微生物课件4-22培养基

第四章微生物的生理

第二节微生物的营养四、微生物的培养基四、微生物的培养基定义：应科研或生产的需要，由人工配制的、适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物用的营养基质（混合养料）。特点：任何培养基都应具备微生物所需要的五大营养要素（碳源、氮源、无机盐、生长因子、水），且应比例适当。所以一旦配成必须立即灭菌。用途：促使微生物生长；积累代谢产物；分离微生物菌种；鉴定微生物种类；微生物细胞计数；菌种保藏；制备微生物制品。（一）培养基的配制原则１、选择适宜的培养基(目的明确)２、营养物的浓度与比例应恰当(营养协调)３、控制pH(条件适宜)

４、控制氧化还原电位５、根据培养目的选择原料及其来源(经济节约)

６、灭菌处理简１、培养基组分与微生物的营养相适应不同营养类型的微生物，其对营养物的需求差异很大。自养型微生物的培养基完全可以(或应该)由简单的无机物质组成。异养型微生物的培养基至少需要含有一种有机物质，但有机物的种类需适应所培养菌的特点。

根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基不同微生物培养基的主要成分细菌：牛肉膏蛋白胨培养基（天然）

LB(Luria-Bertani)放线菌：高氏一号培养基（合成、含可溶性淀粉）

配方：可溶性淀粉（20g），KNO3（1g），MgSO4•7H2O（0.5g），NaCl（0.5g），FeSO4（0.01g），H2O（1000g），琼脂20g，pH=7.2-7.4,121℃20min真菌（霉菌）：查氏合成培养基（合成、含蔗糖）

PDA(土豆培养基)酵母菌：麦芽汁(豆芽汁)几种类型培养基组成２、营养物的浓度与配比应恰当（1）浓度合适：浓度过高——对微生物的生长起抑制作用，浓度过小——不能满足微生物生长的需要。如高浓度糖、无机盐、重金属离子，可起抑制微生物生长或杀菌的作用，在生产和生活实际中常见。在大多数化能异养菌中，各营养物的递减规律：微生物中水分的含量最高，多数是水生性的，体内水活度高；碳元素是细胞的基本组成物，还兼能源的作用，消耗大；N、P、S、K、Mg依次递减，与它们在细胞中的组分相符；生长因子含量最低，与它们的生理功能一致。特点水C源＋能源N源P、S生长因子要素K、Mg含量~10-1

~10-2~10-3~10-4~10-6～10-5（2）配比合适－C/N重要●碳氮比（C/N）直接影响微生物生长与繁殖及代谢物的形成与积累，常作为考察培养基组成时的一个重要指标；C/N比值不是简单的培养基中碳源与氮源的比值

碳源中的碳原子的mol数氮源中所含的氮原子的mol数C/N比值=NH382%CO(NH2)246%NH4NO335%(NH4)2CO3

29.2%(NH4)2SO421%五种常用氮源中的含氮量：３、控制pH与渗透压条件

（1）pH:

各类微生物的最适生长pH值各不相同：

细菌：7.0~8.0 放线菌：7.5~8.5

酵母菌：3.8~6.0 霉菌：4.0~5.8内源调节：在培养基里加一些缓冲剂或不溶性的碳酸盐；调节培养基的酸碱度。外源调节：按实际需要不断向发酵液流加酸或碱液。培养过程pH的调节：在微生物的生长和代谢过程中，由于营养物质的利用和代谢产物的形成与积累，培养基的初始pH值会发生改变，为了维持培养基pH值的相对恒定，通常采用下列两种方式：内源调节的三种方式①磷酸缓冲液：pH值从6.4~7.2之间调节K2HPO4与KH2PO4组成缓冲液，当二者等量混合时，pH为6.8K2HPO4+HClKH2PO4+KClKH2PO4+KOHK2HPO4+H2O②加入CaCO3：难溶于水，可随时中和微生物产生的酸

