碎肉碳水化合物肉汤培养基(DSMZ Medium 110，CMC)的组分及其配置要点

引言

厌氧微生物作为地球生物圈中不可或缺的成员，广泛参与碳循环、有机物降解及宿主肠道稳态调节等关键生物学过程。 然而，其严格的厌氧特性与复杂的营养需求使得培养技术面临巨大挑战。 德国微生物保藏中心（DSMZ）开发的CHOPPED MEAT MEDIUM WITH CARBOHYDRATES（碎肉碳水化合物肉汤培养基，DSMZ Medium 110），凭借其复合营养设计与环境模拟能力，成为培养高营养需求厌氧菌的重要工具。 该培养基通过多源碳氮底物、缓冲系统与还原剂的协同作用，结合物理支持与关键生长因子，成功解决了厌氧菌对低氧化还原电位、多样化代谢途径及特定辅因子的严苛需求。 本文系统解析CMC培养基的组成、配制要点及其在典型严格厌氧菌（如梭菌属、拟杆菌属等）培养中的应用，为肠道微生物组研究及工业厌氧发酵工艺提供技术参考。

CMC培养基成分组成

碎肉碳水化合物肉汤培养基的组成如下

除上述成分外，还需额外加入适量庖肉牛肉粒（约占液体1/3高度），每100ml加入0.5mg氯化血红素、及5mg维生素K1。

（注：任何培养基都不应刻板使用，均可根据自身培养实验的需求，灵活调整各组分。比如，对于某些对碳源要求并不高的菌株，可删减组分中的部分多糖成分；对于某些营养需求不旺盛的，可删减氯化血红素和维生素K1；对于一些极其严苛的肠道菌，则需要补充血清或瘤胃液等关键成分。）

CMC培养基特点

1. 营养丰富

氮源与生长因子：胰酪蛋白胨提供氨基酸和短肽，牛肉浸粉和酵母浸粉补充维生素、矿物质及辅助生长因子。

缓冲系统：磷酸氢二钾维持培养基pH稳定性，适应厌氧菌代谢产生的酸性副产物。

还原环境：L-半胱氨酸盐酸盐作为还原剂，降低氧化还原电位（Eh），模拟厌氧环境。

2. 多样化碳源

包含葡萄糖、纤维二糖、麦芽糖和淀粉，可满足不同厌氧菌对简单糖类或复杂多糖的代谢需求。

3. 关键辅助成分

刃天青：氧化还原指示剂，无色（还原态）表明培养基处于厌氧状态，若变粉红色则提示氧气侵入。

氯化血红素：某些严格厌氧菌（如拟杆菌）必需的卟啉类生长因子。

维生素K1：辅助部分厌氧菌的电子传递链功能。

4. 物理支持

添加碎肉颗粒（牛肉粒）提供固体表面吸附菌体，同时缓慢释放脂类、氨基酸等营养物质。

三、适用微生物

CMC培养基（碎肉碳水化合物肉汤培养基）因其营养复合性与环境还原性，成为多种严格厌氧菌的标准培养工具，尤其是肠道微生物，下列菌株，经测试，在CMC培养基中均表现出良好的活性。

HZB121076，微型克里斯滕森菌DSM 22607/Christensenella minuta

HZB574625，柔嫩梭菌ATCC 29065/Clostridium leptum

HZB497977，腐烂另枝菌DSM 17216/Alistipes putredinis

HZB362674，昂氏另枝菌ATCC BAA-1178/Alistipes onderdonkii subsp. onderdonkii

HZB529044，无用另枝菌DSM 28863/Alistipes inops

HZB121077，粘液真杆菌/Eubacterium limosum (ATCC 8486, DSM 20543, JCM 9978, JCM 6421, CCUG 16793)

HZB639909，直肠真杆菌JCM 17463/Eubacterium rectale (Agathobacter rectalis,ATCC 33656)

HZB357236，活泼瘤胃球菌ATCC 29149/Ruminococcus gnavus (DSM 114966)

