培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用

1、共享知識分享快樂 盛年不重來，一日難再晨。及時宜自勉，歲月不待人。 培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用 培養(yǎng)基種類繁多，根據(jù)其成份、物理狀態(tài)和用途可將培養(yǎng)基分成多種類型。 1 按成份不同劃分 (1) 天然培養(yǎng)基(complex medium) 這類培養(yǎng)基主要以化學(xué)成分還不清楚或化學(xué)成分不恒定的天然有機物組成，牛肉膏蛋 白胨培養(yǎng)基和麥芽汁培養(yǎng)基就屬于此類?；蚩寺〖夹g(shù)中常用的LB(Luria-Berta ni)培養(yǎng)基 也是一種復(fù)合培養(yǎng)基，其組成見 表4-10。 常用的天然有機營養(yǎng)物質(zhì)包括牛肉浸膏、蛋白胨、酵母浸膏(表4-11)、豆芽汁、玉米 粉、土壤浸液、麩皮、牛奶、血清、稻草浸汁、羽毛浸汁、胡羅卜汁、椰子汁等

2、，嗜糞微生 物(coprophilousmicroorganisms)可以利用糞水作為營養(yǎng)物質(zhì)。復(fù)合培養(yǎng)基成本較低,除在 實驗室經(jīng)常使用外，也適于用來進行工業(yè)上大規(guī)模的微生物發(fā)酵生產(chǎn)。 (2) 合成培養(yǎng)基(synthetic medium) 合成培養(yǎng)基是由化學(xué)成份完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基，也稱化學(xué)限定培養(yǎng)基 (chemically defined medium),高氏1號培養(yǎng)基和查氏培養(yǎng)基就屬于此種類型。配制合成培 養(yǎng)基時重復(fù)性強，但與天然培養(yǎng)基相比其成本較高，微生物在其中生長速度較慢,一般適于在 實驗室用來進行有關(guān)微生物營養(yǎng)需求、代謝、分類鑒定、生物量測定、菌種選育及遺傳分析 等方面的

3、研究工作。 2.根據(jù)物理狀態(tài)劃分 根據(jù)培養(yǎng)基中凝固劑的有無及含量的多少，可將培養(yǎng)基劃分為固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng) 基和液體培養(yǎng)基三種類型。 (1) 固體培養(yǎng)基(solid medium) 在液體培養(yǎng)基中加入一定量凝固劑即為固體培養(yǎng)基。理想的凝固劑應(yīng)具備以下條件:1. 不被所培養(yǎng)的微生物分解利用;2.在微生物生長的溫度范圍內(nèi)保持固體狀態(tài)。在培養(yǎng)嗜熱細 菌時，由于高溫容易引起培養(yǎng)基液化，通常在培養(yǎng)基中適當(dāng)增加凝固劑來解決這一問題3凝 固劑凝固點溫度不能太低，否則將不利于微生物的生長;4.凝固劑對所培養(yǎng)的微生物無毒害 作用;5.凝固劑在滅菌過程中不會被破壞;6.透明度好，粘著力強；7.配制方便且價格低

4、廉。常 用的凝固劑有瓊脂(agar)、明膠(gelatin)和硅膠(silica gel)。表4-12列出瓊脂和明膠的 一些主要特征。 對絕大多數(shù)微生物而言，瓊脂是最理想的凝固劑，瓊脂是由藻類(海產(chǎn)石花菜)中提取的 一種高度分支的復(fù)雜多糖；明膠是由膠原蛋白制備得到的產(chǎn)物，是最早用來作為凝固劑的物 質(zhì)，但由于其凝固點太低，而且某些細菌和許多真菌產(chǎn)生的非特異性胞外蛋白酶以及梭菌產(chǎn) 生的特異性膠原酶都能液化明膠，目前已較少作為凝固劑；硅膠是由無機的硅酸鈉(Na2SiO3) 及硅酸鉀(K2SiO3)被鹽酸及硫酸中和時凝聚而成的膠體,它不含有機物，適合配制分離與培 養(yǎng)自養(yǎng)型微生物的培養(yǎng)基。 除在液體培養(yǎng)

