① 从育种方面如何获得高产菌株
菌株分离(separation)就是将一个混杂着各种微生物的样品通过分离技术区分开,并按照实际要求和菌株的特性采取迅速、准确、有效的方法对他们进行分离、筛选,进而得到所需微生物的过程。菌株分离、筛选(screening)虽为两个环节,但却不能绝然分开,因为分离中的一些措施本身就具有筛选作用。工业微生物产生菌的筛选一般包括两大部分:一是从自然界分离所需要的菌株,二是把分离到的野生型菌株进一步纯化并进行代谢产物鉴别。
在实验工作中,为使筛选达到事半功倍的效果,总的说来可从以下几个途径进行收集和筛选:
(1)向菌种保藏机构索取有关的菌株,从中筛选所需菌株。
(2)由自然界采集样品,如土壤、水、动植物体等,从中进行分离筛选。
(3)从一些发酵制品中分离目的菌株,如从酱油中分离蛋白酶产生菌,从酒醪中分离淀粉酶或糖化酶的产生菌等。该类发酵制品经过长期的自然选择,具有悠久的历史,从这些传统产品中容易筛选到理想的菌株。
菌株的分离和筛选一般可分为采样、富集、分离、产物鉴别几个步骤。
第一节 含微生物样品的采集
自然界含菌样品极其丰富,土壤、水、空气、枯枝烂叶、植物病株、烂水果等都含有众多微生物,种类数量十分可观。但总体来讲土壤样品的含菌量最多。
一、从土壤中采样
土壤由于具备了微生物所需的营养、空气和水分,是微生物最集中的地方。从土壤中几乎可以分离到任何所需的菌株,空气、水中的微生物也都来源于土壤,所以土壤样品往往是首选的采集目标。一般情况下,土壤中含细菌数量最多,且每克土壤的含菌量大体有如下的递减规律:细菌(108)>放线菌(107)>霉菌(106)>酵母菌(105)>藻类(104)>原生动物(103),其中放线菌和霉菌指其孢子数。但各种微生物由于生理特性不同,在土壤中的分布也随着地理条件、养分、水分、土质、季节而有很大的变化。因此,在分离菌株前要根据分离筛选的目的,到相应的环境和地区去采集样品。
(一)根据土壤特点
1.土壤有机质含量和通气状况
一般耕作土、菜园土和近郊土壤中有机质含量丰富,营养充足,且土壤成团粒结构,通气饱水性能好,因而,微生物生长旺盛,数量多,尤其适合于细菌、放线菌生长。山坡上的森林土,植被厚,枯枝落叶多,有机质丰富,且阴暗潮湿,适合霉菌、酵母菌生长繁殖,微生物数量相应也比较少。
从土层的纵剖面看,1~5cm的表层土由于阳光照射,蒸发量大,水分少,且有紫外线的杀菌作用,因而微生物数量比5~25cm土层少;25cm以下土层则因土质紧密,空气量不足,养分与水分缺乏,含菌量也逐步减少。因此,采土样最好的土层是5~25cm。一般每克土中含菌数约几十万到几十亿个,并且各种类型的细菌和放线菌几乎都能分离到。如好气芽孢杆菌、假单胞菌、短杆菌、大肠杆菌、某些嫌气菌等。但总的说来酵母菌分布土层最浅,约5~10cm,霉菌和好氧芽孢杆菌也分布在浅土层。
2.土壤酸碱度和植被状况
土壤酸碱度会影响微生物种类的分布。偏碱的土壤(pH7.0~7.5)环境,适合于细菌、放线菌生长。反之在偏酸的土壤(pH7.0以下)环境下,霉菌、酵母菌生长旺盛。由于植物根部的分泌物有所不同,因此,植被对微生物分布也有一定的影响。如番茄地或腐烂番茄堆积处有较多维生素C生产菌。葡萄或其他果树在果实成熟时,其根部附近土壤中酵母菌数量增多。豆科植物的植被下,根瘤菌数量比其他植被下占优势。
3.地理条件
南方土壤比北方土壤中的微生物数量和种类都要多,特别是热带和亚热带地区的土壤。许多工业微生物菌种,如抗生素产生菌,尤其是霉菌、酵母菌,大多从南方土壤中筛选出来。原因是南方温度高,温暖季节长,雨水多,相对湿度高,植物种类多,植被覆盖面大,土壤有机质丰富,造成得天独厚的微生物生长环境。
4.季节条件
不同季节微生物数量有明显的变化,冬季温度低,气候干燥,微生物生长缓慢,数量最少。到了春天随着气温的升高,微生物生长旺盛,数量逐渐增加。但就南方来说,春季往往雨水多,土壤含水量高,通气不良,即使有微生物所需的温度、湿度,也不利于其生长繁殖。随后经过夏季到秋季,约有7~10个月处在较高的温度和丰富的植被下,土壤中微生物数量比任何时候都多,因此,秋季采土样最为理想。
(二)采样方法
用取样铲,将表层5cm左右的浮土除去,取5~25处的土样10~25,装入事先准备好的塑料袋内扎好。北方土壤干燥,可在10~30处取样。给塑料袋编号并记录地点、土壤质地、植被名称、时间及其他环境条件。一般样品取回后应马上分离,以免微生物死亡。但有时样品较多,或到外地取样,路途遥远,难以做到及时分离,则可事先用选择性培养基做好试管斜面,随身带走。到一处将取好的土样混匀,取3~4撒到试管斜面上,这样可避免菌株因不能及时分离而死亡。
二.根据微生物生理特点采样
1.根据微生物营养类型
每种微生物对碳\氮源的需求不一样,分布也有差异。研究表明,微生物的营养需求和代谢类型与其生长环境有着很大的相关性。如森林土有相当多枯枝落叶和腐烂的木头等,富含纤维素,适合利用纤维素作碳源的纤维素酶产生菌生长;在肉类加工厂附近和饭店排水沟的污水、污泥中,由于有大量腐肉、豆类、脂肪类存在,因而,在此处采样能分离到蛋白酶和脂肪酶的产生菌;在面粉加工厂、糕点厂、酒厂及淀粉加工厂等场所,容易分离到产生蛋白酶、糖化酶的菌株。若要筛选以糖质为原料的酵母菌,通常到蜂蜜、蜜饯、甜果及含糖浓度高的植物汁液中采样。在筛选果胶酶产生菌时,由于柑橘、草莓及山芋等果蔬中含有较多的果胶,因此,从上述样品的腐烂部分及果园土中采样较好。若需要筛选代谢合成某种化合物的微生物,从大量使用、生产或处理这种化合物的工厂附近采集样品,容易得到满意的结果。在油田附近的土壤中就容易筛选到利用碳氢化合物为碳源的菌株。Hartman等人曾从乙烯氯化物的工厂附近分离到一株以乙烯氯化物为碳源和能源的分枝杆菌。含1%乙烯氯化物的空气通过该菌培养可除去93%的毒性。也有人从含油污泥中筛选出能以20#机械润滑油为惟一碳源的3株石油降解菌菌株,分别为动胶菌属(Zoogloea sp.)、氮单胞菌属(Azomonas sp.)和假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。当然,也可将一种需要降解的物质作为样品中微生物的惟一碳源或氮源进行富集,然后分离筛选。
此外,不少微生物对碳源的利用是不完全专一的,如以油脂为碳源的某些脂肪酶产生菌同样也可以分解淀粉或其他糖类物质获得能源而生长。以石油等碳氢化合物为碳源的油田微生物,也可以利用一些糖类为碳源。具有以上特性的微生物在一般土壤、水、及其他样品中也会存在。不过数量较少。
2.根据微生物的生理特性
在筛选一些具有特殊性质的微生物时,需根据该微生物独特的生理特性到相应的地点采样。如筛选高温酶产生菌时,通常到温度较高的南方,或温泉、火山爆发处及北方的堆肥中采集样品;分离低温酶产生菌时可到寒冷的地方,如南北极地区、冰窖、深海中采样;分离耐压菌则通常到海洋底部采样。因为深海中生活的微生物能耐很高的静水压,如从海中筛到一株水活微球菌(Micrococcus aquivivus),它能在600个大气压下生长。分离耐高渗透压酵母菌时,由于其偏爱糖分高、酸性的环境,一般在土壤中分布很少,因此,通常到甜果、蜜饯或甘蔗渣堆积处采样。如有人曾在花蜜中分离到一株能耐30%高糖的耐高渗透压的酵母菌。
三、特殊环境下采样
1.局部环境条件的影响
值得注意的是微生物的分布除了本身的生理特性和环境条件综合因素的影响之外,还要受局部环境条件的影响。如北方气候寒冷,年平均温度低,高温微生物相对较少。但在该地区的温泉或堆肥中,却会出现为数众多的高温微生物。氧气充足的土层中按理只适合于好氧菌生长,实际上也有一些嫌气菌生活,原因是好气菌生长繁殖消耗了土层中大量氧气,为嫌气菌创造了局部生长的有利环境,故一般土壤中也能分离到嫌气菌。
