按用途不同劃分發(fā)酵培養(yǎng)基
培養(yǎng)基在實驗室和發(fā)酵生產中按其用途可以有不同的分類方法。
1.實驗室常用培養(yǎng)基
(1)基礎培養(yǎng)基
不同微生物的營養(yǎng)需求各不相同,但大多數微生物所需的基本營養(yǎng)物質致?;A培養(yǎng)基就是含有般微生物生長繁殖所需的基本營養(yǎng)物質的培養(yǎng)基。牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基是常用的基礎培養(yǎng)基,廣泛用于細菌的增菌、檢驗中。
(2)加富培養(yǎng)基
加富培養(yǎng)基也稱營養(yǎng)培養(yǎng)基,即在基礎培養(yǎng)基中加入某些特殊營養(yǎng)物質制成的類營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基,這些特殊營養(yǎng)物質包括血液、血清、酵母浸膏、動植物組織液等。加富培養(yǎng)基般用來培養(yǎng)營養(yǎng)要求比較苛刻的異養(yǎng)型微生物,如培養(yǎng)百日咳博德氏菌(bordetella pertussis)需要含有血液的加富培養(yǎng)基。加富培養(yǎng)基還可以用來富集和分離某種微生物,這是因為加富培養(yǎng)基含有某種微生物所需的特殊營養(yǎng)物質,該種微生物在這種培養(yǎng)基中較其他微生物生長速率快,并逐漸富集而占優(yōu)勢,逐步淘汰其他微生物,從而容易達到分離該種微生物的目的。
(3)鑒別培養(yǎng)基
鑒別培養(yǎng)基是用于鑒別不同類型微生物的培養(yǎng)基。在培養(yǎng)基中加入某種特殊化學物質,某種微生物在培養(yǎng)基中生長后能產生某種代謝產物,而這種代謝產物可以與培養(yǎng)基中的特殊化學物質發(fā)生特定的化學反應,產生明顯的特征性變化,根據這種特征性變化,可將該種微生物與其他微生物區(qū)分井來。鑒別培養(yǎng)基主要用于微生物的快速分類鑒定,以及分離和篩選產生某種代謝產物的微生物菌種。
培養(yǎng)基名稱加入化學物質微生物代謝產物培養(yǎng)基特征性變化主要用途酪素培養(yǎng)基酪素胞外蛋白酶蛋白水解圈鑒別產蛋白酶菌株明膠培養(yǎng)基明膠胞外蛋白酶明膠液化鑒別產蛋白酶菌株油脂培養(yǎng)基(4)選擇培養(yǎng)基
選擇培養(yǎng)基是根據某微生物的特殊營養(yǎng)要求或其對某些物理、化學因素的抗性而設計的培養(yǎng)基,用來將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來,具有使混合菌樣中的劣勢菌變成優(yōu)勢菌的功能,廣泛用于菌種篩選等域。
混合菌樣中數量很少的某種微生物,如直接采用平板劃線或稀釋法進行分離,往往因為數量少而無法獲得。選擇性培養(yǎng)的方法主要有兩種:種是依據某些微生物的特殊營養(yǎng)需求設計選擇培養(yǎng)基。例如,缺乏氮源的選擇培養(yǎng)基可用來分離固氮微生物;利用以蛋白質作為氮源的選擇培養(yǎng)基,可以從混雜的培養(yǎng)基中分離出產胞外蛋白酶的微生物。另種是在培養(yǎng)基中加入某種化學物質,這種化學物質可以抑制或殺死其他微生物,而對所需分離的微生物無害。例如,分離放線菌時,在培養(yǎng)基中加入數滴10%的,可以抑制霉菌和細菌的生長;在分離酵母菌和霉菌的培養(yǎng)基中,添加、四環(huán)素和等抗生素可以抑制細菌和放線菌的生長;在篩選含有重組質粒的基因工程菌株過程中,利用質粒上具有的對某種(些)抗生素的抗性選擇標記,在培養(yǎng)基中加入相應抗生素,就能比較方便地淘汰非重組菌株,以減少篩選目標菌株的工作量。
