微生物培养技术culture technique formicrobes能满足微生物营养和某些环境条件，使迅速生长增殖，表现其生理作用或产生某种代谢产物的操作技术。培养微生物因种类和目的不同，采用的培养基成分、性状和培养条件亦异。
培养基 人工配合各种营养物质供微生物生长的基质。培养基还可满足微生物对部分环境条件，如pH值、氧化还原势等的要求。根据营养成分的来源，有用纯化学物质配合的，成分稳定的合成培养基； 有用动、植物体的组织或它们的煮汁、体液、土壤浸液等成分不明确，但能提供特殊营养的天然培养基； 有以天然物质为主，配以适量的化学物质，营养丰富的综合培养基。在微生物的分类鉴定工作以及生理代谢和遗传研究中，为便于分析其营养特性，采用成分稳定的合成培养基； 为培养某些寄生性微生物或在原来生活环境中方能获得的特殊有机营养而满足其生长要求，采用某些天然培养基； 为迅速获得生物量或为产生某种代谢产物，则选用营养较全面和丰富的综合培养基。
根据培养基制成后的物理性状，可分为液体培养基、固体培养基和半固体培养基三类。大量培养微生物细胞，以及进行生理试验和发酵研究，采用液体培养基。固体培养基是在配成的培养液中加凝固剂，使呈固体状态，便于微生物在其表面上生长，形成菌落，用于分离、鉴定、计数和菌种保藏。培养微生物常用琼脂作为凝固剂，琼脂不被微生物液化、分解和利用，能反复融化凝固，在培养微生物的温度范围内能使培养基保持凝固状态。减少琼脂用量为正常的一半时，使培养基呈半凝固状态，称半固体培养基，用以观察细菌在其中的生长部位而检测其对氧的反应和运动性。
根据培养基的用途，可分为基础培养基，选择性培养基和鉴别培养基等。基础培养基含有某类微生物所需的大部分共同营养成分，为培养某一种、变种或菌系（例如营养缺陷型）只需添加特殊需要的某一成分即能生长。选择性培养基是根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求或对一些物理、化学条件的抗性而配制的培养基，使能从杂有多种类微生物的原材料中选择性地培养出某种生理型的种类，利于分离。例如以纤维素为唯一碳源的培养基，培养和分离分解纤维素的微生物； 不加有机碳源，但有铵态或亚硝态氮源的培养基，用以培养和分离硝化细菌。鉴别培养基是在培养基中加入某种试剂或化学药品，使培养后会发生某种变化，从而区别不同类型但相近似的种类。例如用以检查饮水和乳品中是否含有肠道致病菌的伊红-美蓝(EMB)培养基，常用以区别大肠杆菌和产气杆菌，前者形成的菌落深紫红色，表面有金属光泽，菌落较小： 后者的菌落较大，无金属光泽呈棕色。
配制培养基需要满足微生物生长的营养要求和适宜的浓度外，还要调整其pH值和氧化还原势。
接种与移植，移植系指从一培养物（原种培养）移种于新培养基上，目的为得到继代培养； 接种系指挑取被检材料移植于培养基或活体而言，通常均混称之为接种，泛指在无菌条件下，用接种环、接种针、移液管或滴管等接种工具，把微生物转移到培养基或其他基质上，这是微生物学重要基本操作。根据实验目的不同，接种方式有划线、穿刺和点接等。接种时通常都应在无菌室或超净工作台上进行，应严格注意无菌操作。
通常将保藏的某菌种移植在斜面或液体培养基中扩大后，用以接种新的培养基，使获得大量生长，发生某种生理作用或产生某种代谢产物。细菌和酵母菌用对数生长期的细胞作母种接种在新的培养基中，可缩短滞留适应期，提早以对数生长速度增殖。接种量大，在培养基中达到一定生长量所需的时间短。真菌和放线菌通常都以孢子期作原种保藏，用孢子接种使发育成菌丝体后，用菌丝体接种新的培养基。