海洋对于微生物来说是一个特殊的局部环境,尽管许多微生物也是经河水、污水、雨水或尘埃等途径而来,但由于海洋独特的高盐度、高压力、低温及光照条件,使海洋微生物具备特殊的生理活性,相应也产生了一些不同于陆地来源的特殊产物。前苏联学者发现,20%~50%的海鞘、海参体内的微生物可产生具有细菌毒性和杀菌活性的化合物。此外,美国马里兰大学也曾从海绵体内的共生或共栖的细菌中分离到抗白血病、鼻咽癌的抗癌物质。日本发现深海鱼类肠道内的嗜压古细菌,80%以上的菌株可以生产EPA 和DHA,最高产量可达36%和24%。笔者从鳕鱼肠道中分离到一株pj20细菌,产EPA14.78mg/L,在15℃培养时EPA占脂肪酸的12.7%。日本也从海洋Thraustochvtrium aureum中筛选到一株产DNA达290mg/L的菌株。从海洋中采样时,可参考其中不同种类微生物的分布规律:表层多为好气异养菌,底层由于有机质丰富,硫化氢含量高,厌气性腐败菌和硫酸盐还原菌较多,两层中则多为紫硫菌。
具有特殊性质的微生物通常分布在一些特殊的环境中。如得克萨斯州中南部的一个岩洞中存在着大量嗜碱性的,能进行氨氧化和产几丁质酶的微生物,其原因是这里生活这2000万只蝙蝠,它们每晚吃钓5万lb(磅)昆虫,其排泄物造成了洞内0m深的丰富营养层,这种特殊的环境对该种微生物起了选择和富集的作用。还有人从侵蚀木船的一种蠕虫肠道中分离到既能固氮又能降解纤维素的微生物。从考拉(Koala)熊肠中也曾分离到萜烯分解酶的产生菌,这可能因为考拉专吃含有高萜烯的桉树类植物,给该种微生物创造了一个适宜的生长环境。美国从用硝酸处理过的花生壳中分离到一株节杆菌,该菌以木质素为唯一碳源,它对处理过的花生壳的消化率可达到63%,再加入酿酒酵母使其蛋白质含量达到13.6%,可作为牛、猪、鸡饲料的添加剂。
2.极端环境条件的影响
微生物一般在中温、中性pH条件下生长。但在绝大多数微生物所不能生长的高温、低温、高酸、高碱、高盐或高辐射强度的环境下,也有少数微生物存在,这类微生物被称为极端微生物。生活所处的特殊环境,导致它们具有不同与一般微生物的遗传特性、特殊结构和生理机能,因而在冶金、采矿及生产特殊酶制剂方面有着巨大的应用价值。
嗜冷菌(thermophiles)的最适生长温度为15℃,在0℃也可生长繁殖,最高温度不超过20℃。主要分布于寒冷的环境中,如南北两极地区、冰窟、高山、深海和土壤等低温环境中。这类微生物在低温发酵时可生产许多风味食品且可节约能源及减少中温菌的污染。最适生长pH在8.0以上,通常在pH9~10之间的微生物,称之为嗜碱菌(alkaliphiles)。大量不同类型的嗜碱菌已经从土壤、碱湖、碱性泉甚至海洋中分离得到。由于大部分碱湖伴有高盐,许多嗜碱菌同时也是嗜盐菌。该类菌所产生的酶如耐碱蛋白酶和碱性纤维素酶可作为洗涤剂的舔加成分,也可将碱性淀粉酶用于纺织品工业。嗜碱菌中的基因还可以用来调节其他细菌中基因产物的表达和分泌。嗜热微生物是嗜热菌最好的来源。有人从温泉和海底火山口分离出了极端嗜热菌。从意大利境内的喷硫磺气的火山口中分离到一种原始的微生物,在pH2和90℃时生长最好,其代谢类型极不寻常,既能作为耗氧型自养菌将硫氧化成硫酸,使自己增殖,又能作为厌氧菌用氢还原硫,生成H2S
② 我想问一下菌种是怎样培养的
在自然界里,食用菌都不是单独存在的,而是和许多细菌、放射菌、霉菌等生活在一起的。所谓菌种分离,就是把这些和食用菌一起生活的杂菌分离出来,通过培养,获得纯的优良菌种。菌种分母种、原种、栽培种。
(一)母种的分离培养
食用菌母种的分离,可分为孢子分离法、组织分离法以及基内菌丝分离等。
1.孢子分离法
孢子分离法,是用食用菌的有性孢子或无性孢子萌发成菌丝,培养成菌种的方法。这种菌种生活力较强,但孢子个体之间有差异,且自然分化现象较严重,变异大,需经出菇试验才能在生产上应用。
(l)单孢分离法:是每次或每支试管只取一个担孢子, 让它萌发成菌丝体来获得纯菌种的方法。蘑菇和草菇用单孢分离得到的菌丝,有结实能力,可采用此法分离生产纯菌种。单孢分离生产上较少采用,而且技术复杂,一般采用多孢分离法。
(2)多孢分离法:就是把许多孢子接种在同一培养基上,让它们萌发、自由交配来获得食用菌纯菌种的一种方法。具体操作方法,有以下几种:
①种菇孢子弹射法:选择个体健壮、朵形圆正,无病虫害、出菇均匀、高产稳产,适应性强的八九分成熟的种菇,切去大部分,菌柄用无菌水冲洗数遍后再用已灭菌的纱布或脱脂棉、滤纸吸干表面水分。在接种箱或无菌室内,把种菇的菌褶朝下用铁丝倒挂在玻璃漏斗下面,漏斗倒盖在培养皿上面;上端小孔用棉花塞住。培养皿放在一个铺有纱布的搪瓷盘上,静置12~20小时,菌褶上的孢子就会散落在培养皿内。形成一层粉末状孢子印(平菇极淡紫色,蘑菇、草菇 为褐色,香菇、金针菇孢子印白色)。用接种针沾取少量孢子在试管中的琼脂外面或培养皿上划线接种。待孢子萌发,生成菌落时,选孢子萌发早、长势好的菌落进行试管培养。
还可用孢子采集器收集孢子。方法是选好种菇后,按上述程序,轻轻掀开玻璃钟罩,将种菇柄朝下插在孢子采收器的钢丝架上,放在培养皿正中央。随即盖好玻璃罩,用纱布将钟掌周围塞好。并在纱布上倒少许升汞或无菌水。移入 20℃左右恒温箱培养。
②褶上涂抹法:按无菌操作分离时;应选择成熟的种菇,用接种针直接插入褶片之间,轻轻抹取褶片表面子实体尚未弹射的孢子,再在培养基上划线接种。
③钩悬法:取成熟菌盖的几片菌褶或一小块耳片(黑木耳、毛木耳、白木耳〕,用无菌不锈钢丝(或铁丝、棉线等其他悬挂材料)悬挂于三角瓶内的培养基的上方,勿使接触到培养基或四周瓶壁。置适宜温度下培养、转接即可。
④贴附法:按无菌操作将成熟的菌褶或耳片取一小块, 用溶化的琼脂培养基或阿拉伯胶、浆糊等贴附在配管斜面培养基正上方的试管壁上。经6~12小时的培养,待孢子落在斜面上,立即把孢子连同部分琼脂培养基移植到新的试管中培养即可。
孢子分离得到的母种、必须进一步提纯复壮,当母种定植一星期左右,菌丝布满斜面时,选择菌丝健壮、生长旺盛无老化、无感染杂茵的母种试管,进而转管扩大,一般到栽培种,转管不宜超过5次。
孢子分离得到的母种,必须通过出菇试验,鉴定为优质菌种后,才可供生产使用。
一般菌类如蘑菇、平菇、凤尾菇、香菇、冬菇和草菇等,都可用多孢分离法获得母种。
现就银耳孢子分离略述于下:
按无菌操作获取种耳后,悬挂种耳的三角瓶经12小时培养后,瓶底培养基表面就有"孢子印"。取出种耳,置 20℃—25℃温箱培养2~3天,培养基表面会出现乳白色透明的糊状小菌落,就是银耳的酵母状分生孢子形成的少量银耳菌丝。此时移接入试管斜面培养基上,待长满斜面后,再移接入营养丰富,且表面比较干燥的培养基上。经30天左右,菌落长出白色菌丝。
银耳的酵母状分生孢子、菌丝只有与羽毛状菌丝的子囊菌(香灰菌丝)混合培养时,由后者帮助分解木材及其他一些纤维物质,提供营养,才能利于银耳孢子萌发,菌丝的定植和子实体的形成。
在两种菌丝交会时,先选出两种纯菌丝。
羽毛状菌丝要纯化选育,一般要选取生长迅速,爬壁力强的试管斜面或种瓶,取先端菌丝,转管移接,置25℃—28℃上培养,重复转管几次即可得到优良纯种。
银耳菌丝的特点,菌丝生长缓慢,担孢子也不易萌发。在进行两菌混合时,先取经8~IO天培养的银耳菌丝斜面,按无菌操作方法在该斜面上距银耳菌丝约0.5厘米处接入一 小块羽毛状菌丝。置25℃下培养1周即得到混合好的银耳母种。
2.组织分离培养法
利用子实体内部组织,进行无性繁殖而获得母种的简便方法,即组织分离。该法操作简便,菌丝生长发育快,品种特性易保存下来,特别是杂交育种后,优良菌株用组织分离法能使遗传特性稳定下来。常采用以下分离方法。
(l)子实体分离:种菇要选朵大盖厚,柄短,八九分成熟的优良品种。切去菇两基部,在无菌箱内以0.1%的升汞水浸几分钟,再用无菌水冲洗并揩干或用75%酒精棉球擦拭菌盖与菌柄2次,进行表面消毒。接种时,只要将种菇撕开,在萌盖和菌柄交界处或菌褶处,挑取一小块组织;移接 到PDA培养基上。置25℃左右温度下培养3-5天,就可以看到组织上产生白色绒毛状菌丝,转管扩大即得到菌种。如香菇、平菇等可以用此方法。
