营养琼脂：微生物学研究中的通用培养基——原理、应用与局限
来源：武汉市灰藻生物科技有限公司 浏览量：1249 发布时间：2024-07-06 14:32:43
引言
在微生物学的广阔领域中，营养琼脂作为一种基础而通用的培养基，扮演着至关重要的角色。它不仅支撑着微生物的生长，还是科研、教育和质量控制中的重要工具。本文旨在深入探讨营养琼脂的构成、工作原理、制备与保存方法，以及其在微生物学中的多样应用和潜在局限性，为读者提供全面而深入的理解。
什么是营养琼脂
营养琼脂是一种基本的培养基，广泛用于非苛养微生物的培养，以及在生化或血清学测试前的质量控制和纯度检查。它也可以通过添加血清或血液来丰富培养基，从而用于苛养微生物的培养。营养琼脂是教学演示的理想选择，因为它允许在室温下更长时间地保存培养物，而不会像使用更营养丰富的培养基时那样有过度生长的风险。这种培养基具有相对简单的配方，至今仍被广泛应用于各种样本的微生物学检验中，并被标准方法推荐。营养琼脂是一种多用途的培养基，主要用于常规培养或确保微生物的长期存活。它是最重要的和最常用的非选择性培养基之一，用于常规培养微生物。营养琼脂已被用于许多不特别苛养细菌的培养和计数。通过添加不同的生物液体，如马血、羊血、血清、蛋黄等，可以使培养基适用于其他苛养微生物的培养。
简而言之，营养琼脂是一种通用型培养基，适合于多种微生物的培养，尤其是对于那些要求不是特别高的微生物。它可以通过添加额外成分来适应更多种类微生物的生长需求。
营养琼脂的工作原理
营养琼脂的工作原理基于提供给微生物生长所需的各种基本营养物质，这些微生物通常不需要特定的营养补充。该培养基的主要成分包括胨、牛肉浸膏和琼脂。除了这些主要营养素之外，还添加了一些维生素和其他微量成分，这些成分对于细菌的生长至关重要。
其中，胨作为氮源或蛋白质来源，为细菌提供氨基酸。牛肉浸膏则是碳的主要来源，对于细菌中碳水化合物的形成至关重要。它还含有其他成分，如一些维生素、不同的微量元素、有机化合物和盐类，这些成分进一步促进了不同微生物的生长。此外，加入氯化钠是为了维持培养基的渗透平衡，防止生长过程中pH值的变化。
蒸馏水则提供了溶解营养物质的介质，使得细菌更容易吸收这些营养。琼脂作为一种固化剂，为微生物提供了稳定的生长表面，这有利于观察菌落形态和微生物的计数。
营养琼脂由微生物生长所必需的基本营养组成，使其成为一种通用培养基，可用于多种目的，适用于广泛种类的微生物。由于其成分简单且能支持多数微生物的生长，因此在微生物学研究、教育和质量控制等领域有着广泛应用。
营养琼脂的成分
| 序号 | 成分 | 每升克数 |
|---|---|---|
| 1 | 蛋白胨 | 10.0 |
| 2 | 牛肉粉 | 3.0 |
| 3 | 氯化钠 | 5.0 |
| 4 | 琼脂 | 15.0 |
在25°C下的最终pH值：7.3±0.1
这些成分构成了营养琼脂的基础，其中蛋白胨提供氨基酸和氮源，牛肉浸膏提供碳源、维生素、微量元素和其他促进微生物生长的有机化合物，氯化钠有助于维持渗透压平衡，琼脂作为凝固剂使培养基保持固体状态，便于微生物的生长观察和计数。这种培养基的pH值被调整至接近中性，适合大多数微生物的生长需求。
营养琼脂的制备与保存
营养琼脂的制备步骤如下：
1、在烧杯中，将脱水粉末或实验室自制的培养基加入到1000毫升的蒸馏水或去离子水中。
2、将混合液加热至沸腾，以完全溶解培养基。
3、完全溶解后，将溶液置于高压灭菌器中，在15磅压力（约121°C）下灭菌15分钟。
4、灭菌完成后，取出烧杯并冷却至大约40-45°C。
5、如果需要富集，可在灭菌后加入血液或其他生物液体。
6、在无菌条件下，将培养基倒入无菌的培养皿中。
7、培养基凝固后，可将培养皿放置在热空气烤箱中，用较低温度烘烤几分钟，以去除使用前培养皿上的任何水分。
营养琼脂的储存方法：
1、粉末形式的培养基应储存在10至30°C之间，容器需紧密封闭。
2、制备好的培养基应在20-30°C的环境中储存。
3、开封后，干燥的培养基应妥善储存，紧紧盖好瓶盖，以防结块。因为培养基具有吸湿性，容易快速吸收空气中的水分。
4、容器应存放在干燥通风的地方，远离极端温度和火源。
5、使用产品前应检查标签上的有效期，确保在有效期内使用。
遵循正确的制备和储存步骤，可以保证营养琼脂的品质，从而获得准确可靠的微生物培养结果。
细菌在营养琼脂的生长状态
在营养琼脂上冷却后，培养基会形成浅黄色透明至微乳光的凝胶状。以下表格展示了几种重要的医用细菌在营养琼脂上的生长情况及其菌落形态：
