工业微生物实验技术手册

作者简介

本手册是一部集作者及各有关专家长期教学、科研经验和成果编

写而成的，实验条件适合于国内。全书共分十三章，202项实验内容。

包括显微技术、工业微生物的形态学、纯培养技术，环境对工业微生

物生长及发酵的影响，工业微生物的生理学、发酵过程及发酵食品中

微生物的检测、选种与育种，工业微生物的保藏技术、固定化技术、

工业微生物实验室的设计和实验数据的处理及常见单元操作和附录

等，内容涉及工业微生物实验技术的各个主要方面，还附插图166幅和

微生物单元规范实验操作套图8组72幅。内容广泛、先进，方法实用。

本手册可供微生物学、生物工程和食品工程等专业高年级学生和

研究生，以及有关科研单位和工厂的科技人员实验参考使用。

书籍目录

第一章 显微技术

第一节 显微镜的种类、特点和使用

一、明视野光学显微镜

〔实验1－1〕明视野显微镜的使用

二、其他光学显微镜

〔实验1－2〕暗视野显微镜的使用

〔实验1－3〕相差显微镜的使用

〔实验1－4］荧光显微镜的使用

三、电子显微镜

〔实验1－5］质粒DNA的透射电镜观察

〔实验1－6〕酵母细胞的扫描电镜观察

第二节显微摄影

［实验1－7］显微摄影菌落摄影和凝肢摄影

第三节放射自显影

实验1－8］硝酸纤维素滤纸上标记DNA的放射自显影

第二章 工业微生物基本形态及观察

第一节 细菌

［实验2－1］细菌形态的观察

第二节 放线菌

〔实验2－2］放线菌的形态观察

第三节 噬菌体

［实验2－3〕噬菌体的分离与纯化

〔实验2－4］高效价噬菌体原液的制备

〔实验2－5］溶源菌的鉴定

第四节 酵母菌

〔实验2－6］酵母菌细胞形态观察

〔实验2－7］酵母菌巨大菌落观察

第五节 小型丝状真菌（霉菌）

一、藻状菌（主要指根霉、毛霉）

〔实验2－3］根霉毛霉的形态观察

二、曲霉

三、青霉

〔实验2－9］青霉曲霉的形态观察

四、其他霉菌

第六节 食用真菌

〔实验2－10］平菇的瓶栽

第三章 工业微生物细胞一般结构与特殊结构的观察

第一节 染色技术

一、染色的基本原理

二、染料

三、染色种类

〔实验3－1〕革兰氏鉴别染色法

〔实验3－2］活体染色法

〔实验3－3］单染色法

〔实验3－4］假丝酵母负染色法

〔实验3－5］枯草芽孢杆菌的抗酸性染色

〔实验3－6］真菌的荧光染色与观察

第二节 细胞各部结构成分的分离与观察

〔实验3－7］革兰氏阳性细菌细胞壁的制备

〔实验3－8］酵母细胞壁甘露聚糖的制备

〔实验3－9］细胞壁的形态观察

〔实验3－10］革兰氏阴性菌细胞外膜蛋白的分离

〔实验3－11〕细胞荚膜的观察

〔实验3－12〕细菌鞭毛的观察

〔实验3－13〕微生物细胞核的观察

［实验3－14〕细菌染色体DNA的分离与观察

〔实验3－15〕异染颗粒的观察・

〔实验3－16］酵母细胞内脂肪颗粒和肝糖颗粒的观察

〔实验3－17］酵母液泡及线粒体的提取

第三节 芽孢、子囊孢子和假菌丝的观察

一、芽孢

〔实验3－18〕细菌芽孢形成及发芽的观察

二、酵母子囊孢子

〔实验3－19〕酵母子囊孢子的形成及观察

三、酵母假菌丝

〔实验3－20〕酵母假菌丝的观察

第四章 工业微生物纯培养技术

第一节 消毒与灭菌

一、热杀菌

二、化学消毒剂

三、紫外线和射线

四、接种室的空气灭菌

五、过滤除菌

〔实验4－1〕微孔滤膜滤器的使用

六、防霉剂

〔实验4－2〕防霉剂的选用

第二节 培养基及其制备

一、培养基

二、培养基成分的说明

〔实验4－3］麦芽汁培养基的配制

第三节 分离、接种和培养技术

一、分离

［实验4－4］试管倾倒培养皿分离法

［实验4－5］平皿划线分离法

［实验4－6］稀释分离平皿菌落计数

二、显微操作技术用于单细胞分离

