微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)與實(shí)踐應(yīng)用
微生物實(shí)驗(yàn)知識(shí)總結(jié)與實(shí)踐應(yīng)用
經(jīng)過(guò)這學(xué)期學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作,我對(duì)《微生物實(shí)驗(yàn)》有了一些初步的認(rèn)識(shí),也從中學(xué)習(xí)到了有用的知識(shí)!段⑸飳W(xué)實(shí)驗(yàn)》是要求我們掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)的基本操作和技能訓(xùn)練,初步了解和掌握先進(jìn)的技術(shù)和方法,與迅速發(fā)展的科學(xué)前沿接軌。微生物:包括細(xì)菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動(dòng)物、顯微藻類(lèi)等在內(nèi)的一大類(lèi)生物群體,它個(gè)體微小,卻與人類(lèi)生活關(guān)系密切。涵蓋了有益有害的眾多種類(lèi),廣泛涉及健康、食品、醫(yī)藥、工農(nóng)業(yè)、環(huán)保等諸多領(lǐng)域。我將我這學(xué)期學(xué)到的微生物學(xué)知識(shí),結(jié)合生活和工業(yè)當(dāng)中的一些應(yīng)用,歸納如下:
在吾爾恩老師的帶領(lǐng)下,我們先從最基本的知識(shí)學(xué)起。(1)無(wú)菌操作技術(shù):高溫對(duì)微生物具有致死效應(yīng),因此微生物在轉(zhuǎn)接過(guò)程中,一般再火焰旁進(jìn)行,并用火焰直接灼燒接種環(huán),已達(dá)到滅菌的目的。在做實(shí)驗(yàn)時(shí)要保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,以后的實(shí)驗(yàn)中多數(shù)操作都必須再火焰旁進(jìn)行。
(2)培養(yǎng)基的制備:培養(yǎng)基是人工配置的生物生長(zhǎng)繁殖或積累代謝產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì),用以培養(yǎng)、分離、鑒別微生物或積累代謝產(chǎn)物。自然界中培養(yǎng)基的種類(lèi)很多,但是不同的培養(yǎng)基中,一般含有水分、碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子等,不同類(lèi)別的微生物對(duì)PH值的要求一般不同。
(3)消毒與滅菌:滅菌是用理化方法殺死一定物質(zhì)中的微生物的微生物學(xué)基本技術(shù)。滅菌的徹底程度受滅菌時(shí)間與滅菌劑強(qiáng)度的制約。微生物對(duì)滅菌劑的抵抗力取決于原始存在的群體密度、菌種或環(huán)境賦予菌種的抵抗力。滅菌是獲得純培養(yǎng)的必要條件,也是食品工業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域中必需的技術(shù)。是指用物理或化學(xué)的方法殺滅全部微生物,包括致病和非致病微生物以及芽孢,使之達(dá)到無(wú)菌保障水平。經(jīng)過(guò)滅菌處理后,未被污染的物品,稱無(wú)菌物品。經(jīng)過(guò)滅菌處理后,未被污染的區(qū)域,稱為無(wú)菌區(qū)域。
(4)平板分離與活菌計(jì)數(shù):平板分離計(jì)數(shù)法是將待測(cè)菌液經(jīng)適當(dāng)稀釋,涂布在平板上。經(jīng)培養(yǎng)后在平板上形成肉眼可見(jiàn)的菌落。根據(jù)稀釋倍數(shù)和取樣量計(jì)算出樣品中細(xì)胞密度。平板分離法主要有:1.平板劃線分離法。2.稀釋涂布平板法。
(5)革蘭氏染色法:革蘭氏染色法可將細(xì)菌分為革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌(G+)和革蘭氏陰性細(xì)菌(G-)兩種類(lèi)型。這是兩種細(xì)菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和組成的差異決定的。大腸桿菌是革蘭氏陰性桿狀細(xì)菌,金黃色葡萄球菌是革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌,經(jīng)過(guò)革蘭氏染色后兩者呈現(xiàn)不同的顏色,在顯微鏡下便于進(jìn)行觀察
我們學(xué)習(xí)微生物實(shí)驗(yàn)技術(shù),就是要把微生物的實(shí)驗(yàn)技能應(yīng)用于實(shí)踐生產(chǎn),培養(yǎng)繁育細(xì)菌收集細(xì)菌代謝產(chǎn)物,應(yīng)用于藥業(yè)、工業(yè),產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)利益。制備培養(yǎng)基是微生物實(shí)驗(yàn)技術(shù)操作的重要環(huán)節(jié),按照培養(yǎng)基的功能分類(lèi)培養(yǎng)基的類(lèi)型有:1.選擇培養(yǎng)基。2.鑒別培養(yǎng)基。在工業(yè)生產(chǎn)中常常應(yīng)用于培養(yǎng)微生物的主要是-發(fā)酵罐。我將微生物在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用總結(jié)如下:
