第七章微生物的生長與控制-預(yù)覽頁
【正文】 olony. Thus, we use the term colonyforming unit when we consider the mon origin for the cells of any colony. This term is usually abbreviated CFU. ColonyForming Unit 20 液體稀釋法對 樣品做 10 倍連續(xù)稀釋，從適宜的 3 個連續(xù)稀釋度中各取 5 ml 試樣，接種 3 組共 9 支裝有培養(yǎng)液的試管中（每管接入 1 ml ）。 22 將一定量的菌液中的菌體通過離心或過濾分離出來 ,然后烘干 (干燥溫度可采用 105℃ 、 100℃或 80℃) 、稱重。 23 原理是在一定范圍內(nèi)，菌懸液中的細(xì)胞濃度與混濁度成正比，即與光密度成正比，菌數(shù)越多，光密度越大。 一般細(xì)菌含氮量為干重的 %，酵母菌為 %，霉菌為%，根據(jù)一定體積培養(yǎng)液中的含氮量再乘以 ，就可測得粗蛋白的含量。 ?同步細(xì)胞群體在任何一時刻都處在細(xì)胞周期的同一相，彼此間形態(tài)、生化特征都很一致，因而是細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)等研究的良好材料。物理方法，隨機(jī)選擇，不影響細(xì)胞代謝。 ☆ 右圖表示的是一個細(xì)胞經(jīng)過若干代分裂后的情況。在 4小時內(nèi)共繁殖了 12代。 38 一些細(xì)菌的代時 菌名 培養(yǎng)基 培養(yǎng)溫度 代時 E. coli（ 大腸桿菌） 肉湯 37℃ 17min E. coli 牛奶 37 Enterobacter aerogenes（ 產(chǎn)氣腸細(xì)菌） 肉湯或牛奶 37 16~18 E. aerogenes 組合 37 29~44 B. Cereus（ 蠟狀芽孢桿菌） 肉湯 30 18 B. thermophilus（ 嗜熱芽孢桿菌） 肉湯 55 Lactobacillus acidophilus（ 嗜酸乳桿菌） 牛奶 37 66~87 Streptococcus lactis（ 乳酸鏈球菌） 牛奶 37 26 S. lactis 乳糖肉湯 37 48 Salmonella typhi（ 傷寒沙門氏菌） 肉湯 37 Azotobacter chroococcum（ 褐球固氮菌） 葡萄糖 25 344~46 Mycobacterium tuberculosis（ 結(jié)核分枝桿菌）組合 37 792~93 Nitrobacter agilis（ 活躍硝化桿菌） 組合 27 1200 39 Bacterium Medium Generation Time (minutes) Escherichia coli Glucosesalts 17 Bacillus megaterium Sucrosesalts 25 Streptococcus lactis Milk 26 Streptococcus lactis Lactose broth 48 Staphylococcus aureus Heart infusion broth 2730 Lactobacillus acidophilus Milk 6687 Rhizobium japonicum Mannitolsaltsyeast extract 344461 Mycobacterium tuberculosis Synthetic 792932 Treponema pallidum Rabbit testes 1980 Table . Generation times for some mon bacteria under optimal conditions of growth. 40 不同溫度下的代時 溫度對微生物的代時有明顯影響： E. Coli 在不同溫度下的代時 溫度（ ℃ ） 代時（分） 溫度（ ℃ ） 代時（分） 10 860 35 22 15 120 37 17 20 90 40 25 40 45 20 30 29 77 43 ☆ 以細(xì)菌為例介紹無分支單細(xì)胞微生物群體生長規(guī)律，其結(jié)論也基本適用于酵母菌。 44 生長曲線的制作 ：接種 適溫培養(yǎng) 定時取樣測定生長量將少量單細(xì)胞的純培養(yǎng)，接種到一恒定容積的新鮮液體培養(yǎng)基中，在適宜條件下培養(yǎng)，每隔一定時間取樣，測菌細(xì)胞數(shù)目。 ★影響延遲期長短的因素： 48 認(rèn)識延遲期的特點及形成原因?qū)嵺`的指導(dǎo)意義： ◆ 在發(fā)酵工業(yè)上需設(shè)法盡量縮短延遲期； 采取的 縮短 lag phase 的 措施有： ①增加接種量； （群體優(yōu)勢 適應(yīng)性增強(qiáng)） ②采用對數(shù)生長期的健壯菌種； ③ 調(diào)整培養(yǎng)基的成分，在種子基中加入發(fā)酵培養(yǎng)基的某些成分。 ②細(xì)胞分裂速度下降，開始積累內(nèi)含物，產(chǎn)芽孢的細(xì)菌開始產(chǎn)芽孢。 53 應(yīng)用意義： 1）發(fā)酵生產(chǎn)形成的重要時期（抗生素、氨基酸等），生產(chǎn)上應(yīng)盡量延長此期，提高產(chǎn)量，措施如下： ? 補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)（補(bǔ)料） ? 調(diào) pH ? 調(diào)整溫度 2）穩(wěn)定期細(xì)胞數(shù)目及產(chǎn)物積累達(dá)到最高。 ③因菌體本身產(chǎn)生的酶及代謝產(chǎn)物的作用，使菌體死亡、自溶等，發(fā)生自溶的菌生長曲線表現(xiàn)為向下跌落的趨勢。次級代謝產(chǎn)物的形成往往與微生物細(xì)胞的形成過程不同步。 可分為三個階段： 生長停滯期 迅速生長期 衰退期 57 生長停滯期 : 造成生長停滯的原因一是孢子萌發(fā)前真正的停滯狀態(tài)，另一種是生長已經(jīng)開始，但還無法測定。大多數(shù)次級代謝產(chǎn)物在此期合成，大多數(shù)細(xì)胞都出現(xiàn)大的空泡。 連續(xù)培養(yǎng) （ continuous culture） ：在微生物培養(yǎng)的過程中，不斷地供給新鮮的營養(yǎng)物質(zhì)，同時排除含菌體及代謝產(chǎn)物的發(fā)酵液，讓培養(yǎng)的微生物長時間地處于對數(shù)生長期，以利于微生物的增殖速度和代謝活性處于某種穩(wěn)定狀態(tài)。 原理： 通過控制某一種營養(yǎng)物濃度（如碳、氮源、生長因子等） ，使其始終成為生長限制因子，而達(dá)到控制培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長速率條件下進(jìn)行生長繁殖。 原理 ：通過調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入的速度和培養(yǎng)物流出的速度來 維持菌濃度不變 ,即濁度不變 。 65 裝置 控制對象 培養(yǎng)基 培養(yǎng)基流速 生長速率 產(chǎn)物 應(yīng)用范圍 恒濁器 菌體密度（內(nèi)控制） 無限制生長因子 不恒定 最高 大量菌體或與菌體形成相平行的產(chǎn)物 生產(chǎn)為主 恒化器 培養(yǎng)基流速（外控制） 有限制生長因子 恒定 低于最高 不同生長速率的菌體 實驗室為主 恒濁器與恒化器的比較 66 連續(xù)發(fā)酵（ continuous fermentation） 連續(xù)培養(yǎng)在生產(chǎn)上的應(yīng)用，相對于單批發(fā)酵而言。 67 Typical bacterial exponential Growth
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