(2)菌核分离:茯苓、猪苓、雷丸等菌的子实体不易采集。而常见的是它贮藏营养的菌核。用菌核分离,同样可以获得菌种。方法是将菌核表面洗净,用酒精或升汞消毒后,切开菌核,取中间组织一小块,约黄豆大小,接种在PDA 培养基斜面上,保温培养。应注意的是,菌核是贮藏器官,大部分是多糖类物质,只含有少量的菌丝,因此挑取的组织块要大一些,如果组织块过小,则不易分出菌种。
(3)菌素分离:有一部分子实体不易找到,也没有菌核,可以用菌素进行分离。如蜜环菌、假蜜环菌。其操作方法是先用酒精或升汞将菌素表面黑色皮层轻轻擦拭2~3次, 然后去掉黑色外皮层(菌鞘),抽出白色菌髓部分;用无菌剪刀将菌髓剪一小段,接种在培养基上,保温培养,即得该菌菌种。
菌素分离要注意:因菌素比较细小,分离素也比较细小,分离时极易污染杂菌,所以要严格操作。
3.基内菌丝分离培养法
利用食用菌生育的基质作为分离材料,来得到纯菌种的一种方法,叫基内菌丝分离法。
此种分离方法是适宜只有在特定的季节才出现,而且是朝生暮死,不易采得的子实体。基内分离法与组织分离法不同之点是,干燥的菇木或耳木中的菌丝常呈休眠状态。接种后有时并不立刻恢复生长。因此,有必要保留较长的时间(约1个月),以断定菌丝是否能成活。基内菌丝分离法又可分为,材中菌丝分离(即菇木或耳木分离法)及土中菌丝分离法等。
(1)材中菌丝分离法:就是菇木或耳木分离法,为了减少杂菌的感染,菇(耳)木在分离之前,必须进行无菌处理。可以把菇(耳)水表面用酒精灯火焰轻轻烧过,以烧死霉菌的孢子,或再用0.1%的升汞水浸孢几分钟,然后用无菌水冲洗后用无菌滤纸吸干。接种块切取时应注意。接种块必须在该菌菌丝分布的范围内切取。所以,菌丝生长缓慢的种类应浅取;菌种生长快的种类可以深取。同时。还应根据菇菌的种类、木材质地、菇(耳)木粗细、发育时间的长短来确定菌丝分布的范围。然后用一把利刀进行切取。接种块应尽量小些,以减少杂菌感染机会,提离菌种的纯度。接种块移到培养基上,就应该放到适合菌丝生长的22℃~26℃ 的温室或温箱中培养,使菌丝恢复生长。
(2)土中菌丝分离:食用菌种类很多,许多土生的食用菌;孢子不易萌发。组织分离也不易成功,用土中菌丝分离获得纯种的方法,叫土中菌丝分离。
土中菌丝分离时要注意,由于土中菌丝体的周围生活着多种多样的土壤微生物,因此分离时必须尽可能避开这些微生物的干扰,尽可能批取清洁菌丝素的尖端、不带杂物的菌丝接种,反复用无菌水冲洗,在培养基中加入一些抑制细菌 生长的药物,如 40微克/升的链霉素或金霉素。如发现感染细菌,可以把菌落边缘的菌丝挑出来,接种到木屑培养基中。因细菌没有分解木质素的能力,因此在木屑培养基中不易扩展;只局限于接种处。待菌丝长出感染区后,就可以再进行扩大提纯了。
(3)子实体基部分离:从瓶栽、袋栽或大床栽培的子实体基部分离出新菌丝的方法,叫子实体基部分离,现以袋栽银耳为例说明:
从出耳早、出耳率离、无病虫害的栽培室中;选择生活力最强的幼耳5袋,移到气候温和,有散射光的野外场所进行后期培养,以增强菌丝体的生活力。经培养7~10天后,待子实体直径达4~5厘米时便可取回,作为分离的母体。再从中筛选最理想的一朵,用利刀割掉银耳子实体,放置于 0℃的冰箱或有敌敌畏的容器中过夜,以便杀死瓶中的害虫。然后用75%酒精或升汞擦洗耳基和袋子外边的杂质,连同接种工具、接种培养基等移进无菌室。经灭菌后,用接种刀把袋口上部约15毫米厚的老菌根挖除,并进行培养。待袋口露出白色菌丝时,用接种针挑取一块半粒米大的白色菌结体,迅速移入母种试管培养基的中央,轻轻地脱去接种针, 塞上棉塞。 为了能够获得较多的母种,一次接种量要有100—200支试管,以便从中选择。分离后应及时移入22℃—24℃恒温箱或温室中培养。由于培养基内水分较多,菌丝恢复要比耳木分离得快。经2-3天后,分离物的边缘就可看 到白色菌丝。每天要至少观察两次,以便提纯。观察、提纯方法与耳木分离法担同。经适温培养10-15天后,当接种块扭结团出现红、黄色水珠时,即可扩大原种。
(二)原种和栽培种的接种培养
母种获得以后,为了满足菌种生产的需要。应选出优良、纯度高的母种进一步扩大为原种。
原种培养基一般采用棉籽壳、木屑、草类等培养基。
瓶装或袋装的原种培养基灭菌后,可送入灭过菌的接种箱内,待瓶中的培养基冷至30℃以下,可按照无菌操作程序进行接种。
菌种瓶(袋)放入培养室时,要经常进行检查,一经发现杂菌污染,立即取出。培养成的原种,菌丝体必须健壮有力,紧贴瓶壁而不干缩,颜色纯正,具有一定清香味,生活力强,扩制成栽培种时吃料快。
栽培种就是将原种进一步扩大培养成三级种,它和原种的接种及培养相同。一般香菇、平菇、冬菇、猴头、木耳、银耳的栽培种多用锯木、棉皮作培养基。蘑菇多用粪草做培养料。
栽培种要求料块不脱水干缩。菌丝体健壮有力、颜色纯正,有清香味,无老化现象,无杂菌污染,有的种许可有少量原基,接入栽培料后,发菌快,长势好,生活力强。
原种在接栽培种时,原种瓶口的一层菌丝体应挖去不用。
(三)液体种的简单培养
目前,用液体深层发酵法生产菌种,具有生产量大、周期短、菌龄整齐、成本低廉、接种方便等特点,是实现食用菌工厂化生产的目标。现将液体种培育过程简述于后,供参考。
简言之就是将纯正优良的菌种,接入液体培养基(固体培养基不加凝固剂),使菌丝繁殖形成大量小菌球,然后将这种培养基拌入木屑或棉籽皮料内,制成菌块、培养其形成子实体。还可用于制原种、栽培种。
培养液体菌种,可将培养液装入三角瓶中,约占空瓶的五分之一重量。用摇瓶机(也称摇床)来培养。摇瓶机有旋转式和往复式两种,一般多用往复式。液体培养基可用马铃薯汁(加糖),麦芽汁配制,也可用玉米粉、豆饼粉、糖、无机盐等配制。可以混合培养基,因适用于多种食用菌和药用菌的培养,均有好效果。组分:豆饼粉2%,玉米粉1%, 葡萄糖3%,酵母粉0.5%,磷酸二氢钾0.1%,碳酸钙 0.2%, pH自然, 12℃灭菌半小时。然后接种培养。
如果生产量较大,在三角瓶的基础上,再逐级扩大种子缸,发酵罐中进行液体深层通气发酵,产生大量菌种。但由于生产中要求设备繁多,技术性强,我们还应创造条件;实现食用菌栽培的现代化。
(四)菌种质量的鉴定
菌种质量鉴定最好的方法是,做出菇试验。但是时间比较长。在购置菌种时,或在菌种生产中,如何能知菌丝生长情况,快速判断菌种质量?我们介绍几种方法:
1.肉眼观察:优良菌种菌丝浓白,绒状,粗壮密集,生长整齐,速度快,香味浓厚。
2.优良菌种标准可归纳为:"纯、香、正、壮、润"五个字。检查时,打开瓶塞,从菌种瓶中部取出小块菌丝体,观察色泽,闻其气味,手捏料块检查其含水量,看是否符合上述要求标准。
3.显微镜检查:挑取少量菌丝,置显微镜上观察其形态,菌丝分枝,分隔情况,锁状联合,细胞膜的厚薄。 培养观察:从菌种瓶中挑取小块菌丝体,接种斜面试管培养基上,置23℃~25℃恒温中培养,经五周后检查菌种生活力。如果菌丝生长快,旺盛纯一,健壮浓厚,长且整齐,则表示菌种的生活力强。
4.分块法:在桌上放一张白纸,把菌龄相同的菌种从瓶内取出一大块,用手分成2块,再把2块分成4块,4块 分成8块,依次进行。优良菌种整块多,碎渣少。劣次菌整块少,碎渣多。
5.液体菌种鉴别:当三角瓶或发酵缸培养3-7天后,如液面出现气泡,产生"油皮"、混浊等现象,说明菌种本 身带有杂菌。如菌块上浮,或迟迟长出很薄的菌丝层,则说明菌种生活力弱。白块四周的菌丝生长快、浓白、棉絮状,表明菌种生命力强。
(五)菌种生产过程中的杂茵防治
在生产菌种时,要时刻注意杂菌污染,以防为主,一旦发生,根治很不容易。所以整个制种过程都必须在无菌条件下进行。接种箱及所有分离、接种的用具、器皿,都要进行严格的消毒灭菌。工作人员的双手要用消毒剂清洗,并穿戴消过毒的工作服、帽和口罩,动作要敏捷、准确,尽量不要讲话走动,以防空气中的杂菌感染。
分离母种时,选择出菇早、生活力强,第一潮菇是关键,因它生活力强,接种后迅速占领阵地,无杂菌侵入的机会。
被污染的菌种,原因是多方面的,一般是灭菌不彻底所致,或因接种时无菌操作不严、瓶盖不合适造成的。所以灭菌一定要彻底,最好在接种萌将培养基置25℃左右温箱中做效果检查,经2天不长杂菌,说明彻底,可以使用,接种过程中一定要严格无菌操作。
