微生物培养基的分类标准多样,核心是根据使用目的、成分明确性、物理状态、功能特性等维度对培养基进行划分,不同分类标准对应不同的应用场景,以下是详细分类及说明:
一、按培养基的物理状态分类
该分类依据是培养基中凝固剂(如琼脂、明胶)的添加与否及添加量,主要影响培养基的形态,决定其适用于 “分离纯化” 还是 “培养观察” 等需求。
类型 | 特点 | 主要成分(关键差异) | 应用场景 |
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液体培养基 | 无凝固剂,呈液态,微生物可自由扩散生长 | 仅营养成分(如蛋白胨、糖) | 大规模培养微生物(如工业发酵产酶、生产抗生素)、摇瓶培养观察微生物代谢 |
固体培养基 | 含凝固剂(琼脂最常用,添加量 1.5%-2.0%),呈固态,有一定硬度 | 营养成分 + 琼脂(或明胶) | 微生物分离纯化(如划线分离单菌落)、菌落形态观察、菌种保藏 |
半固体培养基 | 凝固剂添加量较少(琼脂 0.2%-0.5%),呈半流动状态,柔软有黏性 | 营养成分 + 少量琼脂 | 观察微生物的运动能力(如细菌鞭毛运动:穿刺培养后看扩散范围)、判断厌氧菌是否产气 |
二、按培养基的成分明确性分类
该分类依据是培养基中各成分的化学组成是否明确,核心影响 “实验重复性” 和 “特定需求(如营养缺陷型筛选)的适配性”。
类型 | 特点 | 典型例子 | 应用场景 |
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天然培养基 | 成分不明确(含天然动植物提取物,如牛肉膏、酵母膏),营养丰富但波动大 | 牛肉膏蛋白胨培养基(牛肉膏 + 蛋白胨 + NaCl + 水)、LB 培养基(酵母提取物 + 胰蛋白胨) | 常规微生物培养(如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的基础培养)、菌种活化 |
合成培养基(化学限定培养基) | 成分完全明确(所有成分均为已知化学试剂,如葡萄糖、氨基酸、无机盐) | 高氏 1 号培养基(蔗糖 + KNO₃+KH₂PO₄+MgSO₄+FeSO₄)、查氏培养基 | 微生物生理生化研究(如营养需求分析)、营养缺陷型菌株筛选、代谢产物定量分析 |
半合成培养基 | 结合天然成分和化学试剂,兼顾营养丰富性和成分可控性 | 马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA:马铃薯汁 + 葡萄糖 + 琼脂) | 真菌培养(如霉菌、酵母菌)、微生物发酵前期菌种驯化 |
三、按培养基的功能(用途)分类
该分类是最核心的应用导向分类,依据培养基在 “微生物分离、鉴定、筛选、培养” 中的具体功能划分,针对性极强。
1. 基础培养基(Minimum Medium)
功能:提供微生物生长所需的最基础营养(碳源、氮源、无机盐、水),满足大多数非营养缺陷型微生物的基本生长需求。
例子:牛肉膏蛋白胨培养基(细菌基础培养)、麦芽汁培养基(酵母菌基础培养)。
场景:微生物的初步培养、菌种扩大培养、实验对照。
2. 选择培养基(Selective Medium)
功能:通过添加 “选择性成分”(如抗生素、抑制剂、特定营养),抑制或阻止不需要的微生物生长,同时允许目标微生物生长,实现 “定向筛选”。
典型例子与原理:麦康凯培养基:添加胆盐(抑制革兰氏阳性菌),仅允许革兰氏阴性菌(如大肠杆菌、沙门氏菌)生长,且乳糖发酵菌会形成红色菌落,非发酵菌为无色菌落。高盐培养基(含 7.5%-10% NaCl):抑制大多数细菌生长,仅允许耐盐菌(如金黄色葡萄球菌)生长。氨苄青霉素(Amp)培养基:添加 Amp(抗生素),仅允许含 Amp 抗性基因的重组菌(如基因工程菌)生长。
场景:从复杂样品(如土壤、污水、食品)中分离目标微生物(如致病菌、功能菌)。
3. 鉴别培养基(Differential Medium)
功能:添加 “鉴别性试剂或底物”,使不同微生物在培养基上生长后呈现不同的形态特征(如颜色、菌落大小、透明圈),从而区分或鉴定微生物种类。
典型例子与原理:伊红美蓝培养基(EMB):大肠杆菌发酵乳糖产酸,使伊红美蓝结合形成紫黑色菌落,且有金属光泽;非乳糖发酵菌(如沙门氏菌)为无色或淡黄色菌落,可快速鉴别大肠杆菌。淀粉培养基:添加淀粉,若微生物能产生淀粉酶(分解淀粉),则在培养基上滴加碘液后,菌落周围会出现 “透明圈”(淀粉被分解,碘不显色),可鉴别产淀粉酶菌株。
场景:微生物的快速鉴定(如食品中大肠杆菌的检测)、菌种纯度检验。
4. 富集培养基(Enrichment Medium)
功能:通过添加 “目标微生物偏好的营养成分”(如特定碳源、氮源),或营造特殊环境(如厌氧、高温),促进目标微生物大量繁殖,使其在样品中的比例显著提高(适用于目标菌数量极少的情况)。
例子:以石油为唯一碳源的培养基:富集降解石油的微生物(如假单胞菌)。庖肉培养基(含碎牛肉和肉汤):营造厌氧环境,富集厌氧微生物(如破伤风梭菌)。
场景:从低丰度样品(如深海沉积物、污染土壤)中富集目标功能菌(如降解菌、固氮菌)。
5. 厌氧培养基(Anaerobic Medium)
功能:通过添加 “还原剂”(如巯基乙酸钠、半胱氨酸)去除培养基中的氧气,或结合厌氧培养装置(如厌氧罐),为厌氧微生物(无法在有氧环境生长)提供无氧生长环境。
例子:庖肉培养基、硫乙醇酸盐培养基。
场景:厌氧菌培养(如梭状芽孢杆菌、双歧杆菌)。
6. 其他专用培养基
营养缺陷型培养基:仅含特定营养成分,用于筛选营养缺陷型菌株(如缺失氨基酸合成能力的菌株,需添加对应氨基酸才能生长)。
病毒培养基:需添加活细胞(如鸡胚、 vero 细胞),因为病毒无法独立代谢,需依赖宿主细胞生长(如鸡胚尿囊腔培养基)。
四、按培养基的营养水平分类
该分类依据是培养基中营养成分的浓度和丰富度,主要适配不同营养需求的微生物。
类型 | 特点 | 例子 | 应用场景 |
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富营养培养基 | 营养成分浓度高、种类丰富(如大量蛋白胨、酵母膏) | LB 培养基、脑心浸液培养基 | 营养需求高的微生物(如动物病原菌)培养 |
普通营养培养基 | 营养中等,满足大多数常见微生物需求 | 牛肉膏蛋白胨培养基 | 常规细菌培养 |
贫营养培养基 | 营养成分浓度低(如低浓度葡萄糖、无机盐),模拟自然贫瘠环境 | 稀释的肉汤培养基 | 寡营养微生物(如深海、淡水细菌)培养 |
综上,微生物培养基的分类本质是 “按需设计”—— 不同的实验目标(分离、鉴定、培养、筛选)对应不同分类的培养基,选择合适的培养基是微生物研究和应用(如食品检测、生物医药、环境治理)的基础。