“产淀粉酶菌株的筛选”设计方案
- 格式:docx
- 大小:11.66 KB
- 文档页数:3
α-淀粉酶的生产工艺设计α-淀粉酶的发酵生产工艺摘要:α-淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中,能水解淀粉产生糊精、麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等,是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。
目前,α-淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业。
1.菌种的选育1. 1 细菌的分离与初步鉴定:将土壤系列稀释,把10-3 、10-4、10-5分别涂布到淀粉培养基上,27℃倒置培养2天,将长出的菌落接入斜面。
将细菌从斜面接种到淀粉培养基培养2天,用碘液染色,记录透明圈大小和菌落直径,计算D/d值。
保菌供下次实验用。
1.2 紫外线诱变育种:取活化后的菌种配成菌悬液、稀释;倒淀粉培养基平板,将菌悬液涂布其表面;用紫外线处理平板0、2min、4min、6min、8min、10min,每个处理2次重复;放到黑暗中倒置培养,37℃培养48h,分别计数诱变组和对照组平板上的菌落数,并计算致死率;加入碘液,分别测量诱变组和对照组菌落的透明圈直径和菌落直径,计算D/d值;将D/d值最大的菌种保存到斜面培养基上。
1.3 诱变方法以及变异菌株的筛选①诱变出发菌株在完全培养基中培养至对数生长期后期。
②以NTG为诱变剂,按一定处理剂量(μg/ml),在一定pH值的缓冲液中30℃恒温振荡处理1~4 h。
③经高速离心分离,移植于液体完全培养基进行后培养。
④经稀释涂布在含有1%淀粉BY固体培养基上,经24 h培养形成小菌落。
⑤把单菌落分别移植于含2%淀粉BY液体培养基中,30℃培养36 h。
⑥用2#定性滤纸制成5 mm disc(小圆纸片),并用2%琼脂BY培养基灭菌后加入较大剂量青霉素(抑菌)。
倒入200 mm×300mm长方形不锈钢玻璃培养皿中,冷却凝固。
然后把5 mm disc 纸顺序放在培养基表面。
⑦用微量注射器分别吸取培养液,移植到相应的disc上。
把disc 培养皿经37℃,24h分别培养。
淀粉酶菌株的筛选和诱变育种淀粉酶菌株的筛选和诱变育种[摘要]:本文章中我们利用实验菌株对于淀粉的特异性,用革兰氏碘液,利用平板法筛选出所需菌株和利用紫外线诱变育种,分别对要诱变的菌株进行不同时间的诱变,将在红光的照射下将结果稀释不同倍数,涂到平板上进行暗室培养,48小时后观察,用碘液测酶活力。
[关键词]:淀粉酶;筛选;诱变育种前言:一般情况下,我们要获得目的菌株,一是从自然界中分离纯化,活力普遍较低,较省时省力,二是通过育种的方法,获得目的菌株,而通过人工选育的菌株,则更满足于工业化生产的需要,为我们提供了更好地选择。
要获得所需的高产突变菌株,就要对菌株进行突变处理,突变分为自发突变和诱导突变。
因自发突变的频率较低,所以采用诱导突变。
所谓的诱变就是用物理或化学诱变剂处理均匀分散的细胞群,促使突变率大幅度提高。
然后筛选出目的突变菌株,以供生产实践或科学实验用。
诱变可由化学或物理因素引起,紫外线诱变是最简单、最常用的一种,因此我们选择采用这种方法。
紫外线诱变处理的有效波长为200~300×10nm,最适为254nm(此为核酸的吸收高峰)。
DNA和RNA的嘌呤和嘧啶吸收紫外光后,DNA分子形成嘧啶二聚体,即两个相邻的嘧啶共价连接,二聚体出现会减弱双键间氢键的作用,并引起双链结构扭曲变形,阻碍碱基间的正常配对,从而有可能引起突变或死亡.另外二聚体的形成,会妨碍双链的解开,因而影响DNA的复制和转录.总之紫外辐射可以引起碱基转换、颠换、移码突变或缺失,即是所谓的诱变。