污染杂菌另一个原因可能是分离母种时感染杂菌,因种菇表面带菌,消毒不彻底,通过组织块将杂菌带入培养基。
总之,污染机会很多,要注意环境消毒,按无菌操作规程彻底灭菌,层层把关,环环抓紧,严加注意;提离菌种质量。
③ 如何培养微生物
液体接种
从中海生物技术固体培养基中将菌洗下,倒入液体培养基中,或者从液体培养物中,用移液管将菌液接至液体培养基中,或从液体培养物中将菌液移至固体培养基中,都可称为液体接种
穿刺接种
在保藏厌氧菌种或研究微生物的动力时常采用此法。做穿刺接种时,用的接种工具是接种针。用的培养基一般是半固体培养基。它的做法是:用接种针蘸取少量的菌种,沿半固体培养基中心向管底作直线穿刺,如某细菌具有鞭毛而能运动,则在穿刺线周围能够生长
活体接种
活体接种是专门用于培养病毒或其它病原微生物的一种方法,因为病毒必须接种于活的生物体内才能生长繁殖。所用的活体可以是整个动物;也可以是某个离体活组织,例如猴肾等;也可以是发育的鸡胚。接种的方式是注射,也可以是拌料喂养
浇混接种
该法是将待接的微生物先放入中海生物的培养皿中,然后再倒入冷却至45°C左右的固体培养基,迅速轻轻摇匀,这样菌液就达到稀释的目的。待平板凝固之后,置合适温度下培养,就可长出单个的微生物菌落
划线接种
这是最常用的接种方法。即在固体培养基表面作来回直线形的移动,就可达到接种的作用。常用的接种工具有接种环,接种针等。在斜面接种和平板划线中就常用此法
涂布接种
与浇混接种略有不同,就是先倒好平板,让其凝固,然后再将菌液倒入平板上面,迅速用涂布棒在表面作来回左右的涂布,让菌液均匀分布,就可长出单个的微生物的菌落
④ 如何得到一株高产菌株
.1 食醋
食醋是我国劳动人民在长期的生产实践中制造出来的一种酸性调味品。它能增进食欲,帮助消化,在人们饮食生活中不可缺少。在我国的中医药学中醋也有一定的用途。全国各地生产的食醋品种较多。着名的山西陈醋、镇江香醋、四川麸醋、东北白醋、江浙玫瑰米醋、福建红曲醋等是食醋的代表品种。食醋按加工方法可分为合成醋、酿造醋、再制醋三大类。其中产量最大且与我们关系最为密切的是酿造醋,它是用粮食等淀粉质为原料,经微生物制曲、糖化、酒精发酵、醋酸发酵等阶段酿制而成。其主要成分除醋酸(3%~5%)外,还含有各种氨基酸、有机酸、糖类、维生素、醇和酯等营养成分及风味成分,具有独特的色、香、味。它不仅是调味佳品,长期食用对身体健康也十分有益。
1.1.1 生产原料
目前酿醋生产用的主要原料有:薯类 如甘薯、马铃薯等;粮谷类 如玉米、大米等;粮食加工下脚料 如碎米、麸皮、谷糠等;果蔬类 如黑醋栗、葡萄、胡萝卜等;野生植物 如橡子、菊芋等;其他 如酸果酒、酸啤酒、糖蜜等。
生产食醋除了上述主要原料外,还需要疏松材料如谷壳、玉米芯等,使发酵料通透性好,好氧微生物能良好生长。
1.2 发酵乳制品
发酵乳制品是指良好的原料乳经过杀菌作用接种特定的微生物进行发酵作用,产生具有特殊风味的食品,称为发酵乳制品。它们通常具有良好的风味、较高的营养价值、还具有一定的保健作用。并深受消费者的普遍欢迎。常用发酵乳制品有酸奶、奶酪、酸奶油、马奶酒等。
发酵乳制品主要包括酸奶和奶酪两大类,生产菌种主要是乳酸菌。乳酸菌的种类较多,常用的有干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、保加利亚乳杆菌(L. bulgaricus)、嗜酸乳杆菌(L. acidophilus)、植物乳杆菌(L. plantarum)、乳酸乳杆菌(L. Lactis)、乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)等。
近年来,随着对双歧乳酸杆菌在营养保健方面作用的认识,人们便将其引入酸奶制造,使传统的单株发酵,变为双株或三株共生发酵。由于双歧杆菌的引入,使酸奶在原有的助消化、促进肠胃功能作用基础上,又具备了防癌、抗癌的保健作用。双歧杆菌因其菌体尖端呈分枝状(如Y型或V型)而得名。双歧杆菌是无芽孢革兰氏阳性细菌,专性厌氧、不抗酸、不运动、过氧化氢酶反应为阴性,最适生长温度为37~41℃。初始生长最适pH6.5~7.0,能分解糖。双歧杆菌能利用葡萄糖发酵产生醋酸和乳酸(2:3),不产生CO2。目前已知的双歧杆菌共有24种,其中9种存在于人体肠道内,它们是两歧双歧杆菌(B. bifim)、长双歧杆菌(B. longum)、短双歧杆菌(B. brevvis)、婴儿双歧杆菌(B. angulatum)、链状双歧杆菌(B. adolescentis)、假链状双歧杆菌(B. pseudocatenulatum)和牙双歧杆菌(B. dentmum)等。应用于发酵乳制品生产的仅为前面5种。
双歧杆菌与人体,除了如在酸奶中起到和其它乳酸菌一样的对乳营养成分的“预消化”作用,使鲜乳中的乳糖、蛋白质水解成为更易为人体吸收利用的小分子以外,主要产生双歧杆菌素。其对肠道中的致病菌如沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、志贺氏菌等具有明显的杀灭效果。乳中的双歧杆菌还能分解积存于肠胃中的致癌物N-亚硝基胺,防止肠道癌变,并能通过诱导作用产生细胞干扰素和促细胞分裂剂,活化NK细胞,促进免疫球蛋白的产生、活化巨嗜细胞的功能,提高人体的免疫力,增强人体对癌症的抵抗和免疫能力。
目前,发酵乳制品的品种很多,如酸奶、饮料、干酪、奶酪等。现仅简要介绍一下双歧杆菌酸奶的生产工艺。
双歧杆菌酸奶的生产有两种不同的工艺。一种是两歧双歧杆菌与嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌等共同发酵的生产工艺,称共同发酵法。另一种是将两歧双歧杆菌与兼性厌氧的酵母菌同时在脱脂牛乳中混合培养,利用酵母在生长过程中的呼吸作用,以生物法耗氧,创造一个适合于双歧杆菌生长繁殖、产酸代谢的厌氧环境,称为共生发酵法。
1.3 氨基酸发酵
1.3.1 概述
氨基酸是组成蛋白质的基本成分,其中有8种氨基酸是人体不能合成但又必需的氨基酸,称为必需氨基酸,人体只有通过食物来获得。另外在食品工业中,氨基酸可作为调味料,如谷氨酸钠、肌苷酸钠、鸟苷酸钠可作为鲜味剂,色氨酸和甘氨酸可作为甜味剂,在食品中添加某些氨基酸可提高其营养价值等等。因此氨基酸的生产具有重要的意义。表7~1列出部分氨基酸生产所用的菌株。
自从60年代以来,微生物直接用糖类发酵生产谷氨酸获得成功并投入工业化生产。我国成为世界上最大的味精生产大国。味精以成为调味品的重要成员之一,氨基酸的研究和生产得到了迅速发展。随着科学技术的进步,对传统的工艺不断地进行改革,但如何保持传统工艺生产的特有风味,从而使新工艺生产出的产品更具魅力,是今后研究的课题。
1.5 黄原胶
1.5.1 概况
黄原胶(Xamthan Gum)别名汉生胶,又称黄单胞多糖,是国际上70年代发展起来的新型发酵产品。它是由甘兰黑腐病黄单胞细菌(Xanthomonas campestris)以碳水化合物为主要原料,经通风发酵、分离提纯后得到的一种微生物高分子酸性胞外杂多糖。其作为新型优良的天然食品添加剂用途越来越广泛。
国际上,黄原胶开发及应用最早的是美国。美国农业部北方地区Peoria实验室于60年代初首先用微生物发酵法获得黄原胶。1964年,美国Merck公司Keco分部在世界上首先实现了黄原胶的工业化生产。1979年世界黄原胶总产量为2000t,1990年达4000t以上。在美国,黄原胶年产值约为5亿美元,仅次于抗生素和溶剂的年产值,在发酵产品中居第3位。
我国对黄原胶的研究起步较晚,进行开发研究的单位,如南开大学、中科院微生物研究所、山东食品发酵研究所等,均已通过中试鉴定。目前全国有烟台、金湖、五连等数家黄原胶生产厂,年产在200t左右,主要用作食品添加剂。我国生产黄原胶的淀粉用量一般在5%左右,发酵周期为72~96h,产胶能力30~40g/L,与国外比较,生产水平较低。随着黄原胶生产和应用范围的进一步发展,目前北京、四川、郑州、苏州、山东等地都有黄原胶生产新厂建成,预示着我国的黄原胶生产将呈现一个新的局面。
