微生物菌種保存方法

標簽：微生物 微膠囊 

  微生物應用技術在細胞工廠以及研究各種生物過程實驗中起著重要作用，但是微生物的保存以及微生物培養的連續性一直是微生物應用領域的難題。實踐證明，與在平板或發酵罐中連續傳代培養微生物培養物相比，建立微生物庫可以輕松實現微生物儲存和檢索。

根據儲存時間的長短和微生物的種類，一般會采用不同的保存方法。長期保存的主要原理是保持微生物長期處于休眠狀態，免受污染及遺傳變化，直到使用時使其恢復生機。這種方法通常是通過使用低溫和冷凍或干燥技術來減少細胞代謝活動來實現的。近年來，還有一種新型微生物保存技術是微膠囊化保存法，主要用于保存益生菌。

短期存儲（持續增長）

微生物的連續生長可以在瓊脂培養基上維持很短的時間。微生物的瓊脂平板培養物在實驗室冰箱 (4°C) 中可存活數周，而細菌培養物可在 4°C 下作為瓊脂刺培養物保存長達一年。大多數微生物（細菌、真菌和藻類）都可以使用這種方法儲存，推薦用于經常使用的培養物。使用培養基中的營養物質，這些培養物不斷生長，盡管在較低溫度下生長速度較慢，使它們能夠在可用營養物質的作用下存活更長時間。

為了盡量減少瓊脂的污染和干燥，培養板應用實驗室薄膜牢固地包裹起來并倒置存放（瓊脂面朝上）。在瓊脂培養基上短期儲存的主要優勢是微生物容易回收。使用時，只需將它們劃線到新鮮的培養板上或將它們接種到液體培養基中并在最佳生長溫度下孵育！

然而，隨著時間的推移，瓊脂會變干，培養基中的營養物質會被微生物耗盡。代謝廢物也會累積到有毒水平。營養缺乏和有毒廢物的積累最終會導致儲存的微生物死亡。

A. 使用直線將單個細菌菌落放入一瓶軟瓊脂中，然后孵育形成瓊脂刺培養物。B.細菌在瓊脂培養基板上劃線并孵育。

長期儲存

對于長期儲存，微生物在低于冰點（-20°C、-80°C 或液氮）的溫度下冷凍保存或冷凍干燥（凍干）。冷凍保存適用于范圍廣泛的細菌、藻類、真菌、病毒和原生動物。超低溫會大大降低酶活性，從而降低微生物的代謝過程。為防止冰晶形成對細胞造成損害，在 -20°C、-80°C 或液氮 (-196°C) 下儲存之前，將細胞重新懸浮在含有冷凍保護劑（如甘油）的生長培養基中。或者，細胞也可以在冷凍前重新懸浮在脫脂牛奶中 。為了最大限度地提高回收率，建議在細胞濃度最高的生長靜止期冷凍培養物。大多數培養物可以在 -20°C 的低溫小瓶（圖 2）中儲存至少一年，一些細菌原液在 -80°C 和液氮中儲存時仍可存活數十年！冷凍微生物可以通過在 37°C 下解凍并接種到新鮮培養基中而復活 。

上圖（微生物置于凍存管中）

冷凍干燥（凍干）通過在真空中將水轉化為冰來去除冷凍樣品中的水分，從而阻止微生物代謝過程并將細胞轉化為干燥的顆粒，以便在安瓿中儲存和運輸（圖 3）。冷凍干燥已被用于保存細菌、藻類、酵母、病毒和孢子形成真菌 。然而，凍干不適用于某些細菌和非孢子真菌，因為它們不能在冷凍干燥的壓力下存活。在接種到新鮮培養基中之前，可以通過在生長培養基（細菌和藻類）、含有細菌宿主（噬菌體）或水（真菌和酵母）的生長培養基中再水化細胞沉淀來回收凍干培養物 

圖3 。 含有凍干微生物的安瓿。

如何使用微膠囊保存微生物？

微囊化，是指細胞在儲存前被包裹在基質中，屬于一種長期的微生物保存方法，此法避免了微生物長期直接暴露于冷凍或干燥的嚴酷環境中。由于存在基質保護細胞，增加儲存期間的穩定性。當在-80°C 下儲存時，益生菌在藻酸鈣中的微膠囊化已被證明可以提高它們的生存力。益生菌被包裹在納米纖維和液滴當中可以保持較強活力。 

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