嗜热菌实验
嗜热菌实验

前言1.1研究目的和意义本次创新实验周本小组所研究课题是从焦化厂的熄焦池中高温筛选分离出嗜热菌并探究其最高生长温度和对吲哚,喹啉,苯酚和吡啶的降解能力。
嗜热菌是一类能生活在50℃以上高温,最适生长温度在45一80℃以上的一类极端微生物自从1879年米奎尔从法国塞纳河中分离到能在70℃环境下生长的杆菌以来,嗜热菌的研究热潮始于上世纪的六七十年代,但是自Brock T.D(1969)从美国黄石国家公园的温泉中分离到最适生长温度高达70℃的水生栖热菌以后[1],在近30年里,世界各国科学家不断从陆地温泉和深海海底温泉等高温生态环境分离到许多新的、生长温度更高的高温菌、超高温菌,大约70个属140种。
并采用最先进的研究手段对这些高温菌的分类、生理、生化、生态、遗传、生物工程等进行了广泛深入的研究。
对这种“嗜极生物”有了一连串惊人的发现,对它的生存环境有了较多的了解。
从70年代Brock发现嗜热菌以来,日本、意大利、冰岛、美国等国家大力开发嗜热菌资源。
目前已发现20多个属,生活在高温环境中如热泉、堆肥、地下矿井、深海火山喷口附近区域。
根据它们的耐热程度,可分为 5 个类群:耐热菌、兼性嗜热菌、专性嗜热菌、极端嗜热菌和超嗜热菌,见表一:表一嗜热菌的分类对嗜热菌的研究不仅具有重要的理论意义,由于嗜热菌细胞和酶蛋白独特的耐热性和与之相适应的分子结构,使之成为人们开发利用的重要生物资源,在基因工程、发酵工程、环境保护及矿产资源的开发利用上均有很大的应用价值。
(1)在基因工程中,它可为基因工程菌的建立提供特异性基因,此外从嗜热菌提取出来的一些耐高温的酶类,也是生物工程不可缺少的重要工具,如Thermus aquaticus 中分离的DNA 聚合酶已被广泛地应用于聚合酶链式反应中的DNA 扩增。
(2)在发酵工业中,可以利用其耐高温的特性,提高反应温度,增大反映速度,同时可以减少中温型杂菌污染的机会。
(3)利用嗜热菌对废水废料进行厌氧处理,可提高生物降解速率,进而提高处理效率,同时可以消灭污水污物中的病原微生物。
食品中嗜热菌的检测方法研究

食品中嗜热菌的检测方法研究近年来,随着人们对食品安全的关注度不断提高,食品中嗜热菌的检测方法也逐渐得到了广泛关注。
嗜热菌是一类好氧或厌氧的细菌,它们能在高温环境下生存和繁殖,对食品的加热过程和储存条件提出了更高的要求。
因此,检测和控制食品中的嗜热菌成为确保食品安全的关键一环。
目前,食品中嗜热菌的检测方法主要包括传统培养方法和分子生物学方法。
传统培养方法是最常用的方法之一,通过在培养基上培养嗜热菌,并观察细菌的形态、生长速度和产生的代谢产物来判断其存在。
然而,传统培养方法存在着检测时间长、操作复杂和存在培养基选择的局限性等问题。
此外,由于嗜热菌对温度和氧气条件的要求较高,传统培养方法在检测中也容易导致部分细菌丧失酶活性和生理特性。
与传统培养方法相比,分子生物学方法是一种更为准确和快速的检测手段。
分子生物学方法主要利用DNA或RNA等特定序列的扩增和检测技术,通过对嗜热菌的特定基因片段进行检测来判断其存在与数量。
其中,聚合酶链反应(PCR)技术是最常用的一种方法。
通过PCR技术,可以在短时间内从食品样品中快速检测出嗜热菌的存在情况,不仅可以提高检测灵敏度,还可以减少人为误差的引入。
除了PCR技术外,还有一些其他分子生物学方法被应用于食品中嗜热菌的检测中。
例如,实时荧光定量PCR技术可以实时监测PCR反应体系中的荧光信号,从而对嗜热菌的数量进行准确测定。
核酸序列分析技术可以通过直接测定食品中嗜热菌的DNA或RNA序列来判断其种类和亲缘关系。
此外,近年来,利用高通量测序技术开展食品中嗜热菌的检测研究也逐渐兴起。