2 食品制造中的酵母及其应用
酵母菌与人们的生活有着十分密切的关系,几千年来劳动人民利用酵母菌制作出许多营养丰富、味美的食品和饮料。目前,酵母菌在食品工业中占有极其重要的地位。利用酵母菌生产的食品种类很多,下面仅介绍几种主要产品。
2.1 面包
面包是产小麦国家的主食,几乎世界各国都有生产。它是以面粉为主要原料,以酵母菌、糖、油脂和鸡蛋为辅料生产的发酵食品,其营养丰富,组织蓬松,易于消化吸收,食用方便,深受消费者喜爱。
酵母是生产面包必不可少的生物松软剂。面包酵母是一种单细胞生物,属真菌类,学名为啤酒酵母。面包酵母有圆形、椭圆形等多种形态。以椭圆形的用于生产较好。酵母为兼性厌氧性微生物,在有氧及无氧条件下都可以进行发酵。
2.2 酿酒
我国是一个酒类生产大国,也是一个酒文化文明古国,在应用酵母菌酿酒的领域里,有着举足轻重的地位。许多独特的酿酒工艺在世界上独领风骚,深受世界各国赞誉,同时也为我国经济繁荣作出了重要贡献。
酿酒具有悠久的历史,产品种类繁多如:黄酒、白酒、啤酒、果酒等品种。而且形成了各种类型的名酒,如绍兴黄酒、贵州茅台酒、青岛啤酒等。酒的品种不同,酿酒所用的酵母以及酿造工艺也不同,而且同一类型的酒各地也有自己独特的工艺。
2.2.1 啤酒
啤酒是以优质大麦芽为主要原料,大米、酒花等为辅料,经过制麦、糖化、啤酒酵母发酵等工序酿制而成的一种含有C02、低酒精浓度和多种营养成分的饮料酒。它是世界上产量最大的酒种之一。
3.1 生产用霉菌菌种
淀粉的糖化、蛋白质的水解均是通过霉菌产生的淀粉酶和蛋白质水解酶进行的。通常情况是先进行霉菌培养制曲。淀粉、蛋白质原料经过蒸煮糊化加入种曲,在一定温度下培养,曲中由霉菌产生的各种酶起作用,将淀粉、蛋白质分解成糖、氨基酸等水解产物。
在生产中利用霉菌作为糖化菌种很多。根霉属中常用的有日本根霉(Rhizopus japonicus AS3. 849)、米根霉(Rhizopus oryzae)、华根霉(Rhizopus chinensis〉等;曲霉属中常用的有黑曲霉(Aspergillus niger)、宇佐美曲霉(Asp. usamii)、米曲霉(Asp. oryzae)和泡盛曲霉(Asp. awamori)等;毛霉属中常用的有鲁氏毛霉(Mucor rouxii),还有红曲属(Monascus)中的一些种也是较好的糖化剂,如紫红曲霉(Monascus. Purpurens)、安氏红曲霉(Monascus. anka)、锈色红曲霉(Monascus. rubiginosusr)、变红曲霉(Monascus. serorubescons AS3.976)等。
3.2 酱类
酱类包括大豆酱、蚕豆酱、面酱、豆瓣酱、豆豉及其加工制品,都是由一些粮食和油料作物为主要原料,利用以米曲霉为主的微生物经发酵酿制的。酱类发酵制品营养丰富,易于消化吸收,即可作小菜,又是调味品,具有特有的色、香、味,价格便宜,是一种受欢迎的大众化调味品。
用于酱类生产的霉菌主要是米曲霉(Asp.oryzae),生产上常用的有沪酿3.042,黄曲霉Cr-1菌株(不产生毒素),黑曲霉(Asp. Nigerf-27)等。所用的曲霉具有较强的蛋白酶、淀粉酶及纤维素酶的活力,它们把原料中的蛋白质分解为氨基酸,淀粉变为糖类,在其他微生物的共同作用下生成醇、酸、酯等,形成酱类特有的风味。
3.3 酱油
酱油是人们常用的一种食品调味料,营养丰富,味道鲜美,在我国已有两千多年的历史。它是用蛋白质原料(如豆饼、豆柏等)和淀粉质原料(如麸皮、面粉、小麦等),利用曲霉及其他微生物的共同发酵作用酿制而成的。
酱油生产中常用的霉菌有米曲霉、黄曲霉和黑曲霉等,应用于酱油生产的曲霉菌株应符合如下条件:不产黄曲霉毒素;蛋白酶、淀粉酶活力高,有谷氨酰胺酶活力;生长快速、培养条件粗放、抗杂菌能力强;不产生异味,制曲酿造的酱制品风味好。
1923年美国科学家研究成功了以废糖蜜为原料的浅盘法柠檬酸发酵,并设厂生产。1951年美国Miles公司首先采用深层发酵大规模生产柠檬酸。我国1968年用薯干为原料采用深层发酵法生产柠檬酸成功,许多微生物都能产生苹果酸,
食品制造中的主要微生物酶制剂及其应用
酶是一种生物催化剂,催化效率高、反应条件温和和专一性强等特点,已经日益受到人们的重视,应用也越来越广泛。生物界中已发现有多种生物酶,在生产中广泛应用的仅有淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、脂肪酶、纤维素酶、葡萄糖异构酶、葡萄糖氧化酶等十几种。利用微生物生产生物酶制剂要比从植物瓜果、种子、动物组织中获得更容易。因为动、植物来源有限,且受季节、气候和地域的限制,而微生物不仅不受这些因素的影响,而且种类繁多、生长速度快、加工提纯容易、加工成本相对比较低,充分显示了微生物生产酶制剂的优越性。现在除少数几种酶仍从动、植物中提取外,绝大部分是用微生物来生产的。
4.1 主要酶制剂、用途及产酶微生物
酶制剂可以由细菌、酵母菌、霉菌、放线菌等微生物生产。
.3.1 酶制剂在食品保鲜方面的应用
随着人们对食品的要求不断提高和科学技术的不断进步,一种崭新的食品保鲜技术—酶法保鲜技术正在崛起。酶法保鲜技术是利用生物酶的高效的催化作用,防止或消除外界因素对食品的不良影响,从而保持食品原有的优良品质和特性的技术。由于酶具有专一性强、催化效率高、作用条件温和等特点,可广泛地应用于各种食品的保鲜,有效地防止外界因素,特别是氧化和微生物对食品所造成的不良影响。
葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase)是一种氧化还原酶,它可催化葡萄糖和氧反应,生成葡萄糖酸和双氧水。将葡萄糖氧化酶与食品一起置于密封容器中,在有葡萄糖存在的条件下,该酶可有效地降低或消除密封容器中的氧气,从而有效地防止食品成分的氧化作用,起到食品保鲜作用。
酶制剂在淀粉类食品生产中的应用
淀粉类食品是指含大量淀粉或以淀粉为主要原料加工而成的食品,是世界上产量最大的一类食品。淀粉可以通过水解作用生成糊精、低聚糖、麦芽糊精和葡萄糖等产物。这些产物又可进一步转化为其他产物。在这些产物的生产中,已广泛应用各种酶。
在淀粉类食品的加工中,多种酶被广泛地应用,其中主要的有a-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶、支链淀粉酶、葡萄糖异构酶等。现在国内外葡萄糖的生产绝大多数是采用淀粉酶水解的方法。酶法生产葡萄糖是以淀粉为原料,先经a-淀粉酶液化成糊精,再利用糖化酶生成葡萄糖。果葡糖浆是有葡萄糖异构酶催化葡萄糖异构化生成果糖,而得到含有葡萄糖和果糖的混合糖浆。
⑤ 微生物如何培养
原理:1.单个微生物过小,一般采取菌落培养法进行培养观察.
2.由于不同的微生物生长环境不同,种群间有明显界限.一个菌落可认为是同一菌种的集合.
仪器:接种铲和接种针(用于陆生菌种) 接种环(用于水生菌种) 酒精灯 培养皿
步骤:1.配置不同浓度的营养液稀释液:取营养液1ml溶于9ml无菌水中,振荡 5min配成10%的溶液.
2.将容器口靠近(注意不是对着)酒精灯灯焰用吸管从此溶液中吸取1ml加入到装有9ml无菌水的试管中.以此类推制成1%,0.1%,0.01%等不同浓度的稀释液.
3.将试管口靠近(注意不是对着)酒精灯灯焰,左手拿试管,右手托培养皿(仅露一条小缝,且靠近灯焰).将溶液倒入培养皿中,在各培养皿上标上浓度.
4.将有细菌生长的样品容器口靠近(注意不是对着)酒精灯灯焰,用接种环挑取菌落上的少量菌体加入10%的营养液中.把接种环放在酒精灯上灼烧灭菌,再次取样加入盛1%的营养液的培养皿(仅露一条小缝,且靠近灯焰)中.重复这个操作,将各浓度的营养液接上种.
5.轻轻摇匀接上种的培养皿,置于恒温箱内37摄氏度保存,2~3天后就有菌落出现.
