抑菌剂就是能抑制细菌生长的物质。抑菌剂可能无法杀死细菌,但它可以抑制细菌的生长,阻止细菌滋生过多、危害健康。所有的精油,或多或少都有抑制细菌生长的能力。有些精油只抑制某些特殊病菌的生长,而有些精油,抑制病菌的种类很多。同时,重要非常少量的精油,就可以产生很好的抑菌效果,如丁香、薰衣草、迷迭香、鼠尾草和百里香等精油,抑菌的效果都很好。
1.抑菌剂现状 (1)防腐抑菌剂现状
随着近代盒饭、半成品菜和熟菜的大量增加,传统的干制、盐渍、糖渍类产品大幅下降,而低糖、低盐、高水分柔软食品的大量开发,使防腐保鲜向较短时间(如3-7日而不是半年左右)方向发展,要求用量低,不影响原有风味,使用方便,不要求灭菌,只要求抑制微生物的活性静菌,使之不能繁殖而导致变质。这种趋势在日本尤为明显,日本在超市、大卖场中冷藏出售的半成品菜、熟菜(非速冻蔬菜)、湿熟面条、拌凉皮等即食制品,1988年为24,563亿日元,至1995年上升至39,559亿日元。如包括大型的小卖店等在内,1995年估计达到45,544亿日元。已在食品加工业中占有重要地位。
在日本,凡进人超市、大卖场等大型商场的食品(包括半成品菜、熟菜等),其杂菌数不得过106
个/100g[6]。因此,防腐保鲜剂的使用已成为不可或缺的保证。为此,在日本属于天然防腐剂的聚赖氨酸(主要用于方便米饭、熟面条等高淀粉制品)、鱼精蛋白(主要用于奶油类制品如奶油糕点)、溶菌酶(以肉食制品为主)的用量大幅增长,发展很快。由于苯甲酸钠、山梨酸钾等传统的化学合成防腐剂,在标签法中需加以标示,而消费者则更倾向于接受天然和安全性高的各种天然制剂,故各种pH调节剂(利用偏酸性以抑菌)、甘氨酸制剂和中碳链脂肪酸甘油醋等也得以日益增长,以取代传统的防腐剂和抗氧化剂。为提高效果、降低用量、确保安全起见,大多不单独使用,而是由生产添加剂的工厂进行适当复配(很多配合使用有增效效果)后销售,在日本将它们分成主剂和辅剂两大类。
(2)农杆菌介导的植物转基因研究中抑菌剂的应用现状
自1983年第-个转基因植物问世以来,植物转基因研究发展迅速,转基因作物已成为普及应用速度最快的农作物改良手段。迄今为止,全世界已获得转基因植物近200种,其中大部分为农杆菌转化成功的的植物。在农杆菌介导转化中,植物外植体与农杆菌共培养后需要使用抑菌剂脱菌,以抑制农杆菌的进一步生长,目前较常使用的抑菌剂是头抱菌素类和青霉素类抗生素[9]。但不同植物或同一种植物不同品种间甚至基因型间对抗生素的敏感性或毒害忍受程度也存在着较大差异。有些植物材料
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对头抱菌素类和青霉素类极其敏感,既使低微浓度即会对外植体产生毒害作用,因此大环内醋类抗生素的作用也是不容忽视的。总之,在进行农杆菌介导植物转基因之前,对受体材料进行抗生素敏感性测定是十分必要的。研究确定适用抗生素种类及其浓度,以保证抑菌剂既能有效地清除农杆菌或抑制农杆菌的生长,又能使转化细胞不受或少受影响,从而获得较高的转化效率。随着抗生素研究与应用的不断发展,新型抗生素不断问世,相信研究者们能发现更适用于农杆菌介导的植物转基因研究的抑菌剂类型。
二、实训目的
发酵染菌能给生产带来严重危害,轻者影响产量或产品质量,重者导致倒罐,甚至停产,解决杂菌污染是阿维菌素发酵工厂的一项重要工作内容。
为了研究采用哪种抑菌剂以抑制阿维菌素生产过程中的细菌污染。因为其生产菌种为放线菌,所以在牛肉膏蛋白胨培养基上培养金黄色葡萄球菌和大肠杆菌,在高氏一号培养基上培养放线菌,对这三种菌进行研究实验。将菌种制成适合浓度的菌液,分别加入不同的抑制剂,涂布培养,与未加入抑菌剂的平板进行对比,选择出最适抑菌剂浓度和种类,保证其能够很好的抑制细菌,但对放线菌没有影响。
三、实验器材、主要仪器和试剂
1.实验材料 (1)菌种
大肠杆菌;金黄色葡萄球菌;放线菌 (2)培养基
牛肉膏蛋白胨培养基:
牛肉膏:5g/L;蛋白胨:10 g/L;氯化钠:5 g/L ;琼脂:2%;蒸馏水;pH7.0-7.2 高氏一号培养基:
