Nguyên Tắc và Thành Phần Cơ Bản Trong Công Thức Môi Trường Nuôi Cấy Vi Sinh Vật

Công Thức Môi Trường Nuôi Cấy Vi Sinh Vật

Lĩnh vực vi sinh vật học đã trải qua hơn vài trăm năm phát triển, cho phép các nhà khoa học phân lập và nuôi cấy nhiều chủng loại vi khuẩn trong các điều kiện và vị trí địa lý khác nhau. Để đáp ứng nhu cầu của từng loại vi sinh vật, môi trường nuôi cấy ngày càng được cải tiến. Các thành phần của môi trường có thể khác nhau, nhưng đều tuân theo nguyên lý chung. Bài viết này sẽ giới thiệu về thành phần và vai trò của chúng trong môi trường nuôi cấy vi khuẩn và nấm.

Công Thức Môi Trường Nuôi Cấy Vi Sinh

Mỗi môi trường nuôi cấy vi sinh vật đều có nhiều thành phần khác nhau, nhưng chúng có thể được chia thành bảy nhóm chính:

1. Chất cung cấp dinh dưỡng: protein, peptide, amino acid.
2. Chất cung cấp năng lượng: carbohydrate.
3. Kim loại và khoáng chất thiết yếu: canxi, magiê, sắt và các kim loại vi lượng như phosphate, sulfate.
4. Hệ đệm: phosphate, acetate.
5. Chất chỉ thị pH: phenol đỏ, bromo-cresol purple.
6. Tác nhân chọn lọc: hóa chất, kháng sinh.
7. Tác nhân đông cứng môi trường: thường là thạch (agar).

Một số thành phần có thể có chức năng chồng lấn; ví dụ, dịch thủy phân protein vừa cung cấp nitơ vừa hoạt động như hệ đệm.

Chất Dinh Dưỡng

Naegeli là một trong những người đầu tiên mô tả nhu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật với thành phần protein, gọi đó là “peptone”. Nghiên cứu cho thấy vi khuẩn cần các hợp chất nitơ từ amino acid để phát triển. Chiết xuất thịt chứa nhiều phân đoạn protein hòa tan, vitamin và khoáng chất, nhưng thường không đủ để duy trì sự sinh trưởng của nhiều vi khuẩn. Do đó, nhiều môi trường hiện nay kết hợp peptone từ nhiều nguồn khác nhau.

Việc sản xuất dung dịch thủy phân protein là khó khăn, dẫn đến sự ra đời của nhiều nhà sản xuất thương mại từ những năm 1920. Mặc dù nguồn protein chính là từ thịt, nhưng hiện nay, các nguồn khác như dịch thủy phân casein và peptone từ đậu nành cũng được sử dụng rộng rãi.

Các thành phần dinh dưỡng trong môi trường thường được lựa chọn cẩn thận để thu hồi vi sinh vật mong muốn. Môi trường thạch máu, ví dụ, thường chứa hỗn hợp peptone đa dạng, trong khi các sinh vật khắt khe hơn có thể cần thêm nhân tố sinh trưởng đặc biệt.

Chất Cung Cấp Năng Lượng

Glucose là hợp chất phổ biến nhất được sử dụng làm nguồn cung cấp năng lượng trong môi trường nuôi cấy, bên cạnh các carbohydrate khác như lactose và L-arabinose.

Kim Loại và Khoáng Chất Cần Thiết

Các thành phần vô cơ trong môi trường có thể phân chia thành hai loại: thành phần chiếm lượng lớn (Na, K, Cl, P, S, Ca, Mg, Fe) và những thành phần có lượng nhỏ (Zn, Mn, Cu, Co, Mo, V).

Hệ Đệm

Hệ đệm giúp duy trì pH tối ưu cho sự phát triển của vi sinh vật. Các hợp chất như phosphate, acetate và citrate thường được sử dụng. Tuy nhiên, cần chú ý đến việc các hợp chất này có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật nếu không được kiểm soát.

Chất Chỉ Thị

Chất chỉ thị màu là công cụ hữu ích để xác định sự lên men trong môi trường nuôi cấy, với các hợp chất như phenol đỏ và bromo-cresol purple thường được sử dụng.

Tác Nhân Chọn Lọc

Hóa chất và kháng sinh được bổ sung vào môi trường để chọn lọc các loài vi sinh vật nhất định. Các tác nhân này phải được sử dụng ở nồng độ phù hợp để không ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn mong muốn.

Tác Nhân Đông Cứng

Mặc dù gelatin và một số tác nhân gel hóa khác được sử dụng, thạch (agar) vẫn là lựa chọn phổ biến nhất. Agar có độ nóng chảy cao, độ bền tốt và khả năng giữ cấu trúc gel, phù hợp cho nhiều loại vi sinh vật.

Các Thành Phần Khác

Ngoài các thành phần chính, môi trường nuôi cấy có thể bổ sung thêm các yếu tố sinh trưởng, hợp chất khử eH cho sinh vật kỵ khí và máu để tăng cường phát triển của một số vi sinh vật.

Bài viết này, dựa vào nguồn gốc từ hãng Oxoid, hy vọng sẽ cung cấp thông tin hữu ích cho quý khách hàng của Thiết Bị Tâm Phát.