高通量测序技术可以快速获取大量的DNA序列信息,并通过对序列数据进行分析,确定食品中嗜热菌的种类和数量。
虽然分子生物学方法在食品中嗜热菌的检测方面取得了显著进展,但仍然存在一些挑战。
首先,对特定基因或序列的扩增反应条件的优化是非常重要的,因为PCR反应的效果与反应条件密切相关。
其次,需要构建特定基因或序列的引物或探针,以确保在反应中只扩增目标物质,否则容易引入假阳性结果。
嗜热菌的分离鉴定及其产酶特性研究

嗜热菌的分离鉴定及其产酶特性研究嗜热菌是一类独特的微生物,生长温度通常在60℃以上。
它们被广泛应用于生物工程、制药等领域,因此深入研究嗜热菌的分离鉴定及其产酶特性具有重要的理论与应用价值。
分离鉴定嗜热菌分离鉴定是了解嗜热菌种群多样性和遗传多样性的基础。
现有的分离鉴定技术主要包括生理特性、生化特性和分子特性等方面。
其中,生理特性鉴定法是最早的方法,根据菌株在不同温度下的生长情况、氧气需求情况、代谢产物等信息,进行分析判断。
此外,通过生化鉴定法,可以运用普通的化学试剂对鉴定物质进行检测,比如利用卡霉素酶、Β-半乳糖苷酶以及葡萄糖酸脱氢酶等参考物质,对菌株进行进一步的鉴定。
然而,这些传统的方法在嗜热菌分离鉴定中仍存在许多局限,比如不够快速、不够可靠、不够精确等问题。
而现代分子生物学相关技术的引入,能够快速、准确地进行鉴定,其中16S rDNA序列分析是最为常用的一种技术,它是通过对嗜热菌中16s rRNA基因进行PCR扩增,得到一段长度大约为1.5kb的DNA片段,然后对此片段进行序列分析,进行种属分类。
产酶特性嗜热菌的许多酶都具有广泛的应用价值。
其中,上述所提到的16S rRNA序列分析还能够快速地筛选携带特定代谢基因的菌株,再进一步进行代谢酶的筛选,以获取具有合适性质的酶。
比如,研究人员就从热泉样品中区分出一些酶的生产菌株,然后筛选到一些新型的生物催化剂。
事实上,随着分子生物学和生物技术的发展,现今人们已经可以设计和合成具有特定特定生物活性和代谢特性的酶。
这种方法使得人们可以根据自己的需要制定选择性、可控制的生物催化剂,其成本与安全性都比传统的生物催化剂要优秀的多。
总之,嗜热菌的分离鉴定及其产酶特性研究在工业、食品、环境等方面都具有巨大的潜在应用价值,而随着现代分子生物学和生物技术的飞速发展,人类对嗜热菌及其酶的研究将越来越深入。
嗜热链球菌在液体培养基中的沉淀形态

嗜热链球菌在液体培养基中的沉淀形态嗜热链球菌在液体培养基中的沉淀形态研究一、前言随着科学技术的不断发展,人们对微生物的认识也在不断提高。
嗜热链球菌作为一种常见的致病菌,其在液体培养基中的沉淀形态一直是研究的重点。
本文将从理论和实验两个方面,对嗜热链球菌在液体培养基中的沉淀形态进行详细探讨。
二、理论分析1.1 嗜热链球菌的结构特征嗜热链球菌是一种革兰氏阳性球菌,其细胞表面具有许多褶皱状的突起,这些突起称为“鞭毛”。
鞭毛的作用是帮助细菌在液体中游动,从而实现其迁移和繁殖。
嗜热链球菌的细胞壁主要由多糖和蛋白质组成,其中多糖是其主要的营养来源。
1.2 液体培养基的成分液体培养基是一种含有多种营养物质的液体,主要用于培养微生物。
常见的液体培养基成分包括水、碳源、氮源、无机盐等。
还需要添加一些微量元素和生长因子,以保证微生物的正常生长和繁殖。
2.1 嗜热链球菌在液体培养基中的沉淀形态当嗜热链球菌进入液体培养基后,由于其鞭毛的作用,会在液体中游动。
当细菌数量较多时,它们会聚集在一起,形成一个较大的簇。
随着时间的推移,这个簇会逐渐沉降到液体底部,形成一个沉淀物。
这个沉淀物就是我们所观察到的嗜热链球菌在液体培养基中的沉淀形态。
