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子学习情境1.1电子教案
子学习情境1天冬酰胺酶发酵
天冬酰胺酶(Asparaginase)是酰胺基水解酶,是从大肠杆菌菌体中提取分离
的酶类药物,其商品名Elspar,主要作为一种抗肿瘤药物,用于治疗白血病。
呈白色粉末状,无嗅,元味,微有吸湿性,易溶于水,不溶于丙酮、氯仿、
乙醚及甲醇等有机溶剂。20%水溶液室温贮存7d,5℃贮存14d均不减少酶的活力。干品5O℃、l5min酶活力降低30%,60℃、1h内失活。最适pH8.5,最适温度37℃。
天冬酰胺酶生产的工艺流程如下:
任务1菌种保藏
菌种保藏的目的
菌种是微生物学工作的重要研究对象和材料,也是工农业生产的宝贵资源。微生物菌种是使用、保存与管理是菌种培育工的一项重要工作。菌种是活的微生物,在菌种的使用保藏过程中需定期传代,并防止变异。菌种的保藏与传代是工作中的一项重要技术,因菌种管理不善,将会给生产带来重大影响。因此,采取相应措施保持菌种的存活率与优良遗传性状,防止菌种退化与污染或使已经退化的菌种恢复原有的性状。菌种保藏的目的就是为了防止优良遗传性状的丧失和菌种死亡。
二、菌种保藏的原理
菌种的保藏主要是依据微生物的生理、生化特性,人工创造条件使微生物代谢活动处于不活泼状态。利用微生物的孢子、芽孢及营养体,给以不适合其萌发、生长、繁殖的条件,即低温、干燥、缺氧、缺营养等手段来达到菌种保藏的目的。
水分对生物反应和一切生命活动至关重要,因此,干燥尤其是深度干燥,在菌种保藏中占有首要地位。高度真空可以达到驱氧和深度干燥的双重目的。
低温是菌种保藏中另一重要条件。微生物生长的温度低限约在-30℃。可是在水溶液中能进行酶促反应的温度低限则在-140℃左右。这就是为什么有水分的条件下,即使把微生物保藏在较低的温度下,还是难以较长期地保藏它们的一个主要原因。在低温保藏中,细胞体积较大者一般要比较小者对低温更为敏感,而无细胞壁者则比有细胞壁者敏感。其原因同低温会使细胞内的水分形成冰晶,从而引起细胞结构尤其是细胞膜的损伤有关。如果放到低温下进行冷冻时,适当采取速冻的方法,可因产生的冰晶小而可减少对细胞的损伤。当从低温下移出并开始升温时,又会长大。故快速升温也可以减少对细胞的损伤。当然不同微生物的最适冷冻温度和升温速度也是不同的。如酵母菌的冷冻速冻以每分钟10℃为宜。
三、菌种的保藏方法
菌种的保藏方法很多。但任何一种方法都要求既能长期地保藏原有菌种的存活率、优良性状和纯度,同时又经济简便。一般每种菌株至少应采用两种不同的保藏方法,其中之一应
为真空冷冻干燥保藏或液氮保藏(减少遗传变异的最好方法)。在实际工作中要根据菌种本身的特性与具体条件而定。
(一)斜面保藏法
将各类微生物菌种接种在不同成分的斜面培养基上,待菌种生长丰满后置4℃左右冰箱中保藏,每隔一定时间进行移植新鲜斜面后继续保藏,如此连续不断,此法保藏简单,存菌率高,具有一定保藏效果,所以许多生产单位和研究机构对经常使用的微生物多采用此法保藏。具体操作步骤如下:
1、贴标签:将注有菌株名称和接种日期的标签贴在试管斜面正上方。
2、接种:将待藏菌种用些面接种法移种至标明菌名的相应试管斜面上。
3、培养:细菌置37℃恒温培养15~24h,酵母菌置28~30℃恒温培养36~60h,放线菌和丝状真菌置28℃培养4~7d。
4、收藏:为防止棉塞受潮长杂菌,管口棉花应用牛皮纸包扎或用熔化的固体石蜡熔封棉塞后置4℃冰箱保存。保存温度不宜太低,否则会因结冰脱水而加速菌种的死亡。
(二)沙土管或硅胶管保藏法
本法主要适用保藏产芽孢菌及形成孢子的霉菌与放线菌。是指把菌接种到如土壤、细沙、硅胶、滤纸片、麸皮等适当载体上后于干燥条件下进行保藏的方法。主要适于细菌芽孢和霉菌孢子。细菌芽孢用沙土管保藏,霉菌孢子多用麸皮管保藏。沙土管保藏操作步骤如下:
1、处理沙土:取河沙经60目筛子过筛以除去大的颗粒,用10%HCL浸泡(用量以浸没沙面为度)2~4h(或煮沸30min)以除去有机质,然后倒去盐酸,用流水冲洗至中性,烘干或晒干备用。另取非耕作层瘦黄土(不含有机质)风干、粉碎,用100~120目的筛子过筛备用。
2、装沙土管:将沙与土按2:1或4:1(W/W)比例混合均匀,装入试管(10mm×100 mm)中,装置约1cm高,加棉塞后用高压蒸汽灭菌(121℃灭菌30min)。灭菌后取少许置于牛肉膏蛋白胨或麦芽汁培养液中,在合适的温度下培养一段时间确证无菌生长才能使用。
3、制备菌液:吸3ml无菌水至斜面菌种管内,用接种环轻轻搅动,洗一下孢子制成孢子悬液。
4、加孢子液:吸取上述孢子液0.1~0.5ml于每一沙土管中,加入量以湿润沙土达2/3高度为宜。
5、干燥:将含菌的沙土管放入干燥器中,干燥器内用培养皿盛P2O5(或变色硅胶)做干燥剂,再用真空泵抽气2~4h以加速
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