5、基中加入凝固劑制備的固體培養(yǎng)基外，一些由天然固體基質(zhì)制成的培養(yǎng)基 也屬于固體培養(yǎng)基。例如，由馬鈴薯塊、胡羅卜條、小米、麩皮及米糠等制成固體狀態(tài)的培 養(yǎng)基就屬于此類。如生產(chǎn)酒的酒曲，生產(chǎn)食用菌的棉子殼培養(yǎng)基。 在實驗室中，固體培養(yǎng)基一般是加入平皿或試管中，制成培養(yǎng)微生物的平板或斜面。固 體培養(yǎng)基為微生物提供一個營養(yǎng)表面，單個微生物細胞在這個營養(yǎng)表面進行生長繁殖，可以 形成單個菌落。固體培養(yǎng)基常用來進行微生物的分離、鑒定、活菌計數(shù)及菌種保藏等。 (2) 半固體培養(yǎng)基(semisolid medium) 半固體培養(yǎng)基中凝固劑的含量比固體培養(yǎng)基少，培養(yǎng)基中瓊脂量一般為0.20.7%。半固 體培養(yǎng)基常用

6、來觀察微生物的運動特征、分類鑒定及噬菌體效價滴定等。 (3) 液體培養(yǎng)基(liquid medium) 液體培養(yǎng)基中未加任何凝固劑。在用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)微生物時，通過振蕩或攪拌可以增 加培養(yǎng)基的通氣量，同時使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)分布均勻。液體培養(yǎng)基常用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)以及在實 驗室進行微生物的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用方面的研究。 3按用途劃分 (1) 基礎(chǔ)培養(yǎng)基(minimum medium) 盡管不同微生物的營養(yǎng)需求各不相同，但大多數(shù)微生物所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)是相同的。 基礎(chǔ)培養(yǎng)基是含有一般微生物生長繁殖所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基。牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 是最常用的基礎(chǔ)培養(yǎng)基?；A(chǔ)培養(yǎng)基也可以作為一些特殊培養(yǎng)基的基礎(chǔ)成份

7、，再根據(jù)某種微 生物的特殊營養(yǎng)需求，在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入所需營養(yǎng)物質(zhì)。 (2) 加富培養(yǎng)基(enrichment medium) 加富培養(yǎng)基也稱營養(yǎng)培養(yǎng)基，即在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入某些特殊營養(yǎng)物質(zhì)制成的一類營養(yǎng) 豐富的培養(yǎng)基，這些特殊營養(yǎng)物質(zhì)包括血液、血清、酵母浸膏、動植物組織液等。加富培養(yǎng) 基一般用來培養(yǎng)營養(yǎng)要求比較苛刻的異養(yǎng)型微生物，如培養(yǎng)百日咳博德氏菌(Bordetella pertussis )需要含有血液的加富培養(yǎng)基。加富培養(yǎng)基還可以用來富集和分離某種微生物，這 是因為加富培養(yǎng)基含有某種微生物所需的特殊營養(yǎng)物質(zhì)，該種微生物在這種培養(yǎng)基中較其他 微生物生長速度快，并逐漸富集而占優(yōu)勢，逐步淘汰

8、其他微生物，從而容易達到分離該種微生 物的目的。從某種意義上講，加富培養(yǎng)基類似選擇培養(yǎng)基，兩者區(qū)別在于，加富培養(yǎng)基是用來 增加所要分離的微生物的數(shù)量，使其形成生長優(yōu)勢，從而分離到該種微生物；選擇培養(yǎng)基則 一般是抑制不需要的微生物的生長，使所需要的微生物增殖，從而達到分離所需微生物的目 的。 (3) 鑒別培養(yǎng)基(differential medium) 鑒別培養(yǎng)基是用于鑒別不同類型微生物的培養(yǎng)基。在培養(yǎng)基中加入某種特殊化學(xué)物質(zhì)， 某種微生物在培養(yǎng)基中生長后能產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物，而這種代謝產(chǎn)物可以與培養(yǎng)基中的特殊 化學(xué)物質(zhì)發(fā)生特定的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生明顯的特征性變化,根據(jù)這種特征性變化，可將該種微生 物

9、與其他微生物區(qū)分開來。鑒別培養(yǎng)基主要用于微生物的快速分類鑒定，以及分離和篩選產(chǎn) 生某種代謝產(chǎn)物的微生物菌種。常用的一些鑒別培養(yǎng)基見表4-13。 表4-13 些鑒別培養(yǎng)基 培養(yǎng)基名稱 加入化學(xué)物質(zhì) 微生物代謝產(chǎn) 培養(yǎng)基特征性 主要用途 物 變化 酪素培養(yǎng)基 酪素 胞外蛋白酶 蛋白水解圈 鑒別產(chǎn)蛋白 酶菌株 明膠培養(yǎng)基 明膠 胞外蛋白酶 明膠液化 鑒別產(chǎn)蛋白 酶菌株 油脂培養(yǎng)基 食用油、土溫、中性 紅指示劑 胞外脂肪酶 由淡紅色變成深 紅色 鑒別產(chǎn)脂肪 酶菌株 淀粉培養(yǎng)基 可溶性淀粉 胞外淀粉酶 淀粉水解圈 鑒別產(chǎn)淀粉 酶菌株 H2S試驗培 養(yǎng)基 醋酸鉛 H2S 產(chǎn)生黑色沉淀 鑒別產(chǎn)H2S 菌株

