9.3 培养基的配制
培养基是人工配制的适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质,它是进行科学研究,生产微生物制品及应用等方面的基础。
一、培养基的类型
由于各种微生物所需要的营养不同,所以培养基的种类很多。据估计目前约有数千种不同的培养基,这些培养基可根据所含成分、物理状态、以及不同的使用目的等而分成若干类型。
1.按照培养基的成分来分
培养基按其所含成分,可分为合成培养基、天然培养基和半合成培养基三类。
(1)合成培养基。合成培养基的各种成分完全是已知的各种化学物质。这种培养基的化学成分清楚,组成成分精确,重复性强,但价格较贵,而且微生物在这类培养基中生长较慢。如高氏一号合成培养基、察氏(Czapek)培养基等。
(2)天然培养基。由天然物质制成,如蒸熟的马铃薯和普通牛肉汤,前者用于培养霉菌,后者用于培养细菌。这类培养基的化学成分很不恒定,也难以确定,但配制方便,营养丰富,所以常被采用。
(3)半合成培养基。在天然有机物的基础上适当加入已知成分的无机盐类,或在合成培养基的基础上添加某些天然成分,如培养霉菌用的马铃薯葡萄糖琼脂培养基。这类培养基能更有效地满足微生物对营养物质的需要。
2.按照培养基的物理状态分
培养基按其物理状态可分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基三类。
(1)固体培养基。是在培养基中加入凝固剂,有琼脂、明胶、硅胶等。固体培养基常用于微生物分离、鉴定、计数和菌种保存等方面。
(2)液体培养基。液体培养基中不加任何凝固剂。这种培养基的成分均匀,微生物能充分接触和利用培养基中的养料,适于作生理等研究,由于发酵率高,操作方便,也常用于发酵工业。
(3)半固体培养基。是在液体培养基中加入少量凝固剂而呈半固体状态。可用于观察细菌的运动、鉴定菌种和测定噬菌体的效价等方面。
3.按照微生物的种类分
培养基按微生物的种类可分为细菌培养基、放线菌培养基、酵母菌培养基和霉菌培养基等四类。
常用的细菌培养基有营养肉汤和营养琼脂培养基;常用的放线菌培养基为高氏1号培养基;常用的酵母菌培养基有马铃薯蔗糖培养基和麦芽汁培养基;常用的霉菌培养基有马铃薯蔗糖培养基、豆芽汁葡萄糖(或蔗糖)琼脂培养基和察氏培养基等。
4.按照培养基用途分
培养基按其特殊用途可分为加富培养基、选择性培养基和鉴别培养基。
(1)加富培养基。是在培养基中加入血、血清、动植物组织提取液,用以培养要求比较苛刻的某些微生物。
(2)选择性培养基。是根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求或对一些物理、化学抗性而设计的培养基。利用这种培养基可以将所需要的微生物从混杂的微生物中分离出来。
(3)鉴别培养基。是在培养基中加入某种试剂或化学药品,使培养后会发生某种变化,从而区别不同类型的微生物。
二、培养基配制的基本过程
1.配制溶液
向容器内加入所需水量的一部分,按照培养基的配方,称取各种原料,依次加入使其溶解,最后补足所需水分。对蛋白胨、肉膏等物质,需加热溶解,加热过程所蒸发的水分,应在全部原料溶解后加水补足。
配制固体培养基时,先将上述已配好的液体培养基煮沸,再将称好的琼脂加入,继续加热至完全融化。并不断搅拌,以免琼脂糊底烧焦。
2.调节pH值
用pH试纸(或pH电位计、氢离子浓度比色计)测试培养基的pH值,如不符合需要,可用10%HCl或10%NaOH进行调节,直到调节到配方要求的pH值为止。
3.过滤
用滤纸、纱布或棉花趁热将已配好的培养基过滤。用纱布过滤时,最好折叠成六层,用滤纸过滤时,可将滤纸折叠成瓦棱形,铺在漏斗上过滤。
4.分装
已过滤的培养基应进行分装。如果要制作斜面培养基,须将培养基分装于试管中。如果要制作平板培养基或液体、半固体培养基,则须将培养基分装于锥形瓶内。
分装时,可按(图9-4)所示的装置和方法进行。图中的漏斗下口处套有一段透明胶管,胶管下部用弹簧夹夹紧。分装时,一手捏松弹簧夹,使培养基流出,另一只手握住几支试管或锥形瓶,依次接取培养基。分装时,注意不要使培养基粘附管口或瓶口,以免浸湿棉塞引起杂菌污染。
装入试管的培养基量,视试管和锥形瓶的大小及需要而定。一般制作斜面培养基时,每只15×150毫米的试管,约装3~4毫升(1/4~1/3试管高度),如制作深层培养基,每只20×220毫米的试管约装12~15毫升。每只锥形瓶装入的培养基,一般以其容积的一半为宜。
图9—4 培养基的分装
5.加棉塞
