微生物的純種培養

無菌操作和純種分離技術確立以後，一方麵分離了一大批純種微生物，極大地推動了傳染病學和工業微生物學的發展，一方麵又提出如何獲得大量純種培養物的要求。因為在研究病原微生物時，尤其是采用打預防針的辦法防治疾病時要製備疫苗或菌苗需要有大量的微生物細胞；在工業上例如生產啤酒時也需要大量的純種酵母菌。因此，純種培養技術便應運而生了。

　　采用無菌操作，微生物學家們在專門的廚房裏，為微生物準備了各種富有營養，可以保證微生物良好生長的材料。它們被裝在可以防止外界雜菌汙染，內部又絕對不含任何微生物的容器裏，對於一般需要氧氣的微生物，為了保證足夠的氧氣，在容器的開口處加上棉花塞來過濾空氣。這種準備好的培養微生物的材料，微生物學上稱作培養基。把純種微生物放進培養基裏讓它們生長的操作，叫做接種。因為這樣可以保持培養微生物的“純一”。培養好的微生物則稱作培養物。

　　為了使不同的微生物能在培養基中生長得符合研究或應用的要求，100多年來，微生物學家設計了成千上萬種培養基。從形態上說，有液體培養基和固體培養基，例如牛奶和馬鈴薯塊；從成分來說，有天然的和人工配製的，例如成份十分複雜的牛奶或肉湯是天然的，用一些化學藥品配製的成分能夠了解得一清二楚的就是人工合成的。如何決定某種特定微生物的最佳培養基，是微生物學中的重要課題，有一些基本的原理至關緊要。首先，為了生長，許多微生物需要在培養基中含有少量的鐵、鎂、磷、鈉、鉀、鈣等元素，以及像銨鹽這類氮源和某種碳水化合物食品（如糖類）。它們就好象農作物需要的肥料；其次，要考慮固體或液體何種更合適；第三，培養厭氧菌時要隔絕氧氣，而好氧菌則要保證通氣；第四，某些特定微生物需要特殊的營養物，例如許多致病菌必須在培養基中加入血清，有些微生物又需要特定的維生素。

　　應該指出的是，有些微生物目前還不能用人工配製的培養基來培養，必須采用活的生物或組織。例如可引起麻風病的麻風分枝杆菌離開了活組織就再不能生長。20世紀70年代發現的引起呼吸係統疾病的病原菌軍團杆菌，起初用普通的培養基很難培養，最後用孵化成胚胎的雞蛋卵黃囊作為培養基質，才得到純培養物並確定是一種新的傳染病病原菌。至於病毒，我們知道它們是絕對寄生的，所以用普通的培養基是不能繁殖的。

純種培養技術的發展對於人類利用微生物具有決定性的意義。在沒有純種培養技術之前，盡管我們也在利用微生物，但無法得到大量的純一的微生物培養物，因為極容易汙染其它微生物。例如我國用於生產醬油、醋或酒的曲，就是靠經驗獲得的微生物培育物。為了使其中有用的微生物占優勢，需要很豐富的經驗和很嚴格的操作，一不小心，酒曲或醬油曲的質量得不到保證，產品的質量便得不到保證。在當前的大型微生物發酵工廠，我們可以通過一整套現代化的技術，實現一次培養數百噸純種培養物。這就是當代的微生物工程。