第四章 營(yíng)養(yǎng)和培養(yǎng)基2

第四節(jié)

培養(yǎng)基FoodsofMicroorganisms獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組培養(yǎng)基的概念人工配制的、適合于不同微生物生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的混合營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。培養(yǎng)基的條件合適的營(yíng)養(yǎng)素種類合適的營(yíng)養(yǎng)素比例獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組培養(yǎng)基中應(yīng)含滿足微生物生長(zhǎng)發(fā)育的：水分、碳源、氮源、生長(zhǎng)因子以及基本的離子，磷、硫、鈉、鈣、鎂、鉀和鐵及各種微量元素。此外，培養(yǎng)基還應(yīng)具有適宜的酸堿度(pH值)和一定緩沖能力及一定的氧化還原電位和合適的滲透壓。獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法（一）選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則1、目的明確2、營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)3、理化條件適宜4、經(jīng)濟(jì)節(jié)約獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組1、目的明確培養(yǎng)對(duì)象及產(chǎn)物研究類型實(shí)驗(yàn)室研究、生產(chǎn)、一般研究、生理生化研究、遺傳學(xué)研究種子培養(yǎng)基、發(fā)酵培養(yǎng)基產(chǎn)物含氮量獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組根據(jù)微生物營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)選擇培養(yǎng)基

營(yíng)養(yǎng)類型及種類不同的微生物需要不同的培養(yǎng)基。自養(yǎng)型微生物的培養(yǎng)基不能含有機(jī)物，異養(yǎng)型微生物則要以有機(jī)碳化物為碳源和能源。細(xì)菌、放線菌、酵母菌和霉菌的營(yíng)養(yǎng)要求既有共性也有特性，應(yīng)選用不同的培養(yǎng)基。如異養(yǎng)型細(xì)菌常用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基，放線菌、酵母菌和霉菌用高氏培養(yǎng)基、麥芽汁培養(yǎng)基和察氏培養(yǎng)基或豆芽汁等培養(yǎng)基。獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組2、營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)微生物細(xì)胞組成元素調(diào)查分析，是培養(yǎng)基設(shè)計(jì)的重要參考依據(jù)。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。濃度過低，不能滿足需要；濃度過高，對(duì)其生長(zhǎng)有抑制作用，如高滲溶液的抑菌作用。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的濃度配比，直接影響微生物的生長(zhǎng)繁殖或代謝產(chǎn)物的積累。不同營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的比例：大體十倍遞減。獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)原則中需要注意的幾點(diǎn)其中碳氮比（C/N）的影響較大。碳氮比（C/NRatio）指在微生物培養(yǎng)基中所含的碳源中碳原子摩爾數(shù)與氮源中氮原子摩爾數(shù)之比指培養(yǎng)基中碳源物質(zhì)與氮源物質(zhì)的質(zhì)量比值，也指培養(yǎng)基中還原糖的含量與粗蛋白含量的比值獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組碳氮比的重要性碳源不足，菌體易早衰；氮源過量，菌體生長(zhǎng)過旺，代謝產(chǎn)物積累少；氮源不足，菌體生長(zhǎng)過慢。真菌：高C/N比細(xì)菌：低C/N比我們可以通過控制培養(yǎng)基碳氮比，來調(diào)控菌體生長(zhǎng)或代謝產(chǎn)物的積累。獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組培養(yǎng)基中各礦質(zhì)元素間的比例要適當(dāng)，防止單鹽毒害作用。某種氨基酸過多，發(fā)生氨基酸不平衡，將會(huì)影響對(duì)其它氨基酸的吸收。微量元素除特別需要外，一般不另外供給。因?yàn)榕囵B(yǎng)基中所加牛肉膏、蛋白胨、糖及其它無機(jī)鹽中均含有一定量的微量元素。用自來水配制培養(yǎng)基時(shí)，微量元素更不成問題。獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組3、理化條件適宜培養(yǎng)基的理化條件pH水分活度（Aw）和滲透壓氧化還原電位（Eh）獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組(1)pH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，各大類微生物都有合適的生長(zhǎng)pH范圍細(xì)菌：7.0～8.0放線菌：7.5～8.5酵母菌：3.8～6.0霉菌：4.0～5.8藻類：6.0～7.0原生動(dòng)物：6.0～8.0獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組在微生物生長(zhǎng)繁殖和代謝過程中，常因營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗和代謝產(chǎn)物的積累，引起pH變化，導(dǎo)致微生物生長(zhǎng)緩慢、代謝產(chǎn)物產(chǎn)量下降。

