微生物培养基的全方位解析：制作方法、种类、用途和问题

来源：灰藻科技　　浏览量：1058　　发布时间：2024-01-13 14:28:01

Logo

关键词：#微生物| #培养基| #培养基的分类

| 引言

培养基是一种能够为体外培养的微生物提供所需营养的物质，它可以促进微生物细胞的增殖和计数，也可以用于筛选和保存微生物。培养基的形态可以是液态的，也可以是凝胶状的。培养基的常用成分包括：蛋白胨（提供碳和氮）、牛肉提取物（提供氨基酸、维生素和矿物质）、酵母提取物（提供维生素、碳和氮）、蒸馏水和琼脂（作为固化剂）。培养基是微生物体外培养的必不可少的物质，它能提供微生物生长所需的营养和环境条件。为了更好地了解微生物的体外培养，本文将围绕培养基这一主题，分别从制作方法、种类、用途和问题四个方面，进行详细的介绍和分析。

| 如何制作培养基

1、在称量机上称量所需的化学品粉末的重量；

2、将化学品溶解在蒸馏水中；

3、根据需要调节培养基的pH值；

4、加入琼脂并加热溶解；

5、将培养基倒入烧瓶中；

6、当化学品完全溶解后，将培养基在高压锅中灭菌；

7、为了防止污染，高压锅的灭菌条件是121ºC，15分钟，15磅；

8、高压锅后，将培养基烧瓶放在层流柜中；

9、用70%的酒精消毒层流柜；

10、稍微冷却培养基，然后倒入无菌的培养皿中凝固；

11、然后样品就可以用涂布器或接种环在培养基上进行涂布或划线，以便鉴定或分离微生物；

12、用石蜡封住培养皿，贴上标签；

13、将培养皿倒置放在37ºC的培养箱中24小时；

14、第二天观察结果，可以看到菌落在培养基上形成。

微生物培养基

图1、微生物培养基来源：https://microbenotes.com/types-of-culture-media/

| 根据培养基物理状态进行分类

1、固体培养基

固体培养基是用于在固体培养基上分离出纯菌的培养基。罗伯特·科赫（Robert Koch）发现了固体培养基的用途。琼脂（Agar）是用于使培养基在1.5-2.0%的浓度下硬化的物质。固体培养基可以让细菌以菌落的形式在培养基上生长，通过划线法进行接种。它在37摄氏度下凝固。琼脂是从红藻类（如格里迪藻）中提取的一种无分支的多糖。菌落的鉴定是在这种培养基上进行的。细菌在固体培养基上的生长表现为光滑、粗糙、粘液状、圆形、不规则、丝状、针尖状。

常见固体培养基：

营养琼脂、麦康凯琼脂、血琼脂、巧克力琼脂。

2、半固体培养基

半固体培养基可以显示细菌的运动性和微氧菌的培养。这种培养基的琼脂浓度为0.5%或更低。它有一种果冻状的质地。细菌在半固体培养基中的生长表现为培养基中的一条粗线。

常见半固体培养基：

斯图尔特和艾米斯培养基、休-莱夫森氧化发酵培养基、甘露醇运动性培养基。

3、液体培养基

液体培养基可以显示大量细菌的生长。它被称为肉汤，可以让细菌均匀地生长，产生浑浊度。生长是在37ºC的培养箱中进行24小时。液体培养基不添加琼脂，它是用于发酵研究的。细菌在液体培养基中的生长-肉汤的末端出现浑浊。

常见液体培养基：

营养肉汤、蛋白胨肉汤、MR-VP肉汤、酚红碳水化合物肉汤。

| 根据培养基化学成分进行分类

1、基础培养基

这种培养基很简单，它可以促进许多微生物的生长。它是实验室中常用的培养基，含有碳和氮。这种培养基可以让非挑剔的细菌在没有任何富集源的情况下生长；用于亚培养。它是一种非选择性培养基。金黄色葡萄球菌和肠杆菌科细菌可以在这种培养基上生长。

