食品微生物实验指导书

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实验四酸奶/泡菜中乳酸菌的分离、纯化

一、 实验目的

1、 巩固无菌操作的基本环节和几种接种技术;

2、 了解微生物分离和纯化的原理;

3、 掌握分离纯化乳酸菌的方法。

二、 实验原理

乳酸发酵是指微生物将己糖分解产生乳酸的生物学工程。能够引起乳酸发酵的微生物种

类很多,其中主要是细菌,常见的乳酸细菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。乳酸细菌生成的乳酸,能抑制一些腐败细菌的活动。这类菌在自然界分布广泛,乳制品、葡萄酒、泡菜、酸奶等都可以分离到乳酸菌。乳酸菌常用的分离培养基有麦芽汁碳酸钙培养基、BCP 培养基和西红柿碳酸钙培养基等,在选用培养基时不能只局限于一种培养基,以免乳酸菌某些菌株在个别培养基上不生长而造成分离失败。

乳酸菌是兼性厌氧微生物,菌体细胞通常不运动,不产芽孢,是革兰氏阳性菌。它们生物合成能力较差,需要有糖存在的习性,营养要求包括多种氨基酸、维生素和微氧。这类菌缺乏卟啉和细胞色素,接触酶(过氧化氢)阴性,不能使 H2O2 分解。

三、 实验器材

培养基:BCP 培养基(乳糖 5g、蛋白胨 5g、酵母膏 3g、琼脂 15-20g、溴甲酚紫 0.05g、蒸馏水 1000mL,pH6.8-7.0,115℃灭菌 20min);西红柿碳酸钙培养基(葡萄糖 10g、酵母膏

7.5g、蛋白胨 7.5g、磷酸二氢钾 2g、碳酸钙 15-20g、吐温 80 0.5mL、琼脂 20g、番茄汁

100mL(新鲜番茄洗净切碎放入烧杯中,4℃静置 8-12h,取出纱布过滤即可)、蒸馏水

900mL, pH7.0,121℃灭菌 20min);BCG 牛乳培养基[A 液:脱脂乳粉 100g、水 500mL、1.6%溴甲苯酚绿乙醇溶液 1mL(1.6g 溴甲苯酚绿溶于 20mL 无水乙醇,再加水定容至

100mL)、80℃ 灭菌20min;B 液:酵母膏 10g、水 500mL、琼脂 20g,pH6.8、121℃灭菌20min;A液和B 液以无菌操作趁热混匀]。

材料:酸奶或泡菜汤、无菌玻璃涂棒、无菌吸管、接种环、无菌培养皿、培养箱等。 四、 操作步骤与内容

1、 培养基的配制

① 每组配制各 150mL BCP 培养基和西红柿碳酸钙培养基(放灭菌锅中保温);

② 盛 9mL 蒸馏水的 3 支试管、6 套培养皿、10mL 移液管 3 支、盛 90mL 蒸馏水的三角瓶(9 个),包扎,于 121 高压蒸汽灭菌 20min。(灭菌完冷却至室温)

2、 菌悬液的配制

按 10 倍稀释度的方法稀释,先用盛 90mL 无菌水的三角瓶进行稀释,分别稀释成 10-1、

10-2 和 10-3 稀释液,再用盛 9mL 无菌水进行稀释,分别稀释成 10-4、10-5、10-6 和 10-7。

3、 倒平板(稀释混合平板法直接做 4-②步骤,西红柿碳酸钙培养基倾倒时摇匀)

① 稀释涂布平板法

做 2 个稀释度 10-5、10-6 和 10-7,每个稀释度做 2 个平行并表明编号(10-5、10-6、10-7),将灭菌好的培养基冷到 45℃左右,按无菌操作倒平板(每皿 15mL),待凝固。

② 平板划线法

做 2 个稀释度 10-2 和 10-3,每个稀释度做 3 个平行并表明编号(10-2、10-3),将灭菌好的培养基冷到 45℃左右,按无菌操作倒平板(每皿 15mL),待凝固。

4、 分离(1~3 组涂布、4~7 组稀释混合、8~10 组划线)