通过本篇文章,能够让我们进一步了解从自然界中分离淀粉酶菌株的具体的筛选过程与方法并且理解诱变育种的基本原理以及用诱变育种筛选高产目的菌种的基本方法。
正文一、淀粉酶菌株的筛选方案1.1菌种来源:校园土壤1. 2培养基:淀粉培养基:蛋白胨10g,NaCl 5g,可溶性淀粉2g,蒸馏水1000ml,琼脂16g 左右,121℃高压灭菌锅灭菌20min,待冷却至50℃左右时,于超净工作台倒入摇瓶若干。
从土壤中分离和筛选产淀粉酶活性的芽孢杆菌及部分鉴定试验一、实验目的1、通过本实验的学习,学习掌握从环境中分离产淀粉酶菌株以及菌株初步鉴定的方法;2、巩固微生物分离纯化、细菌生理生化鉴定,对所学习过的微生物学实验方法进行综合技能训练;3、培养综合利用微生物学、生物化学等相关知识,自行设计、实施并判断实验结果的能力。
4、根据所学知识自主设计实验方案,在实验方案通过审核后组织实施,最终要求获得产淀粉酶的菌株。
二、实验原理1、土壤中含有各种微生物,其中产淀粉酶的芽抱杆菌含量在不同土壤中含量也不同,因此实验前进行预埋工作,能使土壤中产淀粉酶的细菌含量增加。
待实验前取样即可。
2、在只用淀粉充当碳源的选择培养基中,只有能产生淀粉酶利用淀粉的菌体能成为优势菌种。
在淀粉选择培养基中,产淀粉酶的菌种可以得到富集及分离。
3、芽抱是菌体生长到一定阶段形成的一种抗逆性很强的休眠体结构,芽抱最主要的特点就是抗性强,对高温、紫外线、干燥、电离辐射和很多有毒的化学物质都有很强的抗性。
它帮助菌体度过不良环境,在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞。
细菌富集一段时间后,生长环境不利,会产生芽抱,再在80-90 C温度下杀死菌体,可使芽抱得到富集。
4、芽抱杆菌属的共同特征是:革兰氏阳性;接触酶阳性;水解淀粉;VP试验阳性;不产生吲哚;苯甲氨酸不脱氨;分解酪素;不分解酪氨酸;不产生二羟丙酮;营养体的最高生长温度大约从25C到75C以上;最低生长温度大约5C到45C;生长最低pH值,从一8到2左右;耐盐范围从低于2%勺NaCI到25%NaC;营养明胶(22°C) 7天内液化1厘米或1厘米以上。
枯草芽抱杆菌和地衣芽抱杆菌在糖发酵试验用阿拉伯糖,木糖和甘露糖代替葡萄糖可产酸;作为营养生长的最低限培养基是无维生素的,但含有葡萄糖、柠檬酸盐和一个氨态盐作为唯一的碳源和氮源。
5、在含有淀粉的鉴别培养基的平板上,具有产淀粉酶能力的芽抱杆菌,水解淀粉生成小分子糊精和葡萄糖,在淀粉平板上菌落周围出现水解圈,但肉眼不易分辨,滴加碘液,未水解的淀粉呈蓝色,水解圈无色。
产淀粉酶菌株的筛选原理
嘿,朋友们!今天咱就来讲讲产淀粉酶菌株的筛选原理。
你想啊,淀粉酶就像是一把神奇的钥匙,能把淀粉这个大城堡给打开。
那产淀粉酶的菌株呢,就是能制造出这把钥匙的小能手啦!
咱为啥要筛选它们呀?这就好比你要找一个特别会做饭的厨师,你得从一堆人里把他挑出来不是?产淀粉酶菌株能帮我们干很多大事呢!比如在工业生产中,让淀粉更快地变成我们需要的东西。
那怎么筛选呢?这就有点像找宝藏啦!我们得设置一些关卡,让那些有本事的菌株能脱颖而出。
首先呢,我们得有个含有淀粉的环境,就像给它们准备一个满是美食的厨房。
然后呢,把各种各样的菌株都放进去,让它们在里面竞争。
这时候,那些能产生淀粉酶的菌株就开始大显身手啦!它们会把淀粉分解掉,就好像它们找到了打开美食大门的钥匙。
那我们怎么知道哪些菌株做到了呢?嘿嘿,这就有很多办法啦。
比如说,我们可以用一些特殊的试剂,一遇到被分解的淀粉就会变色,哇,那可就一目了然啦!这不就像在一堆人里,一下子就看到了那个最会做饭的厨师嘛!
