微生物培养基发展历程
发布时间：2022-08-29 浏览次数：2978
今天的微生物学实验室无论是分离细菌、鉴定细菌、研究其代谢特性或是长期保存， 对于合成培养基和培养技术的应用已非常娴熟，然而在19世纪中叶前，人类对微生物尤其是致病微生物的认知还处于懵懂状态，随着法国微生物学家巴斯德(L. Pastuer,1822- 1895)经典论文“关于乳酸发酵的记录”于1857年发表之后，如同牛顿开辟出经典力学一 样，巴斯德开辟了对人类历史产生重大影响的微生物学领域。从19世纪60年代开始，以 法国巴斯德和德国科赫(1843-1910)为代表的科学家对炭疽、霍乱、结核杆菌等病原的相继发现，微生物学的研究被推进到了生理学阶段，但当时却没有很好的办法从液体培养液中将病原菌分离出来，直到1876年，科赫首次创用了平板划线分离法，即在液体培养液中添加明胶后倾注于玻璃板上，使病原菌的分离就像科赫描述的“如同树上熟透的苹果掉在地上一样容易”，随后，科赫助手们将凝固剂由明胶替换为熔点和凝固点更为合适的琼脂； 将玻璃板替换为今天我们熟知的平皿，有效避免了污染，使培养基的配制和应用得到完善，并且一直沿用至今。到19世纪末，一方面，在实验室里，继科赫之后，维诺格拉德斯基和贝格林克等学者为了满足分离不同病原菌的需要，试验出了多种培养基，主要作为基本氮源，并在培养基中添加血清、血液等天然物质满足细菌对特殊生长因子的需求以及添加不同糖类物质满足了不同细菌生长过程中对碳源的需求，培养基初步被分为基础培养基、血培养基、增菌培养基和分离培养基等，贝格林克用蛋白胨替代了肉汁分离细菌获得成功，推动了培养基超专业化方向发展。另一方面，美国一家生产酶制品的Difico公司，从1895年开始生产胃酶和胰酶制品，1913年开始生产专用于培养基的细菌胨， 1917年开始生产了干燥培养基。至此，培养基作为一个行业真正开始了，而合成培养基和培养技术的应用推动微生物学进入第一个黄金发展时期。
微生物学科在19世纪取得的巨大进步对人类社会的发展产生的影响极其深远，毫无疑问培养基和培养技术的应用在推动微生物学的快速发展中起到了至关重要的作用。 19世纪的欧洲是世界的政治中心、经济中心和文化中心，表现出鼎盛与和平时代的特点。 然而，19世纪却是流行病频频暴发的年代，如被称为19世纪病的霍乱，第一次始于1817年, 当时霍乱起于印度，传到阿拉伯地区，然后到了非洲和地中海沿岸；在1826年的第二次大流行中，它抵达阿富汗和俄罗斯，然后扩散到整个欧洲；第三次大流行，它漂洋过海， 1832年抵达北美，不到20年，霍乱就成了“最令人害怕、最引人注目的19世纪世界病”。 肺结核被称为19世纪白色瘟疫的不治之症，还有炭疽病、狂犬病等，不仅使人类生命财产 遭受巨大损失，而且心灵受到极大创伤，因此，对传染病的控制成为人类迫切需要解决的 、问题。但是，多种病原体的发现绝非偶然，自虎克发明显微镜之后，人类不断探索，从食物变质、发酵及传染病等系列现象已觉察到微生物的存在，先有基鲁拉、包亨利等人提出病原菌存在的假想，随后巴斯德通过独创的“实践-理论-实践”的研究方法证明了微生物的存在，微生物学研究进入生理学阶段后，迅速转向对微生物的类型、习性、营养、繁殖、作用等研究，在这一阶段中，作为微生物操作技术和研究方法的合成培养基和培养技术的创立成为微生物学发展的特有标志。
20世纪以来，生物化学和生物物理学向微生物学渗透，再加上电子显微镜的发明和同位素示踪原子的应用，推动了微生物学向生物化学阶段的发展，1897年德国学者E.毕希纳发现酵母菌的无细胞提取液能与酵母一样具有发酵糖液产生乙醇的作用，从而认识了酵母菌酒精发酵的酶促过程，将微生物生命活动与酶化学结合起来，从20世纪30年代 起，人们利用微生物进行乙醇、丙酮、丁醇、甘油、各种有机酸、氨基酸、蛋白质、油脂等的工 业化生产，带动了培养基行业的快速发展。
任何行业都有各自的发展规律，通过对国内外培养基行业发展历史研究，我们可以将培养基行业的发展分为三个阶段，即起步阶段、加速发展阶段和成熟阶段，每个阶段都有一些显著特征，分析这些特征，对认识行业的发展规律意义重大。
（1）起步阶段：受微生物及相关学科的带动和促进发展作用特征明显，合成培养基及培养技术本身就是微生物学科发展的标志性成果，而培养基行业的发展又加快了微生物学的发展进程。微生物培养基按照我们划分学科的基础 — “相对独立的知识体系”，有了生物化学和生物物理学等其他学科的渗透，创造了条件，培养基才能成为一个行业取得发展。
（2）加速发展阶段：专业化和商业化是该阶段的特征。早期的Difico公司从生产优质的胃酶和胰蛋白酶转向生产出适合不同类型的细菌胨，几乎成为蛋白胨的“标准”，又比如Oxoid公司生产的3号胆盐、牛肉浸粉，这些公司产品范围明确，通 过不断完善质控手段，总结出各自的技术手册，使产品逐渐符合专业标准，在行业内处于领先和垄断地位，表现出较强的专业性。而在商业化方面，随着培养基应用领域和范围的扩大，一方面对培养基的种类和数量的需求日益增长，另一方面不同专业如医学微生物、工业微生物、农业微生物等对培养基需求表现出的差异越来越明显，为了满足对培养基日益增长和差异化的需求，这些厂家在生产培养基原料的基础上扩大到培养基产品，如Difico公司1917年开始生产干燥培养基，Oxoid公司1950年即开始生产干燥培养基，培养基行业迅速朝着商业化方向发展，品牌几乎成为培养基产品的代名词。
（3）成熟阶段：在经过了快速发展阶段，成熟的培养基行业特征包括： 具有了成熟的生产工艺和稳定的原材料供给；具有完善的产品质量控制方法，可以满足各专业的需求；企业之间的竞争不再聚焦于低价位的市场争夺，转向服务、效率等“内功” 比拼。
