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微生物培養基

2015-11-17      點擊:1006

培養基(meclium或culture medium)是一種人工配制的、适合微生物生長繁殖或産生代謝産物用的混合養料。任何培養基都應具備微生物所需要的六大營養要素,且其間的比例是合适的。培養基一旦配成,必須立即進行滅菌,否則很快引起雜菌叢生,并破壞其固有成分和性質。

2.2.4.1培養基選用和設計的原則

針對不同的微生物、不同的營養要求,可以采用不同的培養基。但是,培養基的配制必須遵循一定的原則。

(1)目的明确 在設計新培養基前,首先要明确配制該培養基的目的。如果某培養基将用于實驗室研究,則一般不必過多地計較其成本。但必須明确對該培養基是作一般培養用,還是作精細的生理、代謝或遺傳等研究用,再考慮按天然培養基或合成培養基的要求來設計。拟培養的微生物對象也十分重要。不同大類的微生物,對培養基中碳源與氮源問的比例、pH的高低、滲透壓的大小、生長岡子的有無以及特殊成分的添加等都要作相應的考慮。

(2)營養物質應滿足微生物需要不同微生物對營養的需求差異很大,應根據所培養菌種對各營養要素的不同要求進行配制。如異養型微生物的培養基成分必須含有機物,而自養傲生物的培養基成分則是無機的。一般培養時可以采用現成的培養基,如細菌采用肉湯蛋白胨培養基、放線菌采用高氏1号合成培養基、酵母采用麥芽汁培養基、黴菌采用查氏合成培養基。

(3)營養物的濃度和比例協調培養基中各種營養要素的數量和比例要合适,否則不能滿足微生物生長的需要或是抑制微生物的生長。在大多數化能異養菌的培養基中,各營養要素間在量上的比例大體符合以下十倍序列的遞減規律:H20>C源+能源>N源>P、S>K、Mg>生長因子。其中碳源與氮源的比例(即C/N)更為重要。C/N是指在微生物培養基中元素C與N的比值,粗略表示可用還原糖與粗蛋白質含量比。不同微生物要求不同的C/N。如細菌和酵母菌培養基中的C/N約為5/1。

如果某培養基将用于大規模的發酵生産上,則用作“種子"的培養基,一般其營養成分宜豐富些,尤其氮源的含量應較高(即C/N低);相反,如拟用作大量生産代謝産物的發酵培養基,一般氮源含量宜比“種子"培養基稍低(即C/N高)。除了對不同類型的微生物應考慮其特定條件外,在設計發酵培養基時,還應特别考慮到生産的代謝産物是初級代謝産物,或是次級代謝産物。如生産次級代謝産物,例如抗生素、維生素或赤黴素等,則應考慮是否在其中加人特殊元素(如維生素B12中的Co)或特定前體物質(如生産苄青黴素時加人的苯乙酸)。

(4)物理化學條件适宜

①pH 各大類微生物一般都有它們合适的生長pH範圍。細菌的zui适pH在7.0~8.O,放線菌在pH7.5~8.5,酵母菌在pH3.8~6.0,而黴菌則在pH4.0~5.8。對于具體的某一種微生物來說,都有其特定的zui适pH範圍。

微生物在生長繁殖過程中會産生引起培養基pH改變的代謝産物,如不适當地加以調節,就會抑制甚至殺死其自身,因而在設計此類培養基時,就要考慮到培養基的pH調節能力。通過培養基内在成分發揮的調節作用.稱為pH的内源調節。内源調節主要有以下兩種方法。

*種是采用磷酸緩沖液的方式。調節K2HPO4和KH 2 PO4兩者濃度比就可獲得從pH6.O至pH7.6的一系列穩定的pH,當兩者為等物質的量濃度比時,溶液的pH可穩定在pH6.8。其反應原理如下:

K2HP04+HCl→KH 2 P04+KCl

KH 2P04+KOH→K2HP04+H 2 0

第二種是采用加入CACO 3作“備用堿"的方式。CACO3在水溶液中溶解度極低,加入至液體或固體培養基中時,不會使培養液的pH明顯升高。但當微生物生長過程中不斷産酸時,它就逐漸被溶解.産生的CO2可以從培養基中逸出,繼而發揮調節培養基pH的作用。有時也可用NaHCO3來調節。

與内源調節相對應的是外源調節,外源調節是指按實際需要不斷或間斷流加酸液或堿液到培養液中的調節方法。

②其他培養基中其他的一些物化指标也會影響微生物的培養。培養基中水的活度應符合微生物的生理要求(aw值在0.63~0.99之間)。大多數等滲溶液适宜微生物的生長,高滲溶液會使細胞發生質壁分離,而低滲溶液則會使細胞吸水膨脹。少數細菌如金黃色葡萄球菌則能在3mol/L NaCl的高滲溶液中生長。能在高鹽環境(2.8~6.2mol/L NaCl)生長的微生物常被稱為嗜鹽微生物。培養基中各種成分及其濃度等指标的優化間接地确定了培養基的水活度和滲透壓,通常在配制培養時不必測定這類指标。此外,各種微生物對培養基的氧化還原電位等也有不同的要求。