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培養基定義與分類
點擊次數:1262 發布時間:2017-07-28
 培養基(medium)培養基是人工配制的適合微生物生長繁殖或積累代謝產物的營養基質。任何培養基中均需含有微生物所必須的能源、碳源、氮源、礦質元素、水和生長因素,但不同營養類型、不同種類的微生物對營養元素的要求又有很大差異。目前已使用的各種培養基都是前人經過反復實踐,比較設計的成果。
培養基的基本成分
能源、碳源:自養微生物以二氧化碳為碳源,光或無機物為能源,在無機物組成的培養基中生長。例如化能自養型的氧化硫桿菌培養基中,加進粉末狀硫為能源,以空氣中的CO2為碳源。異養微生物以有機物為碳源和能源,培養基中常需加進葡萄糖、蔗糖或麥芽糖、乳糖等單糖或雙糖,有的可利用淀粉、纖維素等多糖,或利用動物組織中的糖類。例如培養細菌常用的牛肉膏蛋白胨培養基,其中牛肉膏即為主要碳源和能源。(培養基配方見后,下同)。
氮源:自養微生物以含氮無機物銨鹽、硝酸鹽等為氮素營養,例如氧化硫桿菌以(NH4)2SO4為氮源;異養微生物以無機物銨鹽、硝酸鹽或含氮有機物為氮源。自生固氮菌利用空氣中的N2為氮素營養,其培養基中無須加進氮源,稱為無氮培養基。
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,因此培養基中常加進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。很多自然成分的原料如牛肉膏、麥芽汁、玉米粉、芽菜汁等,含有各種無機元素和生長因子,不需另外添加。
培養基的類型 根據原料來源不同,可將培養基分為合成培養基、半合成培養基與自然培養基。
合成培養基:由化學成分已知的有機物和無機物配制而成。成分,重復性強。但營養局限,微生物生長緩慢。適用于菌種分離、選育、遺傳分析及生物測定等。如培養放線菌的高氏培養基、培養霉菌的察氏培養基以及各種化能自養菌培養基等。
半合成培養基:由某些自然物質與少量已知成分的化學物質配制而成。營養全面,能有效地滿足微生物對營養的需求。廣泛應用于微生物的培養。如培養細菌用的牛肉膏蛋白胨培養基,培養霉菌的土豆葡萄糖培養基,產業生產中常用的玉米粉等自然物質加無機鹽配制的各種發酵培養基等。
自然培養基:由化學成分不清楚或不衡定的自然有機物配制而成。成分復雜,但營養豐富全面。常用于實驗研究和生產。如麥芽汁培養基、玉米粉培養基,以及生產中使用的麩皮、鋸末等。
根據培養基的物理性質,可分為液體培養基、固體培養基和半固體培養基。
液體培養基:用各種營養成分加水配成,或用自然物質的浸汁(麥芽汁、芽菜汁等)制成。組分均一,適宜各類微生物的營養生長。廣泛應用于實驗研究及大規模產業生產中,有利于廣泛獲得大量菌體或代謝產物。
固體培養基:在液體培養基中加進凝固劑,或用麩皮等固體原料配制。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制成。市售瓊脂為條狀、片狀或粉末狀,主要成分為多聚半乳糖的硫酸酯,盡大多數微生物不能將其分解,在培養基中僅起支撐作用。其熔點約98℃,凝固點42℃,1.5~2%的水溶液在一般培養溫度下呈凝膠狀態。瓊脂固體培養基廣泛應用于微生物的分離培養、菌種鑒定和收躲。
半固體培養基:液體培養基中加進0.2~0.5%瓊脂制成。用于觀察細菌的運動、菌種鑒定及測定噬菌體的效價等。
根據培養基的用途,可分為選擇培養基、鑒別培養基、加富培養基、基本培養基等。
選擇培養基:根據某一類或某種微生物的特殊營養要求而設計的培養基,用于進步所需微生物的分離效率。如分離固氮微生物的無氮培養基、加進濾紙條或纖維素粉為碳源分離纖維分解菌的培養基。在培養基中加進某種化合物,可有效地分離出對這種化合物有抗性的微生物,例如在放線菌培養基中加進數滴10%的酚,可抑制細菌和霉菌的生長;加進一定量的青霉素、鏈霉素,可抑制細菌生長等。
鑒別培養基:根據微生物的代謝特點,在培養基中加進某種指示劑,通過顯色反應以鑒別不同的微生物。例如檢查乳制品和飲用水中是否有腸道細菌污染所用的伊紅-美藍培養基。當大腸桿菌等腸道細菌生長時,發酵培養基中的乳糖,使加進的伊紅-美藍變色,在菌落上沉積為紫玄色,并呈現金屬光澤。
培養基的制備方法 以下為常規方法,如配方中有特殊規定或要求,以配方為依據。
1.根據配方,計算各種營養成分用量。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。稱好的藥品放進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左右倒進放藥品的容器中,用玻璃棒攪拌,待藥品全溶后,再將其余熱水全部倒進。
3.若配制固體培養基,則稱取1.5~2%的瓊脂放進已溶化的營養液中,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。燒糊的培養基營養物質破壞,并產生有毒物質,不宜再用。
4.待溶化的培養基稍冷卻后,按配方要求調整pH值。先取10毫升培養基裝進試管中,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后調至要求的pH值。
5.配好的培養基,根據需要趁熱分裝至試管或錐形瓶中。分裝需用漏斗,以免瓊脂粘在管口或瓶口上。裝瓶量一般為瓶容量的1/3~1/2;裝試管一般為試管高度的1/5~1/4,以免滅菌時培養基上溢,粘濕棉塞。
6.用預先制好的棉塞塞住管口或瓶口。棉塞既有利于通氣,又有濾菌作用,故松緊、大小應適當,以免使用時影響操縱(如圖)。
zui后用牛皮紙或報紙包住棉塞,扎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.滅菌后取出的固體培養基,根據需要可將試管立即斜放,冷凝后即成斜面培養基,用于菌種擴大培養及收躲;錐形瓶中的培養基,倒進無菌培養皿中,冷凝后即制成平板培養基,可用于菌種的分離、鑒定等。液體培養基冷卻后可直接根據需要接進菌種。
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