〔实验4－7〕显微操纵器用于单细胞分离

〔实验4－8］显微操纵器用于酵母子囊的解剖及子囊孢子孢化

三、接种

〔实验4－9］接种技术

四、摇瓶与发酵

〔实验4－10］摇瓶发酵生产柠檬酸

〔实验4－11〕小型连续发酵实验

［实验4－12］酿酒酵母的同步培养

〔实验4－13〕厌氧罐分离培养厌氧微生物

第五章 培养条件对工业微生物生长与发酵的影响

第一节 温度

〔实验5－1〕酵母营养细胞致死时间的测定

第二节 水活度与渗透压

〔实验5－2］培养基中糖和盐浓度对微生物生长的影响

第三节 氧气和氧化还原电位

〔实验5－3］微生物生长对氧的要求

〔实验5－4〕培养液氧化还原值（rH）的测定

第四节 酸碱度

〔实验5－5］pH对微生物的影响

第五节 重金属和一些化合物对微生物的抑制作用

〔实验5－6］滤纸片法测定重金属对微生物的影响

〔实验5－7］消毒剂杀菌力的测定

第六节 表面张力

〔实验5－8〕表面张力对微生物的影响

第七节 极端环境因素对微生物的影响

第六章 工业微生物的生理与发酵试验

第一节 微生物对碳源的利用

〔实验6－1］细菌对糖、醇及糖苷的利用

〔实验6－2］酵母对糖类的发酵

第二节 微生物对氮源的利用

〔实验6－3］细菌对硝酸盐的还原作用

［实验6－4］酵母对氮素源的利用

第三节 细菌签定中的某些特殊生理实验

〔实验6－5］淀粉水解

〔实验6－6］V－P试验

〔实验6－7］硫化氢的生成

〔实验6－8〕吲哚试验

〔实验6－9］过氧化氢酶的产生

〔实验6－10〕明胶液化试验

〔实验6－11〕石蕊牛乳试验

〔实验6－12〕甲基红试验（M－R）

［实验6－13〕乙醇的氧化

〔实验6－14〕乙酸的氧化

〔实验6－15〕脲酶的测定

第四节 常用细菌的分离和检测

［实验6－16］枯草杆菌

〔实验6－17〕醋酸细菌

〔实验6－18〕乳酸菌

［实验6－19〕德氏乳酸杆菌

〔实验6－20〕丙酸细菌

［实验6－21〕丁酸细菌

第五节 酵母应用特性的测定

〔实验6－22〕酵母发酵力的测定

〔实验6－23〕压榨酵母发酵力的测定

［实验6－24〕面包酵母发面力的测定

〔实验6－25〕酵母忍耐酒精浓度的测定

〔实验6－26］酵母抵抗防腐剂能力的测定

［实验6－27〕啤酒酵母凝絮力的测定

〔实验6－28〕啤酒酵母产生双乙酰的测定

第六节 发酵制品的试验

〔实验6－29〕细菌液化型淀粉酶的发酵及活力测定

附：液化型淀粉酶活力的测定方法（部颁标准）

［实验6－30〕曲霉的葡萄糖淀粉酶生成和活力测定

附：糖化型淀粉酶活力的测定方法（部颁标准）

〔实验6－31〕米曲霉的蛋白酶生成及活力测定

附：蛋白酶活力的测定方法〔部颁标准〕

〔实验6－32〕纤维素酶的发酵及其活力测定

〔实验6－33〕乳酸发酵及测定

附：乳酸的比色测定法

〔实验6－34〕乳酸菌饮料

〔实验6－35〕葡萄酒饮料

〔实验6－36〕发酵法酿制食醋

第七章 发酵过程及发酵食品中微生物的检测

第一节 微生物生长、大小和数量的检测方法

一、细胞质量测定

二、细胞菌数测定法

〔实验7－1〕酵母细胞数的测定

〔实验7－2］酵母细胞大小的测定

〔实验7－3］细菌增殖曲线的测定

〔实验卜4］丝状真菌生长速率的测定

第二节 发酵和食品工业中常见的微生物种类及其概测

一、发酵和食品工业中常见微生物的种类

二、发酵和食品工业中常见微生物类属检索表

三、发酵和食品工业中常见微生物类别的概测

第三节 发酵和食品工业用水和发酵过程微生物数量

的检测

一、发酵和食品工业用水微生物数量的测定

〔实验7－5］水中细菌数的测定

〔实验7－6］水中大肠菌群数量的测定

〔实验7－7〕水中大肠杆菌数量的测定

［实验7－8］大肠杆菌的简易检出法

二、酒醅中微生物总数测定

