一.實驗目的
1.掌握從環境中采集樣品並從中分離純化某種微生物的完整操作步驟。
2.鞏固以前所學的微生物學實驗技術。
3.學習澱粉酶活性的測定方法。
二. 實驗原理
α-澱粉酶是一種液化型澱粉酶,它的產生菌芽孢杆菌,廣泛分布於自然界,尤其是在含有澱粉類物質的土壤等樣品中。
從自然界篩選菌種的具體做法,大致可以分成以下四個步驟:采樣、增殖培養、純種分離和性能測定。
1、采樣:即采集含菌的樣品
采集含菌樣品前應調查研究一下自己打算篩選的微生物在哪些地方分布最多,然後才可著手做各項具體工作。在土壤中幾乎各種微生物都可以找到,因而土壤可說是微生物的大本營。在土壤中,數量最多的當推細菌,其次是放線菌,第三黴菌,酵母菌最少。除土壤以外,其他各類物體上都有相應的占優勢生長的微生物。例如枯枝、爛葉、腐土和朽木中纖維素分解菌較多,廚房土壤、麵粉加工廠和菜園土壤中澱粉的分解菌較多,果實、蜜餞表麵酵母菌較多;蔬菜牛奶中乳酸菌較多,油田、煉油廠附近的土壤中石油分解菌較多等。
2、增殖培養(又稱豐富培養)
增殖培養就是在所采集的土壤等含菌樣品中加入某些物質,並創造一些有利於待分離微生物生長的其他條件,使能分解利用這類物質的微生物大量繁殖,從而便於我們從其中分離到這類微生物。因此,增殖培養事實上是選擇性培養基的一種實際應用。
3、純種分離
在生產實踐中,一般都應用純種微生物進行生產。通過上述的增殖培養隻能說我們要分離的微生物從數量上的劣勢轉變為優勢,從而提高了篩選的效率,但是要得到純種微生物就必須進行純種分離。純種分離的方法很多,主要有:平板劃線分離法、稀釋分離法、單孢子或單細胞分離法、菌絲尖端切割法等。
4、性能測定
分離得到純種這隻是選種工作的第一步。所分得的純種是否具有生產上所要求的性能,還必須要進行性能測定後才能決定取舍。性能測定的方法分初篩和複篩兩種。
初篩一般在培養皿上根據選擇性培養基的原理進行。例如要測定澱粉酶的活力可以把斜麵上各個菌株一一點種在含有澱粉的培養基表麵,經過培養後測定透明圈與菌落直徑的比值大小來衡量澱粉酶活力的高低。
複篩是在初篩的基礎上做比較精細的測定。一般是將微生物培養在三角瓶中作搖瓶培養,然後對培養液進行分析測定。在搖瓶培養中,微生物得到充分的空氣,在培養液中分布均勻,因此和發酵罐的條件比較接近,這樣,測得的結果更具有實際的意義。
三.實驗材料
1、小鐵鏟和無菌紙或袋。
2、無菌水三角瓶(300mL的瓶裝水至99mL,內有玻璃珠若幹)
3、無菌吸管(1mL,5 mL等)
4、無菌水試管(每支4.5mL水)
5、無菌培養皿
6、分離培養基
蛋白腖 1%; NaCl 0.5%; 牛肉膏 0.5%; 可溶性澱粉 0.2%;瓊脂1.5%;pH7.2;水定容。
注:先將可溶性澱粉加少量蒸餾水調成糊狀,再加到溶化好的培養基中,調勻。
7、Lugol氏碘液:碘1克,碘化鉀2克,水300毫升
配製時先將碘化鉀溶於5-10毫升水中,再加入碘,溶解後定容。
8、麩曲培養基:
麩皮 7克; 玉米麵 1克; (NH4)2SO4 0.04克 (4%(NH4)2SO4加1mL);
NaOH 0.08克(8%NaOH加lmL);
水 10mL,混合均勻,裝入250-300mL三角瓶中,15磅滅菌30分鍾。
9、碘原液:
碘 2.2%; 碘化鉀 0.4%; 加水定容。
10、標準稀碘液
取碘原液15mL,加碘化鉀8克,水定容200mL。
11、比色稀碘液
取原碘液2mL,加碘化鉀20mg,定容至500mL。
12、0.2%可溶性澱粉液
稱取0.2克可溶性澱粉,先以少許蒸餾水混合,再徐徐傾入煮沸蒸餾永中,繼續煮沸
2分鍾,冷卻,加水至100mL。
13、磷酸氫二鈉--檸檬酸緩衝液pH6.0。
稱取Na2HPO4•12H20 11.31克,檸檬酸 2.02克,加水定容至250mL。
14、標準糊精液
稱取0.3克糊精,懸浮於少量水中,再傾入400mL沸水中,冷卻後,加水稀釋至500mL。
冰箱存放。
四.實驗方法:
1、分離純化
①采集土樣
②樣品稀釋:在無菌紙上稱取樣品1g,放入100mL無菌水的三角瓶中,手搖10分鍾。80℃水浴15分鍾,冷卻。用1mL無菌吸管吸取0.5mL注入4.5mL無菌水試管中,梯度稀釋至10-6。
③分離:用稀釋樣品的同支吸管分別依次從10-6、10-5、10-4樣品稀釋液中,吸取lmL,注入無菌培養皿中,然後倒入滅菌並融化冷至50℃左右的固體培養基,小心搖動冷凝後,倒置於35℃溫箱中培養48小時。
④檢查:培養48小時後,取出平板,將皿中注入l滴Lugol氏碘液,因澱粉遇碘變藍色,如菌落周圍有無色圈,說明該菌能分解澱粉。
⑤純化:從平板上選取澱粉水解圈直徑與菌落直徑之比較大的菌落,用接種環沾取少量培養物至斜麵上,並進行2-3次劃線分離,挑取單菌落至斜麵上,培養後觀察菌苔生長情況並鏡檢驗證為純培養。
2、夫曲培養
取純化菌落斜麵中加入5毫升無菌水製成菌懸液,取2毫升接種至夫曲培養基中,攪均後,36℃培養24小時。
3、酶活測定
①製備酶液
在已成熟的夫曲三角瓶中,加水100mL,攪勻,置30℃水浴30分鍾,用濾紙過濾,濾液即細菌α-澱粉酶液,待測。
② 在三角瓶中,加入0.2%可溶性澱粉溶液2mL,緩衝液0.5mL,在60℃水浴中10分鍾平衡溫度,加入3m1酶液,充分混勻,即刻記時,定時取出一滴反應液於比色板穴中,穴中先盛有比色稀碘液,當由紫色逐漸變為棕橙色,與標誰比色管顏色相同,即為反應終點,記錄時間(t),單位為分鍾。
③計算:
澱粉酶活力單位=(60/t)×2×0.2%×f/3(f/t) 式中f是酶的稀釋倍數。
1克或1mL酶製劑或酶液於60℃,在1小時內液化可溶性澱粉的克數表示澱粉酶的活力單位[克/克(或毫升)•小時]。
注意:①澱粉液應當天配製使用,不能久貯。
②測定液化時間應控製在2~3分鍾內。
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