第三节  细菌的人工培养

人工培养细菌，是对细菌进行分离、培养、鉴定以及进一步利用的重要步骤。人工培养细菌除需要提供充足的营养物质以外，还需要有合适的酸碱度、温度以及必要的气体环境。

一、培养基

    培养基（culture medium）  是人工配制的基质，含有细菌等生长繁殖所必需的营养物质，常用于分离、培养、鉴定和研究细菌等微生物。

培养基的种类：1．按营养成分，可分为基础培养基（basal medium）及营养培养基（nutrient medium）。前者是由牛肉浸液加适量的蛋白胨、NaCl、磷酸盐、pH调至7.4-7.6而成。用于培养对营养要求不高的细菌，并用于制备营养培养基。在基础培养基中添加葡萄糖、血液或血清等，即为营养培养基。用于对营养要求较高的细菌进行培养。2．按物理性状可分为固体培养基、半固体培养基及液体培养基3类。基础培养基和营养培养基若不加凝固剂即为液体培养基（liquid medium）。常用于细菌的扩大培养。在液体培养基中加1%-2%的琼脂、煮沸融化、冷却38-40℃后即凝固成固体培养基（solid medium），用于细菌的分离、纯化及生物活性检测。正是有了固体培养基，才能进行细菌的纯化及鉴定种类繁多的细菌。若向液体培养基中加0.5%琼脂则为半固体培养基（semi-solid medium），可作穿刺接种观察细菌动力等。3．按培养基的特殊用途，还可分为鉴别培养基、选择培养基、厌氧培养基等。在培养基中加入特定作用底物及产生显色反应的指示剂，即可凭肉眼根据颜色识别，这就是鉴别培养基（differential medium）。在培养基中加入某种化学物质，对不同细菌分别产生抑制或促进作用，从而可从混杂多种细菌的样本分离出所需细菌，此即为选择培养基（selective medium）。最常用的有麦康凯（MacConkey）培养基，内含胆酸盐，能抑制革兰氏阳性菌的生长，有利于大肠杆菌及沙门氏菌的生长。在实际使用中，鉴别与选择两种功能往往结合在一种培养基之中。

二、人工培养细菌的其它条件

    1．氧气  根据细菌对氧的需求，可将其分为需氧菌、厌氧菌及兼性厌氧菌。需氧菌（aerobe）行需氧呼吸，必须在有一定浓度的游离氧的条件下才能生长繁殖。厌氧菌（anaerobe）行厌氧呼吸，必须在无游离氧或其浓度极低的条件下才能存活。其原因是，细菌在代谢过程中产生对菌体有毒性的过氧化氢（H₂O₂）、超氧阴离子（O₂^-）和羟自由基（OH^-）等，厌氧菌部分或全部缺乏降解这些产物的酶，如过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶等，因O₂^-或H₂O₂的毒性作用死亡。兼性厌氧菌（facultative anaerobe）既可行需氧呼吸，又可行厌氧呼吸，通常在有氧条件比无氧环境生长更好。

    厌氧培养基（anaerobic medium）  是为培养厌氧菌而设计的，方法是在培养基中加入还原剂如巯基乙酸钠等，或用石蜡或凡士林封住培养基表面，隔绝空气，有的还需放入无氧气培养箱维持无氧环境。庖肉培养基（cooked meat medium）是常用的厌氧培养基，其中含不饱和脂肪酸和谷胱甘肽的肉渣起到还原剂的作用。

    2．温度  不同细菌对温度有不同适应范围，各种细菌又有各自的可生长温度范围及最适温度。根据细菌对温度的适应范围，可将细菌分为三类：嗜冷菌（psychrophile），生长范围-5-30℃，最适生长10-20℃；嗜温菌（mesophile），生长范围10-45℃，最适20-40℃；嗜热菌（termophile），生长范围25-95℃，最适50-60℃。病原菌已适应动物的体温，因此均为嗜温菌。某些嗜冷菌对鱼类等变温动物有致病性。

3．酸碱度  每种细菌均有可适应的pH范围及最适生长pH。虽然大多数细菌在pH6-8之间可以生长，但多数病原菌的最适pH为7.2-7.6，个别偏酸，如鼻疽假单胞菌（Pseudomonas mallei）为pH6.4-6.6；或偏碱，如肠球菌（Enterococcus）为pH9.6。