選擇培養(yǎng)基與鑒別培養(yǎng)基的功能往往結合在同種培養(yǎng)基中。例如上述emb培養(yǎng)基既有鑒別不同腸道菌的作用,又有抑制g+菌和選擇性培養(yǎng)g-菌的作用。
2.發(fā)酵生產常用培養(yǎng)基
(1)孢子培養(yǎng)基
孢子培養(yǎng)基是供菌種繁殖、形成孢子的種常用固體培養(yǎng)基。對這種培養(yǎng)基的要求是能使菌體迅速生長,產生較多優(yōu)質的孢子,并要求這種培養(yǎng)基不易引起菌種變異。因此,孢子培養(yǎng)基的基本配制要求有:,營養(yǎng)不要太豐富(特別是有機氮源),否則不易產孢子。如灰色鏈霉菌在葡萄糖硝酸鹽其他鹽類的培養(yǎng)基上都能很好地生長和產孢子,但若加入0.5%酵母膏或酪蛋白后,就只長菌絲而不長孢子;二,所用無機鹽的濃度要適量,不然也會影響孢子量和孢子顏色;第三,要注意孢子培養(yǎng)基的ph和濕度。生產上常用的孢子培養(yǎng)基有麩皮培養(yǎng)基,小米培養(yǎng)基,大米培養(yǎng)基,玉米碎屑培養(yǎng)基和用葡萄糖、蛋白胨、牛肉高和食鹽等配制成的瓊脂斜面培養(yǎng)基。大米和小米常用作霉菌產孢子培養(yǎng)基,因為它們含氨量少,疏松,表面積大,所以是較好的孢子培養(yǎng)基。大米培養(yǎng)基的水分需控制在21%~50%,而曲房空氣濕度需控制在90%~。
(2)種子培養(yǎng)基
種子培養(yǎng)基是供孢子發(fā)芽、生長和大量繁殖菌絲體,并使菌體長得粗壯、成為活力強的“種子”的營養(yǎng)基質。因此,種子培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分要求比較豐富和,氮源和維生素的含量也要高些,但總濃度以略稀為好,這樣可有較高的溶解氧,供大量菌體生長繁殖。種子培養(yǎng)基在微生物代謝過程中能維持穩(wěn)定的ph,其組成還要根據不同菌種的生理特征而定。般種子培養(yǎng)基都用營養(yǎng)豐富而的天然有機氮源,因為有些氨基酸能刺激孢子發(fā)芽,但無機氮源容易較快被利用,有利于菌體迅速生長,所以在種子培養(yǎng)基中常包括有機及無機氮源。后的種子培養(yǎng)基的成分好能較接近發(fā)酵培養(yǎng)基,這樣可使種子進入發(fā)酵培養(yǎng)基后能迅速適應,快速生長。
(3)發(fā)酵培養(yǎng)基
發(fā)酵培養(yǎng)基是供菌種生長、繁殖和合成產物之用。它既要使種子接種后能迅速生長,達到定的菌絲濃度,又要使長好的菌體能迅速合成所需產物。因此,發(fā)酵培養(yǎng)基的組成除有菌體生長所必需的元素外,還要有合成產物所需的特定元素、前體和促進劑等。當菌體生長和產物合成所需要的總的碳源、氮源、磷源等的濃度過高,或生長和合成兩階段各需的佳條件要求不同時,可考慮用分批補料的方式來加以滿足。
按微生物種類不同劃分培養(yǎng)基根據微生物的種類不同可分為細菌培養(yǎng)基、放線菌培養(yǎng)基、酵母菌培養(yǎng)基和霉菌培養(yǎng)基等。
常用的異養(yǎng)型細菌培養(yǎng)基為牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基;常用的自養(yǎng)型細菌培養(yǎng)基是無機的合成培養(yǎng)基;常用的放線菌培養(yǎng)基為高氏號合成培養(yǎng)基;常用的酵母菌培養(yǎng)基為麥芽汁培養(yǎng)基;常用的霉菌培養(yǎng)基為察氏合成培養(yǎng)基和馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基。