常见基础培养基：

营养琼脂、蛋白水。

2、富集培养基

这种培养基需要添加其他物质，如血液、蛋或血清。富集培养基可以让特定的微生物生长，但抑制其他的和挑剔的微生物生长，因为它们需要像维生素和促生长物质这样的营养物质。

常见富集培养基：

血琼脂、巧克力琼脂、LSS、蒙索尔的牛磺胆酸盐、洛文斯坦-詹森培养基。血琼脂可以鉴定溶血细菌，巧克力琼脂用于淋球菌。

3、选择性培养基

顾名思义，这种培养基可以显示选择性的微生物或期望的微生物的生长，同时抑制不需要的微生物的生长。抑制作用是通过添加胆盐、抗生素、染料、PH调节剂等实现的。培养基是基于琼脂的；任何培养基都可以通过添加抑制性的琼脂转化为选择性的。

常见选择性培养基：

序号	培养基	细菌
1	甘露醇琼脂，它含有7%的氯化钠，抑制了其他微生物的生长，促进了葡萄球菌的生长，它含有酚红染料，产生酸性。葡萄球菌利用甘露醇产生酸，使酚红的颜色从红变黄	选择性培养金黄色葡萄球菌
2	沙门氏菌-志贺氏菌琼脂，它用于分离引起伤寒的沙门氏菌	选择性培养沙门氏菌和志贺氏菌
3	麦康凯琼脂，它含有胆盐，抑制了革兰氏阳性细菌的生长	选择性分离肠杆菌科细菌
4	TCBS琼脂，浅绿色半透明的培养基。胆盐抑制了不需要的细菌的生长，霍乱弧菌通过发酵蔗糖产生酸，作为指示剂的溴麦角素蓝显示出黄色的菌落	选择性培养霍乱弧菌
5	洛文斯坦-詹森培养基，它通过添加孔雀石绿而变得选择性，阻止了病原体的过度生长	选择性培养结核分枝杆菌

4、增菌培养基

这是一种液体培养基，它也可以让低密度的期望细菌生长。这种培养基提供了一个类似于选择性培养基的环境和条件，并抑制了不需要的细菌的生长。它用于分离土壤和粪便中的微生物。

常见增菌培养基：

硒酸盐F肉汤用于从粪便样本中分离伤寒沙门氏菌。硒可以促进期望的微生物的生长，并提高肠道菌群的检测水平。

5、指示性培养基或差异性培养基

这种培养基由于指示剂的存在而显示出可见的变化。它根据在同一平板上生长的菌落的颜色来区分细菌；化学指示剂，如中性红、酚红、亚甲蓝，显示出微生物的生长的生化特征。

常见指示性培养基或差异性培养基：

甘露醇盐琼脂（甘露醇发酵显示出黄色的菌落）；血琼脂用于区分溶血性和非溶血性。麦康凯琼脂由于乳糖的利用而产生粉红色的菌落，而非乳糖的则显示出淡色的菌落。

6、运输培养基

这种培养基在采集后运输标本，以控制微生物的过度生长。对于培养，这种培养基作为临时存储。它还维持了标本中病原体的活力，并防止它们干燥。

常见运输培养基：

斯图尔特运输培养基（缺乏碳、氮、生长因子）。卡里-布莱尔运输培养基和VR用于运输霍乱患者的粪便样本。派克培养基用于运输咽喉患者的链球菌。

7、贮存培养基

它维持了细菌培养的长寿。

常见贮存培养基：

煮熟的肉汤、NA蛋盐水。

| 根据微生物需氧量进行分类

微生物的生长需求根据氧气需求不同而有所差异。

1、有氧培养基

在这种培养基中，微生物很容易培养，在固体培养基上，通过在培养箱中保持培养，可以显示出非挑剔的微生物的生长。

常见有氧培养基：

液体培养基：蛋白胨水-1%蛋白胨+0.5%氯化钠+100毫升水。

固体培养基：营养琼脂-营养肉汤+2%琼脂。

2、厌氧培养基

这种培养基在低氧条件下培养厌氧细菌，降低氧化还原电位。厌氧培养基含有额外的营养物质，如维生素K，血红素和氧气，这些物质通过物理或化学过程被还原。在培养基中加入葡萄糖(1%)，硫代乙酰胺(0.1%)，抗坏血酸(0.1%)，半胱氨酸(0.05%)或铁屑，使培养基还原。培养基在水浴中沸腾，以排出溶解的氧气，并用无菌石蜡密封。