你说这神奇不神奇?产淀粉酶的菌株就这么被我们给找出来啦!它们就像是一群小小的超级英雄,能帮我们解决很多大问题呢!它们能让淀粉变得更有用,能让我们的生活变得更美好。
想象一下,如果没有这些产淀粉酶的菌株,我们的很多生产过程得变得多麻烦呀!所以说呀,筛选它们可真是太重要啦!我们得好好对待这些小家伙,让它们发挥出最大的作用。
总之呢,产淀粉酶菌株的筛选原理就像是一场有趣的游戏,我们要找到那些最厉害的小家伙,让它们为我们服务。
这就是科学的魅力呀,能让我们发现这么多神奇的东西,然后利用它们让我们的生活变得更加丰富多彩!怎么样,是不是很有意思呀?。
微生物学实验报告第二模块产淀粉酶细菌的筛选和选育学院:生命科学学院班级:09级4班姓名:**学号:09090340产淀粉酶细菌的筛选和选育**生命科学学院 09级4班【摘要】从土壤中筛选、鉴定产淀粉酶菌株,并对菌株的分离筛选及诱变育种进行了研究。
利用淀粉平板透明圈法,从土壤中初步筛选出10株产淀粉酶菌株,通过比较淀粉酶菌落大小(C) 和水解圈大小(H)的比值,筛选出1株产淀粉酶活力较强的菌株。
依据菌种形态、生理生化特征和16SrDNA序列分析,将其鉴定为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)。
【关键词】淀粉酶分离鉴定诱变育种淀粉酶是能催化淀粉水解转化成葡萄糖、麦芽糖及其它低聚糖的一类酶的总称[1] 。
淀粉酶类大约占据了25 %的酶市场[2] ,在淀粉糖工业、食品工业、纺织工业、造纸工业以及酿酒行业中被广泛应用,几乎完全取代了淀粉加工中淀粉的化学水解[3]。
淀粉酶家族包括α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶。
α- 淀粉酶为内切酶,以无规则的方式切开淀粉分子内部的α-1,4糖苷键,而使淀粉生成糊精和低聚糖,是一种钙离子依赖性酶。
β-淀粉酶从非还原性末端顺次切下麦芽糖,为外切酶。
葡萄糖淀粉酶是一种作用于α-1,4糖苷键的外切酶,从非还原糖末端切下葡萄糖分子。
[4]诱变育种已成为菌种选育研究中最常采用的研究手段,近年来,原生质体融合,代谢调控,基因工程等较为定向的诱变育种方法出现,但这些方法成功用在生产上的例子很少。
而紫外诱变育种仍为最广泛采用的诱变育种方法,它不仅可以提高菌株的生产能力,而且还可以改进产品质量,扩大生产,简化工艺;同时,它还具有速度快,收效显著和方法简便等优点,因此在科学实验和生产上都得到了广泛的应用。
本试验应用淀粉平板透明圈法,筛选出了1株产淀粉酶较高的菌株,并对菌种的分离鉴定及紫外诱变育种进行了研究,探讨了该突变株的产酶最适培养条件,为生物工程和淀粉酶工程寻求了更为高效、经济的方法。
土壤中产淀粉酶菌株的分离、纯化与鉴定及高活力淀粉酶菌株的筛选一实验目的1.掌握土壤中分离产淀粉酶菌株的方法。
2.进一步掌握和熟练无菌操作技术。
3.掌握分离纯化微生物的方法。
4.学习和掌握高活力淀粉酶具菌株的筛选方法及原理。
二实验原理在土壤中从在多种可产淀粉酶的菌种,并且芽孢杆菌是不错的菌种,因此,采集土样,对土壤中的芽孢杆菌进行分离纯化,就可得到理想菌株。
在菌株的初选过程中采用涂布平板法,把配好的培养基灭菌后倒成平板,再把稀释好的土样涂布到平板上,置于适宜的条件下进行培养。