微生物技術(shù)的應(yīng)用在當(dāng)今社會(huì)中已取得了很大的作用,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥業(yè)、畜牧業(yè)等各個(gè)行業(yè)中都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,但相對(duì)于微生物技術(shù)廣闊的前景來(lái)看,這些應(yīng)用是微不足道的,現(xiàn)代的微生物技術(shù)主要的發(fā)展趨勢(shì)是:
(1)將微生物應(yīng)用在基因組的研究上,微生物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、代謝途徑和產(chǎn)物多樣,是人類(lèi)解開(kāi)生命之謎的最好的研究材料。
(2)新微生物類(lèi)群的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用,一些新發(fā)現(xiàn)的在極端高溫、高壓、低溫、酸堿、高鹽、強(qiáng)輻射等情況下存活的微生物,其體內(nèi)可能含有在極端條件下催化反應(yīng)的酶,極有可能開(kāi)辟研究的新天地。
(3)生物質(zhì)資源導(dǎo)向性新經(jīng)濟(jì)體制的建立,解決環(huán)境、資源、糧食問(wèn)題的最根本途徑是開(kāi)發(fā)利用可再生的生物質(zhì)資源,因此,隨著人們對(duì)可持續(xù)發(fā)展意識(shí)的增強(qiáng),社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式將由石油導(dǎo)向型向生物導(dǎo)向型轉(zhuǎn)化,而且微生物技術(shù)在實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的過(guò)程中將起到關(guān)鍵的核心作用:使用生物質(zhì)資源的生物綜合利用工藝不造成或少造成環(huán)境污染,使用生物質(zhì)資源沒(méi)有二氧化碳凈產(chǎn)生,產(chǎn)品都是生物可降解的,廢棄物可通過(guò)生物技術(shù)再轉(zhuǎn)化為資源等。
(4)微生物技術(shù)應(yīng)用是可持續(xù)發(fā)展的基石,在將來(lái)的社會(huì)發(fā)展中,微生物技術(shù)將繼續(xù)在發(fā)酵工業(yè)、生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中開(kāi)拓廣闊的發(fā)展空間,并將在未來(lái)的資源循環(huán)型化學(xué)產(chǎn)業(yè)和環(huán)境生物產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
通過(guò)對(duì)微生物進(jìn)行分離、接種與培養(yǎng)特征觀察,對(duì)微生物的染色、鑒定與顯微個(gè)體觀察,應(yīng)用微生物檢驗(yàn)飲用水及空氣的衛(wèi)生,我們逐步了解微生物的特性和形態(tài),逐步學(xué)會(huì)利用微生物對(duì)各種樣品進(jìn)行檢測(cè)的方法。
我們懂得做實(shí)驗(yàn)需要有嚴(yán)謹(jǐn)和細(xì)心的精神。在實(shí)驗(yàn)的絕大部分過(guò)程中,都需要無(wú)菌操作,即對(duì)與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)人的手,實(shí)驗(yàn)工具器具儀器,溶液等都需要進(jìn)行嚴(yán)格的消毒滅菌。如果因?yàn)椴簧,便?huì)造成其它細(xì)菌的感染,直接導(dǎo)致試驗(yàn)的失敗。
微生物的實(shí)驗(yàn)除了讓我們進(jìn)一步深刻的了解微生物這一廣泛分布在天地間的“清潔工”,初步了解微生物在環(huán)境工程領(lǐng)域的應(yīng)用。還培養(yǎng)了我們嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)精神,只有擁有這些精神的人,才能在試驗(yàn)中獲得正確的結(jié)果,才能學(xué)會(huì)在試驗(yàn)中不斷探索,不斷進(jìn)取。
擴(kuò)展閱讀:微生物實(shí)習(xí)總結(jié)
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
201*《微生物學(xué)》教學(xué)實(shí)習(xí)總結(jié)
專業(yè):課程名稱:實(shí)習(xí)時(shí)間:學(xué)號(hào):植物保護(hù)(微生物工程方向)指導(dǎo)老師:紀(jì)春艷,阮小蕾,卓侃微生物教學(xué)實(shí)習(xí)201*.04.23-04.27(第十周)201*30201*19學(xué)生姓名王艷麗班級(jí):09植保微生物2班一、實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
(一)土壤微生物的分離、培養(yǎng)及識(shí)別
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容
目的:1)掌握從土壤中分離微生物的方法
2)掌握常用的分離純化微生物的操作技術(shù)內(nèi)容:1)用稀釋法分離細(xì)菌、放線菌和霉菌2)用平板劃線方法分離微生物3)斜面接種及穿刺接種
2.實(shí)驗(yàn)原理
①?gòu)幕祀s的微生物群體中獲得只含有某一種或某一株微生物的過(guò)程稱為微生物的分離與純化,方法有:?jiǎn)渭?xì)胞挑取法、平板劃線法和稀釋倒平板法。本實(shí)驗(yàn)利用稀釋倒平板從土壤中分離細(xì)菌、放線菌和霉菌;驹頌椋簩⒑懈鞣N微生物的土壤懸浮液進(jìn)行稀釋后涂布接種到各種選擇培養(yǎng)基平板上,在不同條件下培養(yǎng),從而使各種微生物在各自的培養(yǎng)基上形成單菌落。單菌落是一個(gè)細(xì)胞繁殖而成的集合體,即是一個(gè)純培養(yǎng)。