為避免此現(xiàn)象，通常加入調(diào)節(jié)物質(zhì)，進(jìn)行內(nèi)源調(diào)節(jié)或外源調(diào)節(jié)。pH的內(nèi)源調(diào)節(jié)磷酸鹽緩沖液（KH2PO4、K2HPO4）不溶性碳酸鹽CaCO3或碳酸氫鈉pH的外源調(diào)節(jié)指在培養(yǎng)過程中不斷或間斷向液體培養(yǎng)基中流加酸液或堿液的調(diào)節(jié)方法。獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組(2)水分活度（Aw）和滲透壓微生物在等滲環(huán)境中良好生長(zhǎng)

高滲環(huán)境生長(zhǎng)受抑：質(zhì)壁分離

低滲環(huán)境脆弱菌體易破裂死亡：吸水膨脹微生物有一定的適應(yīng)滲透壓變化的能力

細(xì)胞內(nèi)滲透壓的調(diào)節(jié)機(jī)制滲透壓大小由溶液中所含的的分子或離子的質(zhì)點(diǎn)數(shù)決定幾個(gè)數(shù)據(jù)

G+細(xì)菌：20atm

G-細(xì)菌：5～10atm獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組水分活度水分活度Aw

相同溫度和壓力下，體系中溶液的水蒸汽壓與純水的蒸汽壓之比。亦等于該溶液的百分相對(duì)濕度。表示微生物可實(shí)際利用的游離水的含量Aw=p/p0=ERH/100（0<Aw<1）微生物生長(zhǎng)的最低Aw普通細(xì)菌：0.91（嗜鹽細(xì)菌0.75,葡萄球菌0.85）普通酵母：0.88（耐高滲酵母：0.60）普通霉菌：0.80（干性霉菌：0.65）獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組常見食品的水分活度物品名稱Aw純水1.000人血0.995新鮮水果0.97～0.98海水0.98家畜鮮肉0.97面包0.95糖醬、火腿0.90物品名稱Aw香腸0.85果醬0.80飽和蔗糖液0.76咸魚0.75糖果、干果0.70谷物、面粉0.65奶粉0.20獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組度量某氧化還原系統(tǒng)中的還原劑釋放電子或氧化劑接受電子趨勢(shì)的一種指標(biāo)影響Eh的因素與氧分壓有關(guān)受pH影響。pH↓或[O2]↑，Eh↑通入02、H2、空氣，加抗壞血酸、巰基乙酸、葡萄糖等可改變環(huán)境的EhEh影響微生物的機(jī)理

Eh影響酶活性，也影響呼吸作用。

（3）氧化還原電位（Eh）獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組微生物對(duì)培養(yǎng)基氧化還原電位的要求不同類型微生物生長(zhǎng)對(duì)氧化還原電位的要求不同。一般好氧菌：+300～+400mv兼性厭氧菌

+100mv以上有氧呼吸；+100mv以下發(fā)酵產(chǎn)能厭氧菌：+100mv以下

厭氧培養(yǎng)驅(qū)氧添加還原劑：抗壞血酸、巰基乙酸、硫化鈉、半胱氨酸、鐵屑、谷胱甘肽、庖肉（瘦肉粒）

加入鐵屑的培養(yǎng)基：－400mv獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組4、經(jīng)濟(jì)節(jié)約大生產(chǎn)用的培養(yǎng)基以粗代精：糖蜜V蔗糖以野代家：粗木薯粉V優(yōu)質(zhì)淀粉以廢代好

黃豆?jié){水

造紙廠亞硫酸廢液（含戊糖）以簡(jiǎn)代繁以氮代朊以纖代糖以烴代糧以國(guó)代進(jìn)獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組（二）選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的方法生態(tài)模擬