24h后对其进行鉴定,鉴定的方法是在培养好的菌株上滴加碘液,周围出现透明圈的为产淀粉酶的菌株,并且透明圈与菌落直径的比值越大,说明菌种越纯或菌株的生产性能越高。
然后再进行复选,复选时采用平板划线法或斜面划线法,挑取的菌落为透明圈与菌落直径比值较大的,进行多步筛选就可得到较纯的菌株。
枯草芽孢杆菌能产生淀粉酶,因此昆仑生化公司淀粉酶生产车间周围采集的土壤稀释,再用涂布平板法对菌株进行初步培养,在培养出的菌落周围滴淀粉溶液,对周围出现透明圈的菌落在进行平板划线培养,在地如淀粉溶液鉴定,对周围出现透明圈的菌落进行斜面划线培养,就可得到较纯的产淀粉酶的菌株。
三实验器材与材料3.1 实验仪器:培养皿20个(8个做菌株的培养,其余的做筛选及分离纯化)、三角瓶(250ml 3个,100ml 6个)、试管14支(8支稀释时用,6支做斜面)、移液管14支(稀释样液)、100ml量筒、吸耳球、涂布棒、玻璃棒、酒精灯、接种环、烧杯等。
高压蒸汽灭菌锅、恒温培养箱、无菌操作台、恒温水浴锅、摇床、电炉、天平等。
3.2 实验材料:1.固体培养基配制:可溶性淀粉2%、蛋白胨10g、氯化钠5g、牛肉膏3g、琼脂条20g、水1000ml。
2.液体培养基配制:蛋白胨10g、氯化钠5g、牛肉膏3g、水1000ml3.3 :其它棉花、棉绳、纱布等3.4土壤采集:采土样地点选好后,用小铲子去除5厘米表土,取离地面5-15厘米的土样10-25g,盛于预先灭菌的牛皮纸袋中扎紧,并标注时间及地点土样采集时间:2012年5月12日土样采集地点:甘肃省张掖市昆仑生化公司淀粉生产车间周围四实验步骤4.1 实验流程:配制培养基→土样采集→制备菌悬液→菌株的初选(涂布平板)→鉴定→平板划线纯化→选育→筛选高产淀粉酶菌株4.2初选:4.2.1 淀粉培养基的配制分别称取可溶性淀粉12g、蛋白胨6g、氯化钠3g、牛肉膏1.2g、琼脂条12g,放入烧杯中,用自来水定容至600ml,加热使之全部溶解(琼脂条用剪刀剪碎后加入)后装入三角瓶中。
Admin [选取日期]土壤中产淀粉酶菌株的分离、纯化鉴定及高活力淀粉酶菌株的筛选一、实验目的1、掌握从土壤中分离产淀粉酶菌株的方法2、掌握平板法分离与纯化微生物的技术3、进一步熟练和掌握无菌操作技术二、实验原理培养基是供微生物生长、繁殖、代谢的混合养料。
由于微生物具有不同的营养类型,对营养物质的要求也各不相同。
但从营养角度分析,培养基中一般含有微生物所需的C源、N源、无机盐、生长因子以及水等。
从混杂微生物群体中获得只含某一种或某一株微生物的过程称为微生物的分离纯化。
平板分离法普遍适用于微生物的分离与纯化,其基本原理是选择适合于待分离微生物的生长条件,或加入某种抑制剂造成只利于该微生物生长,而抑制其它微生物生长的环境,从而淘汰一些不需要的微生物。
稀释涂布法或平板法时常用的分离与纯化的方法,以淀粉作为惟一碳源的培养基培养未分离细菌,能产淀粉酶的细菌能生长,且菌落周围出现透明圈(淀粉不透明,被消化后变透明),则产淀粉酶微生物被分离出来。
本实验采用透明圈检验法检测培养物中是否有产淀粉酶微生物的生长。