2.2 影响嗜热链球菌沉淀的因素影响嗜热链球菌在液体培养基中沉淀的因素有很多,主要包括以下几点:(1)细菌的数量:细菌数量越多,沉淀的可能性越大。
因为细菌之间的相互作用力会导致它们聚集在一起,形成一个较大的簇。
(2)液体的黏度:液体的黏度越高,细菌在液体中的游动受到的阻力就越大,从而减缓了它们的游动速度。
因此,黏度较高的液体中,细菌沉淀的可能性较小。
(3)营养物质的浓度:营养物质浓度过高或过低,都会影响细菌的生长和繁殖。
营养物质浓度过高时,细菌容易发生代谢紊乱;营养物质浓度过低时,细菌生长受到限制。
因此,营养物质浓度适中的液体中,细菌沉淀的可能性较大。
三、实验研究为了更好地研究嗜热链球菌在液体培养基中的沉淀形态,我们进行了以下实验:3.1 实验材料与方法(1)实验材料:嗜热链球菌、营养丰富的液体培养基、离心机等。
食品中嗜热菌检测方法的研究

食品中嗜热菌检测方法的研究随着人们对食品安全的关注日益增加,食品生产企业和监管部门对食品中微生物的检测也变得越来越重要。
在食品中,嗜热菌是一类特殊的微生物,对食品质量和安全具有较大的影响。
因此,研究发展一种准确、快速、灵敏的嗜热菌检测方法显得尤为重要。
嗜热菌一般指在较高温度下能够生存和繁殖的微生物,包括一些耐热菌、极端嗜热菌等。
它们大多生存于温泉、火山喷发区等高温环境中,而食品中的嗜热菌常常来自于烹调过程中的交叉污染。
这些嗜热菌在食品中生长繁殖,不仅会引起食品变质,还可能产生致病毒素,对人体健康造成威胁。
目前,常用的食品中嗜热菌检测方法主要包括传统培养法和分子生物学方法。
传统培养法是一种较为经典的检测方法,通过将食品样品接种到培养基上,培养出嗜热菌并进行鉴定。
这种方法需要较长的培养周期,一般需要24-48小时,且可能存在部分细菌在培养条件下无法生长的情况,导致结果不准确。
此外,传统培养法的操作繁琐,需要较多的实验人力和设备,且对样品的预处理要求较高,容易引入外界污染。
因此,传统培养法在嗜热菌检测中存在一些局限性。
与传统培养法相比,分子生物学方法具有更高的准确性和敏感性。
其中,PCR (聚合酶链反应)是一种常用的分子生物学技术,在嗜热菌的检测中也得到了广泛应用。
PCR可以通过扩增目标DNA的特定序列,然后通过电泳分离和检测细菌的DNA。
相对于传统培养法,PCR的检测速度更快,通常可以在几个小时内得出结果。
此外,PCR的结果也更准确,对细菌的检测限度更低。
然而,PCR方法也存在一些局限性,如需要特定仪器和试剂,操作过程较为复杂,同时还需要对目标细菌的DNA序列有一定的了解。
除了PCR,还有一些其他的分子生物学方法可以用于嗜热菌的检测,如实时荧光PCR、扩增酶联免疫吸附测定法(ELISA)等。
这些方法在原理和操作上可能不同,但都通过检测特定的DNA序列或蛋白质的存在来进行嗜热菌的筛查。
这些方法多数具有高度的准确性和敏感性,适用于食品样品的快速检测。
对酸奶中的嗜热链球菌的菌落总数测定的实训报告

对酸奶中的嗜热链球菌的菌落总数测定的实训报告
实验目的:
掌握嗜热链球菌的菌落总数测定实验方法,了解酸奶中嗜热链球菌菌落总数的测定。
实验原理:
嗜热链球菌是酸奶发酵过程中常见的一类菌群,能够在较高温度下生长繁殖,对酸奶的品质和营养成分有一定影响。
菌落总数测定是常见的酸奶质量检验方法之一,通过计算单位体积或单位重量的酸奶中菌落总数,来评估酸奶制作过程中的卫生水平和产品质量。
实验材料和仪器:
样品:嗜热链球菌培养基
试剂:生理盐水、碘酒、无菌针头、其它常用实验室用品。
仪器:Vortex混合器、平板计数器。
实验步骤:
1. 取一定量酸奶样品,加入生理盐水中使酸奶样品溶解均匀;
2. 用无菌针头将样品取出分别点于嗜热链球菌培养基平板上;