由于各类微生物的生活习性不同，也因培养目的不一，常选用不同的培养方法。
表面培养 好气性和兼嫌气性微生物在固体培养基平皿表面生长形成菌落，或在斜面上形成菌苔，以及在液体培养基表面形成菌膜或菌环等形态结构，观察它们的生长习性和比较它们的生长速度和生长量。在分离和纯化这些微生物种时，常用系列稀释的菌液接种琼脂培养基，倾注平皿后，在培养基表面发育分散的菌落中，挑取单菌落，进行分离和纯化，也可计数平皿表面菌落数，乘以稀释倍数，计算原菌液中的活菌数。在保藏菌种时，则常在琼脂培养基的斜面上接种，经培养，使长出丰满的菌苔后，保藏。
液体振荡培养 好气性或兼嫌气性微生物在浅层液体培养基中，通过机械振荡，增加培养液的通气量，使能获得足够的氧和均匀地接受营养物质而迅速生长繁殖，可作扩大菌种、增加生长量的需要，也用于代谢生理的研究，分析和提取代谢产物。
液体深层培养 以获得大量发酵产物为目的的发酵罐大容量液体培养，对嫌气性细菌如丁醇丙酮梭菌，保持发酵罐中深层培养液的缺氧条件，调节培养液的合适pH值和温度，使丁醇丙酮梭菌在嫌气环境中能迅速生长，发酵淀粉和糖类产生丁酸和丙酮。对好气性和兼嫌气性微生物，则开动发酵罐的通气和搅拌装置，将压缩在储气罐内经过滤除菌后的空气通入发酵罐内，以控制空气流量，调节罐内培养液中的供氧量。一方面保持微生物生长发育所需的适量氧气； 另一方面也利用压缩空气的流入而使培养液翻搅，上下混和，均匀分布营养物质促使迅速生长，增加生物量，产生多量代谢产物，是发酵工业生产的基本培养方法。
液体连续培养 一次性培养过程中，随着微生物生长增殖，营养物质不断消耗，代谢产物不断累积，温度、pH值和氧化还原电位也发生变化，改变了培养液的原来条件，不再适合微生物的生长，导致生长率下降，以致细胞衰老死亡。若在培养过程中，不断补充营养物质，同时等速移去培养物，使微生物所处的生活环境，保持合适和稳定，能延长其对数生长期而得连续培养，连续收取。微生物的连续培养有恒浊法和恒化法两种： ❶恒浊连续培养。调节新鲜培养液的加入和培养物的流出速度，使培养罐中细菌培养物的浊度恒定，用此法培养某一细菌，在培养液成分、培养条件恒定的情况下，细菌生长的速度受流速的控制，恒浊连续培养可以连续提供具有一定生理状态的细胞，在工业生产中可获得大量菌体或代谢产物；
❷恒化连续培养。在控制营养物质流入和培养物流出的恒定连续培养中，及时补充细菌生长所耗去的限制性营养物质，使能保持恒定生长速率。因此用不同浓度的限制性营养物质恒速加入培养液内，可获得不同生长速率的培养物，适应微生物生理、遗传等研究工作的需要。连续培养用于工业生产可缩短周期，提高设备使用率，便于自动化调控，产品较均一，但菌种因长期连续繁殖易于老化。污水处理中的活性污泥法，是循环使用微生物的连续培养。
同步培养 一次性培养或连续培养细菌，群体的生长速率可以控制，但群体中的每个细胞并不同时分裂，不处于同一生长阶段，对该细菌的生长、生理、生化特性或代谢的测定，实际上是群体的平均值，不能合理代表每个菌体的生长和生理特性。同步培养是采用选择和诱导技术使培养物中的细胞同时分裂、生长，处于同一生长阶段，能合理地研究个体细菌的特性。选择同步培养是将对数生长期的群体细胞，通过微孔滤膜过滤，收集刚分裂的子细胞，它们处于生长循环中的同一阶段，用以接种新鲜培养基，可以获得同步生长。也可采用蔗糖或糊精密度梯度离心细菌培养物，根据梯度离心原理，初分裂的微小子细胞，分布在密度小的上层，分离得同一生长阶段的细胞，使能进行同步培养。诱导同步培养系控制营养物质或环境条件如温度、光照等，抑制生长、细胞停止分裂，然后恢复到适宜的条件下，使细胞能同时出现旺盛的代谢活动而进行分裂获得同步生长的群体。无论那种培养法，由于个体细胞间不可能完全一致，总是有些差异，随着培养时间的延长，繁殖代数增多，将逐渐失去同步性，一般经处理后，最多能同步4～5代，需要反复处理，维持同步培养。