HZB358784，扭链瘤胃球菌ATCC 27756/Ruminococcus torques (VPI B2-51)

HZB366847，嗜黏蛋白阿克曼菌 ATCC BAA-835/Akkermansia muciniphila(Muc)

HZB358580，粪副拟杆菌 ATCC 43184/Parabacteroides merdae (Bacteroides merdae, VPI T4-1)

HZB359857，类球布劳特氏菌ATCC 29236/Blautia coccoides(CLC-1 )

HZB738209，韦氏布劳特氏菌DSM 19850/Blautia wexlerae

以上仅列出部分，CMC培养基的适用范围远不止于此。

CMC培养基的配制

1、准备天平、称量纸、药匙、300ml锥形瓶、纯水、CMC培养基干粉、氯化血红素、疱肉牛肉粒、15mmx150mm试管、试管架、硅胶试管塞、一次性滴管

2、称取5.75g CMC培养基干粉，加入到锥形瓶中

3、加100ml水溶解，晃动锥形瓶初步溶解，随后加热至干粉完全溶解，备用

4、准备数支15mmx150mm玻璃试管，加入2-3粒庖肉牛肉粒

5、将溶解好的液体培养基，分装至上述玻璃管中，每支7ml（其中牛肉粒约占液体1/3高度），塞上硅胶塞，做好标记，包装灭菌115℃，20min

6、灭菌结束后取出，冷却到50℃以下，转移至超净台，无菌操作，每支按比例添加维生素K1与氯化血红素溶液（每100ml加5mg维生素K1及0.5mg氯化血红素，由灰藻提供配套培养基中的维生素K1(5mg /支)与氯化血红素(0.5mg/支)皆为无菌试剂，若自行配制需过滤除菌后使用）

7、加好添加剂之后将培养基转移到厌氧手套箱中除氧24-48h，待观察到培养基颜色由带由红色转为澄清的黄色后即可使用（培养基中含有刃天青指示剂，有氧为红色）。也可加入适量L-半胱氨酸盐酸盐（0.05g/ml）进行除氧，添加后需测培养基PH，确保菌株最佳生长环境

8、若配制时使用蓝口瓶或锥形瓶而非试管分装，除氧时则需稍微拧松瓶盖或选用透气瓶塞

图1、CMC培养基配置流程图

菌种转接

关于菌株的活化、转接，建议全程在厌氧手套箱中操作。

1、 取出在-80℃冻存的甘油菌株转移到厌氧手套箱中

2、 待菌株融化后使用一次性滴管或无菌的玻璃滴管将甘油菌平均接种到两支除氧完全的7mI CMC培养基中，24-48小时后观察培养基浊度以确认菌株是否生长。

图2、左图为Clostridium leptum生长48h后与CMC培养基的对比图，右图为Blautia wexlerae生长48h后与CMC培养基的对比图（图中牛肉粒已滤出，不影响培养）

总结

CMC培养基作为一类高度优化的复合厌氧培养基，其核心优势在于整合了营养多样性、环境还原性与代谢适应性。 通过胰酪蛋白胨、多碳源底物及疱肉颗粒的协同作用，满足了厌氧菌对氮源、能量与物理吸附的多层次需求； 刃天青与L-半胱氨酸盐酸盐的动态监测与氧化还原调控，则为严格厌氧菌提供了稳定的生存微环境。 目前，该培养基已成功支持Christensenella、Clostridium、Akkermansia等十余属难培养菌株的复苏与扩增，尤其在肠道功能菌群研究中展现出独特价值。 然而，其复杂的配制流程与严格的厌氧操作要求，仍需实验者精准控制灭菌参数、辅因子添加时机及除氧时效。 未来，随着合成生物学与微流控技术的融合，CMC培养基的模块化改进或将进一步推动极端厌氧微生物资源的开发与应用。

参考链接

CHOPPED MEAT MEDIUM WITH CARBOHYDRATES，CMC

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更新日期：2025-05-06

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编制人：冬冬     |  审稿人：小藻