微生物培養(yǎng)基介紹
由人工配制的適合微生物生長繁殖或積累代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質,在微生物學中稱為微生物培養(yǎng)基.由于各類微生物對營養(yǎng)基質的要求各不同,因此微生物培養(yǎng)基類型很多,不同培養(yǎng)基可根據(jù)實際需要,添加一些自身無法合成的化合物.
由于各類微生物對營養(yǎng)的要求不同及科學研究的目的或生產(chǎn)實踐的需要不同,因而培養(yǎng)基的種類很多.迄今為止,已有數(shù)千種不同的培養(yǎng)基.
分類
按培養(yǎng)基組成物質的化學成分區(qū)分
根據(jù)對培養(yǎng)組成物質的化學成分是否完全了解來區(qū)分,可以將培養(yǎng)基分為天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基和半合成培養(yǎng)基.
(1)天然培養(yǎng)基.天然培養(yǎng)基是指利用各種動、植物或微生物的原料,其成分難以確切知道.例如培養(yǎng)細菌常用的肉湯蛋白胨培養(yǎng)基:牛肉膏3g,蛋白胨5g,水1000mL.
用做這種培養(yǎng)基的主要原料有:牛肉膏、麥芽汁、蛋白胨、酵母膏、玉米粉、麩皮、各種餅粉、馬鈴薯、牛奶、血清等.用這些物質配成的培養(yǎng)基雖然不能確切知道它的化學成分,但一般來講,營養(yǎng)是比較豐富的,微生物生長旺盛,而且來源廣泛,配制方便,所以較為常用,尤其適合于配制實驗室常用的培養(yǎng)基和大生產(chǎn)上的培養(yǎng)基.
這種培養(yǎng)基的穩(wěn)定性常受生產(chǎn)廠或批號等因素的影響,另外自養(yǎng)微生物一般不能在其上面生長.
(2)合成培養(yǎng)基.合成培養(yǎng)基是一類化學成分和數(shù)量完全知道的培養(yǎng)基,它是用已知化學成分的化學藥品配制而成.例如培養(yǎng)細菌的葡萄糖銨鹽培養(yǎng)基:C6H12O60.2%,K2HPO40.7%,KH2PO4 0.3%,Na3C6H5O70.05%,MgSO4·7H2O0.01%,(NH4)2SO40.1%,H2O 100mL.
這類培養(yǎng)基化學成分精確、重復性強,但價格昂貴,而微生物又生長緩慢,所以它只適用于做一些科學研究,例如營養(yǎng)、代謝的研究.
(3)半合成培養(yǎng)基.在合成培養(yǎng)基中,加入某種或幾種天然成分;或者在天然培養(yǎng)基中,加入一種或幾種已知成分的化學藥品即成半合成培養(yǎng)基.例如馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基等.如果在合成培養(yǎng)基中加入瓊脂,由于瓊脂中含有較多的化學成分不太清楚的雜質,故也只能算是半合成培養(yǎng)基.這種培養(yǎng)基在生產(chǎn)實踐和實驗室中使用最多.
按培養(yǎng)基的物理狀態(tài)區(qū)分
培養(yǎng)基按其物理狀態(tài)可分為固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基和半固體培養(yǎng)基三類.
(1)固體培養(yǎng)基.是在培養(yǎng)基中加入凝固劑,有瓊脂、明膠、硅膠等.固體培養(yǎng)基常用于微生物分離、鑒定、計數(shù)和菌種保存等方面.
用于微生物分離,鑒定,計數(shù).如圖,微生物分離成菌落、菌苔.圖中為大腸桿菌菌落,是用涂布平板法得到.
(2)半固體培養(yǎng)基.是在液體培養(yǎng)基中加入少量凝固劑而呈半固體狀態(tài).可用于觀察細菌的運動、鑒定菌種和測定噬菌體的效價等方面.
用于觀察微生物運動特征.如圖,左側試管中微生物不運動,而右側試管中微生物運動,因而兩試管中現(xiàn)象不同
(3)液體培養(yǎng)基.液體培養(yǎng)基中不加任何凝固劑.這種培養(yǎng)基的成分均勻,微生物能充分接觸和利用培養(yǎng)基中的養(yǎng)料,適于作生理等研究,由于發(fā)酵率高,操作方便,也常用于發(fā)酵工業(yè).
用于觀察微生物生長狀態(tài).如圖,此例中左側為表面生長,右側為沉淀生長,中間兩個為均勻混濁生長.
按培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分是否完全區(qū)分
根據(jù)培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分是否完全來區(qū)分,可以分為基本培養(yǎng)基、完全培養(yǎng)基和補充培養(yǎng)基.這類術語主要是用在微生物遺傳學中.
