如何根据培养基成分确定培养的微生物种类
能源和碳源:自养微生物生长在以二氧化碳为碳源,以光或无机物为能源的无机物组成的培养基中。例如,在化能自养氧化硫硫杆菌培养基中添加粉末。
硫是能源,空气中的CO2是碳源。异养微生物以有机物为碳源和能源。培养基中常添加葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖等单糖或双糖,有的可使用淀粉。
纤维素和其他多糖,或糖在动物组织中的应用。如常用牛肉酱蛋白胨培养基培养细菌,其中牛肉酱是主要的碳源和能源。(见培养基配方,下同)
氮源:自养微生物利用含氮的无机铵盐和硝酸盐作为氮营养,如氧化硫硫杆菌利用(NH4)2SO4作为氮源;异养微生物是无机铵盐、硝酸盐或含氮有机物。
氮源。自生固氮菌利用空气中的N2作为氮营养,其培养基称为无氮培养基,不添加氮源。
矿质元素和生长因子:微生物需要磷、钾、钠、硫、镁、钙等主要矿质元素和铁、铜等微量元素,所以培养基中常添加无机盐,如K2HPO4、KH2PO4、MgSO4、NaCl、KCl、FeSO4等;生长因子主要是调节微生物代谢活动的B族维生素,常由酵母提取物和肝脏提取物提供。多种天然成分,如牛肉酱、麦芽汁、玉米粉、豆芽汁等。含有多种无机元素和生长因子,无需添加。一些微生物的生长需要特殊的生长因子,如嗜血杆菌需要向培养基中添加ⅴ(辅酶)和ⅹ(血红素)。
(3)培养基的类型
根据原料来源的不同,培养基可分为合成培养基、半合成培养基和天然培养基。
合成介质:由化学成分已知的有机物和无机物组成。成分准确,重复性强。但是营养有限,微生物生长缓慢。适用于菌株分离、育种、遗传分析和生物测定。例如用于放线菌的高斯培养基、用于霉菌的夏加尔培养基和各种化能自养细菌培养基。
半合成介质:由一些天然物质和少量成分已知的化学物质组成。营养全面,能有效满足微生物的营养需求。广泛用于微生物的培养。比如细菌培养用的牛肉膏蛋白胨培养基,霉菌培养用的马铃薯葡萄糖培养基,工业生产中常用的玉米粉、无机盐等天然物质制备的各种发酵培养基。
天然培养基:由化学成分不明或不平衡的天然有机物制成。成分复杂,但营养丰富全面。常用于实验研究和生产。如麦芽汁培养基、玉米粉培养基、生产中使用的麸皮和木屑。
根据培养基的物理性质,可分为液体培养基、固体培养基和半固体培养基。
液体培养基:由各种营养物质和水制成,或由天然物质(麦芽汁、豆芽汁等)制成。).成分均匀,适合各种微生物的营养生长。广泛应用于实验研究和大规模工业生产,有利于获得大量细菌或代谢产物。
固体培养基:在液体培养基中加入凝固剂,或用麸皮等固体原料制成。常用的促凝剂是琼脂(又称琼脂、豆瓣菜),是从琼脂等海藻中提取加工而成。市售琼脂为条状、片状或粉末状,主要成分为硫酸化聚半乳糖,不能被大多数微生物分解,仅在培养基中起辅助作用。其熔点约为98℃,冰点为42℃,1.5 ~ 2%(书本记载为2% ~ 2.5%)的水溶液在普通培养温度下呈凝胶状态。琼脂固体培养基广泛用于微生物的分离、培养、菌种鉴定和保藏。
半固体培养基:含0.2 ~ 0.5%琼脂的液体培养基。用于观察细菌的运动,鉴定菌株,测定噬菌体的效价。
根据培养基的用途,可分为选择培养基、鉴定培养基、增菌培养基和基础培养基。
选择性培养基:根据某种类型或某种微生物的特殊营养需求而设计的培养基,以提高所需微生物的分离效率。如分离固氮微生物的无氮培养基,添加滤纸条或纤维素粉作为碳源分离纤维素分解菌的培养基。在培养基中加入一种化合物可以有效地分离出对这种化合物有抗性的微生物。例如,在放线菌培养基中加入几滴10%的苯酚,可以抑制细菌和霉菌的生长。加入一定量的青霉素和链霉素可以抑制细菌的生长。
鉴别培养基:根据微生物的代谢特点,在培养基中加入指示剂,通过颜色反应来鉴别不同的微生物。比如用于检查乳制品和饮用水是否被肠道细菌污染的伊红-亚甲蓝培养基。大肠杆菌等肠道细菌生长时,发酵培养基中的乳糖使添加的曙红-亚甲蓝变色,沉积在菌落上呈紫黑色,呈现金属光泽。