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培養(yǎng)基
[ 更新時(shí)間:2014-06-03 ]
培養(yǎng)基
編輯
?
[péi yǎng jī]
培養(yǎng)基(Medium)是供微生物、植物組織和
動(dòng)物組織
生長(zhǎng)和維持用的人工配制的養(yǎng)料,一般都含有碳水化合物、含氮物質(zhì)、
無(wú)機(jī)鹽
(包括微量元素)以及維生素和水等。有的培養(yǎng)基還含有抗菌素和色素,用于單種微生物培養(yǎng)和鑒定。
中文名
培養(yǎng)基
外文名
Medium
作 用
供微生物、植物和動(dòng)物組織生長(zhǎng)
成 分
碳水、含氮、無(wú)機(jī)鹽、維生素、水
保存方法
防潮、避光、陰涼處保存
保存溫度
2-25℃
簡(jiǎn)介
編輯
培養(yǎng)基(Medium)是供
微生物
、
植物
和動(dòng)物組織生長(zhǎng)和維持用的人工配制的養(yǎng)料,一般都含
培養(yǎng)基
有
碳水化合物
、含氮物質(zhì)、
無(wú)機(jī)鹽
(包括
微量元素
)以及
生長(zhǎng)素
和水等。有的培養(yǎng)基還含有
抗菌素
、
色素
、激素和血清。
培養(yǎng)基由于配制的原料不同,使用要求不同,而貯存保管方面也稍有不同。一般培養(yǎng)基在受熱、吸潮后,易被
細(xì)菌
污染或
分解
變質(zhì),因此一般培養(yǎng)基必須防潮、避光、陰涼處保存。對(duì)一些需嚴(yán)格滅菌的培養(yǎng)基(如組織培養(yǎng)基),較長(zhǎng)時(shí)間的貯存,必須放在3~6℃的冰箱內(nèi)。由于液體培養(yǎng)基不易長(zhǎng)期保管,均改制成粉末。
2
培養(yǎng)基的配制
編輯
1.配料
配方換算→在容器中加入少量水〔蒸餾水,自然水〕→按照配方稱取各種藥品〔依次加入〕→加足所需水量《一藥一勺,取藥后立即蓋上瓶蓋》。
2.溶解
淀粉溶解:少量冷水調(diào)成糊狀
加熱溶解,特別是加有瓊脂的培養(yǎng)基,一定要煮沸,瓊脂的熔解溫度95~97℃ ,且需要邊
加熱邊攪拌以防止燒焦。
3.調(diào)PH
用1N的鹽酸或的1N NaOH把培養(yǎng)基調(diào)節(jié)到所要求的值。
4.過(guò)濾
濾紙或棉花進(jìn)行過(guò)濾。
5.分裝
一般培養(yǎng)基放在三角瓶或試管中滅菌使用。
(1)三角瓶
若作靜置培養(yǎng),則100 ml培養(yǎng)基/250 ml的三角瓶,最多不能超過(guò)150 ml培養(yǎng)基/250 ml的
三角瓶,否則滅菌時(shí)培養(yǎng)基沸騰容易污染棉塞,造成染菌;若作搖瓶培養(yǎng),則15~20 ml培養(yǎng)基/250
ml的三角瓶,保證通氣良好。
(2)試管分裝
液體培養(yǎng)基一般裝4~5 ml,約試管的1/4高度;
固體斜面培養(yǎng)基一般裝3~4 ml,約試管的1/5高度。
6.包扎
分裝好后,塞上棉塞,在用牛皮紙將棉塞包裹好,防止滅菌時(shí)水份進(jìn)入把棉塞弄濕。
7.滅菌
按配方上要求的溫度、壓力進(jìn)行高壓蒸汽滅菌。如果滅菌的溫度太高,營(yíng)養(yǎng)成分會(huì)被破壞,培養(yǎng)
基中的糖、氨基酸會(huì)使培養(yǎng)基的顏色變深。
8.擺斜面
滅菌后需要擺斜面的試管要趁熱斜著擺放,使其凝固成為一個(gè)斜面,約占試管長(zhǎng)度的1/2。
9.貯存
培養(yǎng)基在30℃下放置一天,無(wú)污染的即可使用。一般用牛皮紙包裹好存放于2-8℃冰箱中備用
3
培養(yǎng)基配置原則
編輯
1、選擇適宜的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)
