葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料,同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。
回答下列问题:
( 1 )皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷,可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是 __________ ,萃取效率主要取决于萃取剂的 __________ 。萃取过程需要在适宜温度下进行,温度过高会导致花色苷 __________ 。研究发现,萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率,原因是 ____________________ 。
( 2 )为了解皮渣中微生物的数量,取 10g 皮渣加入 90mL 无菌水,混匀、静置后取上清液,用稀释涂布平板法将 0 . 1mL 稀释液接种于培养基上。 10 4 倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为 78 、 91 和 95 ,则每克皮渣中微生物数量为 __________ 个。
( 3 )皮渣堆积会积累醋酸菌,可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时,需要将培养基的 pH 调至 __________ 性,灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入碳酸钙的目的是 ______________________________ 。培养筛选得到的醋酸菌时,在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为 __________ 。
( 4 )皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时,乳酸菌有可能混入其中,且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验,区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌 _________ 。(简要写出实验步骤和预期结果)
利于萃取剂溶解花色苷、使原料与萃取剂充分接触 性质和使用量 分解 纤维素酶、果胶酶可破坏细胞壁,有利于提高花色苷的提取率 8.8×10 6 中性或偏碱 使培养基不透明,从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈 碳源 实验步骤:将平板置于无氧环境下继续培养,观察菌落形态和透明圈大小
预期结果:若菌落继续生长,且透明圈增大,则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落,若菌落不能继续生长,透明圈不再扩大,则为醋酸菌菌落
【分析】
( 1 )萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量,同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、草取的温度和时间等条件的影响。一般来说,原料颗粒小,萃取温度高,时间长,需要提取的物质就能够充分溶解,萃取效果就好。
( 2 )区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌,可根据二者代谢类型的不同,在无氧条件下进行培养,观察菌落生长情况。
【详解】
( 1 )天然食用色素花色苷可用萃取法提取,萃取剂与水应不混溶,萃取前将原料干燥,有利于萃取剂溶解花色苷,提高溶解率;粉碎的目的是使原料与萃取剂充分接触;萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。萃取过程需要在适宜温度下进行,温度过高会导致花色苷分解。萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理,可破坏细胞壁,有利于提高花色苷的提取率。
( 2 )为了解皮渣中微生物的数量,取 10g 皮渣加入 90mL 无菌水,混匀、静置后取上清液,用稀释涂布平板法将 0.1mL 稀释液接种于培养基上。 10 4 倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为 78 、 91 和 95 ,则三个平板中平均菌落数为( 78+91+95 ) ÷3=88 ,每克皮渣中微生物数量为 88÷0.1×10 4 =8.8×10 6 个。
( 3 )醋酸菌属于细菌,制备醋酸菌初筛平板时,需要将培养基的 pH 调至中性或弱碱性,灭菌后在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入碳酸钙可使培养基不透明,醋酸菌产生的醋酸可分解碳酸钙,产生透明圈,根据这一特点可筛选出醋酸菌,在缺少糖源的液体培养基中醋酸菌以乙醇为碳源,先把乙醇氧化为乙醛,再把乙醛氧化为乙酸。
( 4 )醋酸菌为好氧菌,与兼性厌氧型的乳酸菌菌落形态相似,且二者产生的代谢产物均可使碳酸钙分解,区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌,可将平板置于无氧环境下继续培养,观察菌落形态和透明圈大小。若菌落继续生长,且透明圈增大,则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落,若菌落不能继续生长,透明圈不再扩大,则为醋酸菌菌落。
【点睛】
本题考查植物成分的提取和微生物的分离,考查考生对植物成分提取方法和原理、微生物培养、分离、计数方法的理解和识记。解答本题,需充分利用题干信息,如醋酸菌、乳酸菌代谢类型的区别等,才能准确作答。
消毒 | 灭菌 | |
概念 | 使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包芽孢和孢子) | 使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物(包括芽孢和孢子) |
常用方法 | 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法 | 灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌 |
适用对象 | 操作空间、某些液体、双手等 | 接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等 |
临时保存法 | 甘油管藏法 | |
适用对象 | 频繁使用的菌种 | 长期保存的菌种 |
培养及类型 | 固体斜面培养基 | 液体培养基 |
温度 | 4℃ | -20℃ |
方法 | 菌落长成后于冰箱中保存,每3~6个月将菌种从旧的培养基转移到新鲜培养基上 | 将培养的菌液与等体积灭菌后的甘油混合均匀后于冷冻箱内保存 |
缺点 | 菌种易被污染或产生变异 |
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第一次灼烧 | 每次划线之前灼烧 | 划线结束灼烧 | |
目的 | 避免接种环上可能存在的微生物污染培养基 | 杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种 | 杀死接种环上残留的菌种,避免细菌污染或感染操作者 |
知识拓展:
1、对异养微生物来说,含C、N的化合物既是碳源,也是氮源,即有些化合物作为营养要素成分时并不是起单一方面的作用。
2、并不是所有微生物都需添加特殊营养物质,有些微生物需添加,原因是它们自身缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。
3、含抗生素的牛奶不能发酵为酸奶的原因:牛奶发酵成酸奶是利用乳酸菌来完成的,乳酸菌属于细菌,
4、化学药剂的消毒方法,其作用原理是使细菌体内蛋白质变性,但是化学物质很难透过孢子或芽孢的坚硬外层进入细胞内,因此化学方法难以消灭孢子和芽孢。
5、体积分数为70%的乙醇杀菌效果最强,浓度过低,杀菌力弱,浓度过高,使菌体表面蛋白质凝固形,成一层保护膜,乙醇分子不能渗入其内,因此杀菌效果受影响。
6、倒平板的方法:右手持盛培养基的试管或三角瓶置火焰旁边,用左手将试管塞或瓶塞轻轻地拨出,试管或瓶口保持对着火焰;然后用右手手掌边缘或小指与无名指夹住管(瓶)塞(也可将试管塞或瓶塞放在左手边缘或小指与无名指之间夹住。如果试管内或三角瓶内的培养基一次用完,管塞或瓶塞则不必夹在手中)。左手拿培养皿并将皿盖在火焰附近打开一缝,迅速例入培养基约15mL,加盖后轻轻摇动培养皿,使培养基均匀分布在培养皿底部,然后平置于桌面上,待凝后即为平板。
7、在斜面培养基上接种时,其正确的操作顺序:
①用左手大拇指、食指和无名指夹住菌种试管和待接种的斜面试管,管口并齐,使斜面向上成水平状态
②右手拧松棉塞,但不取下
③右手拿接种环,在火焰上灼烧灭菌
④在火焰边用右手无名指和小指夹两个棉塞,将它们取下,同时左腕转动,灼烧管口一周
⑤将接种环伸入管内,让环先接触培养基上未长菌的部位,使环冷却,然后轻轻挑取少量菌体
⑥在火焰旁边迅速将沾有菌体的接种环伸到培养基的底部,由里向外轻轻画蛇形细线
⑦抽出接种环,再用火焰灼烧管口,并在火焰上方将棉塞塞上
8、自养型微生物与异养型微生物的培养基的主要差别在于碳源。
9、平菇培养的操作程序:配制棉籽壳培养基,高压蒸汽灭菌,接种,培养。
10、菌种的保存:对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏的方法;临时保藏的菌种一般是接种到试管的固体斜面培养基上;临时保藏的菌种容易被污染或产生变异;在临时保藏过程中,每3~6个月都要重新将菌种从旧的培养基上转移到新鲜的培养基上;
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