⑥ 微生物的培养方法
1.平板划线分离培养法
对混有多种细菌,采用划线分离和培养,使原来混杂在一起的细菌沿划线在琼脂平板表面分离,得到分散的单个菌落,以获得纯种。平板划线分离法通常有两种方法:
①分区划线分离法:此法常用于含菌量较多的细菌的分离。先用接种环挑取标本涂布于琼脂平板1区(占培养基总面积的¼)并作数条划线,再于2、3、4区依次划线。每划完一个区域,均将接种环烧灼灭菌1次,冷后再划下一区域,每一区域的划线均与上一区域的划线交接1~3次。一个成功分区划线的平板,培养后分别观察1区形成菌苔,2区菌落连成线,3区和4区可分离到单个菌落。
②连续划线分离法:此法常用于含菌量不多的标本或培养物中的细菌分离培养。方法是先将接种物在琼脂平板上1/5处轻轻涂抹,然后再用接种环或拭子在平板表面曲线连续划线接种,直至划满琼脂平板表面。
2.琼脂斜面接种法
主要用于菌落的移种,以获得纯种进行鉴定和保存菌种等。用接种环(针)挑取单个菌落或培养物,从培养基斜面底部向上划一条直线,然后再从底部沿直线向上曲折连续划线,直至斜面近顶端处止。生化鉴定培养基斜面接种,用接种针挑取待鉴定细菌的菌落,从斜面中央垂直刺入底部,抽出后在斜面上由下至上曲折划线接种。
3.穿刺接种法
此法多用于半固体培养基或双糖铁、明胶等具有高层的培养基接种,半固体培养基的穿刺接种可用于观察细菌的动力。接种时用接种针挑取菌落,由培养基中央垂直刺入至距管底0.4cm处,再沿穿刺线退出接种针。双糖铁等有高层及斜面之分的培养基,穿刺高层部分,退出接种针后直接划线接种斜面部分。
4.液体培养基接种法
用于各种液体培养基如肉汤、蛋白胨水、糖发酵管等的接种。用接种环挑取单个菌落,倾斜液体培养管,在液面与管壁交界处研磨接种物(以试管直立后液体淹没接种物为准)。此接种法应避免接种环与液体过多接触,更不应在液体中混匀、搅拌,以免形成气溶胶,造成实验室污染。
5.倾注平板法
本法主要用于饮水、饮料、牛乳等标本中的细菌计数。取纯培养物的稀释或原标本1ml至无菌培养皿内,再将已融化并冷却至45~50℃左右的琼脂培养基15~20ml倾注入该无菌培养皿内,混匀,待凝固后置37℃培养,长出菌落后进行菌落计数,以求出每毫升标本中所含菌数。先数6个方格(每格为1cm2)中菌落数,求出每格的平均菌落数,并算出平皿直径,然后按下列公式计数,求出每毫升标本中的细菌数。
全平板菌落数=每方格的平均菌落数×лr2
每ml标本中的细菌数=全平板菌落数×稀释倍数
6.涂布接种法
本法多用于纸片扩散法药敏试验的细菌接种。将一定量或适量的菌液加到琼脂培养基表面,然后用灭菌的L型玻璃棒或棉拭子于不同的角度反复涂布,使被接种液均匀分布于琼脂表面,然后贴上药敏纸片,或直接培养,本法经培养后细菌形成菌苔。
⑦ 微生物优良性能的菌种可通过哪些途径和生物技术手段获得
在适当培养基上培养,分离
工业上生产用菌株都是经过选育过的。工业菌种的育种是运用遗传学原理和技术对某个用于特定生物技术目的的菌株进行的多方位的改造。通过改造,可使现存的优良性状强化,或去除不良性质或增加新的性状。
工业菌种育种的方法:诱变、基因转移、基因重组。
育种过程包括下列3个步骤:(1)在不影响菌种活力的前提下,有益基因型的引入。
(2)希望基因型的选出。(3)改良菌种的评价(包括实验规模和工业生产规模)。
⑧ 如何培养微生物
实验一 常用培养基的制备、灭菌与消毒
实验二 土壤中微生物分离纯化培养
实验三 菌种保藏
实验四 细菌形态观察及单染色
实验五 放线菌及霉菌形态观察
实验六 革兰氏染色及芽孢染色
实验七 酵母菌的形态观察及死活细胞的鉴定
实验八 微生物直接计数法及测微技术
实验九 大肠杆菌生长曲线的测定
实验十 水中细菌总数的测定
实验十一细菌细胞的生化反应实验
实验十二噬菌体的分离、纯化及效价测定
实验一 常用培养基的制备、灭菌与消毒
一、实验目的
了解培养基的配制原理;掌握配制培养基的一般方法和步骤;了解常见灭菌、清毒基本原理及方法;掌握干热天菌、高压蒸汽灭菌及过滤除菌的操作方法。
二、实验原理
培养基是人工按一定比例配制的供微生物生长繁殖和合成代谢产物所需要的营养物质的混合物。培养基的原材料可分为碳源、氮源、无机盐、生长因素和水。根据微生物的种类和实验目的不同,培养基也有不同的种类和配制方法。
牛肉膏蛋白胨培养基是一种应用最广泛和最普通的细菌基础培养基,有时又称为普通培养基。由于这种培养基中含有一般细胞生长繁殖所需要的最基本的营养物质,所以可供微生物生长繁殖之用。
干热天菌、高压蒸汽灭菌方法主要是通过升温使蛋白质变性从而达到杀死微生物的效果。
三、试剂与器材
1.器材 试管、三角瓶、烧杯、量筒、玻璃棒、培养基、分装器、天平、牛角匙、高压蒸汽灭菌锅、pH度纸、棉花、牛皮纸、记号笔、麻绳、纱布、吸管、培养皿、电烘箱、注射器、微孔滤膜过滤器、镊子等。
2.试剂 牛肉膏、蛋白胨、NaCl、琼脂
四、实验内容
1.称量→溶化→调pH→过滤→分装→加塞→包扎→灭菌→无菌检查
2.干热灭菌:装入待灭菌物品→升温→恒温→降温→开箱取物
3.高压蒸汽灭菌:加水→装物品→加盖→加热→排冷空气→加压→恒压→降压回零→排汽→取物→无菌检查
4.过滤除菌:组装灭菌→连接→压滤→无菌检查→清洗灭菌
五、关键步骤及注意事项
1.要严格按配方配制。
2.调pH不要过头。
3.干热灭菌要注意物品不要堆放过紧,注意温度的时间控制,70ºC以下放物、取物。
4.高压灭菌要注意物品不要过多,加热后排除冷空气,到时降压回零取物。
5.过滤除菌要注意各部件灭菌,压滤时,压力要适当,不可太猛太快,滤膜要注意清洗保存。
实验二 土壤中微生物分离纯化培养
一、实验目的
掌握倒平板的方法和几种常用的分离纯化微生物的基本操作技术;了解不同的微生物菌落在斜面上、半固体培养基和液体培养基中的生长特征;进一步熟练和掌握微生物无菌操作技术;掌握微生物培养方法。
二、实验原理
从混杂的微生物群体中获得只含有某一种或某一株微生物的过程称为微生物的分离与纯化。常用的分离、纯化方法:单细胞挑取法,稀释涂布平板法,稀释混合平板法,平板划线法 稀释涂布平板法步骤:倒平板-制备土壤污水稀释液-涂布-培养-挑菌落;平板划线法步骤:倒平板-标记培养基名称-划线。
三、试剂与器材
1.器材 盛9m1无菌水的试管、盛90m1无菌水并带有玻璃珠的三角烧瓶、无菌玻璃涂棒、无菌吸管、接种环、酒精灯、无菌培养皿、显微镜、血细胞计数板等。
2.试剂 牛肉膏蛋白胨培养基,高氏1号培养基,查氏培养基
四、实验内容
1.土壤稀释液的制备
2.微生物分离纯化:稀释涂平板法,平皿划线分离法,微生物培养技术
五、关键步骤及注意事项
1.掌握含菌培养基的配制,严格控制温度。
2.平板划线应防止染菌,同时应注意划线深度及密度。
实验三 菌种保藏
一、实验目的
1.学习并掌握菌种保藏的基本原理。
2.掌握常用的几种不同的菌种保藏方法。
二、实验原理
微生物个体微小、代谢旺盛、生长繁殖快,如果保存不妥容易发生变异和杂菌污染,甚至导致细胞死亡等现象。因此,保存好菌种是非常必要和重要的。常用的菌种保藏方法包括传代培养法、载体法、悬液法、冷冻法和真空干燥法
三、试剂与器材
1.材料 大肠杆菌、青霉菌、放线菌
2.试剂 液体石蜡、甘油、五氧化二磷、95%乙醇、10%盐酸、无水氯化钙、食盐、干冰
3.器材 无菌吸管、无菌滴管、无菌培养皿;安额管、冻干管、40目与100目筛子、油纸、滤纸条(0.5X1.2cm)、干燥器、真泵器、真空泵、真空压力表、喷灯、L形五通管、冰箱、低温冰箱(—30℃)、超低温冰箱和液氮罐等。
四、实验内容
1.斜面保藏法
2.液体石蜡法
3.穿刺保藏法
4.砂土管保藏法
5.冷冻真空干燥保存法
五、关键步骤及注意事项
1.清楚各种保藏方法的优缺点,针对不同要求选择适宜的保藏方法。
2.熔封安瓶时防止封闭不严。
3.液氮冻存操作应防止冻伤。
实验四 细菌形态观察及单染色
一、实验目的
1.了解简单染色法的原理,并掌握其操作方法。
2.学习并掌握微生物涂片、染色的基本技术和无菌操作技术。
3.巩固显微镜(油镜)的使用方法。
4.初步认识细菌的形态特征。
二、实验原理
细菌个体微小,且较透明,必须借助染色法使菌体着色,与背景形成鲜明的对比,以便在显微镜下进行观察。根据实验目的不同,可分为简单染色法、鉴别染色法和特殊染色法等。简单染色法是最基本的染色方法,是利用单一染料对细菌进行染色。此法操作简便,适用于菌体一般形状和细菌排列的观察。常用碱性染料进行简单染色。
三、试剂与器材
1.材料 大肠杆菌,枯草芽孢杆菌
2.试剂 吕氏碱性美蓝染液(或草酸铵结晶紫染液)、齐氏石炭酸复红染液。
3.器材 显微镜、酒精灯、载玻片、接种环、双层瓶(内装香柏油和二甲苯)等。
四、实验内容
简单染色法:涂片→干燥→固定→染色→水洗→干燥→镜检
五、关键步骤及注意事项
1.涂片时,生理盐水及取菌不宜过多,涂片应尽可能均匀,
2.水洗步骤水流不宜过大,过急,以免涂片薄膜脱落。
实验五 放线菌及霉菌形态观察
一、实验目的
1.了解放线菌、霉菌形态观察的原理。
2.学习并掌握观察放线菌、霉菌形态的操作方法。
3.初步了解放线菌、霉菌的形态特征。
二、实验原理
放线菌是指能形成分枝丝状体或菌丝体的一类革兰氏阳性细菌。常见放线菌大多能形成菌丝体,紧贴培养基表面或深入培养基内生长的叫基内菌丝(简称“基丝”),基丝生长到一定阶段还能向空气中生长出气生菌丝(简称“气丝”),并进一步分化产生孢子丝及孢子。有的放线菌只产生基丝而无气丝。在显微镜下直接观察时,气丝在上层、基丝在下层,气丝色暗,基丝较透明。孢子丝依种类的不同,有直、波曲、各种螺旋形或轮生。
