培養(yang) 基(medium)培養(yang) 基是人工配製的適合微生物生長繁殖或積累代謝產(chan) 物的營養(yang) 基質。任何培養(yang) 基中均需含有微生物所必需的能源、碳源、氮源、礦質元素、水和生長因素,但不同營養(yang) 類型、不同種類的微生物對營養(yang) 元素的要求又有很大差異。目前已使用的各種培養(yang) 基都是前人經過反複實踐,比較設計的成果。
培養(yang) 基的基本成分
能源、碳源:自養(yang) 微生物以二氧化碳為(wei) 碳源,光或無機物為(wei) 能源,在無機物組成的培養(yang) 基中生長。例如化能自養(yang) 型的氧化硫杆菌培養(yang) 基中,加入粉末狀硫為(wei) 能源,以空氣中的CO2為(wei) 碳源。異養(yang) 微生物以有機物為(wei) 碳源和能源,培養(yang) 基中常需加入葡萄糖、蔗糖或麥芽糖、乳糖等單糖或雙糖,有的可利用澱粉、纖維素等多糖,或利用動物組織中的糖類。例如培養(yang) 細菌常用的牛肉膏蛋白腖培養(yang) 基,其中牛肉膏即為(wei) 主要碳源和能源。(培養(yang) 基配方見後,下同)。
氮源:自養(yang) 微生物以含氮無機物銨鹽、硝酸鹽等為(wei) 氮素營養(yang) ,例如氧化硫杆菌以(NH4)2SO4為(wei) 氮源;異養(yang) 微生物以無機物銨鹽、硝酸鹽或含氮有機物為(wei) 氮源。自生固氮菌利用空氣中的N2為(wei) 氮素營養(yang) ,其培養(yang) 基中無須加入氮源,稱為(wei) 無氮培養(yang) 基。
礦質元素、生長因子:微生物生長繁殖需要P、K、Na、S、Mg、Ca等主要礦質元素以及Fe、Cu等微量元素,因此培養(yang) 基中常加入K2HPO4、KH2PO4、MgSO4、NaCl、KCl、FeSO4等無機鹽類;生長因子主要是調節微生物代謝活動的B族維生素,常由酵母膏、肝浸出液等提供。許多天然成分的原料如牛肉膏、麥芽汁、玉米粉、豆芽汁等,含有各種無機元素和生長因子,不需另外添加。
培養(yang) 基的類型 根據原料來源不同,可將培養(yang) 基分為(wei) 合成培養(yang) 基、半合成培養(yang) 基與(yu) 天然培養(yang) 基。
合成培養(yang) 基:由化學成分已知的有機物和無機物配製而成。成分,重複性強。但營養(yang) 局限,微生物生長緩慢。適用於(yu) 菌種分離、選育、遺傳(chuan) 分析及生物測定等。如培養(yang) 放線菌的高氏培養(yang) 基、培養(yang) 黴菌的察氏培養(yang) 基以及各種化能自養(yang) 菌培養(yang) 基等。
半合成培養(yang) 基:由某些天然物質與(yu) 少量已知成分的化學物質配製而成。營養(yang) 全麵,能有效地滿足微生物對營養(yang) 的需求。廣泛應用於(yu) 微生物的培養(yang) 。如培養(yang) 細菌用的牛肉膏蛋白腖培養(yang) 基,培養(yang) 黴菌的土豆葡萄糖培養(yang) 基,工業(ye) 中常用的玉米粉等天然物質加無機鹽配製的各種發酵培養(yang) 基等。
天然培養(yang) 基:由化學成分不清楚或不衡定的天然有機物配製而成。成分複雜,但營養(yang) 豐(feng) 富全麵。常用於(yu) 實驗研究和。如麥芽汁培養(yang) 基、玉米粉培養(yang) 基,以及中使用的麩皮、鋸末等。
根據培養(yang) 基的物理性質,可分為(wei) 液體(ti) 培養(yang) 基、固體(ti) 培養(yang) 基和半固體(ti) 培養(yang) 基。
液體(ti) 培養(yang) 基:用各種營養(yang) 成分加水配成,或用天然物質的浸汁(麥芽汁、豆芽汁等)製成。組分均一,適宜各類微生物的營養(yang) 生長。廣泛應用於(yu) 實驗研究及大規模工業(ye) 中,有利於(yu) 廣泛獲得大量菌體(ti) 或代謝產(chan) 物。