3. 将平板倾斜15度左右,轻轻旋转均匀,待培养液均匀涂布
于培养基表面;
4. 在平板内依次点入各种试验菌种的无菌抑菌片,用碘酒消毒;
5. 在37℃下孵育24h-48h至有效菌落数目适宜;
6. 在菌落计数板上计算并记录菌落总数。
实验记录:
1. 观察分析酸奶中嗜热链球菌菌落的形态、颜色、大小等特征;
2. 计算平均菌落数目,记录结果。
实验数据分析与结论:
根据实验结果,计算出酸奶中嗜热链球菌的菌落总数,得知产品的卫生状况和质量水平。
在实验的过程中,需要注意无菌操作规范、平板加样均匀和培养条件控制等问题,确保实验结果的准确性和客观性。
实验总结:
本次实验掌握了嗜热链球菌的菌落总数测定方法,了解了酸奶生产过程中菌落总数测定的原理和相关操作技能。
在今后的实验都需要严格执行实验操作规范和质量控制标准,确保实验结果的正确性。
食品中嗜热菌的检测与控制方法
食品中嗜热菌的检测与控制方法食品安全一直是人们关注的重要议题之一。
随着科学技术的不断进步和食品行业的迅猛发展,人们对食品中微生物的检测与控制方法也越来越关注。
嗜热菌作为一类常见的食品中微生物,对人体健康构成潜在威胁。
因此,本文将探讨食品中嗜热菌的检测与控制方法,为食品安全提供一定的理论依据和实用指导。
首先,我们来了解一下什么是嗜热菌。
嗜热菌是一类喜好高温生长的微生物,它们在高温环境下能够快速繁殖并产生有害物质。
常见的嗜热菌包括沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等。
这些微生物来源于食品原料或者生产环境,它们能够通过食品加工、储存和运输等环节,进入到食品中,对人体健康构成潜在威胁。
为了确保食品中嗜热菌的安全性,科学家们开发了多种检测方法。
其中最常用的方法是PCR技术。
PCR技术通过扩增目标基因区域,使得目标样品中的嗜热菌能够被快速检测出来。
这种方法具有高度灵敏度和特异性,可以有效地检测食品中微量的嗜热菌。
此外,还有糖印迹法、免疫荧光法等多种检测方法可供选择。
这些方法在实际应用中发挥了重要作用,为食品安全提供了有力支持。
除了嗜热菌的检测,控制嗜热菌的生长也是确保食品安全的重要一环。
首先,控制食品生产环境的温度是非常关键的。
高温是嗜热菌生长繁殖的理想环境,降低环境温度可有效地控制嗜热菌的增殖。
其次,加热是一种常见的控制嗜热菌的方法。
通过高温加热或者蒸煮等方式,可以杀灭食品中的嗜热菌,降低其对人体健康的潜在威胁。
此外,还可以采用冷藏、冷冻等方法延缓嗜热菌的生长。
这些方法在食品加工和储存环节中被广泛应用,确保了食品的安全性。
除了外部环境的控制,食品生产者和消费者也需加强对嗜热菌的风险识别和防范意识。
食品生产过程中,应建立科学合理的质量控制体系,确保原材料的安全性和生产过程的卫生条件。
此外,消费者在购买食品时,应选择信誉度高、销售渠道可靠的品牌,避免购买假冒伪劣食品。
同时,也要注重食品的正确保存和烹饪方法,以避免嗜热菌的繁殖和传播。
食品中嗜热菌芽孢的检测
《科学》上的一篇文章报道了对一快活性陨石上可能存在的生命遗迹的 研究,这块陨石在45亿年前在火星上形成,13亿年以前由于宇宙碰撞而离开火 星,13000年前作为陨石降落到地球上。对它的分析表明其上可能有生命存在过 ,更重要的是在该陨石上发现了类似细菌化石的东西,其直径仅为20~40 nm.
微生物的主要类群
南极Vostok湖冰芯样品中的微生物
易变异
★突变频率一般为10-5~10-10,但因繁殖快, 数量多,与外界环境直接接触,因而在短 时间内可出现大量变异的后代。
(五)分布广,种类多
人迹可到之处,微生物的分布必然很多, 而人迹不到的地方,也有大量的微生物存在!