厌气培养 某些微生物不能用分子氧作为最终电子受体来获得生活所必需的能量，在接触分子氧时生命活动受到抑制，甚至死亡，因此在分离和培养这一类微生物时，要排除氧，进行厌气培养。厌气培养的方法有煮沸除氧后，培养基上覆盖石蜡油隔氧培养；煮沸除氧深层培养；煮沸除氧的培养基内混入稀释菌液，凝固成高层培养，这一方法目前有些国家仍作为分离厌氧菌的标准法。也可在密闭容器内除氧进行平板培养，即把已制成的含菌平板置于密闭容器内，抽除容器内空气，并配有CO2、氮等无氧气体通入进行平板培养。目前广泛应用于厌气微生物研究工作中的厌气分离法是亨盖特(R.E.Hungate)的滚管法。
滚管法厌气培养是通过加热还原铜柱，将除去氧的CO2自喷嘴吹出，在无氧的CO2处理下进行操作，并获得厌气菌的培养技术。每100毫升培养基中加0.4克碳酸钠作缓冲剂，0.03克盐酸半胱氨酸作还原剂和1%的偶氮苯间四酚（刃天青）0.1毫升作指示剂，培养基在分装前充分通入除氧CO2，赶走培养基中的溶解氧，并在除氧CO2喷嘴口分装至已充满CO2的试管中，随即加盖橡皮塞灭菌，接种前加热溶解培养基，并保持在50℃水浴中，在除氧CO2喷嘴下接种制备的菌液，与培养基充分混合后，即在水浴中水平滚动使之凝固，经培养后近管壁层琼脂上可形成菌落。如在同样的操作条件下，进行各种基质的液体培养，可检测所获得厌气菌的生理代谢性状。
噬菌体培养 利用双层琼脂平板法形成噬菌斑进行噬菌体的分离培养。将培养基注成平板，使表面干燥，然后注入含有活化的寄主细胞和噬菌体混合的软琼脂培养基，制成双层琼脂平板； 或在培养基平板上加入噬菌体液，然后注入含有寄主细胞的软琼脂培养基，旋转培养皿，使含有寄主细胞的软琼脂和噬菌体混合凝固成双层琼脂平板进行培养，即可出现噬菌斑。如寄主细胞为厌气菌，则在厌气容器内进行双层琼脂平板培养。
培养微生物的环境条件是各种不同因素的综合体，这些因素包括营养元素在内的各种理化因素，如温度、湿度、pH值、渗透压、氧化还原势等，甚至还包括了某些生物学因素。它们有一些是生活必需条件，缺少了就不能生长繁殖； 有一些则是影响条件只影响其发育程度。培养不同的微生物对环境条件有不同的要求。环境的每一个条件对于微生物的生长发育有其一定的规律性，常可分为最高、最低和最适，但这些因素的界限决不是微生物的死亡界限，有机体生命活动的界限并不是生命的极限。微生物培养在一个环境中，是受着各种因素综合的影响。各种因素的相互配合在最适条件下，微生物的生命活动才能提到最高程度，如果有一个因素是不很适合的，就会改变综合的情况，而影响微生物的生长发育，成为限制因素。某一因素的影响，又可因其他因素的影响而加强或减弱。但是最适于微生物生长繁殖的条件对该微生物的其他生理代谢活动不一定都是最适宜的，因为微生物不同的生理活动对环境条件的反应也有差异。例如青霉素产生菌生长最适温度是30℃，但形成青霉素的最适温度却是23℃，因此为获取青霉素为目的的培养过程，前期宜控制在30℃促进菌丝大量生长，后期控制在20～30℃，以有利于青霉素的产生。所以微生物的培养条件常又因培养目的不同而有所不同。 微生物培养技术culture technique for microbes满足微生物营养和某些环境条件，使迅速生长增殖，表现其生理作用或产生某种代谢产物的操作技术。培养的微生物因种类和目的不同，采用的培养基成分、性状和培养条件也各不相同。 |