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低溫生物菌種的原理
菌種保藏有多種方法,其原理大多大同小異,主要是運(yùn)用一些方式盡量降低生物體內(nèi)的代謝,達(dá)到延長(zhǎng)生命,減少變異的目的。通常采用的方法為低溫、缺氧、干燥。
低溫主要對(duì)菌種產(chǎn)生兩方面的影響,首先,較低的溫度可以減緩機(jī)體細(xì)胞的酶活,降低新陳代謝,達(dá)到保藏菌種的目的。其次,低溫同時(shí)會(huì)導(dǎo)致菌體誘發(fā)菌絲自溶機(jī)制,如果降溫過(guò)程失誤,同樣會(huì)造成機(jī)體的機(jī)械損傷和溶質(zhì)損傷。
微生物具有容易變異的特性,因此,在保藏過(guò)程中,必須使微生物的代謝處于不活躍或相對(duì)靜止的狀態(tài),才能在一定的時(shí)間內(nèi)使其不發(fā)生變異而又保持生活能力。
低溫、干燥和隔絕空氣是使微生物代謝能力降低的重要因素,所以,菌種保藏方法雖多,但都是根據(jù)這三個(gè)因素而設(shè)計(jì)的。
低溫生物菌種的影響力
東北地區(qū)一年大約有6個(gè)月的寒冷期。因此,在污水廠的建設(shè)過(guò)程中,往往把氣溫相對(duì)較高的季節(jié)用于污水處理廠的土建。土建完工后,基本上就進(jìn)入了東北地區(qū)的低溫期。目前我國(guó)城市污水處理廠啟動(dòng)與調(diào)試面臨的主要困難是進(jìn)水有機(jī)物濃度低以及低溫造成的微生物增殖緩慢。絕大多數(shù)的污水處理廠的建設(shè)完工后,都需要2~4個(gè)月的時(shí)間才能基本完成污水生化處理工藝的啟動(dòng),某些污水處理廠生化處理工藝的啟動(dòng)甚至要從頭年的10月份或11月份持續(xù)到來(lái)年氣溫回升的4月份或5月份,因而極大地影響了污水處理廠正常的商業(yè)運(yùn)行。
低溫生物菌種的冰凍是怎樣的?
生物體的新陳代謝是隨著溫度的降低而減緩的。如果低溫在0℃以上,這個(gè)減緩過(guò)程一般是可逆的,即溫度回升以后,新陳代謝的速度也隨之恢復(fù)。但如溫度降至冰點(diǎn)以下時(shí),生物體常因結(jié)冰而發(fā)生不可恢復(fù)的損傷。因?yàn)樗械纳矬w體液都含有大量的水(一般在80%左右),細(xì)胞器也都懸浮于水溶液中,新陳代謝過(guò)程都是在水溶液或膜和水溶液的界面上進(jìn)行的,所以在結(jié)冰的過(guò)程中,一方面由于水的晶體──冰晶硬度較大,對(duì)于生物體內(nèi)的精細(xì)結(jié)構(gòu)會(huì)造成機(jī)械損傷;另一方面由于水結(jié)冰,使細(xì)胞內(nèi)失去了大量可利用的水,造成脫水現(xiàn)象,從而使精細(xì)結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。