純種分離和培養技術的發展

      純種分離技術是人類揭開微生物世界奧秘的重要手段， 要知曉在自然條件下處於混生狀態的某一種微生物的特點以及它對人類是有益或是有害之謎， 就必須采用在無菌技術基礎上的純種分離方法。

      利用固體培養基來分離和純化微生物經曆了馬鈴薯塊切麵、 明膠平板、 瓊脂平板等階段。 最初， 使用明膠作為培養基成分中的凝固劑，但明膠在28 ℃以上就會熔化，因此對於培養人類病原菌(最適溫度35～37℃)極不合適。此外，有些細菌可以分解明膠，使它失去作為培養基支撐物的作用。

     純種分離技術的真正突破來自於柯赫學派發明的培養皿瓊脂平板。 柯赫的助手皮特裏(J.Petri)設計了透明的玻璃培養皿， 這種培養皿既便於容納培養基， 也便於觀察細菌等微生物的菌落， 同時它還可以達到通氣而不易汙染雜菌的目的。 迄今為止， 這種培養皿仍是微生物學中廣泛使用的器材之一。柯赫的另一名助手海塞(W.Hesse)在妻子的啟發下， 用她做果凍的瓊脂作為固體培養基的支撐物。 瓊脂是從一種海藻中提取出來的，在水中加熱可溶解，當溶液溫度降至42℃以下則凝固為膠體， 且不為微生物所分解。 瓊脂固體平板培養基的問世和普遍應用為微生物的純種分離技術奠定了堅實的基礎。 以後， 用於黴菌孢子和酵母菌體等的單孢子或單細胞分離純化技術也相繼問世。

     上述方法的綜合應用， 不但糾正了微生物學早期因分離不純而將微生物誤認為是多形態的觀點， 還為尋找病原微生物提供了方法上的保證。從此，許多奪走人、畜生命的嚴重傳染病的病原體，如結核杆菌、霍亂弧菌、白喉杆菌、傷寒杆菌、破傷風杆菌、鼠疫杆菌、痢疾杆菌、腦炎雙球菌、梅毒螺旋菌等被逐個分離出來，為人們有效地防治這些傳染病奠定了基礎。

     在微生物發酵工業中，要使微生物良好地生長或累積代謝產物，就需要應用微生物純種培養技術。微生物純種培養技術的發展表現為：從固體培養法為主發展到液體培養法為主；從淺層培養法為主發展到深層發酵法；從靜止培養法發展到通氣攪拌培養法；從單罐培養發展到連續培養以及多級連續培養； 從利用分散的微生物細胞發展到固定化細胞；從利用自然菌種到利用變異菌株以至“工程菌”等等。其中，大規模液體深層通氣攪拌發酵裝置(即發酵罐)的發明和普及使用，為生物工程學開辟了嶄新的前景，同時也使微生物發酵工業成為國民經濟的重要支柱產業之一。