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微生物培養(yǎng)基的制備方法 |
培養(yǎng)基(medium)培養(yǎng)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(yǎng)基質。任何培養(yǎng)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(yǎng)類型、不同種類的微生物對營養(yǎng)元素的要求又有很大差異。目前已使用的各種培養(yǎng)基都是前人經過反復實踐,比較設計的成果。 培養(yǎng)基的基本成分 能源、碳源:自養(yǎng)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(yǎng)基中生長。例如化能自養(yǎng)型的氧化硫桿菌培養(yǎng)基中,加入粉末狀硫為能源,以空氣中的CO2為碳源。異養(yǎng)微生物以有機物為碳源和能源,培養(yǎng)基中常需加入葡萄糖、蔗糖或麥芽糖、乳糖等單糖或雙糖,有的可利用淀粉、纖維素等多糖,或利用動物組織中的糖類。例如培養(yǎng)細菌常用的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基,其中牛肉膏即為主要碳源和能源。(培養(yǎng)基配方見后,下同)。 氮源:自養(yǎng)微生物以含氮無機物銨鹽、硝酸鹽等為氮素營養(yǎng),例如氧化硫桿菌以(NH4)2SO4為氮源;異養(yǎng)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(yǎng),其培養(yǎng)基中無須加入氮源,稱為無氮培養(yǎng)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(yǎng)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(jié)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(yǎng)基的類型 根據原料來源不同,可將培養(yǎng)基分為合成培養(yǎng)基、半合成培養(yǎng)基與天然培養(yǎng)基。 合成培養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)放線菌的高氏培養(yǎng)基、培養(yǎng)霉菌的察氏培養(yǎng)基以及各種化能自養(yǎng)菌培養(yǎng)基等。 半合成培養(yǎng)基:由某些天然物質與少量已知成分的化學物質配制而成。營養(yǎng)全面,能有效地滿足微生物對營養(yǎng)的需求。廣泛應用于微生物的培養(yǎng)。如培養(yǎng)細菌用的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基,培養(yǎng)霉菌的土豆葡萄糖培養(yǎng)基,工業(yè)生產中常用的玉米粉等天然物質加無機鹽配制的各種發(fā)酵培養(yǎng)基等。 天然培養(yǎng)基:由化學成分不清楚或不衡定的天然有機物配制而成。成分復雜,但營養(yǎng)豐富全面。常用于實驗研究和生產。如麥芽汁培養(yǎng)基、玉米粉培養(yǎng)基,以及生產中使用的麩皮、鋸末等。 根據培養(yǎng)基的物理性質,可分為液體培養(yǎng)基、固體培養(yǎng)基和半固體培養(yǎng)基。 液體培養(yǎng)基:用各種營養(yǎng)成分加水配成,或用天然物質的浸汁(麥芽汁、豆芽汁等)制成。組分均一,適宜各類微生物的營養(yǎng)生長。廣泛應用于實驗研究及大規(guī)模工業(yè)生產中,有利于廣泛獲得大量菌體或代謝產物。 固體培養(yǎng)基:在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑,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,絕大多數微生物不能將其分解,在培養(yǎng)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(yǎng)溫度下呈凝膠狀態(tài)。瓊脂固體培養(yǎng)基廣泛應用于微生物的分離培養(yǎng)、菌種鑒定和保藏。 半固體培養(yǎng)基:液體培養(yǎng)基中加入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(yǎng)基的用途,可分為選擇培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基、加富培養(yǎng)基、基本培養(yǎng)基等。 選擇培養(yǎng)基:根據某一類或某種微生物的特殊營養(yǎng)要求而設計的培養(yǎng)基,用于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(yǎng)基、加入濾紙條或纖維素粉為碳源分離纖維分解菌的培養(yǎng)基。在培養(yǎng)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(yǎng)基中加入數滴10%的酚,可抑制細菌和霉菌的生長;加入一定量的青霉素、鏈霉素,可抑制細菌生長等。 鑒別培養(yǎng)基:根據微生物的代謝特點,在培養(yǎng)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(yǎng)基。當大腸桿菌等腸道細菌生長時,發(fā)酵培養(yǎng)基中的乳糖,使加入的伊紅-美藍變色,在菌落上沉積為紫黑色,并呈現金屬光澤。 培養(yǎng)基的制備方法 以下為常規(guī)方法,如配方中有特殊規(guī)定或要求,以配方為依據。 1.根據配方,計算各種營養(yǎng)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,待藥品全溶后,再將其余熱水全部倒入。 3.若配制固體培養(yǎng)基,則稱取1.5~2%的瓊脂放入已溶化的營養(yǎng)液中,繼續(xù)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(yǎng)基營養(yǎng)物質破壞,并產生有毒物質,不宜再用。 4.待溶化的培養(yǎng)基稍冷卻后,按配方要求調整pH值。先取10毫升培養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)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,以免使用時影響操作(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(yǎng)基,根據需要可將試管立即斜放,冷凝后即成斜面培養(yǎng)基,用于菌種擴大培養(yǎng)及保藏;錐形瓶中的培養(yǎng)基,倒入無菌培養(yǎng)皿中,冷凝后即制成平板培養(yǎng)基,可用于菌種的分離、鑒定等。液體培養(yǎng)基冷卻后可直接根據需要接入菌種。 |