［实验7－9］酒醅中微生物数量的测定

［实验7－10〕固态发酵水浆厌氧微生物的分离

第四节 培养皿或试管中菌落总数的确定

第五节 免疫学技术

一、免疫学中的基本概念及原理

二、抗体的制备

〔实验7－11〕乳化抗原的制备

〔实验7－12〕动物的免疫

〔实验7－13〕兔抗血清的收集

〔实验7－14〕杂交瘤与单克隆抗体的制备

三、抗体的纯化及标记

〔实验7－15］抗血清中lgG抗体的纯化

〔实验7－16〕辣根过氧化物酶（HRP）标记抗体IgG的制

〔实验7－17〕荧光抗体的制备

四、凝集反应

〔实验7－18］玻片凝集试验

〔实验7－19〕试管凝集试验

〔实验7－20〕反向间接血凝试验

五、沉淀反应

〔实验7－21〕单相免疫扩散法

〔实验7－22〕双相免疫扩散法

六、酶联免疫吸附技术

〔实验7－23〕夹心ELISA

七、免疫荧光试验

〔实验7－24〕间接免疫荧光试验

八、免疫胶体金技术

［实验7－25］免疫胶体金试验

九、免疫转移电泳

〔实验7－26〕免疫转移电泳法

第六节 分子生物学技术

一、GC含量测定

〔实验7－27〕热变性温度法测定GC含量

二、聚丙烯酰胺凝胶电泳技术

〔实验7－28〕SDS－PAGE

〔实验7－29〕聚丙烯酰胺凝胶的等电聚焦电泳

三、色谱技术

〔实验7－30〕离子交换色谱技术

〔实验7－31〕凝胶过滤色谱技术

［实验7－32〕Sepharose4B溴化氰偶联技术

［实验卜33〕Sephadex过碘酸钠偶联技术

［实验7－34〕亲和色谱技术

四、核酸分子杂交技术

（一）同位素标记探针的制备

〔实验7－35〕缺口平移法制备DNA探针

〔实验7－36〕随机引物标记法

〔实验7－37］RNA探针的制备

（二）非同位素标记核酸探针的制备

〔实验7－38〕Dig－核酸探针的制备

〔实验7－39〕光敏生物素标记核酸探针的制备

（三）待检样固相化

〔实验7－40〕凝胶中DNA转移至硝酸纤维膜（Southern

blOt）

〔实验7－41〕菌落原位杂交

（四）硝酸纤维膜上DNA原位杂交

〔实验7－42〕放射性同位素标记核酸探针的杂交

〔实验7－43〕地高辛标记核酸探针的杂交及显色

〔实验7－44〕生物素标记核酸探针的杂交及显色

五、聚合酶链反应技术（PCR）

〔实验7－45〕PCR技术

第七节 沙门氏菌和志贺氏菌的检测

〔实验7－46〕沙门氏菌和志贺氏菌的检验

第八章 选种和育种

第一节 工业菌种筛选程序

一、采样

二、增殖培养

三、培养分离

四、筛选

五、毒性试验

第二节 培养分离

一、自然界中细菌的分离

（一）采样和采集方法

（二）生态学参数及培养基的组成原则

（三）分离培养基及试液

（四）土中细菌的分离

〔实验8－1〕土中细菌的直接分离

〔实验8－2］土中细菌的富集培养与分离

（五）植物体上细菌的分离

〔实验8－3］植物体上细菌的直接分离

〔实验8－4］植物体上细菌的富集培养及分离

（六）水中细菌的分离

〔实验8－5］水中细菌的直接分离

〔实验8－6］水中细菌的滤膜压印分离法

（七）次代培养及纯化

二、放线菌的分离

（一）采样及采集方法

（二）生态学参数和培养基的组成原则

（三）放线菌分离培养基及试液

（四）土样中放线菌的分离

〔实验8－7］土样中放线菌的非选择性分离

（五）植物及植物材料上放线菌的分离

〔实验8－8］植物体上放线菌的分离

（六）植物体上放线菌分离的饵诱法

〔实验8－9］饵诱法分离植物体上的放线菌

（七）水中放线菌的分离

（八）次代培养及纯化

三、真菌分离

（一）采样及采集方法

（二）生态学参数及培养基组成原则

（三）真菌培养分离常用培养基及试液

（四）土中真菌的分离

〔实验8－10］土样中真菌的压贴分离

