实验报告一 产酶微生物的发酵与保藏
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发酵⼯程实验发酵⼯程实验 Prepared on 24 November 2020实验⼀酸奶的制作与乳酸菌的活菌计数(5学时)实验⽬的:1、学习并掌握酸奶制作的基本原理与⽅法。
2、了解市售酸奶的⽣产⼯艺。
3、掌握乳酸菌活菌计数⽅法与操作。
实验原理:乳酸菌在乳中⽣长繁殖,发酵分解乳糖产⽣乳酸等有机酸,导致乳的pH值下降,使乳酪蛋⽩在其等电点附近发⽣凝集。
乳酸菌属于兼性厌氧微⽣物,在⽆氧条件下⽣长繁殖较好,实验室条件下利⽤混菌培养的⽅法,尽可能让乳酸菌在⽆氧条件下⽣长,每个单菌落代表⼀个微⽣物细胞。
实验内容:(⼀)酸奶制作1、10%脱脂奶粉溶解于热⽔(80℃左右)中,充分搅拌均匀,配成调制乳;2、添加蔗糖:为了缓和酸奶的酸味,改善酸奶⼝味,在调制乳中加⼈4-8%的蔗糖。
3、灭菌:⽅法有两种:将乳加热⾄90℃,保温5min;4、接种:往冷却到43-45℃灭过菌的乳中加⼊乳酸菌,接种量为2%-5%。
5、分装:酸奶受到振动,乳凝状态易被破坏,因此,不能在发酵罐容器中先发酵然后再进⾏分装,须是将含有乳酸菌的⽜乳培养基先分装到⼩容器中,加盖后送⼊恒温室培养,在⼩容器中发酵制成酸奶。
6、发酵:发酵的温度保持在40-43 ℃,⼀般发酵时间为3-6h。
发酵终点的确定有两种⽅法:1)检测发酵奶的酸度,达到65-70 T°。
2)倾斜观察,瓶内酸奶流动性差,⽽且瓶中部有细微颗粒出现。
7、冷却:发酵结束,将酸奶从发酵室取出,⽤冷风迅速将其冷印到10℃以下,⼀般2 h,使酸奶中的乳酸菌停⽌⽣长,防⽌酸奶酸度过⾼⽽影响⼝感。
8、冷藏和后熟:经冷却处理的酸奶,贮藏在2-5℃的冷藏室中保存。
9、感官指标1)⾊泽:⾊泽均匀⼀致,呈乳⽩⾊,或稍带微黄⾊。
2)组织状态:凝块稠密结实均匀细腻,⽆⽓泡,允许少量乳清析出。
3)⽓味:具有清⾹纯净的乳酸味,⽆酒精发酵味,⽆霉味和其他外来不良⽓味。
(⼆)乳酸菌活菌检测①、检测培养基:蛋⽩胨15g,⽜⾁膏5g,葡萄糖20g,氯化钠5g,碳酸钙10g,琼脂粉20g,⽔1000ml,115~121℃灭菌20min,灭菌后放置⽔浴52℃保温备⽤。
实验1 培养基的配制和灭菌一、目的要求1.了解培养基的配制原理和方法,掌握其配制过程。
2.了解几种灭菌方法,掌握高压蒸汽灭菌法的原理及其使用方法。
3.熟悉菌种分离筛选的前期准备工作及操作方法。
4.每2人一组,每人一份实验报告。
二、实验材料1.药品:酵母粉、蛋白胨、氯化钠、琼脂、葡萄糖、KNO3、MgSO4•7H2O、FeSO4•7H2O、1N HCl、1N NaOH2.设备:高压蒸汽灭菌锅、紫外线灭菌灯、75%酒精棉。
3.材料:天平、药匙、电炉、pH 试纸、烧杯、量筒、5mL、10mL 注射器、玻璃棒、试管、培养基、吸管、移液器(1mL 0.2mL)、牛皮纸、线绳、标签等。
三、实验内容(一) 培养基的配制1.培养基的配制方法和步骤1)称量:按照配方正确称取所需药品放于烧杯中。
2)溶化:在烧杯中加入所需水量,玻棒搅匀,加热溶解。
3)调pH 值:用1N NaOH 或1N HCl 调pH,用pH 试纸对照。
4)加琼脂溶化:加热过程要不断搅拌,可适当补水。
5)分装:注意不要污染试管塞或纱布。
6)包扎成捆:用记号笔注明何种培养基。
7)灭菌:在高压锅中, 115 °C 高温灭菌30min。
2.培养基的配制A.富集培养基(液体):海水2216E 液体培养基(g/L):蛋白胨5.0,酵母粉1.0,海水1L,pH 8.0。
取50mL 分装250mL 三角瓶后,8 层纱布封口,外包1层牛皮纸,121℃,高温灭菌20min。