种类多 代谢产物种类多; 微生物的生理代谢类型多; 微生物的种数“多”;
首先,这些生物中的酶和其他蛋白质比嗜温微 生物中的酶和蛋白质更具有耐热性,并且这些 大分子实际上只有在高温下才能起到最佳作用。 其原因可能是氨基酸序列不同,使酶以不同的 方式进行折叠,从而使此酶能耐受热变性作用。
嗜热菌细胞膜的稳定性也与其耐热机制有关。它的 细胞膜上长链饱和脂肪酸的比例随着温度的提高而 增多,相应的不饱和脂肪酸则减少,而饱和脂肪酸 比不饱和脂肪酸能生成更强的疏水链,这些疏水链 更有利于膜对高温的稳定性。此外,嗜热菌的tRNA 中G.C含量高,可提供较多的氢键,故具有独特的热 稳定性。
微生物类群 有细胞结构(细胞型) 代表物
原核类:细菌(真细菌、古
细菌),放线菌、蓝细菌、 支原体、立克次氏体、衣 原体
真核类:真菌(酵母菌、霉
菌)、原生动物、显微藻 类 无细胞结构(非细胞型) 非细胞类:病毒、亚病毒 (类病毒、拟病毒、阮病 毒)
微生物的五大共性
1、体积小、面积大
一株嗜热菌的分离、鉴定及海藻糖合成酶基因的克隆
关键 词 嗜热菌 ;6 R A; 1 SrN 系统发育分析 ; 海藻糖合成酶基因
t mp rt r 5 ̄ .a d wih 6 . e e au e 8 C n t 7 6% moa o tn ft e G +C.Th e e r h swhih we e b s d o e 1r no - l rc n e to h e r s a c e c r a e n t TH r h p oo ia ,c lu e c n iin ,1 DNA e u n e,a l a ep yo e ei n l sss o t a h ta n TT h s h l gc l u t r o d t s 6S r o sq e c swel st h l g n tc a ay i h w h tt e sr i H a h 9 8% s q e c d nt y wih t r e kn fT e mu h r ph ls e u n e i e i t h e idso h r ste mo iu .Th r fr h tan i e t t ey i e t e s T e- t ee oe t e sr i stn ai l d n i d a h r v i f
Gu n x rvn e tc ud go ttmp rtrsf m 5℃ t 5 ℃ , i eo t l e eau e7 ℃ , h ih s a g ipo ic .I o l rw a e eaue r 5 o o8 w t t pi mp rtr 0 hh ma t tehg et
细菌鉴定中常用的生理生化反应实验报告
细菌鉴定中常用的生理生化反应实验报告背景细菌鉴定是微生物学中的一项重要任务,通过对细菌的形态、生理特征和生化反应进行分析,可以确定细菌的种属和特性。
生理生化反应实验是其中的关键步骤,通过观察细菌对不同物质的代谢情况,可以获取有关其代谢能力、营养需求和产物生成等信息。
本报告旨在介绍常用的细菌生理生化反应实验方法,并分析实验结果以提供准确的鉴定和分类建议。
分析1. 嗜热/嗜冷性嗜热/嗜冷性是指细菌对温度的适应能力。
常用实验方法包括在不同温度条件下进行培养观察,并记录生长情况。
根据结果可将细菌分为嗜热菌(适宜高温)、嗜冷菌(适宜低温)或中温菌(适宜中等温度)。
2. 好氧/厌氧性好氧/厌氧性是指细菌对氧气需求的差异。
常用实验方法包括在含氧和不含氧的培养条件下观察细菌生长情况。
根据结果可将细菌分为好氧菌(需氧)、厌氧菌(不需氧)或兼性厌氧菌(能在有或无氧的条件下生长)。
3. 革兰氏染色革兰氏染色是观察细菌壁结构的常用方法。
该实验通过处理细菌样品,并使用革兰染色剂将其染色,然后观察其颜色变化。
根据结果可将细菌分为革兰阳性(蓝紫色)或革兰阴性(红粉色)。
