培养基的主要成分及其作用

培养基的主要成分及其作用培养基是用人工方法配制而成，适合微生物生长繁殖需要的混合营养基质。适宜的培养基不仅用于细菌的分离、纯化、传代及菌种保存等，还可用于研究细菌的生理、生化特性。因此，掌握培养基的制备技术及其原理，是进行细菌学检验的重要环节和必不可少的手段。细菌的生长繁殖除需要一定的营养物质，如含氮化合物、糖类、盐类、类脂质及水外，有的还需加入特殊营养物质，如维生素的辅助生长因子或某些其他特殊因子；有的则需加入指示剂或抑制剂，以利于细菌的分离和鉴定。1．营养物质营养物质提供细菌生长繁殖所需的能量、合成菌体的原料以及激活细菌酶的活性和调节渗透压等作用。细菌需要的营养物质主要有氮源、碳源、无机盐及生长因子。(1)蛋白胨：是由动物或植物蛋白质经酶或酸碱分解而产生的中间产物，是培养基中最常用的成分之一，主要供给细菌氮源，合成菌体蛋白质、酶类等，另外还具有缓冲作用。由于蛋白质的来源和消化程度不同，因而制得的蛋白胨质量相差很大。按照生产原料的性质，蛋白胨可分为植物胨和动物胨两类。蛋白胨经喷雾干燥成粉末，吸水性较强，保存时应干燥密封，防止潮解结块。(2)肉浸液：系用新鲜牛肉(去掉脂肪、肌膜及肌腱等)浸泡煮沸制成的肉汤。肉浸液中包括含氮和非含氮两类浸出物，还有一些生长因子。作为细菌生长所需要的氨源和碳源，由丁加热后大部分蛋白质凝固，仅留少部分氨基酸和其他含氮物质，不能满足细菌生长需要，故在制作培养基时，一般需加1％～2％蛋白胨和0.5％的NaCl。(3)牛肉膏：又称牛肉浸膏，是肉浸液加热浓缩而得到的一种棕黄色至棕褐色的膏状物。其中不耐热的物质如糖类已被破坏，故其营养价值不及肉浸液，但因无糖，可作为肠道细菌鉴别培养基的基础成分。(4)糖(醇)类：含有细菌所需的碳源。制备培养基所应用的糖(醇)类很多，常用的糖类有单糖(如葡萄糖、阿拉伯糖等)、双糖(如乳糖、蔗糖等)、多糖(如菊糖、淀粉等)：醇类有甘露醇、卫矛醇及侧金盏花醇等。在培养基中加入糖(醇)类物质，除提供细菌作为碳源和能源外，主要利用细菌对糖(醇)类利用能力的差异鉴别细菌。(5)血液：血液除能增加培养基中蛋白质、多种氨基酸、糖类及无机盐等营养成分外，尚能提供辅酶、血红素等特殊生长因子。此外，还可以观察细菌的溶血现象。(6)鸡蛋与动物血清：此二者虽非基本成分，但对某些营养要求高的细菌则是必需成分，如培养结核分枝杆菌的鸡蛋培养基和培养白喉棒状杆菌的吕氏血清斜面等。(7)无机盐：细菌生长繁殖需要多种无机盐类，其需要浓度在10-3~10-4mol/L。的元素为常用元素，其需要浓度在10-6~10-8mol/L的元素为微量元素。前者如磷、硫、钾、钠、镁、钙及铁等；后者如钴、锌、锰及铜等。(8)生长因子：是一些细菌生长所必需而自身不能合成的物质。通常为有机化合物，包括B族维生素、某些氨基酸、嘌呤及嘧啶等。少数细菌还需要特殊的生长因子，如流感嗜血杆菌需要X因子和V因子。这些生长因子常存在于动物血清、酵母浸液、肝浸液及鸡蛋等中。因此，在培养营养要求高的细菌时，常加入上述物质，以满足其生长需要。2．水水是良好的溶剂，细菌所需要的营养物质必须先溶于水，营养的吸收与代谢均需有水才能进行。制备培养基常用不含杂质的蒸馏水或离子交换水。3．凝固物质即赋形剂。制各固体培养基时，必须加入凝固物质，如琼脂、明胶、卵白蛋白及血清等。理想的凝固物质应具有以下特性：①本身不被细菌利用；②在微生物生长温度范围内保持固体状态，凝固点的温度对微生物无害：③不因消毒灭菌而破坏，透明度好，黏着力强。目前认为最合适的凝固物质是琼脂。(1)琼脂：是从石花菜、紫菜及江蓠类海生植物中提取的一种胶体物质，其化学成分主要为胶体多糖类。具有在100℃溶解，45℃以下时凝固的特性。琼脂本身无营养价值，仅作为培养基的赋形剂。(2)明胶：是由动物胶原组织(如皮、肌腱等)经煮沸熬制而成，主要含蛋白质。由于此类蛋白质缺乏必需氨基酸，故营养价值不大。明胶制成的培养基在24℃以上溶解，20℃以下凝固，故不宜在35～37℃环境中培养。因有些细菌可分解明胶使其液化，所以一般不用明胶作赋形剂，但可用于制各鉴别培养基，观察细菌对明胶有无液化作用。4．抑制剂是一类能抑制或减少非检出菌生长而有利于检出菌生长的物质。抑制剂种类很多，如胆盐、煌绿、玫瑰红酸、亚硫酸钠、某些染料及多种抗生素等。不同培养基应根据需要选择合适的抑制剂。5．指示剂为了观察和鉴别细菌是否分解利用糖类、氨基酸等物质，常在某些培养基中加入一定种类的指示剂。常用的酸碱指示剂有酚红、溴甲酚紫、溴麝香草酚蓝、中性红及甲基红等。在进行厌氧菌培养时，还需在培养环境中加入氧化还原指示剂，常用的有亚甲蓝和刃天青。