含葡萄糖培养基高温灭菌变色及其防范措施的研究

   葡萄糖是微生物培养过程中常用的有效碳源，但含葡萄糖的培养基经高温灭菌后，容易产生有害色素，其色素成分比较复杂俗称焦糖色，主要是还原糖与氨类物质高温条件下的美拉德反应所致，所以一般培养中葡萄糖都要求单独灭菌，温度控制在115℃，15min，但是即使如此，如果葡萄糖未达到分析纯标准，灭菌后依然呈金黄色，不能完全防止色素产生。在实际工作中发现微量焦糖对许多细菌和酵母菌有明显的抑菌作用，建议在配制细菌或酵母菌的含糖培养基时不宜采用高温灭菌手段，应采用过滤除菌方法。采用亚硒酸钠可以部分抑制美拉德反应，滤除菌操作繁琐，笔者在一次偶然的试验中，将KH2PO4与葡萄糖共灭菌，发现葡萄糖没有产生颜色变化，于是对此进行进一步探讨。

1 材料与方法

1.1  材料：口服葡萄糖、蒸馏水、硫酸铵、氢氧化钠、盐酸、甘氨酸。

1.2  方法：分别配置不同浓度的葡萄糖，调节pH，115℃灭菌15min，7200分光光度计340nm比色，记录O.D值。

2  结果与讨论

2.1 葡萄糖浓度对色产生的影响

配制不同浓度的葡萄糖，调节pH7.0,115℃灭菌15min，目测高浓度葡萄糖变色严重，取20%葡萄糖灭菌样在7200分光光度计330-800nm扫描色素吸取峰，结果显示葡萄糖高温灭菌后的金黄色色素，没有明显的吸收峰，但接近紫外光区时吸收值陡直增加，基本呈L曲线，检测到美拉德反应的主要吸收峰在紫外光的290nm，由于该峰比较陡直，测量样品需要稀释，故以下实验选用340nm为适宜测量波长。

由表1结果看出，色素的产生与葡萄糖浓度有一定的正相关性，但从O.D值与葡萄糖浓度比值看出，糖浓度越高相对色素产生的越少。因此以下试验以20%为基本浓度。

2.2  不同pH值的影响

   20%葡萄糖，调节不同pH值，115℃灭菌15min，结果见表2

   由表2的结果看出，pH值对色素的产生有较大的影响，pH值低于5.5时，色素产生极少，不同浓度葡萄糖，pH值5.5，115℃灭菌15min，结果见表3

   由表2、表3的结果表明葡萄糖焦糖化与pH值有较大关系，而与浓度关系较小。

2.3  不同硫酸铵浓度的影响

20%葡萄糖，分别在pH5.5加入不同浓度的硫酸铵，115℃灭菌15min，结果见表4，表5。

由表4、表5的结果看出，葡萄糖中加入硫酸铵可以使色素加重，但降低pH值相应可大大减轻色素的产生。

2.4  不同甘氨酸浓度对色素产生的影响

甘氨酸作为氨基酸的代表进行了对比试验，分别在pH7.0-5.5,20%葡萄糖加入不同浓度的甘氨酸，115℃灭菌15min的结果见表6、表7。

表6、表7的结果表明氨基酸可以与葡萄糖产生严重的颜色反应，降低pH值可能有效抑制色素的形成，同时比较表4与表6的结果表明，氨基酸比无机氨盐更容易与葡萄糖产生焦糖色素。

3  结论

3.1  pH是影响葡萄糖灭菌后有色物质出现的主要因素，当pH低于5.5时，单独灭菌几乎不出现色素；

3.2  如果葡萄糖溶液中含有无机氨盐或氨基酸时，经高温灭菌会加重色素的产生，氨基酸比无机铵盐表现的更为严重，但适当降低pH值均可以较大程度的抑制色素的生成，KH2PO4与葡萄糖共灭菌往往不产生色素的直接原因在于KH2PO4使得培养基的pH值得到微酸性缓冲。

    综合以上，微生物的含糖培养基灭菌时，最好将培养基中葡萄糖在pH5.5时单独灭菌或与非氨类的无机盐共同灭菌，以减少色素的产生。

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