霉菌可产生复合分枝的菌丝体,分基内菌丝和气生菌丝,气生菌丝生长到一定阶段分化产生繁殖菌丝,由繁殖菌丝产生孢子。霉菌菌丝体(尤其是繁殖菌丝)及孢子的形态特征是识别不同种类霉菌的重要依据。霉菌菌丝和孢子的宽度通常比细菌和放线菌粗得多,常是细菌菌体宽度的几倍至几十倍,因此,用低倍显微镜即可观察。人们设计了各种培养和观察方法,这些方法的主要目的是为了尽可能保持放线菌自然生长状态下的形态特征。本实验采用插片法。
插片法:将放线菌接种在琼脂平板上,插上灭菌盖玻片后培养,使放线菌菌丝沿着培养基表面与盖玻片的交接处生长而附着在盖玻上。观察时,轻轻取出盖玻片,置于载玻片上直接镜检。这种方法可观察到放线菌自然生长状态下的特征,而且便于观察不同生长期的形态。
三、试剂与器材
1.材料 黑曲霉、青霉和根霉,细黄链霉菌或青色链霉菌,灭菌的高氏I号琼脂和灭菌的查氏培养基。
2.实验器材 经灭菌的:平皿、玻璃纸、无菌吸管、盖玻片、玻璃涂棒,以及载玻片、接种环、接种铲、镊子、显微镜等。
四、实验内容
倒平板→接种→插片→培养→镜检
五、关键步骤及注意事项
1.倒平板要厚一些,接种时划线要密。
2.插片时要有一定角度并与划线垂直。
3.观察时,宜用略暗光线;先用低倍镜找到适当视野,更换高倍镜观察。
4.如果用0.1%美蓝对培养后的盖玻片进行染色后观察,效果会更好。
实验六 革兰氏染色及芽孢染色
一、实验目的
1.了解革兰氏染色法和芽孢染色法的原理,并掌握其操作方法。
2.了解革兰氏染色法在细菌分类鉴定中的重要性。
3.学习并掌握微生物涂片、染色的基本技术和无菌操作技术。
4.学习显微镜(油镜)的使用方法。
5.初步认识细菌的形态特征。
二、实验原理
革兰氏染色法的基本步骤是:先用初染剂结晶紫进行染色,再用碘液媒染,然后用乙醇(或丙酮)脱色,最后用复染剂(如番红)复染。经此方法染色后,细胞保留初染剂蓝紫色的细菌为革兰氏阳性菌;如果细胞中初染剂被脱色剂洗脱而使细菌染上复染剂的颜色(红色),该菌属于革兰氏阴性菌。革兰氏染色反应是细菌重要的鉴别特征,为保证染色结果的正确性,采用规范的染色方法是十分必要的。
芽孢染色法的基本原理,用着色力强的染色剂孔雀绿或石炭酸复红,在加热条件下染色,使染料不仅进入菌体也可进入芽孢内,进入菌体的染料经水洗后被脱色,而芽孢一经着色难以被水洗脱,当用对比度大的复染剂染色后,芽孢仍保留初染剂的颜色,而菌体和芽孢囊被染成复染剂的颜色,使芽孢和菌体更易于区分。
三、试剂与器材
1.材料:枯草芽孢杆菌12~18h营养琼脂斜面培养物,大肠杆菌约24h营养琼脂斜面培养物
2.试剂 革兰氏染色液(结晶紫液、碘液、95%乙醇、番红液)。5%孔雀绿水溶液
3.实验器材 小试管、滴管、烧杯、试管架、滤纸、木夹子、载玻片、盖玻片、凹载玻片、无菌水、显微镜等、接种环、双层瓶(内装香柏油和二甲苯)、擦镜纸、生理盐水等。
四、实验内容
1.革兰氏染色法 制片→初染→媒染→脱色→复染→镜检。
2.Schaefer-Fulton氏染色法 制片→染色→水洗→复染→水洗→镜检。
五、关键步骤及注意事项
1.涂片时,生理盐水及取菌不宜过多,涂片应尽可能均匀,
2.乙醇脱色是革兰氏染色操作的关键环节,严格掌握脱色时间。
实验七 酵母菌的形态观察及死活细胞的鉴定
一、实验目的
1.观察酵母菌的形态特征、出芽生殖方式,并掌握酵母菌与细菌形态特征的区别。
2.学习鉴别死活细胞的实验方法。
二、实验原理
酵母菌是单细胞的真核微生物,菌体比细菌大而且不运动。酵母菌的繁殖方式分为无性繁殖和有性繁殖两种,以无性繁殖为主。芽殖是酵母菌普遍的无性繁殖方式,少数为裂殖;有性繁殖是产生子囊和子囊孢子。本实验是通过美蓝染液水浸片和水一碘液水浸片来观察酵母的形态和芽殖方式。
美蓝是一种无毒性的染料,它的氧化型呈蓝色,还原型无色。用美蓝对酵母活细胞染色时,由于细胞的新陈代谢作用,细胞内具有较强的还原能力,能使美蓝由蓝色的氧化型变为无色的还原型,而对代谢作用微弱或死细胞,无此还原能力或还原能力极弱,而被美蓝染成蓝色或淡蓝色。因此,不仅用此法可观察酵母细胞形态,也可用来鉴别酵母菌的死细胞和活细胞。
三、试剂与器材
1.材料 酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)或卡尔酵母(Saccharomyces calsbergensis)培养2天左右的麦芽汁(或豆芽汁)液体培养物。
2.试剂 0.05%和O.1%吕氏碱性美蓝染色液、革兰氏染色用的碘液。
3.器材 显微镜、载玻片、盖玻片、接种环、洒精灯等。
四、实验内容
1.美蓝浸片观察 酵母培养→制片→染色→镜检→30分钟后再镜检
2.水-碘浸片观察
五、关键步骤及注意事项
1.染液不宜过多或过少,否则,在盖上盖玻片时,菌液溢出或出现大量气泡。
2.用镊子取一块盖玻片,先将一侧与菌液接触,然后慢慢将盖玻片放下,使其盖在菌液上,盖玻片不宜平着放下,避免气泡产生。
实验八 微生物直接计数法及测微技术
一、实验目的
1.了解血球计数板计数原理,并掌握计数方法。
2.掌握用测微尺测定微生物大小的方法。
二、实验原理
显微镜直接计数法是将一定稀释的菌体或孢子悬液注入血球计数板的计数室中,于显微镜下直接计数的一种简便、快速、直观的方法。因为计数板是一块特别的载玻片。其上由四条槽构成三个平台;中间较宽的平台又被一短横槽隔成两半,每一边的平台上各刻有一个方格网,每个方格网共分为九个大方格,一种是一个大方格分成25个中方格,而每个中方格又分成16个小方格(见图2—3—44);另一种是一个大方格分成16个中方格,每个中方格又分成25个小方格,无论哪种每个大方格中的小方格都是400个。每一个大方格边长为0.1mm,所以计数室的容积为0.1mm3。计数时,通常只用5个中格内的菌体(孢子)数即可。然后求出每个中方格的平均值,再乘上25或16,得出一个大方格中的总茵数,再换算成lml菌液中的总菌数。若设5个中方格中总菌数为N,菌液稀释倍数为M,如果是25个中方格计数板,则计算方法为:
lml菌液中的总菌数=平均每个中格中菌的个数×25×104×M=50000N·M(个)
微生物细胞的大小是微生物基本的形态特征,也是分类鉴定的依据之一。微生物大小的测定,需要在显微镜下,借助于特殊的测量工具——测微尺,包括目镜测微尺和镜台测微尺。镜台测微尺是中央部分刻有精确等分线的载玻片,一般是将1mm等分为100格,每格长0.01mm(即10pm)。镜台测微尺并不直接用来测量细胞的大小,而是用于校正目镜测微尺每格的相对长度。
三、试剂与器材
1.材料 酿酒酵母、藤黄微球菌和大肠杆菌的染色标本片、酿酒酵母24h马铃薯斜面培养物。
2.实验器材 细胞计数板、显微镜、盖玻片、无菌毛细滴管、目镜测微尺、镜台测微尺、载玻片、盖玻片、显微镜等。
四、实验内容
1.微生物直接计数法 菌悬液制备→镜检计数室→加样品→显微镜计数→清洗血细胞计数板
2.微生物测微技术 装目镜测微尺→校正→菌体大小测定
五、关键步骤及注意事项
1.防止加样空气泡产生。
2.调节显微镜光线的强弱适当。
实验九 大肠杆菌生长曲线的测定
一、实验目的
1.了解大肠杆菌的生长曲线特征和繁殖规律,并学会绘制生长曲线。
2.复习光电比浊法测量细菌数量的方法。
二、实验原理
将一定量的细菌转入新鲜液体培养基中,在适宜的条件下培养细胞要经历延迟期、对数期、稳定期和衰亡期四个阶段。以培养时间为横坐标,以细菌数目的对数或生长速率为纵坐标作图所绘制的曲线称为该细菌的生长曲线。不同的细菌在相同的培养条件下其生长曲线不同,同样的细菌在不同的培养条件下所绘制的生长曲线也不相同。
三、试剂与器材
1.材料与试剂 大肠杆菌、LB液体培养基70ml、分装2支大试管(5ml/支)、剩余60ml装入250ml的三角瓶。
2.器材 722型分光光度计、恒温振荡摇床、无菌试管、无菌吸管等。
四、实验内容
编号→接种→培养→比浊测定
五、关键步骤及注意事项
1.测定OD值时,要求从低浓度到高浓度测定
2.严格控制培养时间
实验十 水中细菌总数的测定
一、实验目的
1.学习水样的采取方法和水样细菌总数测定的方法。
2.了解水源水的平板菌落计数的原理。
二、实验原理
本实验应用平板计数技术测定水中细菌总数。由于水中细菌种类繁多,它们对营养和其他生长条件的要求差别很大,不可能找到一种培养基在一种条件下,使水中所有的细菌均能生长繁殖,因此,以一定的培养基平板上生长出来的菌落,计算出来的水中细菌总数仅是一种近似值。目前一般是采用普通牛肉膏蛋白胨琼脂培养基。
三、试剂与器材
1.试剂 牛肉膏蛋白胨琼脂培养基,灭菌水
2.器材 灭菌三角瓶,灭菌的带玻璃塞瓶,灭菌培养皿,灭菌吸管,灭菌试管等。
四、实验内容
1.水样的采取
2.细菌总数测定
3.菌落计数方法
五、关键步骤及注意事项
1.注意全过程防止染菌
实验十一 细菌细胞的生化反应实验
一、实验目的
了解并掌握细菌鉴定中常用生理生化反应的原理和方法。
二、实验原理
各种细菌由于具有不同的酶系统,致使它们能利用不同的底物,或虽然可以利用相同的底物,却产生不同的代谢产物,因此可以利用各种生理生化反应来鉴别细菌。
糖发酵是最常用的生化反应,存在于大多数细菌中。不同的细菌在糖的分解能力上存在很大的差异。有些细菌能分解某种糖并产生酸性物质(如乳酸、丙酸、醋酸等)和气体(如二氧化碳、氢、甲烷等),而有些细菌只产生酸不产生气体。例如大肠杆菌分解乳糖和葡萄糖产酸并产气,普通变形杆菌分解葡萄糖产酸产气,但不能分解乳糖。酸的产生可利用指示剂来判断。在培养基中加入溴甲酚紫(pH5.2为黄色,pH6.8为紫色),当发酵产酸时,使培养基由紫色变为黄色。气体的产生可由发酵试管中倒置的德汉氏小管中有无气泡的出现来验证.