4. 淀粉酶活性淀粉酶活性实验用于检测细菌对淀粉的降解能力。
该实验将待测细菌培养于含淀粉的琼脂平板上,经过一段时间后,用碘液滴定并观察是否出现透明圈。
透明圈表示淀粉被降解且产生了淀粉酶。
5. 水解酪蛋白活性水解酪蛋白活性实验用于检测细菌对酪蛋白的降解能力。
该实验将待测细菌培养于含酪蛋白的琼脂平板上,经过一段时间后,用盖有硫酸铜的试管放置在平板上,观察是否出现由蓝色转变为紫色的反应。
颜色变化表示细菌产生了水解酪蛋白酶。
6. 氧化/发酵代谢氧化/发酵代谢实验用于检测细菌在代谢过程中产生的产物。
该实验将待测细菌接种于含有碳源的培养基中,并根据pH指示剂颜色变化观察细菌是通过氧化代谢还是发酵代谢产生能量。
氧化代谢通常伴随着pH值升高,培养基呈碱性;而发酵代谢则通常伴随着pH值降低,培养基呈酸性。
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前言1.1研究目的和意义本次创新实验周本小组所研究课题是从焦化厂的熄焦池中高温筛选分离出嗜热菌并探究其最高生长温度和对吲哚,喹啉,苯酚和吡啶的降解能力。
嗜热菌是一类能生活在50℃以上高温,最适生长温度在45一80℃以上的一类极端微生物自从1879年米奎尔从法国塞纳河中分离到能在70℃环境下生长的杆菌以来,嗜热菌的研究热潮始于上世纪的六七十年代,但是自Brock T.D(1969)从美国黄石国家公园的温泉中分离到最适生长温度高达70℃的水生栖热菌以后[1],在近30年里,世界各国科学家不断从陆地温泉和深海海底温泉等高温生态环境分离到许多新的、生长温度更高的高温菌、超高温菌,大约70个属140种。
并采用最先进的研究手段对这些高温菌的分类、生理、生化、生态、遗传、生物工程等进行了广泛深入的研究。
对这种“嗜极生物”有了一连串惊人的发现,对它的生存环境有了较多的了解。
从70年代Brock发现嗜热菌以来,日本、意大利、冰岛、美国等国家大力开发嗜热菌资源。
目前已发现20多个属,生活在高温环境中如热泉、堆肥、地下矿井、深海火山喷口附近区域。
根据它们的耐热程度,可分为 5 个类群:耐热菌、兼性嗜热菌、专性嗜热菌、极端嗜热菌和超嗜热菌,见表一:表一嗜热菌的分类对嗜热菌的研究不仅具有重要的理论意义,由于嗜热菌细胞和酶蛋白独特的耐热性和与之相适应的分子结构,使之成为人们开发利用的重要生物资源,在基因工程、发酵工程、环境保护及矿产资源的开发利用上均有很大的应用价值。
(1)在基因工程中,它可为基因工程菌的建立提供特异性基因,此外从嗜热菌提取出来的一些耐高温的酶类,也是生物工程不可缺少的重要工具,如Thermus aquaticus 中分离的DNA 聚合酶已被广泛地应用于聚合酶链式反应中的DNA 扩增。
(2)在发酵工业中,可以利用其耐高温的特性,提高反应温度,增大反映速度,同时可以减少中温型杂菌污染的机会。
(3)利用嗜热菌对废水废料进行厌氧处理,可提高生物降解速率,进而提高处理效率,同时可以消灭污水污物中的病原微生物。
(4)嗜热菌对某些矿物有特殊的浸溶能力,对某些金属具有较强的耐受能力,利用这类微生物,为矿产资源的开发提供了有希望的前景。
此外,在食品、化工、制药、能源等它都得到了广泛的应用。
随着对新型嗜热菌的分离,嗜热微生物酶中新成分、新结构、新机制的不断发现,以及不断涌现的新技术的应用,嗜热微生物的开发和应用将出现更加广阔的前景。
1.2研究内容及技术路线本课题试从一焦化厂的熄焦池中废水取样经预处理后进行好氧和厌氧接种在固体培养基上放置在不同高温下的烘箱培养,细菌十六小时后革兰氏染色镜检观察,筛选出不同种类的菌,并进行纯化分离出单菌,再分别以吲哚,喹啉,苯酚,吡啶为唯一碳源的无机培养基上接种分离出来的单菌,探究其对这几种杂环化合物的降解能力。
2研究内容方法2.1实验概述目前,许多工业废水的温度都超过了40℃,例如,大多数油田采油废水、焦化厂废水、食品加工厂废水、制药工业废水以及屠宰场废水等,而传统生化废水处理所用的嗜温菌(25~4O℃)不能直接用于处理高温废水。