②平板菌落計(jì)數(shù)法是將待測(cè)樣品經(jīng)適當(dāng)稀釋之后,其中的微生物充分分散為單個(gè)細(xì)胞,取一定量的稀釋樣液接種到不同選擇性培養(yǎng)基的平板上,經(jīng)過(guò)培養(yǎng),由每個(gè)單細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖而形成肉眼可見(jiàn)的菌落,進(jìn)行平板菌落計(jì)數(shù)。
3.實(shí)驗(yàn)材料
1)培養(yǎng)基已滅菌的牛肉膏、高氏一號(hào)、查氏培養(yǎng)基。2)儀器及用具99mL無(wú)菌水1瓶,含9mL無(wú)菌水的試管6支,80%乳酸,95%乙醇,無(wú)菌培養(yǎng)皿,1mL無(wú)菌移液管,土壤樣品、天平、稱量紙、鑰匙、試管架、涂布器。4.操作步驟
(一)土壤稀釋分離法分離純化細(xì)菌、放線菌和霉菌1.土壤樣品采集
待測(cè)地塊上,若地塊面積小于50平方米,對(duì)角線三點(diǎn)采樣,若大于50平方米,對(duì)角線五點(diǎn)采樣。一般定點(diǎn)于耕作層0--20cm,先除去表土1--2cm,以無(wú)菌鏟采土足量充分混勻后用無(wú)菌塑料袋分裝。
2.無(wú)菌操作制備土壤稀釋液
1)制備土壤懸液:稱取土樣1g,迅速倒入含有99mL無(wú)菌水的三角瓶中,振蕩5~10min,使土樣充分打散,即成10-2的土壤懸液。
2)稀釋:用無(wú)菌移液管吸10-2的土壤懸液1mL,吹入9mL無(wú)菌水即成10-3稀釋液,如此重復(fù),可依次制成10-3~10-8的稀釋液。注意:操作時(shí)管尖不能接觸液面,每一個(gè)稀釋度換用一支移液管,每次吸入土液后,要將移液管插入液面,吹吸3次,每次吸上的液面要高于前一次,以減少稀釋中的誤差。3.涂布法測(cè)定菌落數(shù)的方法
1)涂布法:將0.1~0.2mL菌懸液滴在平板表面中央位置,右手拿無(wú)菌涂布器平放于平板表面,將菌液先沿一條直線輕輕來(lái)回推動(dòng),使之均勻分布,然后改變方向沿另一垂直線來(lái)回推動(dòng),平板邊緣可改變方向用涂布器再涂布幾次。
2)接種量和培養(yǎng)基:細(xì)菌:取10-6、10-7、10-8兩管稀釋液各0.2mL,分別接入兩個(gè)牛肉膏蛋白胨瓊脂平板中,涂布均勻。放線菌:取10-2、10-3、10-4兩管稀釋液,在每管中加入10%酚液5~6滴,搖勻,靜置片刻,然后分別從兩管中吸出0.2mL加入高氏1號(hào)培養(yǎng)基平板中,涂布均勻。霉菌:取10-2、10-3、10-4兩管稀釋液各0.2mL,分別接入查氏培養(yǎng)基中,涂布搖勻。
4.培養(yǎng)將接種好的細(xì)菌、放線菌、霉菌平板倒置,即皿蓋朝下放置,于28~30℃中恒溫培養(yǎng),細(xì)菌培養(yǎng)1~2d,放線菌培養(yǎng)5~7d,霉菌培養(yǎng)3~5d。觀察生長(zhǎng)的菌落,用于進(jìn)一步純化分離或直接轉(zhuǎn)接斜面。
5.劃線分離細(xì)菌用接種環(huán)從待純化的菌落或待分離的斜面菌種只沾取少量菌樣,在相應(yīng)培養(yǎng)基平板中劃線分離。劃線的方法多樣,目的是獲得單個(gè)菌落。常用的劃線方法有兩種:連續(xù)劃線和分區(qū)劃線。
6.穿刺接種霉菌用接種針將培養(yǎng)出的霉菌挑出,接種到新的查氏培養(yǎng)基上。5.注意事項(xiàng)
1)一般土壤中,細(xì)菌最多,放線菌及霉菌次之,而酵母菌主要見(jiàn)于果園及菜園土壤中。故從土壤中分離細(xì)菌時(shí),要取較高的稀釋度,否則菌落連成一片不能計(jì)數(shù)。
2)在土壤稀釋分離操作中,每稀釋10倍,最好更換一次移液管,使計(jì)數(shù)準(zhǔn)確。3)放線菌的培養(yǎng)時(shí)間較長(zhǎng),故制平板的培養(yǎng)基用量可適當(dāng)增多。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
①本小組任務(wù)是用涂布法分離土壤中的真菌,選用的是查氏培養(yǎng)基,因細(xì)菌長(zhǎng)勢(shì)比真菌快,且培養(yǎng)基中未加鏈霉素、抗生素等抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的物質(zhì),因此本次實(shí)驗(yàn)用于分離的9個(gè)培養(yǎng)皿全部長(zhǎng)出了細(xì)菌,只有處理濃度為10-4土壤懸液中的一個(gè)皿中長(zhǎng)出了少量真菌(即霉菌)菌落。②劃線法分離細(xì)菌:其中一個(gè)皿劃線重復(fù),未達(dá)到劃線稀釋的目的,最后沒(méi)有長(zhǎng)出單菌落,另一個(gè)皿雖劃線無(wú)重復(fù),但是劃線次數(shù)較少,也沒(méi)有分離出單菌落。
③霉菌分離:接種的地方有霉菌菌落長(zhǎng)出,但其他地方也有霉菌菌落,分離結(jié)果不好。(二)水的細(xì)菌學(xué)檢查細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定1.目的要求
通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握水樣的采集和水樣中細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定方法。2.實(shí)驗(yàn)原理1)水中細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定