（五）植物材料中真菌的分离

（六）水中真菌的分离

（七）从子实体直接分离培养担子菌

〔实验8－11〕担子菌组织分离法

〔实验8－12］担子菌孢子分离

（八）植物组织中担子菌的分离

（九）次代培养及纯化

四、目标菌株的分离、筛选及毒性试验

〔实验8－13］利用碱法纸浆废液的微生物的分离

〔实验8－14〕葡萄酒酵母的筛选

〔实验8－15〕生产选种

〔实验8－16〕发酵废液COD测定

第三节 工业菌种的育种方针

第四节 富集培养技术在育种中的应用

一、去调节突变株的富集

二、营养缺陷型的富集

三、富集法在研究次级代谢的重组DNA技术中的应用

第五节 诱变育种

一、诱变剂和诱变处理

二、诱变育种步骤

〔实验8－17〕紫外线的诱变育种

〔实验8－18］亚硝基胍诱变曲霉菌（黑曲霉、米曲霉）

〔实验8－19〕链霉菌菌丝体的诱变育种

第六节 营养缺陷型的选育

一、诱变方法

二、淘汰野生型

三、检出缺陷型

四、营养缺陷型生长谱的确定

〔实验8－20〕大肠杆菌营养缺陷型的筛选

〔实验8－21〕酵母营养缺陷型的筛选

〔实验8－22〕青霉菌营养缺陷型菌株的筛选

第七节 呼吸缺陷型及代谢调节突变株的筛选

〔实验8－23〕酵母呼吸缺陷型的筛选

〔实验8－24〕氨基酸抗反馈调节突变株的选育

第八节 抗噬菌体菌株的选育

〔实验8－25〕抗噬菌体产α-淀粉酶菌株的选育

第九节 基因育种

一、质粒的提取与纯化

〔实验8－26〕大肠杆菌质粒DNA的提取

〔实验8－27〕链霉菌质粒DNA的分离与纯化

二、染色体DNA的提纯

〔实验8－28〕链霉菌染色体DNA的分离与纯化

［实验8－29〕酿酒酵母染色体DNA的提取

三、DNA和RNA的定量测定

〔实验8－30〕DNA的定量测定

四、遗传转化

〔实验8－31］质粒DNA转化感受态大肠杆菌

〔实验8－32〕质粒DNA转化啤酒酵母

五、DNA的琼脂糖凝胶电泳

〔实验8－33〕质粒DNA的琼脂糖凝胶电泳

六、DNA的聚丙烯酰胺凝胶电泳

〔实验8－34〕DNA的聚丙烯酰胺凝胶电泳

〔实验8－35〕从凝胶中回收纯化DNA片段

七、杂交育种

（一）细菌杂交

〔实验8－36〕细菌的接合

（二）酵母杂交育种技术

〔实验8－37〕酵母单倍体的分离与鉴定

〔实验8－33］罕见交配法转移酵母杀伤质粒

第十节 原生质体育种

一、原生质体融合育种的特点

二、原生质体融合育种步骤

三、原生质体融合育种的要点

四、原生质体转化

五、原生质体再生率和融合率计算

〔实验8－39〕芽孢杆菌的原生质体融合

〔实验8－40〕链霉菌属原生质体融合

〔实验8－41〕小单胞菌的原生质体融合

〔实验8－42］酵母的原生质体融合

〔实验8－43］丝状真菌的原生质体融合

〔实验8－44］芽孢杆菌属间原生质体转化

〔实验8－45］质粒DNA转化链霉菌原生质体

〔实验8－46］真菌原生质体转化

六、原生质体技术中的一些特殊技术

（一）供体原生质体的热灭活

（二）供体原生质体的紫外灭活

（三）遗传转移

〔实验8－47〕原生质体融合法转移酵母线粒体及杀伤质粒

（四）原生质体诱变育种

〔实验8－48〕紫外线诱变原生质体选育苏氨酸高产菌

（五）原生质体电融合技术

〔实验8－49〕电诱导酵母原生质体融合

第十一节 基因工程技术用于工业菌种改良

〔实验8－50〕耐热α－淀粉酶基因的克隆和表达

第九章 工业微生物菌种保藏技术

第一节 冷冻保藏

一、普通冷冻保藏技术

二、超低温冷冻保藏技术

三、液氮冷冻保藏技术

〔实验9－1］快速沙土管保藏法

第二节 冻干保藏

〔实验9－2］菌种冷冻干燥保藏

第三节 其他保藏方法

一、传代保藏

二、矿物油中浸没保藏

〔实验9－3］液体石蜡保藏菌种

三、干燥－载体保藏

