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培養基
[ 更新時間:2014-06-03 ]
培養基
編輯
?
[péi yǎng jī]
培養基(Medium)是供微生物、植物組織和
動物組織
生長和維持用的人工配制的養料,一般都含有碳水化合物、含氮物質、
無機鹽
(包括微量元素)以及維生素和水等。有的培養基還含有抗菌素和色素,用于單種微生物培養和鑒定。
中文名
培養基
外文名
Medium
作 用
供微生物、植物和動物組織生長
成 分
碳水、含氮、無機鹽、維生素、水
保存方法
防潮、避光、陰涼處保存
保存溫度
2-25℃
簡介
編輯
培養基(Medium)是供
微生物
、
植物
和動物組織生長和維持用的人工配制的養料,一般都含
培養基
有
碳水化合物
、含氮物質、
無機鹽
(包括
微量元素
)以及
生長素
和水等。有的培養基還含有
抗菌素
、
色素
、激素和血清。
培養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。一般培養基在受熱、吸潮后,易被
細菌
污染或
分解
變質,因此一般培養基必須防潮、避光、陰涼處保存。對一些需嚴格滅菌的培養基(如組織培養基),較長時間的貯存,必須放在3~6℃的冰箱內。由于液體培養基不易長期保管,均改制成粉末。
2
培養基的配制
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:少量冷水調成糊狀
加熱溶解,特別是加有瓊脂的培養基,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PH
用1N的鹽酸或的1N NaOH把培養基調節到所要求的值。
4.過濾
濾紙或棉花進行過濾。
5.分裝
一般培養基放在三角瓶或試管中滅菌使用。
(1)三角瓶
若作靜置培養,則100 ml培養基/250 ml的三角瓶,最多不能超過150 ml培養基/250 ml的
三角瓶,否則滅菌時培養基沸騰容易污染棉塞,造成染菌;若作搖瓶培養,則15~20 ml培養基/250
ml的三角瓶,保證通氣良好。
(2)試管分裝
液體培養基一般裝4~5 ml,約試管的1/4高度;
固體斜面培養基一般裝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,防止滅菌時水份進入把棉塞弄濕。
7.滅菌
按配方上要求的溫度、壓力進行高壓蒸汽滅菌。如果滅菌的溫度太高,營養成分會被破壞,培養
基中的糖、氨基酸會使培養基的顏色變深。
8.擺斜面
滅菌后需要擺斜面的試管要趁熱斜著擺放,使其凝固成為一個斜面,約占試管長度的1/2。
9.貯存
培養基在30℃下放置一天,無污染的即可使用。一般用牛皮紙包裹好存放于2-8℃冰箱中備用
3
培養基配置原則
編輯
1、選擇適宜的營養物質
總體而言,所有微生物生長繁殖均需要培養基含有碳源、氮源、無機鹽、生長因子、水及能源,但由于微生物營養類型復雜,不同微生物對營養物質的需求是不一樣的,因此首先要根據不同微生物的營養需求配制針對性強的培養基。自養型微生物能從簡單的無機物合成自身需要的糖類、脂類、蛋白質、核酸、維生素等復雜的有機物,因此培養自養型微生物的培養基完全可以(或應該)由簡單的無機物組成。例如,培養化能自養型的氧化硫硫桿菌(Thiobacillus thiooxdans)的培養基組成見表3.9。在該
培養基
配制過程中并末專門加入其他碳源物質,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,有細菌、放線菌、酵母菌、霉菌、原生動物、藻類及病毒之分,培養它們所需的培養基各不相同。在實驗室中常用牛肉膏蛋白胨培養基(或簡稱普通肉湯培養基)培養細菌,用高氏I號合成培養基培養放線菌,培養酵母菌一般用麥芽汁培養基,培養霉菌則一般用查氏合成培養基。
2、營養物質濃度及配比合適
培養基中營養物質濃度合適時微生物才能生長良好,營養物質濃度過低時不能滿足微生物正常生長所需,濃度過高時則可能對微生物生長起抑制作用,例如高濃度糖類物質、無機鹽、重金屬離子等不僅不能維持和促進微生物的生長,反而起到抑菌或殺菌作用。另外,
培養基
中各營養物質之間的濃度配比也直接影響微生物的生長繁殖和(或)代謝產物的形成和積累,其中碳氮比(C/N)的影響較大。嚴格地講,碳氮比指培養基中碳元素與氮元素的物質的量比值,有時也指培養基中還原糖與粗蛋白之比。例如,在利用微生物發酵生產谷氨酸的過程中,培養基碳氮比為4/l時,菌體大量繁殖,谷氨酸積累少;當培養基碳氮比為3/l時,菌體繁殖受到抑制,谷氨酸產量則大量增加。再如,在抗
生素發酵生產過程中,可以通過控制培養基中速效氮(或碳)源與遲效氮(或碳)源之間的比例來控制菌體生長與抗生素的合成協調。
3、控制pH條件
培養基的pH必須控制在一定的范圍內,以滿足不同類型微生物的生長繁殖或產生代謝產物。各類微生物生長繁殖或產生代謝產物的最適pH條件各不相同,一般來講,細菌與放線菌適于在pH7~7.5范圍內生長,酵母菌和霉菌通常在pH4.5~6范圍內生長。值得注意的是,在微生物生長繁殖和代謝過程中,由于營養物質被分解利用和代謝產物的形成與積累,會導致培養基pH發生變化,若不對培養基pH條件進行控制,往往導致微生物生長速度下降或(和)代謝產物產量下降。因此,為了維持培養基pH的相對恒定,通常在培養基中加入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,兩種物質的等量混合溶液的pH為6.8。當培養基中酸性物質積累導致H+濃度增加時,H+與弱堿性鹽結合形成弱酸性化合物,培養基pH不會過度降低;如果培養基中OH-濃度增加,OH-則與弱酸性鹽結合形成弱堿性化合物,培養基pH也不會過度升高。