10、糖發(fā)酵培養(yǎng) 基 溴甲酚紫 孚L酸、醋酸、丙 酸等 由紫色變成黃色 鑒別腸道細 菌 遠滕氏培養(yǎng) 基 1 堿性復(fù)紅、亞硫酸鈉 酸、乙醛 帶金屬光澤深紅 色菌落 鑒別水中大 腸菌群 伊紅美藍培 養(yǎng)基 伊紅、美藍 酸 帶金屬光澤深紫 色菌落 鑒別水中大 腸菌群 選擇培養(yǎng)基(selective medium) 選擇培養(yǎng)基是用來將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來的培養(yǎng)基。根據(jù) 不同種類微生物的特殊營養(yǎng)需求或?qū)δ撤N化學(xué)物質(zhì)的敏感性不同，在培養(yǎng)基中加入相應(yīng)的特 殊營養(yǎng)物質(zhì)或化學(xué)物質(zhì)，抑制不需要的微生物的生長，有利于所需微生物的生長。 一種類型選擇培養(yǎng)基是依據(jù)某些微生物的特殊營養(yǎng)需求設(shè)計的，例如，利

11、用以纖維素或 石蠟油作為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，可以從混雜的微生物群體中分離出能分解纖維素或石蠟 油的微生物；利用以蛋白質(zhì)作為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基，可以分離產(chǎn)胞外蛋白酶的微生物； 缺乏氮源的選擇培養(yǎng)基可用來分離固氮微生物。另一類選擇培養(yǎng)基是在培養(yǎng)基中加入某種化 學(xué)物質(zhì)，這種化學(xué)物質(zhì)沒有營養(yǎng)作用，對所需分離的微生物無害，但可以抑制或殺死其他微生 物，例如，在培養(yǎng)基中加入數(shù)滴10%可以抑制細菌和霉菌的生長，從而由混雜的微生物群體 中分離出放線菌；在培養(yǎng)基中加入亞硫酸鉍，可以抑制革蘭氏陽性細菌和絕大多數(shù)革蘭氏陰 性細菌的生長，而革蘭氏陰性的傷寒沙門氏菌(Salmonella typhi )可以在這種培

12、養(yǎng)基上生長 在培養(yǎng)基中加入染料亮綠 (brilliantgreen)或結(jié)晶紫(crystal violet),可以抑制革蘭氏陽 性細菌的生長，從而達到分離革蘭氏陰性細菌的目的；在培養(yǎng)基中加入青霉素、四環(huán)素或鏈霉 素,可以抑制細菌和放線菌生長，而將酵母菌和霉菌分離出來?，F(xiàn)代基因克隆技術(shù)中也常用選 擇培養(yǎng)基，在篩選含有重組質(zhì)粒的基因工程菌株過程中，利用質(zhì)粒上具有的對某種(些)抗生 素的抗性選擇標(biāo)記，在培養(yǎng)基中加入相應(yīng)抗生素，就能比較方便地淘汰非重組菌株，以減少篩 選目標(biāo)菌株的工作量。 在實際應(yīng)用中，有時需要配制既有選擇作用又有鑒別作用的培養(yǎng)基。例如，當(dāng)要分離金 黃色葡萄球菌時，在培養(yǎng)基中加入7.5%NaCI、甘露糖醇和酸堿指示劑，金黃色葡萄球菌可耐 高濃度NaCI,且能利用甘露糖醇產(chǎn)酸。因此，能在上述培養(yǎng)基生長，而且菌落周圍培養(yǎng)基顏 色發(fā)生變化，則該菌落有可能是金黃色葡萄球菌，再通過進一步鑒定加以確定。 其它 除上述四種主要類型外，培養(yǎng)基按用途劃分還有很多種，比如：分析培養(yǎng)基(assay medium)常用來分析某些化學(xué)物質(zhì)(抗生素、維生素)的濃度，還可用來分析微生物的營養(yǎng)需 求；還原性培養(yǎng)基(reduced medium)專門用來培養(yǎng)厭氧型微生物；組織培養(yǎng)物培養(yǎng)基 (tissue-culture midium)含有動、植物細胞，用來培養(yǎng)病毒、衣原體 (chlamydia)