分装完毕后,需要用棉塞堵住管口或瓶口。堵棉塞的主要目的是过滤空气,避免污染。棉塞应采用普通新鲜、干燥的棉花制作,不要用脱脂棉,以免因脱脂棉吸水使棉塞无法使用。制作棉塞时,要根据棉塞大小将棉花铺展成适当厚度,揪取手掌心大小一块,铺在左手拇指与食指圈成的圆孔中,用右手食指插入棉花中部,同时左手食指与姆指稍稍紧握,就会形成1个长棒形的棉塞。棉塞作成后,应迅速塞入管口或瓶口中,棉塞应紧贴内壁不留缝隙,以防空气中微生物沿皱折侵入。棉塞不要过紧过松,塞好后,以手提棉塞、管、瓶不下落为合适。棉塞的2/3应在管内或瓶内,上端露出少许棉花便于拔取。塞好棉塞的试管和锥形瓶应盖上厚纸用绳捆札,准备灭菌。
6.制作斜面培养基和平板培养基
培养基灭菌后,如制作斜面培养基和平板培养基,须趁培养基未凝固时进行。
(1)制作斜面培养基。在实验台上放1支长0.5~1米左右的木条,厚度为1厘米左右。将试管头部枕在木条上,使管内培养基自然倾斜,凝固后即成斜面培养基。
(2)制作平板培养基。将刚刚灭过菌的盛有培养基的锥形瓶和培养皿放在实验台上,点燃酒精灯,右手托起锥形瓶瓶底,左手拔下棉塞,将瓶口在酒精灯上稍加灼烧,左手打开培养皿盖,右手迅速将培养基倒入培养皿中,每皿约倒入10毫升,以铺满皿底为度。铺放培养基后放置15分钟左右,待培养基凝固后,再5个培养皿一叠,倒置过来,平放在恒温箱里,24小时后检查,如培养基末长杂菌,即可用来培养微生物。
三、常用培养基的成分和配制方法
1.营养肉汤培养基
牛肉膏 0.3克
蛋白胨 1.0克
NaCl 0.5克
水 100毫升
pH 7.0~7.2
在烧杯中加水,称取牛肉膏、蛋白胨和NaCl,加热溶化后,调节pH值至7.0~7.2。分装,加棉塞,高压蒸汽灭菌即成。常用于培养细菌。
2.营养琼脂培养基
在营养肉汤培养基中增加20克琼脂即成。常用于培养细菌。
3.肉汁蛋白胨液体培养基
牛肉 500克
蛋白胨 10克
NaCl 5克
pH 7.1~7.2
取新鲜牛肉500克,去净脂肪、筋腱后,绞碎或剁碎,加水1000毫升浸泡,15℃下放置12小时或50℃下放置半小时。用纱布将肉汁过滤,补足失水。向肉汁中加入蛋白胨和食盐。将肉汁加热,放入苏打(碳酸钠)至红色,调整pH值。分装,高压蒸汽灭菌。
将上述已灭菌的培养基用棉花滤去凝集的蛋白质,制成液体培养基,如需制成固体培养基,可在每100毫升液体中加入2克琼脂,加热溶化后,分装,再次进行高压蒸汽灭菌。常用于培养细菌。
4.高氏一号培养基(淀粉琼脂培养基)
可溶性淀粉 2克
K2HPO4 0.05克
MgSO4·7H2O 0.05克
KNO3 0.1克
NaCl 0.05克
FeSO4 0.001克
琼脂 2克
水 100毫升
pH 7.2~7.4
在烧杯中加水95毫升,加热至沸腾,取可溶性溶粉2克,用5毫升水调成糊状,倒入沸水中和匀。再称取其它药品,陆续加入烧杯内(待一种药品溶解后,再加入第二种药品)。待全部药品溶解后,停止加热,补足失水,调pH值至7.2~7.4。分装后,高压蒸汽灭菌。本培养基常用于培养放线菌。
5.马铃薯蔗糖培养基
马铃薯 200克
蔗糖 10克
琼脂 20克
水 1000毫升
自然pH
称取200克马铃薯片,加水1000毫升,煮沸半小时,用纱布过滤,补足失水。在上述滤汁中加入10克蔗糖、20克琼脂,加热使琼脂熔化。分装后,高压蒸汽灭菌。常用于培养酵母菌。
6.麦芽汁培养基
将从啤酒厂买来加有啤酒花的麦芽汁,装入锥形瓶中,加塞高压蒸汽灭菌。常用于培养酵母菌。
7.察氏培养基
NaNO3 2克
K2HPO4 1克
KCl 0.5克
MgSO4 0.5克
FeSO4 0.01克
蔗糖 30克
琼脂 15~20克
水 1000毫升
自然pH
分装,加棉塞,高压蒸汽灭菌。常用于培养霉菌。
8.豆芽汁葡萄糖(或蔗糖)培养基
黄豆芽 100克
葡萄糖 50克
琼脂 15克
水 1000毫升
称取新鲜黄豆芽100克,放入烧杯中,加1000毫升水,煮沸30分钟,用纱布过滤,补足失水。再加葡萄糖(或蔗糖)50克,琼脂15克,加热至融化,补足失水。分装,加棉塞,高压蒸汽灭菌。常用于培养霉菌。
9.伊红美蓝培养基(E、M、B培养基)
乳糖 10克
蛋白胨 5克
NaCl 5克
K2HPO4 2克
2%伊红水溶液 20毫升
0.35%美蓝水溶液 20毫升
琼脂 20克
水 1000毫升
pH 7.2
先在水中加入乳糖、蛋白胨、NaCl、K2HPO4,调节pH为7.2,然后加入伊红水溶液、美蓝水溶液和琼脂。配好后,装入锥形瓶内,堵好棉塞。0.6千克/厘米2灭菌10分钟。乳糖在高温灭菌易被破坏,必须严格控制灭菌温度。常用于培养细菌,具有鉴别细菌种类的作用。