但KH2PO4 和K2HPO4緩沖系統只能在一定的pH范圍(pH6.4~7.2)內起調節作用。有些微生物,如乳酸菌能大量產酸,上述緩沖系統就難以起到緩沖作用,此時可在培養基中添加難溶的碳酸鹽(如CaCO3)來進行調節,CaCO3難溶于水,不會使培養基pH過度升高,但它可以不斷中和微生物產生的酸,同時釋放出CO2,將培養基pH控制在一定范圍內。
在培養基中還存在一些天然的緩沖系統,如氨基酸、肽、蛋白質都屬于兩性電解質,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對氧化還原電位(F)的要求不一樣,一般好氧性微生物在F值為+0.1V以上時可正常生長,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,兼性厭氧微生物在F值為+0.1V以上時進行好氧呼吸,在+0.1V以下時進行發酵。F值與氧分壓和pH有關,也受某些微生物代謝產物的影響。在pH相對穩定的條件下,可通過增加通氣量(如振蕩培養、攪拌)提高培養基的氧分壓,或加入氧化劑,從而增加F值;在培養基中加入抗壞血酸、硫化氫、半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇等還原性物質可降低F值。
5、原料來源的選擇
在配制培養基時應盡量利用廉價且易于獲得的原料作為培養基成分,特別是在發酵工業中,培養基用量很大,利用低成本的原料更體現出其經濟價值。例如,在微生物單細胞蛋白的工業生產過程中,常常利用糖蜜(制糖工業中含有蔗糖的廢液)、乳清(乳制品工業中含有乳糖的廢液)、豆制品工業廢液及黑廢液(造紙工業中含有戊糖和己糖的亞硫酸紙漿)等都可作為培養基的原料。再如,工業上的甲烷發酵主要利用廢水、廢渣作原料,而在我國農村,已推廣利用人畜糞便及禾草為原料發酵生產甲烷作為燃料。另外,大量的農副產品或制品,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酵工業原料。
6、滅菌處理
要獲得微生物純培養,必須避免雜菌污染,因此對所用器材及工作場所進行消毒與滅菌。對
培養基
而言,更是要進行嚴格的滅菌。對培養基一般采取高壓蒸汽滅菌,一般培養基用1.05kg/cm2,121.3℃條件下維持15~30min可達到滅菌目的。在高壓蒸汽滅菌過程中,長時間高溫會使某些不耐熱物質遭到破壞,如使糖類物質形成氨基糖、焦糖,因此含糖培養基常在0.56kg/ cm2,112.6℃15~30min進行滅菌,某些對糖類要求較高的培養基,可先將糖進行過濾除菌或間歇滅菌,再與其他已滅菌的成分混合;長時間高溫還會引起磷酸鹽、碳酸鹽與某些陽離子(特別是鈣、鎂、鐵離子)結合形成難溶性復合物而產生沉淀,因此,在配制用于觀察和定量測定微生物生長狀況的合成培養基時,常需在培養基中加入少量螯合劑,避免培養基中產生沉淀,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、碳酸鹽分別進行滅菌,然后再混合,避免形成沉淀;高壓蒸汽滅菌后,培養基pH會發生改變(一般使pH降低),可根據所培養微生物的要求,在培養基滅菌前后加以調整。
在配制培養基過程中,泡沫的存在對滅菌處理極不利,因為泡沫中的空氣形成隔熱層,使泡沫中微生物難以被殺死。因而有時需要在培養基中加入消泡沫劑以減少泡沫的產生,或適當提高滅菌溫度。
[1]
4
化學分類
編輯
天然培養基
指一類利用動、植物或微生物體包括其提取物制成的培養基。如牛肉膏
蛋白胨
培養基、
麥芽汁培養基
等。
固體培養基
組合培養基
又稱為
合成培養基
或綜合培養基,是一類按微生物的營養要求精確設計后用多種高純
化學試劑
配制成的培養基。如
葡萄糖
銨鹽培養基、
淀粉
硝酸鹽培養基
等。
半組合培養基
指一類主要以化學試劑配制,同時還加有某種或某些天然成分的培養基。例如,馬鈴薯
蔗糖
培養基。
5
物理分類
編輯
液體培養基
一類配制成的液體狀態的基質。
液體培養基
固體培養基
一類配制成的固體狀態的基質。根據性質又分為固化培養基、非可逆性固化培養基、天然固態培養基、濾膜。
半固體培養基
指在
液體培養基
中加入少量的凝固劑而配制成的半固體狀態的培養基。
脫水培養基
又稱預制
干燥培養基
,指含有除水分外的一切成分的商品培養基。
6
微生物分類
編輯
選擇性培養基
:一類根據某微生物的特殊營養要求或其對某化學、物理因素的抗性而設計的培養基,具有使混合菌樣中的劣勢菌變成優勢菌的功能,廣泛用于
菌種
篩選等領域。
鑒別培養基
:一類在成分中加有能與目的菌的無色
代謝產物
發生
顯色反應
的指示劑,從而達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基。例如,
伊紅
美藍
乳糖
培養基(EMB)。
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