第四节 基因工程菌的保藏

第五节 微生物活力和稳定性测定

第六节 常用菌种保藏培养基

第七节 菌种保藏机构

第十章 微生物细胞固定化方法

第一节 载体结合法

第二节 交联法

第三节 包埋法

一、藻酸钙凝胶包埋法

［实验10－1〕酿酒酵母的藻酸钙固定化

二、k－角叉胶包埋法

〔实验10－2］一步法k－角叉胶细胞固定化

〔实验10－3〕二步法k－角叉胶细胞固定化

〔实验10－4〕固定化细胞的回收与活细胞计数

三、聚丙烯酰胺凝胶包埋法

〔实验10－5］大肠杆菌的聚丙烯酰胺凝胶固定化

四、光交联树脂前聚体包埋法

〔实验10－6］光交联树脂固定化原生质体

五、其他包埋方法

（一）胶原包埋法

（二）纤维素包埋法

第四节 其他固定化方法

第五节 固定化微生物细胞的应用

一、L－氨基酸生产

二、抗生素生产

三、有机酸生产

四、醇类生产

五、固定化细胞酿造啤酒

六、食醋酿制

〔实验10－7］固定化酵母连续生产酒精

〔实验10－8］固定化枯草杆菌连续生产耐热α-淀粉酶

第十一章 酶固定化技术

第一节 概述

第二节 吸附法

一、几丁载体上酶的吸附固定

〔实验11－1］吸附法几个固定化酶的制备

二、疏水吸附法

〔实验11－2〕疏水吸附法固定化酶的制备

三、亲和吸附法

〔实验11－3〕亲和吸附法固定L－维生素C氧化酶

〔实验11－4〕亲和吸附交联法固定蔗糖酶

〔实验11－5〕葡萄糖氧化酶的免疫固定化

四、过渡金属介导法

〔实验11－6〕过渡金属介导葡萄糖淀粉酶固定于控孔玻璃

〔实验11－7〕过渡金属介导葡糖淀粉酶固定化改良法

第三节 包埋法

一、凝胶聚合包埋法

二、辐射聚合包埋法

〔实验11－8］辐射共聚合包埋法固定葡糖淀粉酶

三、酶蛋白共聚合包埋法

〔实验11－9〕酰化共聚合包埋法固定α－糜蛋白酶

四、交联多聚物凝胶包埋法

〔实验11－－10］明胶交联包埋法

〔实验11－11〕明胶交联法制备固定化双酶膜

〔实验11－12〕聚乙烯醇交联包埋法

〔实验11－13〕脱乙酰几丁质交联包埋法

五、移植共聚合包埋法

〔实验11－14］移植共聚合包埋法

六、物理定位法

第四节 共价交联法

一、溴化氰交联法

〔实验11－1－5］溴化氰交联滴定法

〔实验11－16］三乙烯胺－澳化氰活化法

〔实验11－17］溴化氰活化法制备可溶性载体固定化酶

二、碳化二亚胺法

〔实验11－18］碳化二亚胺二步法固定巯基氧化酶

三、戊二醛交联法

〔实验11－19］戊二醛交联固定化葡萄糖氧化酶

四、交链聚乙烯亚胺法

〔实验11－20］PEI裱涂载体的制备及用于酶固定化

五、活性载体法

第十二章 工业微生物实验室的设计和实验数据处理

第一节 工业微生物实验室范围与基本要求

第二节 实验室的仪器设备

第三节 实验室大小及布局

第四节 实验数据处理

一、显著性检验法

二、回归分析法

三方差分析

四、正交试验法

五、实验数据处理常用表格

第十三章工业微生物实验室常见的一些单元操作技术

第一节 搅拌和振荡

第二节 气体的计量和导入

第三节 加热和冷却

第四节 减压操作

第五节 干燥

第六节 过滤和离心

第七节 简单蒸馏

第八节 纸层析

第九节 薄层层析

第十节 溶液的脱色

第十一节 密度的测定

第十二节 折光率

第十三节 比旋光度

第十四节 硅化

第十五节 透析袋的准备

第十六节 天平的使用与维护

第十七节 分光光度计波长的校正

附录

一、实验室安全及防护知识

二、实验室常识

三玻璃器皿的洗涤及各种洗液的配制

四、缓冲液

五、一些有机物质的性质

六、指示剂

七、冷却剂和吸水剂

八、硫酸铵饱和度的常用表

九、试剂的配制及一些常用数据表

本书使用的英文缩写

主要参考资料

 工业微生物实验技术手册下载