可溶性淀粉:20 g/L;KNO3 :1g/L;K2HPO4 : 0.5g/LMgSO4·7H2O: 0.5g/L, NaCl :0.5g/L;FeSO4· 7H2O: 0.01 g/L 琼脂: 2%;蒸馏水; pH 7.2~7.4 (3) 抑菌剂 A1;A2;A8
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2.主要仪器
三角瓶,量筒(1000ml,100ml),烧杯(1L),移液枪(包含枪头),EP管,无菌水,蒸馏水,棕色瓶,试管(3支10ml蒸馏水,6支9.9ml蒸馏水),容量瓶(50ml),玻璃棒,棉塞,报纸,镊子,超净台,酒精灯,接种针,涂布器,培养皿,锥形瓶(一个瓶装200ml培养基)
3.试剂
醋酸、无水乙醇、NaoH(1mol/l)、HCL(1mol/l) 四、实验步骤
1. 培养基配制
依据培养及配方配制即可。 2. 灭菌
把包好的仪器、培养基等放入灭菌锅内进行灭菌。 温度:121℃ 时间:20min
3. 抑制剂的配制(此操作在无菌台上进行) (1)A9抑制剂的配制
4.0mg/ml配制方法 取0.5g样品溶于50ml无水乙醇中,从中取出200ul, 用50ml的小容量瓶定容到50ml。配制好以后放在棕色小瓶中待用。
(2)A8抑制剂的配制
6.4mg/ml配制方法 取A8药品3.2g,放到烧杯中溶解,搅拌待完全溶解后,用500ml的容量瓶定容到500ml。取5ml稀释到50ml。配制好以后放在棕色小瓶中待用。
0.64mg/ml配制方法取A8药品0.32g,放在小烧杯中用无菌水溶解,搅拌待完全溶解后,用50ml的小容量瓶定容到50ml。配制好以后放在棕色小瓶中待用。
4. 倒平板
在已经经过15min灭菌的超净台上,把热的培养基按要求在酒精火焰的保护下倒入灭好菌的平皿中,至凝固。
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5. 菌悬液制备
将接种针在酒精火焰上灼烧,稍凉片刻。用针在单菌落上取一环金黄色葡萄球菌,接种到装有10ml无菌水的试管中,震荡、摇匀,得到浓度为10的菌悬液。用移液枪取0.1ml菌悬液置装有9.9ml无菌水的试管中,震荡、摇匀,得到浓度为10-2 的菌悬液。继续用移液枪从浓度为10-2 的菌悬液中取0.1ml菌悬液置装有9.9ml无菌水的试管中,震荡、摇匀,得到浓度为10的菌悬液。
同样的方法得到浓度为10-2、10-4的大肠杆菌和浓度为100 、 10-2 、 10-4 的放线菌悬液。 6. 抑菌剂的添加 (1)A8抑制剂的添加
用移液枪取0.1ml浓度为10-2的金黄色葡萄球菌的菌液放入EP管中,加入0.1ml抑制剂,得到抑制剂浓度为32ppm的菌液,盖好EP管盖,等待十分钟。同样的方法对浓度为 10-4金黄色葡萄球菌;浓度为10
-2
-4
0
、10的大肠杆菌和浓度为10、10、10的放线菌添加抑制剂。
-40 -2 -4
(2)A9抑制剂的添加
用移液枪取0.1ml浓度为10-4 的金黄色葡萄球菌的菌液放入EP管中,加入0.1ml抑制剂,得到抑制剂浓度为20ppm的菌液;用移液枪取0.3ml浓度为10-4 的金黄色葡萄球菌的菌液放入EP管中,加入0.1ml抑制剂,得到抑制剂浓度为10ppm的菌液;用移液枪取0.7ml浓度为10-4 的金黄色葡萄球菌的菌液放入EP管中,加入0.1ml抑制剂,得到抑制剂浓度为5ppm的菌液。盖好EP管盖,等待十分钟。
同样对浓度为10-4 的大肠杆菌添加抑制剂;浓度为100的放线菌添加抑制剂。 7. 涂布
用移液枪取0.1ml浓度为10-4的金黄色葡萄球菌的菌液滴入装有牛肉膏蛋白胨培养基的平板中进行涂布。用移液枪取0.1ml已经加入抑制剂十分钟的菌液进行涂布,并依次标号菌种名称、时间、制作人、所加抑制剂浓度。
同理将大肠杆菌的原液和加入抑制剂的菌液涂布到牛肉膏蛋白胨培养基的平板中;将放线菌的原液和加入抑制剂的菌液涂布到高氏1号培养基的平板中,并标注好菌种名称、时间、制作人、所加抑制剂浓度。
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8. 菌种的培养
