微生物培养基介绍
由人工配制的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质,在微生物学中称为微生物培养基.由于各类微生物对营养基质的要求各不同,因此微生物培养基类型很多,不同培养基可根据实际需要,添加一些自身无法合成的化合物.
由于各类微生物对营养的要求不同及科学研究的目的或生产实践的需要不同,因而培养基的种类很多.迄今为止,已有数千种不同的培养基.
分类
按培养基组成物质的化学成分区分
根据对培养组成物质的化学成分是否完全了解来区分,可以将培养基分为天然培养基、合成培养基和半合成培养基.
(1)天然培养基.天然培养基是指利用各种动、植物或微生物的原料,其成分难以确切知道.例如培养细菌常用的肉汤蛋白胨培养基:牛肉膏3g,蛋白胨5g,水1000mL.
用做这种培养基的主要原料有:牛肉膏、麦芽汁、蛋白胨、酵母膏、玉米粉、麸皮、各种饼粉、马铃薯、牛奶、血清等.用这些物质配成的培养基虽然不能确切知道它的化学成分,但一般来讲,营养是比较丰富的,微生物生长旺盛,而且来源广泛,配制方便,所以较为常用,尤其适合于配制实验室常用的培养基和大生产上的培养基.
这种培养基的稳定性常受生产厂或批号等因素的影响,另外自养微生物一般不能在其上面生长.
(2)合成培养基.合成培养基是一类化学成分和数量完全知道的培养基,它是用已知化学成分的化学药品配制而成.例如培养细菌的葡萄糖铵盐培养基:C6H12O60.2%,K2HPO40.7%,KH2PO4 0.3%,Na3C6H5O70.05%,MgSO4·7H2O0.01%,(NH4)2SO40.1%,H2O 100mL.
这类培养基化学成分精确、重复性强,但价格昂贵,而微生物又生长缓慢,所以它只适用于做一些科学研究,例如营养、代谢的研究.
(3)半合成培养基.在合成培养基中,加入某种或几种天然成分;或者在天然培养基中,加入一种或几种已知成分的化学药品即成半合成培养基.例如马铃薯蔗糖培养基等.如果在合成培养基中加入琼脂,由于琼脂中含有较多的化学成分不太清楚的杂质,故也只能算是半合成培养基.这种培养基在生产实践和实验室中使用最多.
按培养基的物理状态区分
培养基按其物理状态可分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基三类.
(1)固体培养基.是在培养基中加入凝固剂,有琼脂、明胶、硅胶等.固体培养基常用于微生物分离、鉴定、计数和菌种保存等方面.
用于微生物分离,鉴定,计数.如图,微生物分离成菌落、菌苔.图中为大肠杆菌菌落,是用涂布平板法得到.
(2)半固体培养基.是在液体培养基中加入少量凝固剂而呈半固体状态.可用于观察细菌的运动、鉴定菌种和测定噬菌体的效价等方面.
用于观察微生物运动特征.如图,左侧试管中微生物不运动,而右侧试管中微生物运动,因而两试管中现象不同
(3)液体培养基.液体培养基中不加任何凝固剂.这种培养基的成分均匀,微生物能充分接触和利用培养基中的养料,适于作生理等研究,由于发酵率高,操作方便,也常用于发酵工业.
用于观察微生物生长状态.如图,此例中左侧为表面生长,右侧为沉淀生长,中间两个为均匀混浊生长.
按培养基的营养成分是否完全区分
根据培养基的营养成分是否完全来区分,可以分为基本培养基、完全培养基和补充培养基.这类术语主要是用在微生物遗传学中.
(1)基本培养基.亦称"最低限度培养基".它只能保证某些微生物的野生型菌株正常生长,是含有营养要求最低成分的合成培养基,常用"[-]"表示.这种培养基往往缺少某些生长因子,所以经过诱变过的营养缺陷型菌株不能生长.
(2)完全培养基.如果基本培养基中加入一些富含氯基酸、维生素和碱基之类的天然物质(如酵母浸出物、蛋白胨等),即加入生长因子而成完全培养基.完全培养基可用来满足微生物的各种营养缺陷型菌株的生长需要,常以"[+]"表示.
(3)补充培养基.如果往基本培养基中有针对性加进某一种或某几种营养成分,以满足相应的营养缺陷型菌株生长的需要,这种培养基称为补充培养基,常用某种成分如"[A]"、"[B]"表示.
按微生物的种类区分
培养基按微生物的种类可分为细菌培养基、放线菌培养基、酵母菌培养基和霉菌培养基等四类.
(1)常用的细菌培养基有营养肉汤和营养琼脂培养基.
(2)常用的放线菌培养基为高氏1号培养基.
(3)常用的酵母菌培养基有马铃薯蔗糖培养基和麦芽汁培养基.
(4)常用的霉菌培养基有马铃薯蔗糖培养基、豆芽汁蔗糖(或葡萄糖,葡萄糖比较昂贵)琼脂培养基和察氏培养基等.
按照培养基用途区分
培养基按其特殊用途可分为基础培养基、加富培养基、选择性培养基和鉴别培养基.
(1)基础培养基.是含有一般微生物生长繁殖所需基本营养物质的培养基.牛肉膏蛋白胨培养基是最常用的 基础培养基.
(2)加富培养基.是在基础培养基中加入血、血清、动植物组织提取液制成的培养基.用于培养要求比较苛刻的某些微生物.
(3)选择培养基.是在普通培养基中加入特殊营养物质或化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,有利于所需微生物的生长.用于将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来.
(4)鉴别培养基.是在培养基中加入某种试剂或化学药品,使培养后会发生某种变化,从而区别不同类型的微生物.如鉴别大肠杆菌的伊红美蓝培养基,鉴别纤维素分解菌的刚果红培养基.
伊红美蓝培养基:用于鉴别大肠杆菌.右图中是大肠杆菌菌落,菌落表面反光,有金属光泽.
按培养基用于生产的目的区分
根据培养基用于生产的目的来区分,可以分为种子培养基和发酵培养基.
(1)种子培养基.种子培养基是为保证发酵工业获得大量优质菌种而设计的培养基.种子培养基的目的是提供大量优质的菌种.所以这种培养基与发酵培养基相比,营养总是较为丰富,氮源比例较高.为了使菌种能够较快适应发酵生产,有时在种子培养基中有意识地加入使菌种适应发酵条件的基质.
(2)发酵培养基.发酵培养基的目的是使生产菌种能够大量生长并能累积大量代谢产物而设计的培养基.发酵培养基的用量大,因此对发酵培养基的要求,除了要满足菌种需要的营养和累积大量代谢产物外,还要求原料来源广泛,成本比较低.所以,这种培养基的成分一般都比较粗,碳源的比例较大.
除上述几类培养基外,还有专门用于培养病毒等寄生微生物的活组织培养基,如鸡胚等;专门用于培养自养微生物的无机盐培养基等.