總體而言,所有微生物生長(zhǎng)繁殖均需要培養(yǎng)基含有碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子、水及能源,但由于微生物營(yíng)養(yǎng)類型復(fù)雜,不同微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求是不一樣的,因此首先要根據(jù)不同微生物的營(yíng)養(yǎng)需求配制針對(duì)性強(qiáng)的培養(yǎng)基。自養(yǎng)型微生物能從簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物合成自身需要的糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸、維生素等復(fù)雜的有機(jī)物,因此培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物的培養(yǎng)基完全可以(或應(yīng)該)由簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物組成。例如,培養(yǎng)化能自養(yǎng)型的氧化硫硫桿菌(Thiobacillus thiooxdans)的培養(yǎng)基組成見(jiàn)表3.9。在該
培養(yǎng)基
配制過(guò)程中并末專門(mén)加入其他碳源物質(zhì),而是依靠空氣中和溶于水中的CO2為氧化硫硫桿菌提供碳源。
就微生物主要類型而言,有細(xì)菌、放線菌、酵母菌、霉菌、原生動(dòng)物、藻類及病毒之分,培養(yǎng)它們所需的培養(yǎng)基各不相同。在實(shí)驗(yàn)室中常用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基(或簡(jiǎn)稱普通肉湯培養(yǎng)基)培養(yǎng)細(xì)菌,用高氏I號(hào)合成培養(yǎng)基培養(yǎng)放線菌,培養(yǎng)酵母菌一般用麥芽汁培養(yǎng)基,培養(yǎng)霉菌則一般用查氏合成培養(yǎng)基。
2、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度及配比合適
培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度合適時(shí)微生物才能生長(zhǎng)良好,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度過(guò)低時(shí)不能滿足微生物正常生長(zhǎng)所需,濃度過(guò)高時(shí)則可能對(duì)微生物生長(zhǎng)起抑制作用,例如高濃度糖類物質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、重金屬離子等不僅不能維持和促進(jìn)微生物的生長(zhǎng),反而起到抑菌或殺菌作用。另外,
培養(yǎng)基
中各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的濃度配比也直接影響微生物的生長(zhǎng)繁殖和(或)代謝產(chǎn)物的形成和積累,其中碳氮比(C/N)的影響較大。嚴(yán)格地講,碳氮比指培養(yǎng)基中碳元素與氮元素的物質(zhì)的量比值,有時(shí)也指培養(yǎng)基中還原糖與粗蛋白之比。例如,在利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸的過(guò)程中,培養(yǎng)基碳氮比為4/l時(shí),菌體大量繁殖,谷氨酸積累少;當(dāng)培養(yǎng)基碳氮比為3/l時(shí),菌體繁殖受到抑制,谷氨酸產(chǎn)量則大量增加。再如,在抗
生素發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中,可以通過(guò)控制培養(yǎng)基中速效氮(或碳)源與遲效氮(或碳)源之間的比例來(lái)控制菌體生長(zhǎng)與抗生素的合成協(xié)調(diào)。
3、控制pH條件
