微生物具有容易變異的特性,因此,在保藏過程中,必須使微生物的代謝處于最不活躍或相對(duì)靜止的狀態(tài),但又不至于死亡,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,從而達(dá)到保藏的目的。
水分對(duì)生化反應(yīng)和一切生命活動(dòng)至關(guān)重要,因此,干燥尤其是深度干燥,在保藏中占有首要地位就不言而喻了。五氧化二磷、無水氯化鈣和硅膠是良好的干燥劑,當(dāng)然,高度真空還可同時(shí)達(dá)到驅(qū)氧和深度干燥的雙重目的。
除水分外,低溫乃是保藏中的另一重要條件。微生物生長(zhǎng)的溫度低限約在 30℃,可是,在水溶液中能進(jìn)行酶促反應(yīng)的溫度低限則在-140℃左右。這或許就是為什么在有水分的條件下,即使把微生物保藏在較低的溫度下,還是難以較長(zhǎng)期地保藏它們的一個(gè)主要原因。在低溫保藏中,細(xì)胞體積較大者一般要比較小者對(duì)低溫更為敏感,而無細(xì)胞壁者則比有細(xì)胞壁者敏感。其原因同低溫會(huì)使細(xì)胞內(nèi)的水分形成冰晶,從而引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)尤其是細(xì)胞膜的損傷有關(guān)。如果放到低溫(不是一般冰箱)下進(jìn)行冷凍時(shí),適當(dāng)采用速凍的方法,可因產(chǎn)生的冰晶小而可減少對(duì)細(xì)胞的損傷。當(dāng)從低溫下移出并開始升溫時(shí),冰晶又會(huì)長(zhǎng)大,故快速升溫也可減少對(duì)細(xì)胞的損傷。
當(dāng)然,不同微生物的最適冷凍速度和升溫速度也是不同的。冷凍時(shí)的介質(zhì)對(duì)細(xì)胞損傷與否也有顯著的影響。例如,0.5mol/L左右的甘油或二甲亞砜可透入細(xì)胞,并通過降低強(qiáng)烈的脫水作用而保護(hù)細(xì)胞;大分子物質(zhì)如糊精、血清白蛋白、脫脂牛奶或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)雖不能透入細(xì)胞,但可能是通過與細(xì)胞表面結(jié)合的方式而防止細(xì)胞膜受凍傷。在實(shí)踐中,發(fā)現(xiàn)用較低的溫度進(jìn)行保藏時(shí)效果更為理想,如液氮溫度(-195℃)比干冰溫度(-70℃)好,-70℃又比-20℃好,而-20℃則比4℃好。