为了确保生化池中微生物的活性,高效降解废水中的有害物质,废水必须进入冷却塔冷却。
但由于有些工业外排水水量大及冷却装置容易腐蚀等原因,强制冷却降温成本较高,给常规的生物处理带来较大困难。
而嗜热菌能够直接处理高温废水,可以节省冷却设备与运行费用。
同时,由于嗜热菌代谢速度快,大约是中温过程的3~10倍],从而缩短了废水处理的水力停留时间(HRT),提高了废水处理效率。
此外,污泥产量少,也减少了污泥处置费用。
氮杂环化合物是焦化废水有机污染物质的主要组分,占总有机组分的20-30%,含量超过200 mg/L。
多数氮杂环化合物气味恶臭且毒性大,不仅对人体健康与生态环境造成威胁,还对微生物产生抑制作用。
在焦化废水生物处理单元中,氮杂环化合物的降解率达90%以上,说明在焦化废水长时间驯化与高浓度复杂污染物的压力下,微生物很可能通过环境的选择和诱导出特异的功能降解特性。
因此,从焦化废水中分离获得功能特异的高效降解菌的可行性,为提高生物强化处理含氮杂环化合物废水的效率,达到减少环境污染目的提供了新的思路。
本实验通过从熄焦池中筛选出嗜热菌并添加吲哚,喹啉,吡啶和苯酚为唯一碳源筛选出降解此类杂环化合物的优势菌。
表一吲哚喹啉苯酚吡啶的性质和结构名称分子式结构物化性质和毒性吲哚C8H7N片状白色晶体,遇光日久会变黄红色,溶于2体积70%乙醇,溶于丙二醇及油类,几乎不溶于石蜡油和水;吲哚浓时具有强烈的粪臭味,扩散力强而持久;高度稀释的溶液有香味,可以作为香料使用。
喹啉C9H7N无色油状液体,遇光或在空气中变黄色,有特殊气味;微溶于水,溶于乙醇、乙醚和氯仿等有机溶剂;碱性,喹啉的芳香性很强,苯环部分容易在5,8两位上发生亲电取代反应;属中等毒类,对眼睛、鼻、喉和皮肤有刺激性;LD50:460 mg/kg(大鼠经口);540 mg/kg(兔经皮)。
苯稠苯酚C6H6O是一种具有特殊气味的无色针状晶体,有毒。
常温下微溶于水,易溶于有机溶液;当温度高于65℃时,能跟水以任意比例互溶。
苯酚有腐蚀性,接触后会使局部蛋白质变性,其溶液沾到皮肤上可用酒精洗涤,苯酚暴露在空气中呈粉红色。
吡啶C5H5N无色或微黄色液体,有恶臭,溶于水、醇、醚等多数有机溶剂;吡啶及其衍生物比苯稳定,不易发生亲电反应;属低毒类,有强烈刺激性;能麻醉中枢神经系统。
LD50:1580 mg/kg(大鼠经口),11.1 mg/kg(兔经皮);空气中最高容许浓度5 ppm。
2.2目的和意义从焦化厂的熄焦池中高温筛选分离出嗜热菌并探究其最适生长温度和最高生长温度以及其对吲哚,喹啉,苯酚和吡啶的降解能力。
嗜热菌能够直接处理高温废水,可以节省冷却设备与运行费用。
同时,由于嗜热菌代谢速度快,大约是中温过程的3~10倍,从而缩短了废水处理的水力停留时间(HRT),提高了废水处理效率。
此外,污泥产量少,也减少了污泥处置费用。
2.3实验原理熄焦池是焦化厂用于冷却焦炭,温度大约在90摄氏度左右的池子,所用的水为回用水,因此焦化废水长时间驯化与高浓度复杂污染物的压力下,微生物很可能通过环境的选择和诱导出特异的功能降解特性。
通过高温筛选选择培养可以分离出如降解吲哚等优势菌。
2.4研究内容及技术路线本课题试从一焦化厂的熄焦池中废水取样经预处理后进行好氧和厌氧接种在固体培养基上放置在不同高温下的烘箱培养,细菌十六小时后革兰氏染色镜检观察,筛选出不同种类的菌,并进行纯化分离出单菌,再分别以吲哚,喹啉,苯酚,吡啶为唯一碳源的无机培养基上接种分离出来的单菌,探究其对这几种杂环化合物的降解能力。
2.4.1研究内容某熄焦池中取样经预处理高温筛选出好氧和兼性厌氧菌并初步探究其最适生长温度和最高生长温度。
2.4.2技术路线本课题试从一焦化厂的熄焦池中废水取样经预处理后进行好氧和厌氧接种在固体培养基上放置在不同高温下的烘箱培养,细菌十六小时后革兰氏染色镜检观察,筛选出不同种类的菌,并进行纯化分离出单菌,再分别以吲哚,喹啉,苯酚,吡啶为唯一碳源的无机培养基上接种分离出来的单菌,探究其对这几种杂环化合物的降解能力。