三、试剂与器材
1.材料大肠杆菌、普通变性杆菌、产气杆菌、糖发酵培养基、蛋白胨水培养基、葡萄糖蛋白胨水培养基。
2.试剂甲基红试剂、40%KOH、5%a一萘酚、乙醚、吲哚试剂。
3.实验器材德汉氏小管、试管、接种环、恒温培养箱。
四、实验内容
培养基配制→编号→试管→接种→培养→观察结果
五、关键步骤及注意事项
1.要严格按照培养基配方配制培养基。
2.观察结果时要注意滴加药量及反应时间。
实验十二 噬菌体的分离、纯化及效价测定
一、实验目的
1.学习分离、纯化噬菌体的原理和方法
2.观察噬菌斑的形态和大小
3.掌握噬菌体效价测定的基本方法
二、实验原理
噬菌体是细菌的专性寄生物,自然界中凡是有细菌存在的地方,均可以发现其特异性的噬菌体,噬菌体侵入细菌细胞后,利用宿主细胞的酶系统进行复制和增殖,最终导致细菌细胞裂解,噬菌体从细胞中释放出来,可以进一步侵染细菌细胞。在液体培养基中,噬菌体可以使浑浊的菌悬液变为澄清。在长有宿主细菌的固体培养基平板上,噬菌体可以裂解细菌形成透明的空斑,即噬菌斑,一个噬菌体产生一个噬菌斑,因此可以利用这个性质对噬菌体进行分离和效价的测定。
噬菌体的效价是指噬菌体的浓度,即一毫升培养液中所含有的噬菌体数量。噬菌体效价的测定方法多采用双层琼脂平板法。先在培养皿中倒入底层固体培养基,凝固后再倒入含有宿主细菌和一定稀释度噬菌体的半固体培养基。培养一段时间后,计算噬菌斑的数量。
三、试剂与器材
1.材料大肠杆菌、牛肉膏蛋白胨固体培养基、牛肉膏蛋白胨半固体培养基(含有琼脂0.5%,试管分装,每管3~5m1)、三倍浓缩的牛肉膏蛋白胨液体培养基。
2.器材培养皿、无菌吸管、三角瓶、抽滤瓶、蔡氏细菌滤器、真空泵、阴沟污水。
四、实验内容
噬菌体分离→噬菌体纯化→效价测定
五、关键步骤及注意事项
1.噬菌体时要注意细菌滤器的型号。
2.纯化噬菌体时要注意形态、大小。
3.效价测定时要注意双层琼脂平板法的使用技巧。
⑨ 污水处理微生物菌种如何培养
1、甘度复合菌种:降解COD/BOD/氨氮/总氮/总磷等污染物;助力新老系统快速启动。
复合菌种主要是降解COD/BOD/氨氮/总氮/总磷等污染物,复合菌种是一个复合型菌种,属于兼性菌种,主要成分硝化细菌属、反硝化细菌属、芽孢杆菌属、假单胞菌属和活化酶以及多糖等等。同时应用于新老系统启动也具有非常好的效果。
2、 甘度硝化细菌:主要降解氨氮
氨氮的去除所用的细菌是硝化细菌,硝化细菌属于好氧菌种,主要应用于好氧池,其成分主要是亚硝酸菌和硝酸菌组成。
3、 甘度反硝化细菌:主要降解总氮
总氮的去除所用的细菌是反硝化细菌,属于厌氧菌,主要应用于厌氧池或缺氧池,其主要成分是假单胞菌属、芽孢杆菌科等等。
硝化阶段
硝化阶段:含氮有机物(有机氮)在有氧货无氧环境中被氨化为氨氮,改部分污水进入有氧的处理构筑物后,在亚硝酸细菌和硝化菌的做一下转化为硝酸盐氮,为后续反硝化提供准备。
控制条件:
1、溶解氧:溶解氧控制在2~3mg/l之间,溶解氧低于0.6mg/l硝化过程将受到较大抑制,
2、水温:硝化菌比较合适的水温25~35℃之间。通常低于5℃时,细菌的活性会受到抑制,硝化菌就很难发挥它的作用。
3、PH值:硝化菌选择在的PH值7.5~8.5之间
4、底物浓度:硝化细菌是自养型好氧菌,底物浓度对于硝化菌不是其生产的必要因素。
5、污泥龄:需要保证好氧系统的微生物有足够的硝化菌,提供硝化菌的浓度,通常将污泥龄控制在10d左右。
反硝化阶段
反硝化阶段:承接硝化段的产物硝酸盐氮,对其进行反硝化反应,使硝酸盐氮转化为氮气排出水体。
PH值:反硝化过程合适的PH值6.5~7.5,PH值控制不当,将影响反硝化细菌的生长速率及反硝化酶的活性。
水温:反硝化菌和硝化菌对水温的要求基本相同,反硝化菌耐受高水温较硝化菌强,一般在20~40℃。
底物浓度:底物浓度对于反硝化的进行至关重要,BOD5/RKN>4.0,否则需要补充底物(投加碳源)。
溶解氧:反硝化进行需要严格控制溶解氧,一般控制在DO>0.5mg/l,反硝化菌属于兼性菌,有氧和无语条件下皆可生存,我们需要利用的是反硝化菌无氧代谢。
培菌方法:
1、所谓活性污泥培养,就是为活性污泥的微生物提供一定的生长繁殖条件,即营养物,溶解氧,适宜温度和酸碱度。
(1)营养物:即水中碳、氮、磷之比应保持100∶5∶1。
(2)溶解氧:就好氧微生物而言,环境溶解氧大于0.3mg/l,正常代谢活动已经足够。但因污泥以絮体形式存在于曝气池中,以直径500µm活性污泥絮粒而言,周围溶解氧浓度2mg/l时,絮粒已低于0.1mg/l,好氧菌生长缓慢,所以曝气池溶解氧浓度常需高于3-5mg/l,常按5-10mg/l控制。调试一般认为,曝气池出口处溶解氧控制在2mg/l较为适宜。
(3)温度:任何一种细菌都有一个适生长温度,随温度上升,细菌生长加速,但有一个低和高生长温度范围,一般为10-45ºC,适宜温度为15-35ºC,此范围内温度变化对运行影响不大。
(4)酸碱度:一般PH为6-9。特殊时,进水高可为PH 9-10.5,超过上述规定值时,应加酸碱调节。
培菌法:
(1)生活污水培菌法:在温暖季节,先使曝气池充满生活污水,闷曝(即曝气而不进污水)数十小时后,即可开始进水。引进水量由小到大逐渐调节,连续运行数天即可见活性污泥出现,并逐渐增多。为加快培养进程,在培菌初期投加一些浓质粪便水或米泔水等,以提高营养物浓度。特别注意,培菌时期(尤其初期)由于污泥尚未大量形成,污泥浓度低,故应控制曝气量,应大大低于正常期曝气量。
(2)干泥接种培菌法:取水质相同已正常运行的污水系统脱水后的干污泥作菌种源进行接种培养。一般按曝气池总溶积1%的干泥量,加适量水捣碎,然后再加适量工业废水和浓粪便水。按上述的方法培菌,污泥即可很快形成并增加至所需浓度
(3)数级扩大培菌法:根据微生物生长繁殖快的特点,仿照发酵工业中菌种→种子罐→发酵罐数级扩大培菌工艺,分级扩大培菌。如某工程设计为三级曝气池,此时可先在一个池中培菌,在少量接种条件下,在一个曝气池内培菌,成功后直接扩大至二三级。
(4)工业废水直接培菌法:某些工业废水,如罐头食品、豆制品、肉类加工废水,可直接培菌;另一类工业废水,营养成分尚全,但浓度不够,需补充营养物,以加快培养进程。所加营养物品常有:淀粉浆料、食堂米泔水、面汤水(碳源);或尿素、硫氨、氨水(氮源)等,具体情况应按不同水质而定。
(5)有毒或难降解工业废水培菌:有毒或难降解工业废水,只能先以生活污水培菌,然后再将工业废水逐步引入,逐步驯化的方式进行。