水中的細(xì)菌總數(shù)越多,說(shuō)明水中有機(jī)物的含量就越高,水體被有機(jī)物污染的程度越重。水中細(xì)菌的種屬繁多,以一定的培養(yǎng)基平板上生長(zhǎng)出來(lái)的菌落,計(jì)算出來(lái)的水中的細(xì)菌的總數(shù)實(shí)際上是一種近似值。
絕大多數(shù)腐生性和致病性的細(xì)菌,可在肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上進(jìn)行生長(zhǎng)。因此應(yīng)用平板菌落計(jì)數(shù)技術(shù)來(lái)測(cè)定水樣中的細(xì)菌總數(shù)基本上能代表水樣中細(xì)菌的數(shù)量。
2)水中細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定和計(jì)算
在肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上,1ml水樣,經(jīng)37℃,24h培養(yǎng)后所生長(zhǎng)出來(lái)的總菌數(shù)。我國(guó)飲用水的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo):在1ml自來(lái)水中細(xì)菌總數(shù)不得超過(guò)100個(gè)。
3.實(shí)驗(yàn)器材
培養(yǎng)基:肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基;滅菌水
其他用具:滅菌三角瓶,滅菌培養(yǎng)皿,滅菌試管等4.操作步驟
1)水樣的采集
自來(lái)水:水龍頭火焰灼燒3min,再開(kāi)放水龍頭流水5min后,以滅菌三角瓶接取水樣。湖水:取距水面10-15cm的深層水樣,最好立即實(shí)驗(yàn),否則放入冰箱中保存。
2)細(xì)菌總數(shù)測(cè)定(1)自來(lái)水
A、用滅菌管吸取1ml水樣,注入滅菌培養(yǎng)皿中,做兩個(gè)皿。
B、分別傾入約15ml已溶化并冷卻到45℃左右的肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基,在桌上作平面旋搖,使水樣與培養(yǎng)基充分混勻。
C、另取一空的滅菌培養(yǎng)皿,傾入約15ml肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基,作空白對(duì)照。D、培養(yǎng)基凝固后,倒置于37℃中,培養(yǎng)24h,進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)。(2)湖水A、稀釋水樣:
a、取4個(gè)滅菌空試管,分別加入9ml滅菌水。b、取1ml水樣注入第一管9ml滅菌水內(nèi)、搖勻。
c、再自第一管取1ml至下一管滅菌水內(nèi),如此稀釋到第四管,稀釋度分別為10-1、10-2、10-3、10-4。
B、自最后三個(gè)稀釋度的試管中各取1ml稀釋水加入空的滅菌培養(yǎng)皿中,每一稀釋度做兩個(gè)培養(yǎng)皿。
C、各傾入約15ml已溶化并冷卻到45℃左右的肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基,在桌上作平面旋搖,使水樣與培養(yǎng)基充分混勻。D、培養(yǎng)基凝固后,倒置于37℃中,培養(yǎng)24h,進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)。
3)菌落計(jì)數(shù)
1、自來(lái)水:兩個(gè)平板的平均菌落數(shù)即為1ml水樣的細(xì)菌總數(shù)。2、湖水:
(1)先計(jì)算相同稀釋度的平均菌落數(shù)。若其中一個(gè)平板有較大片狀菌苔生長(zhǎng)時(shí),則不應(yīng)采用,而應(yīng)以無(wú)片狀菌苔生長(zhǎng)的平板作為該稀釋度的平均菌落數(shù)。若片狀菌苔的大小不到平板的1/2,而其余的一半菌落分布又很均勻時(shí),則可將此一半的菌落數(shù)乘2以代表全平板的菌落數(shù)。
(2)首先選擇平均菌落數(shù)在30-300之間的,當(dāng)只有一個(gè)稀釋度的平均菌落數(shù)符合此范圍時(shí),則以該平均菌落數(shù)乘其稀釋倍數(shù)即為該水樣的細(xì)菌總數(shù)。
(3)若有兩個(gè)稀釋度的平均菌落數(shù)均在30-300之間,則按兩者菌落總數(shù)之比值來(lái)決定。若其比值小于2,采取兩者的平均值,若大于2,則取其中較小的菌落總數(shù)。
(4)若所有稀釋度的平均菌落數(shù)均大于300,則應(yīng)按稀釋度最高的平均菌落數(shù)乘以稀釋倍數(shù)。
(5)若所有稀釋度的平均菌落數(shù)均小于30,則應(yīng)按稀釋度最低的平均菌落數(shù)乘以稀釋倍數(shù)。
(6)若所有稀釋度的平均菌落數(shù)均不在30-300之間,則以最近300或30的平均菌落數(shù)乘以稀釋倍數(shù)。
5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
⑴自來(lái)水:對(duì)照平板菌落為:0。自來(lái)水樣兩平板的菌落數(shù)分別為:3、1。所以1ml水樣的細(xì)菌總數(shù)為2個(gè)/ml。
⑵湖水
湖水樣不同稀釋度的平均菌落數(shù)10-2湖水1湖水2平均877.510-3433.510-4396.0由于所有稀釋度的平均菌落數(shù)均小于30,所以按照稀釋度最低的平均菌落數(shù)乘以稀釋倍數(shù)。湖水中的細(xì)菌總數(shù)為7.5×102個(gè)/ml。
6.思考題
1、從自來(lái)水水樣細(xì)菌總數(shù)檢測(cè)的結(jié)果判斷是否符合飲用水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)?