① 稀释涂布平板法 用 1mL 无菌吸管分别吸取 0.2mL 的 10-5 和 10-6 稀释液,对号放入已写好稀释度的平板中,用无菌玻璃涂棒在培养基表面轻轻地涂布均匀(图 3)。

② 稀释混合平板法

此法与稀释涂布平板法基本相同,无菌操作也一样,先分别吸取 1mL 的 10-5、10-6 和

10-7 稀释液,对号放入已写好稀释度的平板中,然后再倒入熔化后冷却到 45℃左右的培养基,边倒入边摇匀,使样品中的微生物与培养基混合均匀(图 4),冷凝成平板。

图 3 稀释涂布平板法图 4 平板摇匀方式

③ 平板划线法

划线在近火焰处,左手拿皿底,右手拿接种环,挑取上述 10-2 和 10-3 的菌悬液一环在平板上划线。划线的方法很多,但无论哪种方法划线,其目的都是通过划线将样品在平板上进行稀释,使形成单个菌落。常用的划线方法有下列二种:

a.用接种环以无菌操作挑取菌悬液一环,先在平板培养基的一边作第一次平行划线 3-4

条,再转动培养皿约 70°角,并将接种环上剩余物烧掉,待冷却后通过第一次划线部分作第二次平行划线,再用同法通过第二次平行划线部分作第三次平行划线和通过第三次平行划线部分作第四次平行划线。划线完毕后,盖上皿盖,倒置于培养箱培养(图 5)。 图 5 平板划线分离操作示意图 b.将挑取有样品的接种环在平板培养基上作连续划线。划线完毕后,盖上皿盖,倒置培养箱培养。

5、培养与鉴定

BCP 培养基和西红柿碳酸钙培养基分别放置 25℃、37℃恒温箱中倒置培养 48h,在

BCP 琼脂平板上,因产酸使培养基由紫色变为黄色,而在西红柿碳酸钙培养基,因产酸使碳酸钙溶解形成透明圈,将 3%过氧化氢溶液滴于菌落上,无气泡产生。将上述特征的菌落进行革兰氏染色,呈阳性杆菌或链球菌,则可将其连续传代 3 次(脱脂乳试管:脱脂乳 10g、蔗糖

5g、水 95mL,115℃、15min),最终筛选出 3~6h 能凝固的牛乳管做菌种待用。注:期间都需要严格的无菌操作。

乳酸菌菌落形态保加利亚乳杆菌 嗜热链球菌某品牌乳酸菌

五、 实验结果

1.在你所实验的培养基平板上长出的菌落生长情况?简述它们的菌落形态特征并拍照。

2.单个菌落低倍镜显微镜图。

3.分离结果图(平板全图)及革兰氏染色图。

六、 思考题

1.在平板划线法中,为什么每次都需将接种环上的剩余物烧掉?

2.为什么要将培养皿倒置培养?

3.列表比较各种接种方法的特点和用途?

4.酸奶或泡菜中大量生长的乳酸菌来自何处?为何它们能成为优势菌群?

实验五 D 值的测定

一、实验目的

1、 巩固培养基的配制、灭菌、仪器的包扎、倒平板; 2、 测定 D 值二、实验原理

1、 微生物致死间曲线与 D 值

人们对微生物死亡的动力学研究表明,其死亡速度属一级过程,在一定温度下符合下述方程式:

Kt log Nt  log N0

2.303

式中:N0—为原始微生物数;

Nt—为残存的微生物 t 时残存的微生物。

残存数的对数时间作图,得一条直线,直线的斜率=K/2.303,K 为速度常数,单位为时间。为了方便起见,引用 D,并定义 D 为一定温度下杀死被灭菌物品中微生物娄 90%所

需时间,则

2.303 2.303

Dlog100log10

K K

因此,D 也可定义为降低微生物一个十位数或一个对数值(如 log100 降低到 log10)所需的时间,如图 1 所示。D 值因微生物的种类、环境、灭菌温度不同而各异(表 1)。