B. 2216E 斜面(固体):海水2216E 液体培养基中加入2%的琼脂粉,加热溶化琼脂,每支试管内。
加入3mL,121℃高温灭菌20min,灭菌后摆斜面。
C. 无菌生理盐水和保种液:生理盐水: NaCl 0.85% 蒸馏水配制。
每支试管加入5mL,盖上试管帽、包扎、121°C 高温灭菌20min。
保种液:生理盐水,加25%甘油D. 碳源优化培养基:以海水2216E 液体培养基(蛋白胨0.5%,酵母粉0.1%,磷酸铁0.01%,人工海水,pH7.6)为基础,碳源分别是:葡萄糖、蔗糖、甘油、柠檬酸钠、乳糖,每种碳源的添加量为1%。
蛋白酶的发酵及酶活力测定实验报告学院:生物科学与工程学院专业:生物技术班级: 1班姓名:学号:摘要:蛋白酶是一类重要的工业用酶,广泛应用于食品、医药、洗涤剂、皮革、酿酒等行业。
当前,食品工业用酶主要来自微生物,尤其是蛋白酶的应用最为广泛。
作为一种生物催化剂,它具有催化反应速度快,无工业污染,催化反应条件适应性宽等的性质和优点。
由于从植物和动物中生产蛋白酶具有的局限性,为了满足当今世界市场的需要,人们越来越多地把目光投到微生物蛋白酶上[2] 。
微生物由于具有生长速度快、所需生长空间小、广泛的生化多样性及其遗传可操作性等特点,因而备受人们青睐。
本文主要进行了菌种的生长曲线的绘制与菌种最佳发酵产酶时间等方面的研究。
关键字:蛋白酶生长曲线酶活力第一章前言1.1研究的目的与意义蛋白酶是工业酶中用得最多的一种酶,是催化蛋白质肽键水解的一类酶,它作用于蛋白质,将其分解为蛋白胨、多肽及游离氨基酸[1] ,约占酶总量的 60%,其中碱性蛋白酶就占25%。
有调查显示,酶制剂市场量最大的是洗涤剂用酶,第二位是淀粉加工用酶,以后依次为乳制品加工业、制酒工业、纺织工业和饮料加工业等用酶[2]。
与动、植物来源的蛋白酶相比,利用微生物产的蛋白酶有易于培养、生长快、产量高、易于提取,适于大规模工业化生产,培养基的成本相对较低等优点,使微生物成为生产蛋白酶的重要来源和首选材料。
1.2 国内外研究概况1.2.1 微生物蛋白酶的分类由于从植物和动物中生产蛋白酶具有的局限性,为了满足当今世界市场的需要,人们越来越多地把目光投到微生物蛋白酶上[3]。
当前工业用酶主要来源于微生物,微生物来源的蛋白酶按其作用的 pH 值的不同可分为三类,即碱性蛋白酶、中性蛋白酶及酸性蛋白酶,它们作用的最适 pH 值分别为碱性、中性及酸性。
1.2.2在食品工业中的应用蛋白酶在食品工业上的应用主要是用在制干酪,蛋白质水解调味液,烤焙食品,肉类嫩化,功能性低聚肽和阿斯巴甜的合成等。
《发酵工程》课程实验教学大纲(生物制药方向)《发酵工程》课程实验教学大纲(生物制药方向)1. 实验教学目的:本课程旨在通过实验教学,使学生通过参与实际的发酵工程操作,了解发酵过程的基本原理与技术,并培养其实验操作、数据处理、问题解决和团队合作等能力,为将来从事相关生物制药工作做好准备。
2. 实验教学内容:(1)发酵工艺基础实验:学生学习发酵基本原理、发酵微生物筛选与培养方法、介质配方与调控策略等。
实验内容包括发酵微生物的分离与纯化、菌种的培养与保藏、生物酶的筛选与鉴定、酵母菌的发酵与调控等。
(2)发酵设备与控制实验:学生学习发酵设备的结构与工作原理、发酵过程的监测与控制方法等。
实验内容包括发酵设备的组装与调试、发酵过程中的参数监测与控制、发酵设备的日常维护与管理等。
(3)发酵工程实验:学生参与真实的发酵工程项目,掌握从发酵微生物的分离与培养到产品的提取与纯化的整个流程。
实验内容包括发酵工艺的设计与优化、发酵过程的实时监测与控制、产品的提取与纯化等。