答:由于我國(guó)飲用水的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)為:在1ml自來(lái)水中細(xì)菌總數(shù)不得超過(guò)100,而小組測(cè)定的自來(lái)水中細(xì)菌數(shù)為2個(gè)/ml。所以從自來(lái)水水樣細(xì)菌總數(shù)檢測(cè)的結(jié)果看,符合飲用水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
2、你所測(cè)的池塘水、河水、湖水的污穢度如何?通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)銓?duì)保護(hù)水資源有何認(rèn)識(shí)?答:我組所測(cè)的湖水污穢度較高,可能存在誤差。通過(guò)實(shí)驗(yàn)使我們明白只有保護(hù)水源,保證其清潔,才能保證我們?nèi)祟?lèi)自身的利益,無(wú)論是飲食方面,還是環(huán)境方面。
3、試與其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,從中判斷你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差如何?原因是什么?答:與其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較,我組自來(lái)水水樣細(xì)菌總數(shù)與他組相差不大,但湖水細(xì)菌總數(shù)少一些,可能原因是用傾注法倒入培養(yǎng)基時(shí),培養(yǎng)基未冷卻至45℃一下,所以高溫殺死了大量細(xì)菌。
4、請(qǐng)回答:干熱滅菌、高壓濕熱滅菌、過(guò)濾除菌的原理及適用范圍。
答:1干熱滅菌:通過(guò)燒灼或烘烤等方法,使微生物酶、蛋白質(zhì)變性而殺死微生物。干熱滅菌包括:
①烘箱熱空氣法:適用于金屬和玻璃器皿的滅菌,也是唯一可用于油料和粉料物質(zhì)的滅菌方法。
②火焰焚燒法:常使用酒精燈火焰焚燒接種環(huán)、接種針和試管口等經(jīng)焚燒不會(huì)損壞的物品。2高壓濕熱滅菌:熱蒸汽對(duì)細(xì)胞成分的破壞作用更強(qiáng),水分子的存在有助于破壞維持蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的氫鍵和其他相互作用弱鍵,更易使蛋白質(zhì)變形,還可以使細(xì)胞膜脂溶解。高壓真氣還可以破壞核酸結(jié)構(gòu),殺滅那些蛋白質(zhì)外殼變性后仍具有侵染性的病毒。熱蒸汽比空氣穿透力強(qiáng),能更加有效地殺滅微生物。蒸汽存在潛熱,當(dāng)氣體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w時(shí)可放出大量熱量,顧可迅速提高滅菌物體的溫度。
①水煮沸法:適用于注射器、解剖用具及家庭餐具的消毒。
②高壓蒸汽鍋法:主要用于各種耐熱耐濕物品的物品,如一般培養(yǎng)基、生理鹽水等各種溶液、工作服及實(shí)驗(yàn)器材等。
3過(guò)濾除菌:將液體通過(guò)某種多孔的材料,使微生物與液體分離?捎糜趯(duì)熱敏感液體的滅菌,如含有酶或維生素的溶液、血清等。還可用于啤酒生產(chǎn)代替巴斯德消毒。
二、實(shí)習(xí)學(xué)習(xí)參觀益力多公司參觀及珠江啤酒集團(tuán)參觀
(一)益力多乳制品制作流程及工藝
原料溶解罐(用熱水將奶粉及糖類(lèi)溶解成液狀奶)→殺菌機(jī)(殺菌后得到清潔的原料汁)→種菌罐(存儲(chǔ)益力多菌)→培養(yǎng)罐(用益力多菌發(fā)酵,制造發(fā)酵液)→糖漿罐(制造糖漿)→調(diào)和液儲(chǔ)存罐(將糖漿加到發(fā)酵液中制得原料液)→混合機(jī)(將原料液和原料水混合調(diào)配成益力多的味道)→成形機(jī)(制造益力多容器)→灌裝機(jī)(灌裝益力多液)→封蓋機(jī)(封蓋)→收縮包裝機(jī)(5支及50支包裝成形)
(二)微生物與益力多乳制品制作(微生物原理)
乳制品生產(chǎn)過(guò)程中利用的微生物是乳酸菌。益力多乳制品主要與干酪乳桿菌代田株(即益力多菌)密切相關(guān),它利用人們提供的底物原料,在適宜的條件下大量生長(zhǎng)、繁殖,是一種益生菌。益力多乳制品提供的是一種活菌,而不是益力多菌的代謝產(chǎn)物,據(jù)說(shuō),在一瓶益力多飲品中就有100億個(gè)活性細(xì)菌。益力多菌符合益生菌的7個(gè)條件,即:1.能夠耐受胃液、膽汁、以存活的狀態(tài)到達(dá)腸內(nèi);2.能夠在腸內(nèi)增殖;3.被科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明能夠改善腸內(nèi)菌群;4.能夠確保安全性;5.原來(lái)就是人體腸道菌群的一種;6.存活在食品中并能保持有效的菌數(shù);7.價(jià)廉且容易處理。產(chǎn)品一般可以改善微生物與酶的平衡或刺激特異性與非特特異性免疫,從而改善腸道菌群構(gòu)成。飲用益力多菌可抑制腸內(nèi)有害菌的增殖,有害菌所產(chǎn)生的各種有害物質(zhì)則相應(yīng)減少。此外,益力多菌產(chǎn)生的乳酸及乙酸能刺激腸道運(yùn)行而改善排便。有研究表明,益力多菌能使體內(nèi)NK細(xì)胞活性化,促進(jìn)抗體的產(chǎn)生,從而提高人體自身對(duì)細(xì)胞的功擊和病原體感染的防御能力。