(1)基本培養(yǎng)基.亦稱"最低限度培養(yǎng)基".它只能保證某些微生物的野生型菌株正常生長,是含有營養(yǎng)要求最低成分的合成培養(yǎng)基,常用"[-]"表示.這種培養(yǎng)基往往缺少某些生長因子,所以經(jīng)過誘變過的營養(yǎng)缺陷型菌株不能生長.
(2)完全培養(yǎng)基.如果基本培養(yǎng)基中加入一些富含氯基酸、維生素和堿基之類的天然物質(如酵母浸出物、蛋白胨等),即加入生長因子而成完全培養(yǎng)基.完全培養(yǎng)基可用來滿足微生物的各種營養(yǎng)缺陷型菌株的生長需要,常以"[+]"表示.
(3)補充培養(yǎng)基.如果往基本培養(yǎng)基中有針對性加進某一種或某幾種營養(yǎng)成分,以滿足相應的營養(yǎng)缺陷型菌株生長的需要,這種培養(yǎng)基稱為補充培養(yǎng)基,常用某種成分如"[A]"、"[B]"表示.
按微生物的種類區(qū)分
培養(yǎng)基按微生物的種類可分為細菌培養(yǎng)基、放線菌培養(yǎng)基、酵母菌培養(yǎng)基和霉菌培養(yǎng)基等四類.
(1)常用的細菌培養(yǎng)基有營養(yǎng)肉湯和營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基.
(2)常用的放線菌培養(yǎng)基為高氏1號培養(yǎng)基.
(3)常用的酵母菌培養(yǎng)基有馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基和麥芽汁培養(yǎng)基.
(4)常用的霉菌培養(yǎng)基有馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基、豆芽汁蔗糖(或葡萄糖,葡萄糖比較昂貴)瓊脂培養(yǎng)基和察氏培養(yǎng)基等.
按照培養(yǎng)基用途區(qū)分
培養(yǎng)基按其特殊用途可分為基礎培養(yǎng)基、加富培養(yǎng)基、選擇性培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基.
(1)基礎培養(yǎng)基.是含有一般微生物生長繁殖所需基本營養(yǎng)物質的培養(yǎng)基.牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基是最常用的 基礎培養(yǎng)基.
(2)加富培養(yǎng)基.是在基礎培養(yǎng)基中加入血、血清、動植物組織提取液制成的培養(yǎng)基.用于培養(yǎng)要求比較苛刻的某些微生物.
(3)選擇培養(yǎng)基.是在普通培養(yǎng)基中加入特殊營養(yǎng)物質或化學物質,以抑制不需要的微生物的生長,有利于所需微生物的生長.用于將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來.
(4)鑒別培養(yǎng)基.是在培養(yǎng)基中加入某種試劑或化學藥品,使培養(yǎng)后會發(fā)生某種變化,從而區(qū)別不同類型的微生物.如鑒別大腸桿菌的伊紅美藍培養(yǎng)基,鑒別纖維素分解菌的剛果紅培養(yǎng)基.
伊紅美藍培養(yǎng)基:用于鑒別大腸桿菌.右圖中是大腸桿菌菌落,菌落表面反光,有金屬光澤.
按培養(yǎng)基用于生產(chǎn)的目的區(qū)分
根據(jù)培養(yǎng)基用于生產(chǎn)的目的來區(qū)分,可以分為種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基.
(1)種子培養(yǎng)基.種子培養(yǎng)基是為保證發(fā)酵工業(yè)獲得大量優(yōu)質菌種而設計的培養(yǎng)基.種子培養(yǎng)基的目的是提供大量優(yōu)質的菌種.所以這種培養(yǎng)基與發(fā)酵培養(yǎng)基相比,營養(yǎng)總是較為豐富,氮源比例較高.為了使菌種能夠較快適應發(fā)酵生產(chǎn),有時在種子培養(yǎng)基中有意識地加入使菌種適應發(fā)酵條件的基質.
(2)發(fā)酵培養(yǎng)基.發(fā)酵培養(yǎng)基的目的是使生產(chǎn)菌種能夠大量生長并能累積大量代謝產(chǎn)物而設計的培養(yǎng)基.發(fā)酵培養(yǎng)基的用量大,因此對發(fā)酵培養(yǎng)基的要求,除了要滿足菌種需要的營養(yǎng)和累積大量代謝產(chǎn)物外,還要求原料來源廣泛,成本比較低.所以,這種培養(yǎng)基的成分一般都比較粗,碳源的比例較大.
除上述幾類培養(yǎng)基外,還有專門用于培養(yǎng)病毒等寄生微生物的活組織培養(yǎng)基,如雞胚等;專門用于培養(yǎng)自養(yǎng)微生物的無機鹽培養(yǎng)基等.