培養(yǎng)基的pH必須控制在一定的范圍內(nèi),以滿足不同類型微生物的生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。各類微生物生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的最適pH條件各不相同,一般來(lái)講,細(xì)菌與放線菌適于在pH7~7.5范圍內(nèi)生長(zhǎng),酵母菌和霉菌通常在pH4.5~6范圍內(nèi)生長(zhǎng)。值得注意的是,在微生物生長(zhǎng)繁殖和代謝過(guò)程中,由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被分解利用和代謝產(chǎn)物的形成與積累,會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)基pH發(fā)生變化,若不對(duì)培養(yǎng)基pH條件進(jìn)行控制,往往導(dǎo)致微生物生長(zhǎng)速度下降或(和)代謝產(chǎn)物產(chǎn)量下降。因此,為了維持培養(yǎng)基pH的相對(duì)恒定,通常在培養(yǎng)基中加入pH緩沖劑,常用的緩沖劑是一氫和二氫磷酸鹽(如KH2PO4 和K2HPO4)組成的混合物。K2HPO4溶液呈堿性,KH2PO4溶液呈酸性,兩種物質(zhì)的等量混合溶液的pH為6.8。當(dāng)培養(yǎng)基中酸性物質(zhì)積累導(dǎo)致H+濃度增加時(shí),H+與弱堿性鹽結(jié)合形成弱酸性化合物,培養(yǎng)基pH不會(huì)過(guò)度降低;如果培養(yǎng)基中OH-濃度增加,OH-則與弱酸性鹽結(jié)合形成弱堿性化合物,培養(yǎng)基pH也不會(huì)過(guò)度升高。
但KH2PO4 和K2HPO4緩沖系統(tǒng)只能在一定的pH范圍(pH6.4~7.2)內(nèi)起調(diào)節(jié)作用。有些微生物,如乳酸菌能大量產(chǎn)酸,上述緩沖系統(tǒng)就難以起到緩沖作用,此時(shí)可在培養(yǎng)基中添加難溶的碳酸鹽(如CaCO3)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié),CaCO3難溶于水,不會(huì)使培養(yǎng)基pH過(guò)度升高,但它可以不斷中和微生物產(chǎn)生的酸,同時(shí)釋放出CO2,將培養(yǎng)基pH控制在一定范圍內(nèi)。
在培養(yǎng)基中還存在一些天然的緩沖系統(tǒng),如氨基酸、肽、蛋白質(zhì)都屬于兩性電解質(zhì),也可起到緩沖劑的作用。
4、控制氧化還原電位(redox potential)
不同類型微生物生長(zhǎng)對(duì)氧化還原電位(F)的要求不一樣,一般好氧性微生物在F值為+0.1V以上時(shí)可正常生長(zhǎng),一般以+0.3一+0.4V為宜,厭氧性微生物只能在F值低于+0.1V條件下生長(zhǎng),兼性厭氧微生物在F值為+0.1V以上時(shí)進(jìn)行好氧呼吸,在+0.1V以下時(shí)進(jìn)行發(fā)酵。F值與氧分壓和pH有關(guān),也受某些微生物代謝產(chǎn)物的影響。在pH相對(duì)穩(wěn)定的條件下,可通過(guò)增加通氣量(如振蕩培養(yǎng)、攪拌)提高培養(yǎng)基的氧分壓,或加入氧化劑,從而增加F值;在培養(yǎng)基中加入抗壞血酸、硫化氫、半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇等還原性物質(zhì)可降低F值。
5、原料來(lái)源的選擇
在配制培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)盡量利用廉價(jià)且易于獲得的原料作為培養(yǎng)基成分,特別是在發(fā)酵工業(yè)中,培養(yǎng)基用量很大,利用低成本的原料更體現(xiàn)出其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。例如,在微生物單細(xì)胞蛋白的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,常常利用糖蜜(制糖工業(yè)中含有蔗糖的廢液)、乳清(乳制品工業(yè)中含有乳糖的廢液)、豆制品工業(yè)廢液及黑廢液(造紙工業(yè)中含有戊糖和己糖的亞硫酸紙漿)等都可作為培養(yǎng)基的原料。再如,工業(yè)上的甲烷發(fā)酵主要利用廢水、廢渣作原料,而在我國(guó)農(nóng)村,已推廣利用人畜糞便及禾草為原料發(fā)酵生產(chǎn)甲烷作為燃料。另外,大量的農(nóng)副產(chǎn)品或制品,如鼓皮、米糠、玉米漿、酵母浸膏、酒糟、豆餅、花生餅、蛋白胨等都是常用的發(fā)酵工業(yè)原料。
6、滅菌處理