常见厌氧培养基：

RCM (Robertson煮熟的肉)分离梭菌属。

硫代乙酰胺肉汤-它含有维持低氧的硫代乙酰胺。

| 特殊用途的培养基

1、测定培养基

这种培养基用于测定维生素、氨基酸和抗生素。例如，抗生素敏感性试验所用的培养基是穆勒-希尔顿琼脂，含有1.7%的琼脂，以便抗生素更好地扩散。它还含有淀粉，可以吸收细菌释放的毒素。在这种培养基板上，可以看到抗生素周围的抑菌区。

2、最小培养基

最小培养基是一种根据不同的微生物而有不同成分的培养基，它只含有必需的营养物质。它的碳源可以是糖或琥珀酸，它的无机盐可以是镁、氮、硫、磷等。碳提供能量，镁和铵盐提供代谢所需的离子，磷酸盐起到缓冲作用。最小培养基和补充最小培养基可以用来比较微生物和突变体的生长情况，从而区分出野生型和突变型细胞。最小培养基的用途是用于筛选重组体和培养野生型微生物。

3、发酵培养基

发酵培养基是根据微生物的特性而定制的培养基，可以使它们产生大量的发酵产品。培养基中含有能量和营养物质，促进微生物的生长，同时也提供了合成发酵产品所需的底物。

发酵培养基的主要成分是碳和氮，它们是能量的来源；次要成分包括无机盐、生长因子、维生素、缓冲剂、消泡剂、溶解氧、气体、生长抑制剂和酶等。

发酵培养基中的营养物质的种类和比例取决于微生物的种类和发酵的方式。

发酵培养基有两种用途：一种是生长培养基，它含有低营养，可以为进一步的发酵提供原料。另一种是发酵培养基，它含有高营养，可以为最终的产品提供基础。例如，酵母发酵需要的碳含量是1%，而酒精发酵需要的碳含量是12-13%。

发酵培养基的作用是在高营养、高微生物和最适宜的条件下，使微生物进行代谢。在培养过程中，发酵微生物由于营养物质充足而变得非常活跃，消耗了大量的营养物质，降解了部分的培养基。培养基的降解产物就是发酵的输出产品。如果培养基中的底物过多，达到了抑制浓度，就会导致细胞死亡，因为过量的底物会抑制细胞内的重要酶。过量的底物还会增加渗透压，影响细胞内的酶活性。微生物会把多余的底物释放出来，作为部分消化的发酵培养基，并把它转化为不溶性的惰性化合物，作为储备食物，对细胞无害。一些常见的发酵培养基的例子有酵母提取物、牛肉提取物、YPD和BMGY等。

4、复苏培养基

复苏方法是为了恢复受损的细菌；这是一种专门的培养基，可以促进那些由于环境的恶劣而失去生产能力的微生物的生长。培养基提供营养物质，恢复它们的代谢。

例如：细菌需要组胺才能生长，而培养基缺乏这种成分。那么它就会抑制生长。同样的细菌放在含有组胺的培养基中，就会重新开始生长，这种培养基就起到了复苏培养基的作用。

例如：胰蛋白酶大豆琼脂。

| 培养基的应用

1、用于培养微生物。

2、用于识别感染的原因。

3、用于鉴定微生物的特性。

4、用于分离纯培养物。

5、用于保存培养物。

6、用于观察生化反应。

7、用于检测任何样品中的微生物污染。

8、用于检测抗菌剂和防腐剂的效果。

9、用于观察微生物菌落的类型、颜色、形状和原因。

10、用于区分不同的菌落。

11、用于制备实验室用的抗原。

12、用于估计活菌数。

13、用于测试抗生素敏感性。

| 培养基的局限性

1、有交叉污染的风险。

2、需要高技能才能获得最佳结果。

3、培养基容易干燥。

| 总结

微生物培养基是微生物学实验中不可或缺的工具，它可以让科学家在实验室中分离、鉴定和研究微生物。微生物培养基有多种类型，适合培养不同种类的微生物。微生物培养基的选择和制备要根据微生物的营养需求和生长条件而定，有些微生物需要特殊的培养基才能生长，例如病毒、念珠菌和一些人类病原体。微生物培养基的应用非常广泛，包括识别病原体、生产生物技术产品、研究微生物的生物学和行为等。微生物培养基的质量和稳定性直接影响到微生物学实验的准确性、可重复性和可靠性，因此需要进行严格的检测和评估。微生物培养基是微生物学研究的基础，也是微生物学发展的推动力。