CO32–HCO3–H2CO3CO2+H2O+H+–H–+H+–H–③培养基中所含氨基酸、肽、蛋白质等物质也可起到缓冲作用因为它们是两性的。（2）渗透压和aw渗透压：指溶液中溶质产生的机械压力

等渗溶液： 适宜微生物生长

高渗溶液： 细胞发生质壁分离

低渗溶液： 细胞吸水膨胀，直至破裂大多数微生物适合在等渗的环境下生长。有的菌如Staphylococcusaureus则能在3mol/LNaCl的高渗溶液中生长。能在高盐环境（2.8~6.2/LNaCl）生长的微生物常被称为嗜盐微生物。

水活度（aw

）－－表示在天然或人为环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水的含量。P－某溶液的蒸气压

P0－纯水蒸气压４、氧化还原电位Eh1、各种微生物对培养基的氧化还原电势的要求：好氧微生物：+0.3~+0.4V(在>0.1V以上的环境中均能生长)厌氧微生物：只能在+0.1V以下生长兼性厌氧微生物：+0.1V以上呼吸、+0.1V以下发酵（1）高压蒸气灭菌一般培养基:1.05Kg/cm2,121.3℃,15-30min

含糖培养基:0.56Kg/cm2,112.6℃,15-30min５、培养基的灭菌温度过高，糖类被破坏，会形成氨基糖、焦糖等

（2）过滤灭菌间歇灭菌用于对糖类要求较高的培养基（3）其他方法分别灭菌：将含钙、镁、铁等离子成分与磷酸盐、碳酸盐分别灭菌后再混合。添加螯合剂：避免产生金属沉淀,常用EDTA（乙二胺四乙酸）。防止泡沫产生：加入消泡剂、适当提高灭菌温度、延长灭菌时间器皿的灭菌及无菌室的消毒器皿的灭菌：

干热空气：160℃，2小时无菌室的消毒：

紫外光化学药物熏蒸（苯酚；高锰酸钾+甲醛）（二）培养基的类型及其应用培养基分类按培养基成分分类按培养基物理状态分类按培养基用途分类▲▲▲(1)合成(组合)培养基概念：

由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基，该类培养基的组成成分精确、清楚，结构已知的纯化学物质，包括无机物和有机物，重复性强，但微生物生长较慢，且价格昂贵，故一般适于在实验室用来进行有关微生物营养需要、代谢、分类鉴定、生物测定以及菌种选育、遗传分析等方面的研究工作。例如：高氏培养基（放线菌，配方：可溶性淀粉（20g），KNO3（1g），MgSO4•7H2O（0.5g），NaCl（0.5g），FeSO4（0.01g），H2O（1000g），琼脂20g，pH=7.2-7.4,121℃20min，）；察氏培养基（真菌，配方：蔗糖(30g)，NaNO3（3g），FeSO4（0.01g），K2HSO4（0.5g），KCl（0.5g），H2O（1000g），琼脂20g，pH=自然,121℃20min，）

等。优点：成分精确，重复性高。缺点：成本较高，生长较慢。1、按培养基组成物的性质分类（分３类）(2)天然培养基：也称作非化学限定培养基。概念：

利用化学成分还不完全清楚或不恒定的天然物质，制成的培养基，天然培养基比较经济，除实验室经常使用外，更适宜于在生产上用来大规模地培养微生物和生产微生物产品。例如：肉汤、蛋白胨、麦芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米粉牛奶、血清等。优点：营养丰富，方便实用，种类繁多，经济节约；缺点：成分不明，不够稳定。

(3)复合培养基（半合成培养基）概念：在合成培养基的基础上添加些天然成份，以更有效地满足微生物对营养物的需要。例如：牛肉膏蛋白胨培养基（培养细菌）

配方：牛肉膏0.5g，蛋白胨1g，NaCl

0.5g，琼脂2.0g，水100mL，pH7.2～7.4。(1)液体培养基特点：液体培养基不含任何凝固剂，菌体与培养基充分接触，操作方便，目的：常用于大规模的工业生产以及在实验室进行微生物生理代谢等基本理论的研究工作。可根据培养后的浊度判断微生物的生长程度。2、按物理状态来分微生物在液体培养基中的生长