(三)珠江啤酒釀造流程及工藝
麥芽倉(cāng)(儲(chǔ)存麥芽)→粉碎機(jī)(粉碎麥芽)→糖化鍋(粉碎后的麥芽和一定量的釀造水混合,麥芽中的蛋白質(zhì)分解成多肽和氨基酸,淀粉分解成麥芽糖、葡萄糖等糖類(lèi)物質(zhì)的過(guò)程)→大米篩選機(jī)→大米粉碎機(jī)(原料與處理)→糊化鍋(大米糊化)→麥芽過(guò)濾槽(過(guò)濾糊化雜質(zhì))→煮沸鍋(過(guò)濾后的麥汁加入酒花、麥汁澄清劑等輔料,完成煮沸過(guò)程,目的是使麥汁達(dá)到一定濃度,殺死麥汁中全部的酶和致病菌及麥汁中的蛋白質(zhì)絮凝等)→酒花濾除器→回旋沉淀槽(去除麥汁中的熱凝固物,使煮沸后的麥汁清亮透明)→麥汁冷卻器(利用4℃冰水,經(jīng)過(guò)薄板換熱器將麥汁冷卻到工藝規(guī)定的溫度)→空氣過(guò)濾器→酵母培養(yǎng)及添加罐(培養(yǎng)酵母)→發(fā)酵罐(酵母利用麥汁中碳源和氮源兩大能源物質(zhì),經(jīng)過(guò)有氧呼吸和無(wú)氧發(fā)酵,將麥汁中的可發(fā)酵性糖分解成酒精、二氧化碳和其他一系列發(fā)酵副產(chǎn)物的過(guò)程)→啤酒添加劑添加罐→緩沖罐硅藻土添加罐→硅藻土過(guò)濾罐→硅藻土過(guò)濾機(jī)(利用硅藻土對(duì)啤酒后期處理)→冷儲(chǔ)藏→過(guò)濾器→儲(chǔ)酒罐→灌裝→出場(chǎng)
(四)微生物與珠江啤酒釀造(微生物原理)
用于啤酒釀造的微生物為酵母菌,啤酒的生產(chǎn)是依靠純種啤酒酵母利用麥芽汁中的糖,氨基酸等可發(fā)酵性物質(zhì)通過(guò)一系列的生物化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生乙醇,二氧化碳及其他代謝副產(chǎn)物,從而得到具有獨(dú)特風(fēng)味的低度飲料酒。啤酒發(fā)酵過(guò)程中主要涉及糖類(lèi)和含氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化以及啤酒風(fēng)味物質(zhì)的形成等有關(guān)基本理論。
冷麥汁接種啤酒酵母后,發(fā)酵即開(kāi)始進(jìn)行。啤酒發(fā)酵是在啤酒酵母體內(nèi)所含的一系列酶類(lèi)的作用下,以麥汁所含的可發(fā)酵性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為底物而進(jìn)行的一系列生物化學(xué)反應(yīng),通過(guò)新陳代謝最終得到一定量的酵母菌體和乙醇,CO2以及少量的代謝副產(chǎn)物如高級(jí)醇、酯類(lèi)、連二酮類(lèi)、醛類(lèi)、酸類(lèi)和含硫化合物等發(fā)酵產(chǎn)物,這些發(fā)酵產(chǎn)物影響到啤酒的風(fēng)味、泡沫性能、色澤、非生物穩(wěn)定性等理化指標(biāo),并形成了啤酒的典型性。啤酒發(fā)酵分主發(fā)酵(旺盛發(fā)酵)和后熟兩個(gè)階段。在主發(fā)酵階段,進(jìn)行酵母的適當(dāng)繁殖和大部分可發(fā)酵性糖的分解,同時(shí)形成主要的代謝產(chǎn)物乙醇和高級(jí)醇、醛類(lèi)、雙乙酰及其前驅(qū)物質(zhì)等代謝副產(chǎn)物;后熟階段主要進(jìn)行雙乙酰的還原使酒成熟,完成殘?zhí)堑睦^續(xù)發(fā)酵和CO2的飽和,使啤酒口味清爽,并促進(jìn)了啤酒的澄清。
(五)益力多公司參觀及珠江啤酒集團(tuán)參觀感受
參觀完益力多公司及珠江啤酒集團(tuán),深刻體會(huì)到微生物與我們的生活息息相關(guān),微生物雖不起眼,卻對(duì)人類(lèi)的生活有巨大的影響,加深了我對(duì)微生物學(xué)的興趣,同時(shí)對(duì)益力多公司及珠江啤酒集團(tuán)一系列自動(dòng)化設(shè)備表示贊嘆。通過(guò)參觀,了解了實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中微生物發(fā)酵工藝、流程、原理,理論與實(shí)際相結(jié)合,增進(jìn)了對(duì)課本知識(shí)的理解。
三、實(shí)習(xí)小論文
啤酒制作過(guò)程中有害微生物的污染及控制
[摘要]本文主要講述啤酒制作過(guò)程中有害微生物的類(lèi)群、危害、鑒定及控制方法。
1.啤酒有害微生物
啤酒生產(chǎn)中,有害微生物主要來(lái)源于壓縮空氣、水源、原料與輔料、接種酵母、設(shè)備與管路、包裝材料以及各種用具、操作人員及周?chē)h(huán)境等,種子酵母的污染和制作過(guò)程中的無(wú)菌程度尤其重要。有害微生物的生長(zhǎng)繁殖會(huì)嚴(yán)重影響啤酒的風(fēng)味、色澤、質(zhì)量,因此能夠快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出啤酒制作過(guò)程中的有害微生物并加以控制,是提高啤酒品質(zhì)的重要因素之一。
2.啤酒有害微生物的類(lèi)群