将涂布好的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌放入温度为37℃的培养箱中培养1-2天,放线菌放入温度为28℃的培养箱中培养2-4天。
9. 观察记录
对培养好的平板中的菌落进行计数
五、 实验结果及分析
1. 实验结果
(1)A8抑菌剂的实验结果
表一A8抑菌剂的实验结果
-2 金黄色葡萄球菌 -4 加-2 加-4 -2 45 24 23 12 大肠杆菌 -4 加-2 加-4 78 67 -2 360 108 60011.25 111 87 32 22 180 135 99 49 以上 左右 11.28 65
(2) A9抑制剂的实验结果
表二A9抑菌剂(浓度为4.0mg/ml)的实验结果
12.2 12.5 12.7 金黄色葡萄球菌 20 10 5 不 150 20 77 大肠杆菌 10 5 不 20 8 33 76 10 9 38 84 放线菌 5 12 41 85 不 15 45 98 43 23 15 160 123 89 56 99 89 11 9 -4 280 89 500120 89 放线菌 加-2 68 20 加-4 34 16 11.22 156 125 11.23 92 57 574 487 111 312 219 89 82 71 89 36 65 71 45 67 64 121 129 140 79 101 150 140 233 68 110 121 132 162 第 5 页 共 7 页
12.9 12.13 12.15
24 35 25 51 61 78 27 29 38 36 130 142 165 189 101 111 217 373 450 580 89 103 92 217 109 90 221 115 102 235 64 129 195 240 260 107 2. 实验分析
(1)实验结论
由以上数据分析,A8对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的抑制效果不错,但是其对放线菌的抑制效果也很明显,而我们所需要的是在阿维菌素生产中,即在放线菌发酵的过程中使用的抑菌剂,所以A8可以排除。A9的效果不是很明显,在浓度为20ppm时,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌可以抑制一半,但是同浓度下对放线菌亦有些微抑制的效果,故不建议应用A9。
(2)实验小结
此次实验让我学到了很多东西,对于阿维菌素的生产情况有了更深层次的了解,也了解到其染菌现象的严重性,也明白了解决其染菌现象的迫切性。所以在我认真的对待每一次实验,认真分析实验结果,希望早日选择出合适的抑菌剂,A9虽说对放线菌的抑制效果不明显,但是其对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的抑制效果也不是非常好,我建议选择效果更好的抑菌剂,在前几次试验中,我们发现菌落个数很多,并且非常小而密,不易数清楚,且效果不明显,所以我们调节了取菌的量及菌液的浓度,最终调节出适合的浓度。 3.实验过程中出现的问题
(1)菌的挑去:经常挑去的菌过多,在培养皿上长成了菌苔,导致无法计数。 (2)无菌操作:无菌操作的初期,因为操作不熟练,经常会发生染菌现象。
(3)药品的配制:第一次配制的药品用蒸馏水进行的配制,导致在所有的平皿上长了杂菌。经过镜检初步断定杂菌属于杆状革兰氏阴性菌。
六、 总结
导致阿维菌素发酵染菌的原因很多,主要有种子带菌、空气带菌、灭菌不透、操作不当等方面。染菌对于阿维菌素发酵生产十分不利,轻则影响产量和质量,重则倒罐,甚至停产,造成巨大损失。因此,防止染菌对于阿维菌素发酵具有重大意义。
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本实验的结果A8都对工业生产的意义不大,A9的效果虽有但是并不明显,但我们可以从这方面考虑并进行改良。随着发酵工业的不断深入发展,预期、防止发酵染菌将会扩大至更广的范畴,可望把阿维菌素发酵染菌造成的损失降到最小。
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