在液体培养基中，不同的微生物生长在不同的层次中。(2)半固体培养基制备：在液体培养基中加入0.2-0.7％（3～5g/L）的琼脂构成的培养基。目的：观察细菌运动的特征，以进行菌种鉴定和噬菌体效价滴定等方面的实验工作。

制备：天然固体营养基质制成的培养基，或液体培养基中加入一定量凝固剂（琼脂1.5～2％)而呈固体状态的培养基。为微生物的生长提供营养表面。目的：用于菌种的分离纯化、鉴定、活菌计数、检验杂菌、选种及菌种保藏等方面的研究。可依使用目的不同而制成斜面、平板等形式。(3)固体培养基：种类：

平板：将灭菌的固体培养基融化后倒入培养皿中冷却后即成平板

斜面：将固体培养基注入试管中，灭菌后倾斜放置成斜面。平板斜面斜面培养基的制作平板培养基（SS平板）微生物在固体培养基中的生长凝固剂类型琼脂：最为理想硅胶：无有机物琼脂与明胶主要特征比较

比较项目琼脂明胶明胶凝固点低，可被某些微生物液化明胶：最早使用理想凝固剂的条件不被所培养的微生物分解利用；在微生物生长的温度范围内保持固体状态；凝固温度不能太低；凝固剂对所培养的微生物无毒；凝固剂在灭菌的过程中不会被破坏；透明度好、粘着力好；配制方便、价格低廉。其它固体培养基类型天然物质制成的：马铃薯、胡萝卜条、小米、麸皮、米糠、棉籽壳3、按用途划分(1)基础培养基(2)选择培养基(3)鉴别培养基(4)加富培养基(5)其他培养基(1)基础培养基（普通培养基）概念：基础培养基是含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基。另外基础培养基也可作为一些特殊培养基的基础成分（如制备糖发酵培养基时）。组成：由牛肉膏、蛋白胨、氯化钠按一定比例配制而成。pH偏碱性。(2)选择性培养基目的：将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来。

在配制培养基时“取其所抗”类型：②◆加入无营养作用的化学物质，抑制或杀死其他微生物①◆根据特殊营养需要,只提供特殊的单一的碳源或氮源概念：根据某微生物的特殊营养要求或对各种化学物质敏感程度的差异而设计、配制的培养基。选择性培养基举例例1：培养基中加10％酚，抑制细菌与霉菌生长；分离放线菌；例2：培养基加亚硫酸铋，抑制G+和大多数G－生长，

G－伤寒沙门氏菌生长；例3：培养基加染料亮绿或结晶紫，G＋抑制，G－生长；例4：培养基加抗生素，抑制细菌与放线菌，酵母霉菌生长。例5：培养基中加入蛋白质作唯一氮源,分离生产胞外蛋白酶菌株例6：培养基缺乏氮源，分离固氮微生物其中例1～例4为第二种类型，例5～例6为第一种类型。(3)鉴别培养基概念：用于鉴别不同类型微生物的培养基，在普通培养基中加入能与某种代谢产物发生反应的指示剂或化学药品，从而产生某种明显的特征性变化，以区别不同的微生物。举例：伊红美兰乳糖培养基EMB(EosinMethyleneBlue)原理：大肠杆菌能强烈分解乳糖而产生大量的混合酸，菌体带H＋，可染上酸性伊红；伊红可与美蓝结合，菌体染上深紫色，从菌落表面的发射光可看到紫绿色金属闪光。伊红美蓝培养基(EMB)埃希氏菌属大肠杆菌大肠杆菌在EMB琼脂培养基中伊红美兰乳糖培养基（EMB）蛋白胨10g乳糖5gK2HPO42g伊红Y