2.1按照污染細(xì)菌對(duì)啤酒生產(chǎn)的危害程度,可將啤酒釀造中常見(jiàn)的污染細(xì)菌分為啤酒有害微生物、啤酒間接有害微生物、啤酒潛在有害微生物。(1)啤酒有害微生物:此類(lèi)菌在各種啤酒中能生長(zhǎng)產(chǎn)生危害,并能通過(guò)多種途徑傳播,主要是革蘭氏陽(yáng)性的乳酸菌類(lèi)、革蘭氏陰性的果膠桿菌、巨球菌及野生酵母。
(2)啤酒間接有害微生物:此類(lèi)微生物具有腐敗性質(zhì),但它們不能在正常的啤酒中生長(zhǎng),故可看作對(duì)啤酒無(wú)直接害處,例如芽抱桿菌對(duì)酒花物質(zhì)非常敏感,以致不能在啤酒中生長(zhǎng),但它們能形成耐熱的孢子,遺留在啤酒中。霉菌是需氧菌也不能在啤酒中生長(zhǎng),但能在原料、容器、包裝材料上生長(zhǎng)成菌落,產(chǎn)生霉昧,間接傳到啤酒中,影響啤酒質(zhì)量。
(3)啤酒潛在有害微生物:此類(lèi)菌是在一定條件下危害啤酒的細(xì)菌,包括鏈球菌、明串珠菌、乳鏈球菌、克氏小球菌等。當(dāng)工藝控制出現(xiàn)不正常,啤酒中控制因素降低時(shí),潛在有害菌才生長(zhǎng),特別是在以下情況下:PH值>4.5、氧含量>1mg/L、過(guò)低的苦味質(zhì)低于20EBC單位、過(guò)高的發(fā)酵度與最終發(fā)酵度的差別(大于1%)、糖化不好等。
2.2按照對(duì)氧氣的需求,啤酒制作過(guò)程中常見(jiàn)的有害微生物可分為:好氧微生物、微好氧微生物、兼性好氧微生物、絕對(duì)好氧微生物四大類(lèi)群。以下簡(jiǎn)單介紹幾種:
(1)乳酸菌:是啤酒工廠污染的主要細(xì)菌,其中包含乳酸桿菌和足球菌兩個(gè)屬。它們廣泛存在于發(fā)酵罐、管道、閥門(mén)、啤酒殘液中。前者不耐酒花且在低溫下生長(zhǎng)緩慢,所以不污染啤酒發(fā)酵過(guò)程;后者會(huì)導(dǎo)致啤酒酸化,產(chǎn)生雙乙酰的奶油氣味,同時(shí)會(huì)分泌莢膜多糖,使啤酒粘稠、渾濁。
(2)發(fā)酵單胞菌:發(fā)酵單孢菌污染可在包裝啤酒中產(chǎn)生硫化氫和乙腔,另外,還能產(chǎn)生少量的二甲基硫和二甲基二硫。在較廣的pH范圍內(nèi)生長(zhǎng)。污染后會(huì)使啤酒變味。對(duì)酒花不敏感,耐酸耐酒精強(qiáng)。
(3)果膠桿菌:是革蘭氏陰性、過(guò)氧化氫酶陰性、嚴(yán)格厭氧菌?稍邴溨桶b啤酒中產(chǎn)生大量的乙酸、丙酸和3一羥基丁酮。在被果膠桿菌污染的啤酒中還可檢出高濃度的H2S,啤酒出現(xiàn)混濁,并帶有一股臭雞蛋味。
(4)巨球菌:它是專性厭氧的、革蘭氏陰性、過(guò)氧化氫酶陰性的球菌?稍谄【浦挟a(chǎn)生大量的丁酸,同時(shí)產(chǎn)生少量的乙酸、異戊酸及3一羥基丁酮。麥汁受到污染后,也會(huì)產(chǎn)生大量的丁酸和乙酸及少量的戊酸和異戊酸,但不會(huì)產(chǎn)生3一羥基丁酮。會(huì)給啤酒帶來(lái)難聞的氣味。
(5)腸道細(xì)菌:發(fā)酵車(chē)間經(jīng)?梢詸z測(cè)到如歐式桿菌屬、克式桿菌屬、多變桿菌屬等,它們存在于植物、土壤和水中。腸道細(xì)菌在大麥中繁殖迅速,能產(chǎn)生爛白菜的氣味,甚至有H2S的味道。在麥汁和發(fā)酵初期,也極易迅速繁殖,危害到啤酒的風(fēng)味。但它在pH4.0以下,2.0%乙醇啤酒中不能繁殖。
(6)變形肥大桿菌:污染后會(huì)使啤酒產(chǎn)生二甲硫味。它在pH低于3.9時(shí)不能生長(zhǎng),但耐6.0%乙醇。
3.啤酒有害微生物的危害
(1)異味的產(chǎn)生:有害微生物的各種代謝產(chǎn)物,都能造成啤酒的異味,即使死亡或被除去,異味會(huì)依然留在啤酒中。
(2)渾濁和沉淀:有害微生物在發(fā)酵和儲(chǔ)酒中繁殖,會(huì)破壞啤酒的膠體平衡,使啤酒很難澄清,以致于過(guò)濾很困難。另外,過(guò)濾及包裝以后,經(jīng)熱消菌和殺菌,微生物的死細(xì)胞體也會(huì)影響啤酒的澄清透明。
(3)黏度升高:有害微生物分泌的多糖物質(zhì)使啤酒黏度升高,變混影響啤酒外觀,同時(shí)啤酒也喪失了爽口性。
(4)壓力提高:瓶裝和罐裝啤酒中,繁殖一些產(chǎn)氣的微生物,如野生酵母和乳酸細(xì)菌,使瓶和罐的壓力升高,增加容器爆炸的幾率,對(duì)消費(fèi)者有潛在的危險(xiǎn)。
(5)影響酵母的正常生長(zhǎng)和繁殖:冷麥汁和發(fā)酵液被雜菌污染后,雜菌會(huì)與酵母爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng),使酵母使用代數(shù)縮短、發(fā)酵性能降低。再次接種,會(huì)導(dǎo)致異常發(fā)酵,副產(chǎn)物增多,啤酒風(fēng)味敗壞等。
(6)增加消耗,生產(chǎn)效率下降
4.啤酒有害微生物的鑒定4.1傳統(tǒng)的固體培養(yǎng)基法
(1)A麥汁培養(yǎng)基,用于檢測(cè)細(xì)菌。利用麥康凱瓊脂培養(yǎng)基并在培養(yǎng)基內(nèi)加入中性紅染色劑和放線菌酮以抑制酵母和大多數(shù)其他微生物的生長(zhǎng)。在30℃下培養(yǎng),24h檢查菌落為紅色、平滑者,可能是腸道細(xì)菌;紅色、粘性者,可能是檸檬酸細(xì)菌;無(wú)色、微暗或黃色、平滑者,可能是哈夫尼菌。