自然基質(zhì)或模擬：初級(jí)天然培養(yǎng)基肉湯、魚汁果汁濕潤(rùn)的麩皮米糠、米飯、面包查閱文獻(xiàn)精心設(shè)計(jì)：優(yōu)選法或正交實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)比較培養(yǎng)皿瓊脂平板搖瓶培養(yǎng)臺(tái)式發(fā)酵罐獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組二、培養(yǎng)基種類對(duì)培養(yǎng)基成分的了解培養(yǎng)基的物理狀態(tài)培養(yǎng)基對(duì)微生物的功能獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組按對(duì)培養(yǎng)基成分的了解來分天然培養(yǎng)基合成培養(yǎng)基半合成培養(yǎng)基獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組天然培養(yǎng)基利用化學(xué)成分還不清楚或不恒定的天然有機(jī)物制成的培養(yǎng)基牛肉膏、酵母膏、蛋白胨、玉米粉、馬鈴薯、麩皮、動(dòng)物組織器官浸出液、麥芽汁培養(yǎng)基特點(diǎn)營(yíng)養(yǎng)豐富重復(fù)性差:成分復(fù)雜，每批成分不穩(wěn)定適于實(shí)驗(yàn)室制備基礎(chǔ)培養(yǎng)基及大生產(chǎn)種子培養(yǎng)基獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組合成培養(yǎng)基用化學(xué)成分和量都確切知道的高純化學(xué)試劑配成的培養(yǎng)基高氏一號(hào)（淀粉硝酸鹽培養(yǎng)基）檸檬酸鹽培養(yǎng)基葡萄糖銨鹽培養(yǎng)基蔗糖硝酸鹽培養(yǎng)基（察氏培養(yǎng)基）特點(diǎn)

重現(xiàn)性好、價(jià)格高、配制繁常用于研究,不宜于大規(guī)模生產(chǎn)。獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組半合成培養(yǎng)基由部分天然有機(jī)物和部分化學(xué)藥品配成的培養(yǎng)基。營(yíng)養(yǎng)瓊脂(瓊脂中未知的天然成分)馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基特點(diǎn)

成本低、配制方便，用于生產(chǎn)、試驗(yàn)

獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組液體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基脫水培養(yǎng)基按物理狀態(tài)分獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組液體培養(yǎng)基（LiquidMedium）未加任何凝固劑。在用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)微生物時(shí)，可以通過振蕩或攪拌增加培養(yǎng)基的通氣量，同時(shí)使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)分布均勻。應(yīng)用微生物生理、代謝研究獲得大量菌體：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以溶質(zhì)狀或高度分散態(tài)存在，微生物能充分與養(yǎng)料接觸，微生物生長(zhǎng)快發(fā)酵工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)：工業(yè)上常采用液體深層發(fā)酵法生產(chǎn)抗生素等多種微生物產(chǎn)品。獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組固體培養(yǎng)基（SolidMedium）外觀呈固態(tài)的培養(yǎng)基，可在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑成固體胨狀凝固劑：對(duì)大多數(shù)微生物來說，瓊脂是最理想的凝固劑。1.5－2%瓊脂：聚半乳糖的硫酸酯5－12%明膠：蛋白質(zhì)獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組理想的凝固劑應(yīng)具備的條件1、不被所培養(yǎng)的微生物分解利用；2、在微生物生長(zhǎng)的范圍內(nèi)保持固體狀態(tài)。在培養(yǎng)嗜熱細(xì)菌時(shí)，為防止由于高溫引起的培養(yǎng)基液化，通常在培養(yǎng)基中適當(dāng)增加凝固劑。3、凝固點(diǎn)溫度不能太低，否則不利于微生物的生長(zhǎng)。4、對(duì)所培養(yǎng)的微生物無毒害作用。5、在滅菌過程中不被破壞。6、透明度好、黏著力強(qiáng)。7、配制方便且價(jià)格低廉。獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組常用的凝固劑有瓊脂、明膠、硅膠等，對(duì)大多數(shù)微生物來說，瓊脂是最理想的凝固劑。獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組固體培養(yǎng)基的類型固化培養(yǎng)基