2.5实验材料与方法2.5.1实验材料:菌种来源:熄焦池水样实验仪器:摇床,恒温培养箱、烘箱2个、高压灭菌锅、、超净工作台,耐高温塑料袋、培养皿,锥形瓶,移液器,500ml锥形瓶,250ml锥形瓶,接种环,酒精灯,显微镜,电子天平秤,称量纸等。
2.5.2实验试剂及配制方法实验试剂:革兰氏染液、蛋白胨、酵母膏、葡萄糖、NaNO3、K2HPO4 、CaCO3KCl 、琼脂、NaCl、KNO3、K2HPO4、3H2O.MgSO4 、7H2O.FeSO4.7H2O、马铃薯2.5.3培养基配方:筛选放线菌)3.1.1高氏一号培养基配方如下:名称材料目的菌高氏培养基可溶性淀粉20gNaCI 0.5gKNO3 1gK2HPO4.3H2O 0.5gMgSO4.7H2O 0.5gFeSO4.7H2O 0.01g琼脂15~25g水1000mlpH 7.4~7.63.2.1配制步骤1、称量和溶化按配方先称取可溶性淀粉,放入小烧杯中,并用少量冷水将淀粉调成糊状,再加入少于所需水量的沸水中,继续加热,使可溶性淀粉完全溶化。
然后再称取其他各成分,并依次溶化,对微量成分FeSO4 .7 H2 O可先配成高浓度的贮备液,按比例换算后再加入。
待所有试剂完全溶解后,补充水分到所需的总体积。
配制固体培养基时,将称好的琼脂放入已溶的试剂中,在加热融化,最后补充所损失的水分。
2、调pH用试纸测培养基的原始PH,如果偏酸,用滴管向培养基中加入1mol/LNaOH,边滴边搅拌,并随时用pH试纸测其pH,直至pH达7.6。
反之,用1mol/LHCI进行调节。
3、灭菌将配好的培养基以1210C,20min,0.103MPa高压蒸汽灭菌。
4、倒平板将灭菌的培养基放置于超净工作台冷却至500C左右,就可以倒平板了。
5、无菌检查实验过程中做对照组,将灭菌培养基放入370C的培养箱中培养24~28h,以检查灭菌是否彻底。
(备注:做穿刺实验时,先将配制的培养基分装入试管内,在试管口或锥形瓶口上塞上棉塞。
加塞后,将全部试管用橡皮筋捆好,再在棉塞外包一层报纸,其外再用一根橡皮筋扎好。
用记号笔注明培养基名称、组别、配制日期。
最后进行高温灭菌,待其冷却后就可以做穿刺实验了)3.2、马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基(分离酵母菌、霉菌、蘑菇等真菌的常用培养基)3.2.1马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基配方马铃薯200克葡萄糖20克琼脂15~20克自来水1000毫升自然PH3.2.2配制步骤其做法是先洗净去皮,再称取200g马铃薯切成小块,加水煮烂(煮沸20~30分钟,能被玻璃棒戳破即可),用八层纱布过滤,加热,再据实际实验需要加琼脂,继续加热搅拌混匀,待琼脂溶解完后,加入葡萄糖,搅拌均匀,稍冷却后再补足水分至1000毫升,分装试管或者锥形瓶,加塞、包扎,(121℃)灭菌20分钟左右后取出试管摆斜面或者摇匀,冷却后贮存备用。
3.2.3其他事项1.培养基经灭菌后,必须放在37C温箱培养24h,无菌生长者方可使用。
2.PDA培养基一般不需要调pH。
对于要调节pH的培养基,一般用pH试纸测定其pH。
如果培养基偏酸或偏碱时,可用lmol/LNaOH或lmol/LHCL溶液进行调节。
调节时应逐滴加入NaOH或HCl溶液,防止局部过酸或过碱破坏培养基成分。
3.培养基在使用时也可以做成不含琼脂的液体培养基,用于菌类的震荡培养。
4.培养基也可以加入氯霉素或土霉素,加入量为0.2g/L培养基,主要是为了抑制细菌的生长,减少干扰性5、无菌检查实验过程中做对照组,将灭菌培养基放入370C的培养箱中培养24~28h,以检查灭菌是否彻底。