固體(ti) 培養(yang) 基:在液體(ti) 培養(yang) 基中加入凝固劑,或用麩皮等固體(ti) 原料配製。常用的凝固劑是瓊脂(又稱瓊膠、洋菜),由石花菜等海藻中提取加工製成。市售瓊脂為(wei) 條狀、片狀或粉末狀,主要成分為(wei) 多聚半乳糖的硫酸酯,絕大多數微生物不能將其分解,在培養(yang) 基中僅(jin) 起支撐作用。其熔點約98℃,凝固點42℃,1.5~2%的水溶液在一般培養(yang) 溫度下呈凝膠狀態。瓊脂固體(ti) 培養(yang) 基廣泛應用於(yu) 微生物的分離培養(yang) 、菌種鑒定和保藏。
半固體(ti) 培養(yang) 基:液體(ti) 培養(yang) 基中加入0.2~0.5%瓊脂製成。用於(yu) 觀察細菌的運動、菌種鑒定及測定噬菌體(ti) 的效價(jia) 等。
根據培養(yang) 基的用途,可分為(wei) 選擇培養(yang) 基、鑒別培養(yang) 基、加富培養(yang) 基、基本培養(yang) 基等。
選擇培養(yang) 基:根據某一類或某種微生物的特殊營養(yang) 要求而設計的培養(yang) 基,用於(yu) 提高所需微生物的分離效率。如分離固氮微生物的無氮培養(yang) 基、加入濾紙條或纖維素粉為(wei) 碳源分離纖維分解菌的培養(yang) 基。在培養(yang) 基中加入某種化合物,可有效地分離出對這種化合物有抗性的微生物,例如在放線菌培養(yang) 基中加入數滴10%的酚,可抑製細菌和黴菌的生長;加入一定量的青黴素、鏈黴素,可抑製細菌生長等。
鑒別培養(yang) 基:根據微生物的代謝特點,在培養(yang) 基中加入某種指示劑,通過顯色反應以鑒別不同的微生物。例如檢查乳製品和飲用水中是否有腸道細菌汙染所用的伊紅-美藍培養(yang) 基。當大腸杆菌等腸道細菌生長時,發酵培養(yang) 基中的乳糖,使加入的伊紅-美藍變色,在菌落上沉積為(wei) 紫黑色,並呈現金屬光澤。
培養(yang) 基的製備方法 以下為(wei) 常規方法,如配方中有特殊規定或要求,以配方為(wei) 依據。
1.根據配方,計算各種營養(yang) 成分用量。一般藥品可用普通藥物天平稱量,用量少的藥品,可按比例配成高濃度溶液,再按所需量用移液管吸取。稱好的藥品放入玻璃燒杯或搪瓷杯中。
2.在另一容器中將所需量的水(一般可用自來水,有特殊要求時需用蒸餾水)加熱,取全量的1/3左右倒入放藥品的容器中,用玻璃棒攪拌,待藥品全溶後,再將其餘(yu) 熱水全部倒入。
3.若配製固體(ti) 培養(yang) 基,則稱取1.5~2%的瓊脂放入已溶化的營養(yang) 液中,繼續加熱至瓊脂全部溶解。加熱中隨時攪拌,防止溢出或糊底。燒糊的培養(yang) 基營養(yang) 物質破壞,並產(chan) 生有毒物質,不宜再用。
4.待溶化的培養(yang) 基稍冷卻後,按配方要求調整pH值。先取10毫升培養(yang) 基裝入試管中,用pH試紙測其自然pH,再用1%NaOH(或1%HCl)調至所需pH,根據用量計算,換用10%NaOH(或10%HCl)調整所配全量培養(yang) 基的pH。加堿(或酸)溶液時,應邊滴加邊攪拌,至應加量將近用完時,再次測試,zui後調至要求的pH值。
5.配好的培養(yang) 基,根據需要趁熱分裝至試管或錐形瓶中。分裝需用漏鬥,以免瓊脂粘在管口或瓶口上。裝瓶量一般為(wei) 瓶容量的1/3~1/2;裝試管一般為(wei) 試管高度的1/5~1/4,以免滅菌時培養(yang) 基上溢,粘濕棉塞。
6.用預先製好的棉塞塞住管口或瓶口。棉塞既有利於(yu) 通氣,又有濾菌作用,故鬆緊、大小應適當,以免使用時影響操作(如圖)。
zui後用牛皮紙或報紙包住棉塞,紮緊在瓶頸或試管上方,以免滅菌時水蒸汽沾濕棉塞或脫落
7.滅菌後取出的固體(ti) 培養(yang) 基,根據需要可將試管立即斜放,冷凝後即成斜麵培養(yang) 基,用於(yu) 菌種擴大培養(yang) 及保藏;錐形瓶中的培養(yang) 基,倒入無菌培養(yang) 皿中,冷凝後即製成平板培養(yang) 基,可用於(yu) 菌種的分離、鑒定等。液體(ti) 培養(yang) 基冷卻後可直接根據需要接入菌種。