被孢霉、葡酒色被孢霉,拉曼被孢霉 和矮被孢霉以高 濃度葡萄糖(60~400 g/L)為碳源發酵培養,菌體油脂含量達35%~70%,其中GLA佔3%~11% 。 1987年蓑島良一等用雅緻小克銀漢霉發酵生產GLA,GLA含量達18%。英國使用爪哇鐮刀菌, 以小麥澱粉生產的葡萄糖作為培養基進行發酵,產物經提純達到食用標准,γ—甘油三亞麻 酸酯含量高達16%。利用發酵法生產γ—亞麻酸酯的John & Starge有限公司產量達100 t/a 〔4,26〕。1986年以來,英國Sslby factory of sturge Biochemicals、日本出光 化 學公司已有微生物GLA產品上市,主要用於醫葯、保健食品、功能性飲料和高級化妝品 〔11〕。
我國上海工業微生物研究所在500L發酵罐中用M102菌株發酵生產GLA,GLA含量達到8% 。1993年,南開大學生物系用深黃被孢霉As3.3410為出發菌株,經紫外誘變得變異株,在1 0L 罐中發酵產生GLA時,菌體得率為29.3%,油脂含量達44.7%,其中GLA含量達9.44%〔 12〕;1998年福建師范大學生物工程學院以深黃被孢霉As3.31410為出發菌株,經紫外 、硫酸二乙酯、亞硝基胍復合誘變處理後,進行了60m3罐三級發酵,菌體油脂含量高達79 .2%〔16〕。
5.3 花生四烯酸(AA)
AA傳統上來自魚油,但含量極低,一般小於0.2%(W/W)。AA與二十碳五烯 酸(EPA)是花生酸代謝的重要中間產物,它們在營養學、醫學上的地位為世人矚目,這主要 是 由於二十碳酸代謝產物PG、TX、LT具有調節脈管阻塞、血栓、傷口癒合、炎症及過敏等生理 功能〔1〕。1990年Buranova等發現幾株被孢霉能聚集二十碳三烯酸(DGLA又稱二高γ —亞麻酸)和AA,並且在一定條件下生產EPA。80年代以來,GLA、AA含量高的微生物油脂 相繼在日本、英國、法國、紐西蘭等國投入工業化生產,日本、英國已有AA發酵產品投入市 場〔17〕。國內朱法科等以一株被孢霉為出發菌株,通過紫外誘變得到一株AA高產菌 ,AA得率達0.83g/L。研究還指出:培養不同時間的菌絲(3d~5d)在室溫下老化15d,菌絲 體中總脂含量由18%~30%上升至36%~41%;菌絲體中AA含量則由1.1%~2.6%上升至2.6%~ 3.7%〔18〕。
5.4 二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)
天然EPA、DHA通常在海洋動物和海洋浮游植物中含量豐富。EPA、DHA屬於 ω—3多不飽和脂肪酸(PUFA),其生理功能主要表現在:(1)預防和治療動脈粥狀硬化、血栓 形成及高血壓。(2)治療氣喘、關節炎、周期性偏頭痛、牛皮癬、腎炎。(3)治療乳腺、前列 腺和結腸癌。目前ω—3PUFA的商業來源是海洋魚及其油。魚油中ω—3PUFA的構成與含量隨 魚種類、季節、地理位置等變化;為了提高其氧化穩定性,多數魚油常常要經過氫化、調和 等步驟從而使EPA、DHA受到破壞。
1988年Shimizu等人提出高山被孢霉是生產EPA的一個潛在來源,在12℃的低溫條件下生長時 ,可積累15%以上的EPA。Thraustochytrium aureum則是一種海生真菌,DHA含量達34%。許 多 海生藻可產高含EPA和DHA的油脂。金藻綱、黃藻綱、哇藻綱、紅藻綱、褐藻綱、綠藻綱、綠 枝藻綱、 隱藻綱、Eustigmatoohyceae中的一些藻都高含EPA;甲藻綱的藻DHA含量高,而甲藻綱 中Amphidinium carteri的EPA和DHA含量都很高〔15〕。