要獲得微生物純培養(yǎng),必須避免雜菌污染,因此對(duì)所用器材及工作場(chǎng)所進(jìn)行消毒與滅菌。對(duì)
培養(yǎng)基
而言,更是要進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌。對(duì)培養(yǎng)基一般采取高壓蒸汽滅菌,一般培養(yǎng)基用1.05kg/cm2,121.3℃條件下維持15~30min可達(dá)到滅菌目的。在高壓蒸汽滅菌過(guò)程中,長(zhǎng)時(shí)間高溫會(huì)使某些不耐熱物質(zhì)遭到破壞,如使糖類物質(zhì)形成氨基糖、焦糖,因此含糖培養(yǎng)基常在0.56kg/ cm2,112.6℃15~30min進(jìn)行滅菌,某些對(duì)糖類要求較高的培養(yǎng)基,可先將糖進(jìn)行過(guò)濾除菌或間歇滅菌,再與其他已滅菌的成分混合;長(zhǎng)時(shí)間高溫還會(huì)引起磷酸鹽、碳酸鹽與某些陽(yáng)離子(特別是鈣、鎂、鐵離子)結(jié)合形成難溶性復(fù)合物而產(chǎn)生沉淀,因此,在配制用于觀察和定量測(cè)定微生物生長(zhǎng)狀況的合成培養(yǎng)基時(shí),常需在培養(yǎng)基中加入少量螯合劑,避免培養(yǎng)基中產(chǎn)生沉淀,常用的螯合劑為乙二胺四乙酸(EDTA)。還可以將含鈣、鎂、鐵等離子的成分與磷酸鹽、碳酸鹽分別進(jìn)行滅菌,然后再混合,避免形成沉淀;高壓蒸汽滅菌后,培養(yǎng)基pH會(huì)發(fā)生改變(一般使pH降低),可根據(jù)所培養(yǎng)微生物的要求,在培養(yǎng)基滅菌前后加以調(diào)整。
在配制培養(yǎng)基過(guò)程中,泡沫的存在對(duì)滅菌處理極不利,因?yàn)榕菽械目諝庑纬筛魺釋樱古菽形⑸镫y以被殺死。因而有時(shí)需要在培養(yǎng)基中加入消泡沫劑以減少泡沫的產(chǎn)生,或適當(dāng)提高滅菌溫度。
[1]
4
化學(xué)分類
編輯
天然培養(yǎng)基
指一類利用動(dòng)、植物或微生物體包括其提取物制成的培養(yǎng)基。如牛肉膏
蛋白胨
培養(yǎng)基、
麥芽汁培養(yǎng)基
等。
固體培養(yǎng)基
組合培養(yǎng)基
又稱為
合成培養(yǎng)基
或綜合培養(yǎng)基,是一類按微生物的營(yíng)養(yǎng)要求精確設(shè)計(jì)后用多種高純
化學(xué)試劑
配制成的培養(yǎng)基。如
葡萄糖
銨鹽培養(yǎng)基、
淀粉
硝酸鹽培養(yǎng)基
等。
半組合培養(yǎng)基
指一類主要以化學(xué)試劑配制,同時(shí)還加有某種或某些天然成分的培養(yǎng)基。例如,馬鈴薯
蔗糖
培養(yǎng)基。
5
物理分類
編輯
液體培養(yǎng)基
一類配制成的液體狀態(tài)的基質(zhì)。
液體培養(yǎng)基
固體培養(yǎng)基
一類配制成的固體狀態(tài)的基質(zhì)。根據(jù)性質(zhì)又分為固化培養(yǎng)基、非可逆性固化培養(yǎng)基、天然固態(tài)培養(yǎng)基、濾膜。
半固體培養(yǎng)基
指在
液體培養(yǎng)基
中加入少量的凝固劑而配制成的半固體狀態(tài)的培養(yǎng)基。
脫水培養(yǎng)基
又稱預(yù)制
干燥培養(yǎng)基
,指含有除水分外的一切成分的商品培養(yǎng)基。
6
微生物分類
編輯
選擇性培養(yǎng)基
:一類根據(jù)某微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)要求或其對(duì)某化學(xué)、物理因素的抗性而設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基,具有使混合菌樣中的劣勢(shì)菌變成優(yōu)勢(shì)菌的功能,廣泛用于
菌種
篩選等領(lǐng)域。
鑒別培養(yǎng)基
:一類在成分中加有能與目的菌的無(wú)色
代謝產(chǎn)物
發(fā)生
顯色反應(yīng)
的指示劑,從而達(dá)到只須用肉眼辨別顏色就能方便的從近似
菌落
中找出目的菌菌落的培養(yǎng)基。例如,
伊紅
美藍(lán)
乳糖
培養(yǎng)基(EMB)。
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