| 序号 | 细菌名称 | 生长状况 | 菌落形态描述 |
|---|---|---|---|
| 1 | 大肠杆菌(Escherichia coli) | 良好旺盛 | 灰白色至白色的较大、圆形凸起菌落；平滑及粗糙的菌落 |
| 2 | 伤寒沙门氏菌(Salmonella Typhi) | 良好旺盛 | 光滑无色的菌落，直径范围2-4毫米 |
| 3 | 金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) | 良好旺盛 | 金色黄色的圆形、凸起和平滑的菌落，直径范围2-4毫米；不透明的菌落 |
| 4 | A组链球菌(Streptococcus pyogenes) | 良好旺盛 | 圆形、针尖大小的菌落，直径0.5至1毫米；淡黄色，低凸起；毒力株表面哑光，非毒力株表面光泽；产生荚膜时呈粘液状菌落 |
| 5 | 铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) | 良好旺盛 | 大型、不透明、平坦的菌落，边缘不规则，有明显水果气味；色素产生可变；毒力株可能产生粘液状菌落 |
| 6 | 肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae) | 良好旺盛 | 圆形、圆顶状、粘液状、半透明或灰白不透明菌落；直径2-3毫米 |
| 7 | 鼠疫耶尔森菌(Yersinia pestis) | 良好旺盛 | 极小，几乎不可见，闪亮灰色，半透明“斑点”；1至2毫米不规则，灰白至微黄色，有提升的不规则“煎鸡蛋”外观，随着培养时间增长而更加明显 |
这些菌落形态特征有助于初步鉴定这些细菌，但进一步的确认通常需要通过生化试验或分子生物学技术。
图1、细菌在营养琼脂的生长状态
营养琼脂的常见应用
1、一般培养基：用于不太苛养的微生物的一般性培养。
2、环境样品微生物培养：常用于从典型的环境样本，如水、食物甚至空气中分离和培养微生物。
3、教学与示范：因其不含有害物质且能用于多种微生物的隔离，非常适合教学和演示用途。
4、标准方法推荐：营养琼脂因成分简单，既可以在实验室自行配制，也符合标准方法的推荐。
5、微生物保藏：可在较长时期内保存微生物，避免在更营养丰富的培养基中可能出现的污染。
6、纯度检测：在进行各种生化测试和血清学测试之前，用作纯度检测方法。
7、细菌计数：是最常用的用于从环境样本中计数细菌的培养基之一。
8、选择性增强：通过向营养琼脂中添加生物液体，如马血、羊血、血清、蛋黄等，可使培养基更适合某些苛养微生物的生长，从而增强其选择性。
营养琼脂的这些应用使其成为微生物学研究、教育和质量控制中不可或缺的工具。
营养琼脂的局限性
1、生长需求差异：不同的微生物可能有不同的生长需求，这导致它们在营养琼脂上的生长模式可能有所不同，从而降低了在分离过程中的可靠性。
2、高污染风险：由于营养琼脂能够支持多种微生物的生长，因此在分离过程中受到污染的可能性较高。
3、不适用于苛养微生物的选择性培养：营养琼脂不能作为选择性培养基来培养那些有特殊营养需求的苛养微生物。
4、限制了微生物种类：营养琼脂主要只允许细菌的分离，而不适用于其他微生物如真菌的培养。
5、菌落形态相似性：在某些情况下，一些微生物在营养琼脂上可能展现出相似的菌落形态，这使得在没有显微镜检查的情况下很难区分它们。
这些局限性意味着在进行微生物学研究时，营养琼脂可能需要与其他更具选择性的培养基结合使用，以提高分离和鉴定特定微生物的准确性。
总结
营养琼脂，作为微生物学研究的基石，凭借其广泛的适用性和简易的制备流程，成为了培养非苛养微生物的首选。通过提供基本的营养成分，它能够促进多种微生物的生长，适用于环境样本分析、教学示范、微生物保藏等多种场景。然而，其局限性也不容忽视，尤其是在面对苛养微生物或需要高度选择性培养条件时。因此，营养琼脂的使用往往需要结合其他更专业的培养基，以满足特定研究需求。总体而言，营养琼脂在微生物学领域的重要性不容小觑，其对科学探索和实践的贡献将持续深远。
【相关资源】
名称：营养琼脂即用型平板
菌株编号：HZB875002
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更新日期：2024-07-06
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