培養基組成、通氣、光強、溫度、培養時間等對EPA、DHA等PUFA的合成、積累起著重要作用 ,氮源的數量影響飽和與不飽和脂肪酸的比例,光照不足將增加ω—6脂肪酸的合成和抑制 ω—3脂肪酸的合成,對數生長期末尾或在穩定期的開始時微生物PUFA的濃度達到最大。 此外使用基因工程選育菌種,有可能大大增加藻類、真菌產生EPA、DHA及其他PUFA的潛力, 而且藻油中的EPA比魚油中有著更大的氧化穩定性,且沒有魚油的氣味和滋味。
表3 可生產類可可脂的微生物
菌種 干菌體量
PC/g.L-1 脂質含
量/% 脂肪酸組成/% 1、3-二飽和、3不飽
和甘 油酯含量/%
16∶0 18∶0 18∶1
紅冬孢酵母
(Rhodosporidium toruloi des) 12.8 59.8 25.0 12.7 46.4 47.9
紅酵母(Rhodotorula glaminis) 8.0 35.8 29.8 11.8 35.5 32.8
產脂內孢霉 8.5 10.4 25.1 12.3 47.1 30.6
被孢霉(Mortierella vinacea ) 5.0 33.7 27.9 12.7 48.0
被孢霉(MM nana) 4.5 51.3 25.1 16.6 44.4
被孢霉(M.ramanianaver
anguispora) 3.2 13.4 28.1 16.6 40.8
5.5 長鏈二元酸
長鏈二元酸在工業上有廣泛的用途,是生產聚合體、粉末塗料、可塑劑、 潤滑油、香料、農葯等的出發原料和中間體。C10以下的短鏈二元羧酸在自然界存在 廣泛,合成較為容易,但C11以上的長鍵二元羧酸幾乎沒有天然存在的,合成也很 困難。很多微生物經發酵可得到C11~C18飽和及不飽和二元酸,這方面的應用 在日本最為廣泛,且經使用效果良好。
5.6 角鯊烯
角鯊烯資源也非常短缺,主要存在於深海鯨魚和鯊魚肝油中,橄欖油和米 糠油中含量也較高。角鯊烯在油中具有抗氧化作用,但它全氧化後又成為助氧劑。其氫化物 是優良的化妝品基質和鍾表等精密機械的潤滑劑。以癸烷為碳源,利用深黃被孢霉發酵得到 的油脂,角鯊烯含量可達50mg/L。
5.7 代可可脂
可可脂是世界上最貴重的油脂之一,天然可可脂是以可可豆為原料經清洗 、去皮,水壓法提取而得到的,其甘三酯組成為POS52%、SOS19%、POP6%。天然可可脂具有 風味良好、不易氧化且不被脂解酶分解、加工粘度適合、易於脫模等特性,成為製取巧克力 不可缺少的一種油脂成分。由於天然可可脂貨源不足且價格昂貴,因此出現了多種多樣的類 可可脂、代可可脂。利用微生物製取可可脂包含兩方面的內容:(1)利用微生物酶作為催化 劑,催化油脂酯交換,達到可可脂要求的甘三酯組成,用這種方法可製得類可可脂。(2)培 養微生物菌株,使其在菌體內產生理化性質或甘三酯組成與可可脂接近的類可可脂和代可可 脂。