分离得到的单个菌落还要进行性能的筛选,分为初选和复选.三、实验材料样品:张掖市甘州区青松村面粉厂周围采集的土样若干试剂:营养琼脂、淀粉、土壤、碘液等仪器:高压蒸汽灭菌锅、恒温培养箱 .移液管、培养皿、试管、三角瓶、量筒、酒精灯、接种环等液体培养基:淀粉10 g、硫酸铵10 g、氯化钠5 g、硫酸0.5 g、磷酸氢二钾1 g、牛肉膏1 g,定容1 L四.实验步骤(一)培养基的配置1.称量按培养基配方比例依次准确地称取牛肉膏、蛋白胨、NaCl放入烧杯中。
牛肉膏常用玻棒挑取,放在小烧杯或表面皿中称量,用热水溶化后倒入烧杯。
2.溶化在上述烧杯中可先加入少于所需要的水量,用玻棒搅匀,然后,在石棉网上加热使其溶解。
待药品完全溶解后,补充水分到所需的总体积。
将称好的琼脂放入已溶化的药品中,再加热溶化,在琼脂溶化的过程中,应控制火力并需不断搅拌,以防琼脂糊底烧焦。
产淀粉酶(a -淀粉酶)细菌菌株筛选
实验目的:
1. 掌握从环境中采集样品并从中分离纯化某种微生物的完整操作步骤。
2. 巩固以前所学的微生物学实验技术。
3. 学习淀粉酶活性的测定方法。
实验原理:
1. a -淀粉酶是一种液化型淀粉酶,它的产生菌芽孢杆菌,广泛分布于自然界,尤其 是在含有淀
粉类物质的土壤等样品中。
2. 从自然界筛选菌种的具体做法, 大致可以分成以下四个步骤: 采样、富集培养、初 步筛
选、分离纯化和性能测定。
a) 采样:即采集含菌种的样品 采集含菌样品前应调查研究一下自己打算筛选的微生物在哪
些地方分布最多, 然后才可着手做各项具体工作。 在土壤中几乎各种微生物都可以找
到, 因而土 壤可说是微生物的大本营。 例如厨房土壤、 面粉加工厂和菜园土壤中淀
粉的分 解菌较多。
b) 富集培养: 富集培养就是在所采集的土壤等含菌样品中加入某些物质, 并创造一些有
利于 待分离微生物生长的其他条件, 使能分解利用这类物质的微生物大量繁殖, 从
而便于我们从其中分离到这类微生物。
c) 初步筛选:
i. (选择培养基) 初筛使用选择培养基对菌种进行培养, 通过培养基的特殊 成分,
来筛选出目的菌种,从而进行培养。
ii. (鉴别培养基) 初筛利用鉴别培养基, 通过添加一些特殊的试剂或成分来 鉴别出
目的菌种,从而筛选出来并对其进行培养。
d) 分离纯化: 通过上述的筛选只能说我们要分离的目的菌种已经存在, 但还要把夹杂在
其中 的杂菌除去,从而得到纯种的菌落。 纯种分离的方法很多,主要有:平板划线 分
离法、稀释分离法、单孢子或单细胞分离法、菌丝尖端切割法等。
e) 性能测定: 分离纯化得到的菌种之后, 所分得的菌种是否具有实验所要求的性能, 还
必须 要进行性能测定后才能决定取舍。
实验材料:
1. 培养基配制:
a) 培养基按以下比例配制后,加蒸馏水调至 100%;
b) 富集培养基:可溶性淀粉 1%、蛋白胨 1%、葡萄糖 0.5%、 NaCl 0.5%、牛肉膏
0.5%、 pH7.0;
c) 分离培养基: 玉米粉 2%、黄豆饼粉 1.5%、琼脂粉 0.8%、CaCl 0.02%、MgSO
4
0.02%、 NaCl 0.25%、 K2HPO4 0.2%、柠檬酸钠 0.2%、硫酸铵 0.075%(溶解后加
入) 、 Na2HPO40.2%、 pH7.0。
2. 主要试剂和溶液的配制:
a) 2%淀粉溶液: 准确称取淀粉 2g 溶于 100ml 0.1mol/L pH5.6 的柠檬酸缓冲液中。
b) 0.1mol/L 的柠檬酸缓冲液、 pH=1.0 的盐酸
