第五节培养基medium.ppt
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1、第五节 培养基(medium),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六大营养要素,且应比例适当。所以一旦配成必须立即灭菌。 用途:促进微生物生长;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。,培养基组分应适合微生物的营养特点(目的明确) 营养物的浓度与比例应恰当(营养协调) 物理化学条件适宜(条件适宜) 根据培养目的选择原料及其来源(经济节约),一、培养基的配制原则,(一)培养基组分应适合微生物的营养特点,即根据不同微生物的营养需要配制不同的培
2、养基;不同营养类型的微生物,其对营养物的需求差异很大。如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。 按微生物的主要类群来说,它们所需要的培养基成分也不同: 细菌: 牛肉膏蛋白胨培养基;LB (Luria-Bertani) 放线菌: 高氏一号培养基 真菌: 查氏合成培养基;PDA (Potato-Dextrose-Agar) 酵母菌; 麦芽汁 当对试验菌营养需求特点不清楚的时候,可以采用“生长谱”法进行测定。,浓度过高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。 碳氮比(C/N)直
3、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;,速效性氮(或碳)源与迟效性氮(或碳)源的比例 各种金属离子间的比例,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=,例:谷氨酸生产中 C/N 4/1时,菌体大量繁殖,谷氨酸积累少; C/N3/1 时,菌体生长受抑制,而谷氨酸大量增加。,(二)营养物的浓度与比例应恰当,(1)pH:各类微生物的最适生长pH值各不相同: 细 菌:7.08.0 放线菌:7.58.5 酵母菌:3.86.0 霉 菌:4.05.8 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
4、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:在培养基里加一些缓冲剂或不溶性的碳酸盐;调节培养基的碳氮比。 外源调节:按实际需要不断向发酵液流加酸或碱液,(三)物理化学条件适宜,渗透压 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,而有的菌如Staphylococcus aureus则能在3mol/L NaCl的高渗溶液中生长。能在高盐环境(2.86.2/L NaCl)生长的微生物常被称为嗜盐微生物(Halophiles)。,(2)渗透压和aw,各种微生物对培养基的氧化还原电势的要求:
5、 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。 培养基是多氧化还原偶的复杂电化学系统,测出的Eh值仅代表其综合结果。 对微生物影响最大的是:分子氧和分子氢的浓度。 培养基中常用的还原剂:巯基乙酸、抗坏血酸、硫化氢、半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫苏糖醇等。,(3)氧化还原电势(redox poyential),该培养基的应用目的,即: 是培养菌体还是积累代谢产物? 是实验室种子培养还是大规模发酵? 代谢产物是初级代谢产物还是次级代谢产物?, 用于培养菌体种子的培养基营养应丰富,氮源
6、含量宜高(碳氮比低); 用于大量生产代谢产物的培养基其氮源一般应比种子培养基稍低,(但若发酵产物是含氮化合物时,有时还应提高培养基的氮源含量);若代谢产物是次级代谢产物时要考虑是否加入特殊元素或特定的代谢产物;,(四)根据培养基的应用目的选择原料及其来源,1. 生态模拟:调查所培养菌的生态条件,查看“嗜好”,对“症”下料初级天然培养基。 2. 查阅文献:查阅、分析文献,调查前人的工作资料,借鉴人家的经验,以便从中得到启发设计有自己特色的培养基配方。 3. 精心设计:借助优选法或正交试验设计法等方法。,二、设计培养基的方法, 当所设计的是大规模发酵用的培养基时,应重视培养基中各成份的来源和价格,
7、应选择来源广泛、价格低廉 的原料,提倡以粗代精,以废代好。,4、实验比 较: 不同培养基配方的选择比较 单种成分来源和数量的比较 几种成分浓度比例调配的比较 小型试验放大到大型生产条件的比较 pH和温度试验, 附1:配置培养基时应注意的几个问题及解决方法:,沉淀 胶体强度的破坏 褐色物质的形成 pH发生变化,高压蒸气灭菌: 一般培养基: 1.05 Kg/cm2, 121.3, 1530 min。 含糖培养基: 0.56 Kg/cm2, 112.6 , 1530 min。 干热空气灭菌: 160, 2 h。 过滤灭菌,分别灭菌, 间歇灭,附2:灭菌,附图:过滤灭菌,菌,紫外光,化学药物熏蒸(苯酚
8、;高锰酸钾+甲醛)的应用。,三、培养基的类型其应用,1. 按对培养基成分的了解程度来分,天然培养基(complex medium):也称作chemically undefined medium。利用化学成分还不完全清楚或不恒定的天然物质(如肉汤、蛋白胨、麦芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米粉、牛奶、血清等)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。,合成(组合)培养基(synthetic medium):也称作chemically defined medium. 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
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- 五节 培养基 medium
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