莫斯科工業研究所利用紅酵母屬、紅冬孢酵母屬、隱球酵母屬菌株生產油脂 的一 項研究表明:Rhodotorula gracilis K-76及Rhodosporim sphaerocarpum L-103產生 的2 位為油酸的甘三脂產量很高,經分提得到的油脂理化性質近似於可可脂、橄欖油、棉籽油; 荷蘭利用假絲酵母屬、類酵母屬、紅酵母屬 油脂酵母屬等14個屬的酵母變異種生產可可脂 及其代用品,以N-甲基-N-亞硝基胍誘變後得到高產菌種,經培養油脂含量達30%,且其中95 %的甘三酯具有P 37.6%、S 14.3%、O 37.5%的脂酸肪組成〔21〕;加拿大以脫 蛋白乳清為培養基培養酵母,通過添加所需晶型得到了甘三酯組成及含量與可可脂相似的類 可可脂,並且不經分提即可市售,產品均勻穩定〔22〕。
在利用微生物合成可可脂方面研究最多的是日本。在一項專利中,將乳酸桿菌、雙歧桿菌菌 種接種到一種由油、脂、發酵的奶粉、糖類製成的混合物中,並按比例添加有全奶粉、蔗糖 、乳糖、磷脂、香料、檸檬酸及天然色素,在低於45℃的條件下發酵後,所得產品經感官檢 驗具酸乳酪味,可代替可可脂用於食品中〔23〕。
還有一項專利是將一種對蘋婆酸及其衍生物敏感的假絲酵母進行搖瓶培養,培養後測得其甘 三酯組成中POP佔18.6%、POS佔39.0%、SOS佔14.6%,可作為可可脂使用〔24〕 。另有一項專利使用被孢霉生產代可可脂,成效也非常顯著〔25〕。
綜上所述,微生物功能性油脂的研究是21世紀的發展方向,它將使油脂行業的范圍更廣 ,也將使微生物應用到更為廣闊、重要的領域。
作者簡介:董欣榮:女,1973年生,碩士研究生
作者單位:鄭州糧食學院生物工程系,鄭州 450052
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收稿日期 1999-06-25
④ 常用微生物染色的方法
檢驗常用染色法包括 1)革蘭氏染色法 2)抗酸染色法 3)美蘭染色法 4)異染顆粒染色法 5)細菌鞭毛染色法 6)莢膜染色法芽孢染色法 7)布氏桿菌科茲洛夫斯基染色法 8)結核桿菌熒光染色法等主要染色法 革蘭氏染色法染液配製 1。結晶紫染液:稱取結晶紫(龍膽紫)14g,溶於95%酒精100ml中,配成飽和液,再取飽和液20ml與1%草酸銨溶液(1g草酸銨溶於100ml蒸餾水溶解即成)80ml混勻即成2。盧戈氏碘液:碘化鉀2g於10ml蒸餾水中,再加碘1g,待碘全部溶解後(時間較長)加蒸餾水200ml即成3。95%酒精4。(1)石碳酸復紅液:稱取鹼性復紅(鹼性品紅)4g溶於95%酒精100ml中成飽和液,再取飽和液10ml與5%石碳酸溶液(5ml石碳酸溶於100ml蒸餾水)90ml混勻即成,(2)稀釋石碳酸復紅液:取石碳酸復紅液10ml加入蒸餾水90ml即成染色方法:1。塗片 將菌液直接塗在載玻片上,經培養的菌落要加生理鹽水混勻塗片,等待乾燥(固定)2。將結晶紫染液滴加在已固定的塗片上,染色1分鍾後用水沖去剩餘燃料3。滴加盧戈氏碘液1分鍾後水洗,在滴加95%酒精脫色,搖動玻片至紫色不在脫色為止(約需1分鍾),水洗4。用稀釋石碳酸復紅液復染30秒至1分鍾5。水洗待干,鏡檢6。革蘭氏陽性菌染成紫色,革蘭氏陰性菌染成紅色
⑤ 醫學微生物學實驗中的染色性是什麼
藉助物理因素和化學因素的作用而進行的.物理因素如細胞及細胞物質對染料的毛細現象、滲透、吸附作用等.化學因素則是根據細胞物質和染料的不同性質而發生地各種化學反應.酸性物質對於鹼性染料較易吸附,且吸附作用穩固...