3. 实验教学安排:(1)实验前准备:学生提前学习与准备实验所需的理论知识,包括发酵工艺原理、发酵微生物的特性、发酵设备的工作原理等。
(2)实验讲解与指导:教师进行实验讲解,包括实验目的、操作步骤与注意事项等,并指导学生进行实验操作,确保实验工作的安全与顺利进行。
(3)实验数据处理与报告撰写:学生对实验数据进行整理与分析,并撰写实验报告,包括实验目的、方法、结果与讨论等,培养学生的科学研究与论文写作能力。
4. 实验成果评价:(1)实验报告:根据实验报告的完整性、准确性、逻辑性和深度等维度对学生进行评价,并根据评价结果进行成绩评定。
(2)实验操作:根据学生在实验过程中的操作规范性、技术熟练度和实验结果的准确性等维度进行评价,并根据评价结果进行成绩评定。
(3)实验问题解决与团队合作:根据学生在实验中遇到问题的解决能力和与同学协作的团队精神进行评价,并根据评价结果进行成绩评定。
产酶微生物的发酵与保藏
实验目的1、了解蛋白酶产生菌的生长情况,学会绘制其生长曲线;
2、了解蛋白酶的性质及蛋白酶的测定原理;掌握蛋白酶的发酵及酶
活力测定方法。
3、了解并掌握菌种保藏的常用方法及其优缺点;
4、学习几种常用菌种保藏方法:斜面传代保藏方法、液体石蜡保藏
方法、沙土管保藏方法、冷冻干燥保藏方法。
实验原理将活化好的试验菌种制成菌悬液,转接到产蛋白酶发酵培养基,直接进行发酵,30-32 ℃震荡培养48 h,将发酵液过滤或离心,取
清液检测蛋白酶活力。
蛋白质或多肽在OD680nm波段处具有最大
吸收值,利用蛋白酶同酪蛋白底物反应前后在三氯乙酸中可溶物的紫
外吸收增殖,可表示蛋白酶活力高低。
微生物具有容易变异的特性,因此,在保藏过程中,必须使微生物的代谢处于最不活跃或相对静止的状态,才能在一定的时间内使其
不发生变异而又保持生活能力。
低温、干燥和隔绝空气是使微生物代
谢能力降低的重要因素,所以,菌种保藏方法虽多,但都是根据这三
个因素而设计的。
材料试剂实验一所得的菌种、液体酪素培养基、牛肉蛋白胨培养基、L-酪氨酸实验仪器紫外分光光度计、恒温水浴锅、量筒、容量瓶、漏斗、试剂瓶、冰箱、三角烧瓶、无菌试管、无菌吸管、无菌滴管、接种环
方法步骤1、液体牛肉膏蛋白胨培养基的配置:牛肉膏0.15g、NaCl0.25g、
蛋白胨0.5g,PH7.4-7.6,先用少量蒸馏水充分溶解,后补足蒸馏水至50ml,调整PH,灭菌备用。
固体牛肉膏蛋白胨培养基的配置:牛肉膏0.3g、NaCl0.5g、蛋白胨1.0g、琼脂15g,PH7.4-7.6,先用少量蒸馏水充分溶解,后补足蒸馏水至100ml,调整PH,灭菌备用。
液体酪素的配置:牛肉膏0.3g、NaCl 1.5g,酪素3g,水300mL,pH 7.6-8.0。
配制方法:称取酪素4g,先用少量2%NaOH 润湿,玻璃棒搅动,再加适量的蒸馏水,在沸水浴中加热并搅拌,至完全溶解,补足水量至1000mL,加入其他成分,调整pH值,灭菌备用。
2、菌种保藏:将菌种接种在牛肉膏蛋白胨的固体斜面培养基上,待菌充分生长后,棉塞部分用油纸包扎好,移至2-8℃的冰箱中保藏。
3、种子液的制备:从菌种保藏处选取长势良好斜面,取两环至种子培养基,摇匀放在转速为180R的摇床培养16个小时。
4、产酶的微生物的发酵:分别吸取10ml的种子液至有100ml发酵液的1号、2号瓶中,将1号、2号放在转速180R的摇床上培养,种子液放在冰箱保存12小时后,吸取10ml的种子液至有100ml 发酵液的3号瓶中,3号瓶也放在转速为180R摇床发酵。
以上操作在超净台上完成。
5、生长监测:1号瓶从接种开始每隔2小时吸取5ml的发酵液至离心管放在冰箱保存,2号瓶发酵24小时后每隔2小时吸取5ml发酵液至离心管至冰箱保存,3号瓶发酵12小时后每隔2小时吸取5蜜