(2)LAB和MRS乳酸菌培養(yǎng)基,用于檢測(cè)乳酸菌。利用MRS瓊脂培養(yǎng)基、SAD李氏多級(jí)選擇培養(yǎng)基及乳酸菌培養(yǎng)基分別在需氧或厭氧條件下27~30℃培養(yǎng),3~6天即可觀察結(jié)果。(3)LYS和SDM賴氨酸和差別培養(yǎng)基,用于檢測(cè)野生酵母。將待檢測(cè)樣品處理后涂布在結(jié)晶紫培養(yǎng)基上,28℃培養(yǎng)48h,凡能生長(zhǎng)的即為酵母屬野生酵母,非酵母屬的野生酵母不會(huì)生長(zhǎng)。
(4)NBB培養(yǎng)基,它分為三種形式:NBBA適用于洗罐水、啤酒等樣品的細(xì)菌檢查;NBBB適用于酵母(回收酵母、培養(yǎng)酵母)的細(xì)菌檢查;NBBC適用于有酵母的渾濁啤酒,如發(fā)酵液、未過(guò)濾啤酒。
4.2PCR技術(shù)
(1)使用一套特異性的引物或一套由特異性引物和一個(gè)普通引物所組成的引物,此PCR技術(shù)僅產(chǎn)生一種產(chǎn)物。
(2)用任意引物,得到一群長(zhǎng)短不一的DNA片段混合物,此方法可以鑒別啤酒腐敗菌的種及其亞種。
(3)嵌套多聚酶鏈反應(yīng)技術(shù),其機(jī)理在于操作中需要兩套引物。5.啤酒有害微生物的控制5.1來(lái)源控制
(1)水原水在使用前必須進(jìn)行膜過(guò)濾、紫外線殺菌和熱脫氧等必要的處理。關(guān)鍵程序中應(yīng)當(dāng)使用無(wú)菌水,此外,生產(chǎn)中應(yīng)盡量使用新鮮水,同時(shí)避免蓄水時(shí)間過(guò)長(zhǎng),要對(duì)輸水管道、蓄水池或過(guò)濾裝置等進(jìn)行定期清洗和殺菌。
(2)氣體啤酒生產(chǎn)中常用的氣體主要有氮?dú)、CO2、壓縮空氣,而氣體中的微塵或水分子是微生物傳播的載體。這些氣體常用于充氧、備壓、引酒和充填、洗滌等,會(huì)直接接觸麥汁和啤酒,因此,都必須達(dá)到無(wú)菌要求,尤其要注意以下幾點(diǎn):
①壓縮空氣(包括充氧和制氮?dú)庥茫┑臍庠,?yīng)當(dāng)在一定的高空中進(jìn)行采集。②氮?dú)庵苽浼鞍l(fā)酵CO2回收處理過(guò)程中,要特別加強(qiáng)除菌和除水控制。③氣路管道和過(guò)濾系統(tǒng)應(yīng)定期進(jìn)行CIP清洗和蒸汽反向滅菌。
(3)物料生產(chǎn)用原輔料、生產(chǎn)過(guò)程使用的添加劑、助濾劑、包裝物等物料都必須是安全衛(wèi)生的。必須加強(qiáng)進(jìn)廠入庫(kù)的檢測(cè)驗(yàn)收,以及使用前的檢驗(yàn)和必要的處理。
(4)酵母生產(chǎn)中必須使用無(wú)污染菌及野生酵母中新鮮、性能優(yōu)良的種酵母,對(duì)其加強(qiáng)擴(kuò)培、回收、添加等工序的衛(wèi)生管理。
(5)空間環(huán)境保持酵母儲(chǔ)存間、發(fā)酵間、清酒間、灌裝間等的空間潔凈,另外,如設(shè)置消毒池、安裝空調(diào)控制溫度、安裝紗門(mén)窗等措施,保持地面干燥,并定期對(duì)空間消毒,適時(shí)用漂白粉等洗刷地面。
(6)設(shè)備的保證:如漏點(diǎn)檢查,定期對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)與維修,維修后及時(shí)進(jìn)行滅菌等。
5.2發(fā)酵過(guò)程的有害微生物控制
保證發(fā)酵液的無(wú)菌化是非常關(guān)鍵的一步,從麥汁充氧、酵母添加、冷凝固物排放、CO2回收、酵母回收、糖度檢測(cè)等全過(guò)程操作,都存在染菌的可能性,均應(yīng)有一定的保障性措施。
5.3過(guò)濾系統(tǒng)的優(yōu)化
(1)合適的過(guò)濾配比:硅藻土的粗細(xì)配比,對(duì)清酒含菌量有一定的影響,粗土過(guò)濾量大但卻未能讓啤酒酵母得到截留,對(duì)后面的除菌過(guò)濾造成壓力;細(xì)土有利于酵母截留但過(guò)濾量少。
(2)加強(qiáng)過(guò)濾助劑的管理
(3)過(guò)濾后機(jī)頭機(jī)尾酒液的處理要得當(dāng)5.4灌裝過(guò)程的嚴(yán)格監(jiān)控5.5清洗方案
針對(duì)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中各關(guān)鍵點(diǎn)微檢結(jié)果及殺菌效果的跟蹤出現(xiàn)的問(wèn)題,針對(duì)薄弱點(diǎn)調(diào)整CIP參數(shù),改善清洗效果。
6.總結(jié)啤酒生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)微生物控制的系統(tǒng)工程,不但要從釀造工藝、設(shè)備、水質(zhì)、清洗等方面進(jìn)行全面分析,確定影響清酒微生物水平的因素,還需要員工有細(xì)致認(rèn)真的工作態(tài)度和良好的無(wú)菌操作意識(shí)、習(xí)慣,管理人員需要具有高度的敏感性,能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、解決問(wèn)題。
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