細菌的塗片和染色是微生物學實驗中的一項基本技術。細菌的細胞小而透明,在普通的光學顯微鏡下不易識別,必須對它們進行染色。利用單一染料對細菌進行染色,使經染色後的菌體與背景形成明顯的色差,從而能更清楚地觀察到其形態和結構。此法操作簡便,適用於菌體一般形狀和細菌排列的觀察。
常用鹼性染料進行簡單染色,這是因為在中性、鹼性或弱酸性溶液中,細菌細胞通常帶負電荷,而鹼性染料在電離時,其分子的染色部分帶正電荷,因此鹼性染料的染色部分很容易與細菌結合使細菌著色。經染色後的細菌細胞與背景形成鮮明的對比,在顯微鏡下更易於識別。常用作簡單染色的染料有美藍、結晶紫、鹼性復紅等。
當細菌分解糖類產酸使培養基pH下降時,細菌所帶正電荷增加,此時可用伊紅、酸性復紅或剛果紅等酸性染料染色。
染色前必須固定細菌。其目的有二:一是殺死細菌並使菌體粘附於玻片上;二是增加其對染料的親和力。常用的有加熱和化學固定兩種方法。固定時盡量維持細胞原有的形態。
⑥ 微生物染色的微生物染色的基本原理
微生物染色的基本原理,是藉助物理因素和化學因素的作用而進行的。物理因素如細胞及細胞物質對染料的毛細現象、滲透、吸附作用等。化學因素則是根據細胞物質和染料的不同性質而發生地各種化學反應。酸性物質對於鹼性染料較易吸附,且吸附作用穩固;同樣,鹼性物質對酸性染料較易於吸附。如酸性物質細胞核對於鹼性染料就有化學親和力,易於吸附。但是,要使酸性物質染上酸性材料,必須把它們的物理形式加以改變(如改變pH值),才利於吸附作用的發生。相反,鹼性物質(如細胞質)通常僅能染上酸性染料,若把它們變為適宜的物理形式,也同樣能與鹼性染料發生吸附作用。
微生物染色 - 染料的種類和選擇
染料分為天然染料和人工染料兩種。天然染料有胭脂蟲紅、地衣素、石蕊和蘇木素等,它們多從植物體中提取得到,其成分復雜,有些至今還未搞清楚。目前主要採用人工染料,也稱煤焦油染料,多從煤焦油中提取獲得,是苯的衍生物。多數染料為帶色的有機酸或鹼類,難溶於水,而易溶於有機溶劑中。為使它們易溶於水,通常製成鹽類。
微生物細胞是由蛋白質、核酸等兩性電解質以及其他化合物組成。所以,微生物細胞表現出兩性電解質的性質。兩性電解質兼有鹼性基和酸性基,在酸性溶液中離解出鹼性基呈鹼性帶正電,在鹼性溶液中離解出酸性基呈酸性帶負電。[1]染料可按其電離後染料離子所帶電荷的性質,分為酸性染料、鹼性染料、中性(復合)染料和單純染料四大類。
1、酸性染料
這類染料電離後染料離子帶負電,如伊紅、剛果紅、藻紅、苯胺黑、苦味酸和酸性復紅等,可與鹼性物質結合成鹽。當培養基因糖類分解產酸使pH值下降時,細菌所帶的正電荷增加,這時選擇酸性染料,易被染色。
2、鹼性染料
這類染料電離後染料離子帶正電,可與酸性物質結合成鹽。微生物實驗室一般常用的鹼性染料有美蘭、甲基紫、結晶紫、鹼性復紅、中性紅、孔雀綠和蕃紅等,在一般的情況下,細菌易被鹼性染料染色。
3、中性(復合)染料
酸性染料與鹼性染料的結合物叫做中性(復合)染料,如瑞脫氏(Wright)染料和基姆薩氏(Gimsa)染料等,後者常用於細胞核的染色。
4、單純染料
這類染料的化學親和力低,不能和被染的物質生成鹽,其染色能力視其是否溶於被染物而定,因為它們大多數都屬於偶氮化合物,不溶於水,但溶於脂肪溶劑中,如紫丹類(Sudanb)的染料。
⑦ 什麼微生物可以產生油脂
(1)脂肪可被蘇丹Ⅲ(蘇丹Ⅳ)染成橘黃色(紅色)故顯微觀察時,微生物A菌體中的油脂通常可用蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染色.因為植物油不揮發,所以不適枝裂合採用蒸餾法提取,應用壓榨法或萃取法提取.
(2)篩選產脂肪酶的微生物B時,應該使用只有目的菌能夠生存的,其他微生物不能生存的選擇培養基,培養基中應該添加油脂作為唯一碳源.茄搭腔
(3)測定微生物的數量,可以在顯微鏡下用血細胞計數板直接計數或稀釋塗布平板法進行計數.
(4)為了確定微生物B產生的脂肪酶的最適溫度,某同學測得相同時間內,在35℃、40℃、45℃溫度下降解10g油脂所需酶量依次為4mg、1mg、6mg,則上述三個溫度中,45℃條件下該酶活力最小,該酶的最適溫度為40℃左右,為了進一步確定該酶的最適溫度,應圍繞40℃設計後續實驗.
故答案為:
(1)蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ萃取法
(2)油脂
(3)血細胞計數板 稀釋平板顫衫塗布
(4)45 40
⑧ 生物上油脂用什麼染色
油脂就是脂肪,脂肪可能被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃(或被蘇丹Ⅳ染液染成紅色)。