发酵液至离心管放在冰箱中保存。
6、标准曲线的制作:按配方配置好福林试剂、0.4mol/L的碳酸钠溶
液1000ml、0.3mol/L的三氯乙酸1000ml、0.5mol/L的氢氧化钠、
磷酸缓冲液500ml、10g/L的酪素溶液、100ug/ml的L-酪氨酸。
制作浓度为0、10……50ug/ml的酪氨酸标准液,将制作好的酪氨酸
标准液做紫外分光光度计测试,并做好记录。
7、产酶微生物生长曲线的制作:将上述保藏的发酵液取出3000rpm
离心10min,取沉淀。
每份沉淀加5ml的蒸馏水,震荡溶解。
进行
紫外分光光度计中用OD600检测,做好记录。
8.产酶微生物酶活力的测定:分别取出经离心好0、6、12、20、30
小时发酵液的上清液。
取1ml酶液于1、1’、1’’试管,,40 ℃预
热2min后加入1试管加入三氯乙酸2ml,1’、1’’试管加入酪素
1ml,40 ℃反应10 min后,1试管加酪素1ml,1’、1’’试管加
三氯乙酸2ml以终止反应,并静止10min沉淀残余底物,用漏斗加
滤纸过滤,滤液用紫外分光光度计测定OD680nm的吸光值。
其中1
试管为对照试管,1’试管为实验试管,1’’试管为平行试管。
其它
的按以上方法进行操作。
数据处理生长曲线
OD600
培养时间对
照
0 2 4 6 8 10 12 14 16
光密度
值
OD600 0 0.08
6
0.09
1
0.09
9
0.11
5
0.13
8
0.10
9
0.1
83
0.38
4
0.76
2
培养时18 20 22 24 26 28 30 32 34
酪氨酸标准曲线 OD680
酪氨酸标准溶液浓度(ug/ml) 0 10 20 30 40 50
吸光度A
0.129
0.249
0.291
0.356
0.454
当吸光度A=1时,即y=1;x=113.765, 即K=113.765
间 光密度值
OD600 0.912
1.101
1.286
1.166
1.243
1.232
0.958
0.682
0.222
酶活力吸光度测定
其中2
平行组吸光度
实验组吸光度平均吸光度+=
对照组吸光度平均吸光度相对吸光度-= n 5/210/4⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=K A n K A X 式中X ——样品的酶活力, A ——样品相对吸光度 K ——吸光常数
4——反应世纪的总体积,ml
培养时间
6
12
20
30
吸光度
平均吸光度 相对吸光度 吸光度 平均吸光度 相对吸光度 吸光度 平均吸光度 相对吸光度 吸光度 平均吸光度 相对吸光度 吸光度 平均吸光度 相对吸光度 对照组 0.216
0.020
0.252
0.034
0.312 0.078
0.686
0.217
0.798 0.117
实验组 0.238
0.236
0.287
0.286 0.393 0.390 0.907 0.903
0.897 0.915
平行组 0.234
0.285
0.387 0.899 0.933 酶活力 1 2
4
10
5
10——反应时间10min,以1min记
n——稀释倍数
所得结果表示值整数
实验结论1、芽孢杆菌生长经历了迟缓期、对数期、稳定期、衰落期;
2、芽孢杆菌在对数期末开始大量产酶,在稳定期产酶数量达到最大,
随着芽孢杆菌进入衰落期产酶减少。
3、产酶微生物在20小时左右产酶量最大,活性高。
误差分析1、芽孢生长还经历了迟缓期,且时间较长,可能是所配置的培养基过碱,倒置期不能正常的生长;
2、标准曲线的R=0.9706可能是水浴的温度过高,使其活性改变。