2、 Z值一旦在不同温度下对特定的微生物的在特定介质或环境中求得D 值后,就可用 logD

值对温度作图,在一定温度范围内,logD 与 T 呈直线关系,直线的斜率=logD2-logD1/T2-T1。

由于此斜率为负值,为避免引入负数,而提出 Z 值的概念,Z= T2-T1/logD2-logD1,故定义 Z 值为降低一个 logD 值所需的温度数,如图 2 的单位为温度,也可以认为 Z 值是降低微生物数 90%所需要的温度数,表 2 一些药物溶液的 Z 值。 图 1

logNt 与 t 的关系图图 2 logD 与 T 关系图表 1 不同灭菌法不同微生物的 D 值

灭菌方法 微生物 温度/℃ 介质或样品 D 值/min

蒸汽灭菌 嗜热脂肪芽孢杆菌 105 5%葡萄糖水溶液 87.8

蒸汽灭菌 嗜热脂肪芽孢杆菌 121 5%葡萄糖水溶液 2.4

蒸汽灭菌 嗜热脂肪芽孢杆菌 121 注射用水 3.0

蒸汽灭菌 产芽胞梭状芽孢杆菌 105 5%葡萄糖水溶液 1.3

干热灭菌 枯草芽孢杆菌 135 纸 16.6

红外线灭菌 枯草芽孢杆菌 160 玻璃板 18 秒

表 2 不同溶液中嗜热脂肪芽孢杆菌的 Z 值

溶液 Z 值(℃)

5%葡萄糖水溶液 10.3

注射用水 8.4

5%葡萄糖乳酸盐林格氏溶液 11.3

pH7.0 磷酸缓冲液 7.6

三、 实验器材

菌种大肠杆菌(Esaherichia Coli.)的新鲜培养液(150mL、含活菌数不大于 107 个/ ml)。

培养基葡萄糖牛肉膏蛋白胨固体培养基(3g 牛肉膏、10g 蛋白胨、5g NaCl、5g 葡萄糖、18-20g 琼脂、蒸馏水 1000ml、pH7.0-7.2);葡萄糖牛肉膏蛋白胨液体培养基,分装 250mL

三角瓶,每瓶装 90mL。

材料水浴锅、平板、吸管、三角瓶、无菌水、试管、试管架等。

四、 操作步骤和内容

1.每组需制 150mL 固体培养基和 90mL 液体培养基分别装于三角瓶中、盛 9mL 蒸馏水的试管 6 支,培养皿 6 套,10mL 移液管 1 支,包扎。 2、 1mL 移液枪头,包扎。

3、 上述包扎好的实验器材于 121℃灭菌 15min。

4、 打开水浴锅,设置温度为 60℃。

5、 灭完菌后,固体培养基于灭菌锅中保温,而液体培养基冷却至 60℃左右。

6、 将液体培养基置于 60℃的水浴锅中预热 20min(注意不要把纱布弄湿)。

7、 分别吸取大肠杆菌培养液 10ml,接种于上述预热后的液体培养基中(超净台里操作),混匀成 10-1 菌悬液,放入 60℃的水浴锅中,开始计时。

8、 分别按保温 0min(10 组)、5 min(9 组)、10 min(8 组)、15 min(7 组)、20 min(6

组)、

30 min(5 组)、40 min(4 组)、50 min(3 组)、60 min(2 组)、70min(1 组)后,取出菌悬液,水龙头上迅速冷却(注意不要把纱布弄湿)。

9、 先将平板编号(如 8~10 组,每 2 个平板编成 10-5,10-6,10-7)。按 10 倍稀释法将上述菌

悬液稀释成 10-2,10-3,10-4,10-5,10-6,10-7,选取 10-5,10-6,10-7 稀释度(8~10 组)、10-4,

10-5,10-6 稀释度(5~7 组)、10-1,10-2,10-3 稀释度(1~4 组),每个稀释液分别注入两个培养皿,每皿 1mL 稀释液。

10、 采用混合稀释法,将固体培养基倒入已注入 1mL 稀释液的培养皿中(固体培养基

15-20mL),混合均匀。(注意:因超净台、移液枪有限,请不要急于冷却固体培养基,带有空时,方可冷却培养基,以免培养基凝固。为了数据准确,从第 9 步梯度稀释到第

10 步固体培养基混匀需 20min 内完成)。