c) 1%的3, 5-二硝基水杨酸:精确称取 1g3, 5-二硝基水杨酸,溶于 20ml 2mol/L
氢氧化钠溶液中,加入蒸馏水50ml,再加入四水酒石酸钾钠 30g,待溶解后用 蒸馏水
定容100ml,盖紧瓶塞,隔绝 CQ。
d) 0.1%葡萄糖溶液:准确称取 80 C烘干至恒重的无水葡萄糖 0.1g,去离子水溶
解后定容至100ml。
e) 0.1%标准麦芽糖溶液:称取麦芽糖 100mg,用蒸馏水溶解并定容至 100ml。
四、 实验方法:
1. 采样与稀释:
a)从实验楼前的小树林中采集土样,称取 5g 土样,放入装有 45mL无菌水的三
角瓶中,震荡20m in后静置5min。然后对其进行浓度梯度稀释到 10-6,分别
稀释到10-4、10-5、10-6浓度下。
2. 富集培养:
a)从上述土壤稀释液中各取 1 mL注入无菌培养皿中,然后倒入火菌并融化冷却 至50C左
右的富集培养基,小心摇动冷凝后,倒置于 37C保温箱中培养 24
小时。
3. 初步筛选:
a)培养24小时后,取出平板,向平板中注入 1滴革兰氏碘液,因淀粉遇碘变蓝
色,如菌落周围有无色透明圈, 说明该菌能分解淀粉, 即该菌株可以产生淀粉
酶。通过影印法或点种法将可以产生淀粉酶的菌株接种到相同的无菌培养中, 重复操
作进行培养。
4. 分离纯化:
a)初筛所得的菌落中选择菌落周围透明圈和菌落直径之比值较大的菌落, 进行划
线分离。将划线分离后的培养皿放入 37 C培养箱中培养24小时。
5. 性能测定:
a)标准曲线的制作:
i. 取7支20ml预先洁净灭菌干燥的试管,编号,加入试剂见表 1。每个浓
度做3个平行样本。摇匀,至沸水浴中煮沸 5min。取出后流水冷却,加
蒸馏水定容至20ml,以1号管作为空白调零点,在 520nm的波长下比色
测定吸光度值,并建立通过吸光度值求麦芽糖含量的回归方程。
表1淀粉酶标准曲线的制作
试吕号 麦芽糖标准液 麦芽糖含量 蒸馏水 3, 5-二硝基水杨
(ml) (mg) (ml) 酸(ml)
1 0 0 2.0 2.0
2 0.2 0.2 1.8 2.0
3 0.6 0.6 1.4 2.0
4 1.0 1.0 1.0 2.0
5 1.4 1.4 0.6 2.0
6
1.8 1.8 0.2 2.0
7 2.0 2.0 0 2.0
b) 酶活力测定:
i. 首先制备待测粗酶液:取培养好菌株的分离培养基进行 4000rpm 离心 20min,并收集
上清液即为待测粗酶液。
ii. 取 20ml 预先洁净灭菌干燥的具塞刻度试管,编号。并按步骤操作:取粗
酶液1.0ml T 加2%的可溶性淀粉1ml,蒸馏水3ml,于60 C水浴中 预热5min T 加
o.iml/l柠檬酸缓冲液(pH6.0)1ml于60 C水浴中 保温30min T 加3, 5-二硝基水
杨酸1.5ml,沸水浴中煮沸 5min,迅 速冷却,加蒸馏水定容至 20ml。
iii. 空白对照:取粗酶液 1.0ml,加入pH1.0的盐酸钝化淀粉酶,使酶失活, 在按照
以上步骤操作。定容、摇匀后,用分光光度计测定 520nm 处的 OD 值。
iv. 在上述条件下,以单位体积样品在 30min 释放 1mg 麦芽糖所需的酶量为 一个麦
芽糖单位表示酶活性。
五、 结果与分析: (待测)