凝固劑：瓊脂、明膠、海藻酸膠、脫乙酰吉蘭糖膠、多聚醇非可逆固化培養(yǎng)基

血清培養(yǎng)基

無機(jī)硅膠培養(yǎng)基天然固態(tài)培養(yǎng)基

麩皮、米糠、木屑、纖維、稻草粉

馬鈴薯片、胡蘿卜條、大米、麥粒、大豆、面包

動(dòng)植物組織培養(yǎng)基濾膜：醋酸纖維薄膜獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組固體培養(yǎng)基的應(yīng)用應(yīng)用廣泛菌種分離計(jì)數(shù)選種育種檢驗(yàn)雜菌菌種保藏生物活性物質(zhì)的生物測(cè)定真菌孢子微生物固體培養(yǎng)和大規(guī)模生產(chǎn)獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組天然固體培養(yǎng)基如小米、大米、麩皮及馬鈴薯等可直接用作培養(yǎng)基培養(yǎng)霉菌、放線菌。小米麩皮等物質(zhì)含有一定量碳源和能源物質(zhì)，又含有大量礦質(zhì)元素、微量元素和生長(zhǎng)素，而且質(zhì)地疏松透氣，比表面大，是培養(yǎng)孢子和制備粗酶制劑的良好培養(yǎng)基。如用麩皮培養(yǎng)黑曲霉生產(chǎn)糖化酶，培養(yǎng)米曲霉生產(chǎn)米曲霉孢子，用蒸煮的大豆接種米曲霉進(jìn)行固體培養(yǎng)，利用分泌的蛋白酶制作豆醬等。獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組液體培養(yǎng)基中加0.2~0.5%瓊脂，表觀呈固態(tài)，劇烈震蕩后則破散應(yīng)用菌運(yùn)動(dòng)性、趨化性研究細(xì)菌、酵母菌菌種保藏厭氧菌的培養(yǎng)分離和計(jì)數(shù)半固體培養(yǎng)基獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組脫水培養(yǎng)基預(yù)制干燥培養(yǎng)基

含有除水以外的一切成分的商品培養(yǎng)基。使用時(shí)加適量水并加以滅菌即可生產(chǎn)商品化培養(yǎng)基的公司

Merck獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組按培養(yǎng)基的功能分基礎(chǔ)培養(yǎng)基加富培養(yǎng)基選擇性培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基其他培養(yǎng)基獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組選擇培養(yǎng)基一類根據(jù)某微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)要求或其對(duì)化學(xué)、物理因素的抗性而設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基，具有使混合菌群中的劣勢(shì)菌成為優(yōu)勢(shì)菌的功能，可用來進(jìn)行菌種篩選選擇性培養(yǎng)基的實(shí)例紅曲霉耐高溫耐酸泡菜加富性選擇培養(yǎng)基加富營(yíng)養(yǎng)物：特殊碳源和氮源

甘露醇、纖維素、石蠟油、濃糖抑制性選擇培養(yǎng)基其他選擇性的理化因素：溫度、氧氣、pH和滲透壓獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組為分離某類微生物專門設(shè)計(jì)根據(jù)培養(yǎng)菌種的生理特性，加入有利于該種微生物生長(zhǎng)繁殖所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，該種微生物則會(huì)旺盛地大量生長(zhǎng)，如加入血、血清、動(dòng)植物組織提取液等，以培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)要求比較苛刻的異養(yǎng)微生物。加富營(yíng)養(yǎng)物：特殊的碳源和氮源、甘露醇、纖維素和濃糖。該培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的微生物并不是一個(gè)純種，而是營(yíng)養(yǎng)要求相同的一類微生物，用于菌種的保存或菌種的分離篩選。加富性選擇培養(yǎng)基獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組選擇性抑制物質(zhì)選擇培養(yǎng)基是在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)，這種化學(xué)物質(zhì)沒有營(yíng)養(yǎng)作用，對(duì)所需分離的微生物無害，但可以抑制或殺死其他微生物。選擇性抑菌劑：染料、抗生素、脫氧膽酸鈉抗生素—抑制細(xì)菌、放線菌苯酚—抑細(xì)菌、霉菌制霉菌素—抑真菌結(jié)晶紫、牛膽酸鹽—抑G+細(xì)菌亞硫酸鉍

抑制革蘭氏陽性菌和絕大多數(shù)革蘭氏陰性菌獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組鑒別培養(yǎng)基添加能夠與目的菌的無色代謝產(chǎn)物發(fā)生顯色反應(yīng)的指示劑，從而可以用肉眼就能容易地辨別目的菌菌落的培養(yǎng)基；添加特定試劑或化學(xué)藥品對(duì)特定微生物鑒別、區(qū)分的培養(yǎng)基。伊紅美藍(lán)（EMB）平板

用于檢查飲水和乳品中是否含腸道致病菌

E.coli呈紫綠色金屬光澤，沙門氏菌菌落無色透明獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組EMB培養(yǎng)基的組成EMB培養(yǎng)基的成分/g蛋白胨：10乳糖：5蔗糖：5K2HPO4：2伊紅Y：0.4美藍(lán)：0.065蒸餾水：1000最終pH：7.2獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組獸醫(yī)微生物學(xué)及免疫學(xué)課程組培養(yǎng)基中常用的指示劑酸堿指示劑酚