細菌培養：種類、特性、方法、要件 - 生物学 - 2025

細菌培養は、液体培地中の固体培地における細菌コロニーの外観および曇りを生じる、それらを再生するためには、栄養培地上のこれらの微生物の播種の結果です。

播種方法は、存在する細菌が分散し、適切に分離されたコロニーを発達させることができるように接種材料を分配できるようにするために非常に重要です。

カラボボ大学の生物医学および技術科学ビルディングの細菌学研究所に著者が植えたさまざまな作物。出典：著者MScが撮影した写真の構成。マリエルサ・ギル。

固体培養培地で得られたコロニーは、播種された微生物の増殖の結果です。各コロニーは単一の細菌から始まり、これは指数関数的に増殖して肉眼で見える集団を形成します。

同じことが液体培地でも起こりますが、この場合、細菌の増殖は濁りによって観察されます。

選択した培地が特定の細菌の発生に必要な栄養条件とpH条件を満たしている場合、細菌の増殖は可能です。さらに、とりわけ、温度、インキュベーション時間、酸素濃度、CO ₂などの他の変数を制御する必要があります。

すべての細菌集団に同じ要件が必要なわけではありませんが、培地にペプトンが含まれているなど、ほとんどすべての細菌に共通している場合もありますが、成長因子と呼ばれる他の特定の物質をさらに必要とする要求の厳しい微生物も存在します。

たとえば、一部のHaemophilusは、成長するために第X因子（ヘミン）および第V因子（NAD）の存在を必要とすることが言及できます。

細菌培養の種類

細菌培養物は、多菌性、純粋または混合であり得る。

多菌細菌培養

多微生物培養は、特定の病原体も見られる正常な微生物叢のある場所から得られたサンプルの播種に由来するものです。

例：咽頭スワブ培養を開発する場合、化膿連鎖球菌などの病原体が見つかることがありますが、その領域には一般的な微生物相が伴います。

この場合、孤立して存在するさまざまな種類の細菌の増殖を可能にするために、良好な線条が不可欠です。

Streptococcus pyogenes菌株と互換性のある特性を持つコロニーは、プラチナループに注意深く触れた後、未使用の培地に植え付けられ、その微生物の純粋な培養物が得られます。

この純粋な培養から、細菌を特定するために必要なすべてのテストを実行できます。

純粋な細菌培養

微生物を効率的に特定するためには、純粋な培養で作業する必要があります。

純粋な培養物は、前の例の場合のように、多菌培養の分離されたコロニーを再移植することによって、または通常は無菌の場所からのサンプルが植え付けられ、病原体が1つだけ存在する場合に取得できます（単一の成長）細菌の種類）。例：CSFが細菌性髄膜炎の患者から播種された場合。

別の方法は、古い純粋な文化から再シードして、新しい純粋な文化を取得することです。

混合細菌培養

これらの培養物は、自然界で発生するため、微生物の混合物で構成されています。一部の工業プロセスでは、混合培養の使用が便利です。

これらは細菌の相互関係の研究を可能にするので、いくつかの純粋な培養の結合を通じて得ることができます。

それらは、生分解性物質として作用するため、例えば産業廃水中の生体異物の分解に有用です。

細菌培養の特徴

細菌培養で得られたコロニーの形態学的特徴は、非常に多様です。

コロニーは非常に小さい、中程度、または大きい場合があり、乾燥またはムコイド、光沢または鈍いように見える場合があります。テクスチャーに応じて、滑らかなものから粗いものまでさまざまで、形状によっては、円形、平ら、凸状になる場合があります。

関与する細菌や使用する培養液に応じて、無色、白、黄色、ピンク、フクシア、赤、オレンジ、ベージュ、灰色がかった、緑がかった、茶色、黒、または金属光沢を持ちます。

コロニーの境界は、規則的または不規則です。一方、「スワーミング」と呼ばれるほぼすべての媒体に分布する均一なフィルムを表示するものもあります。これはプロテウス種の特徴です。

いくつかの細菌培養は、関与する種に非常に特徴的な臭いを発します。例えば、緑膿菌の培養物は特徴的な果実のにおいを持ち、プロテウス属は特徴的な腐敗した匂いを持っています。

サイズ別のコロニーの例

非常に小さい：Mycoplasma pneumoniae、Francisella tularensis。

小：Streptococcus sp、Enterococcus sp。

中程度：腸内細菌科

大：Bacillus cereus、Pseudomonas aeruginosa。

外観によるコロニーの例

ドライ：Lactobacillus confusus。

ムコイド：Klebsiella pneumoniae、Pseudomonas aeruginosa。

ブリリアント：肺炎桿菌。

不透明：Enterococcus faecalis、Neisseria gonorrhoeaeのいくつかの株。

テクスチャーによるコロニーの例

滑らかなコロニー：Micrococcus luteus

粗いコロニー：栄養寒天上のSarcina ventriculi。

コロニーの形状別の例

サーキュラー：栄養寒天培地上のリステリア・ムレイイおよびマイクロコッカス・ルテウス。

フラット：栄養寒天培地上のブドウ球菌。

凸：黄色ブドウ球菌、肺炎桿菌。

境界によるコロニーの例

丸みを帯びたエッジ：Staphylococcus aureus、Escherichia coli。

不規則な境界：Klebsiella pneumoniae、Pseudomonas aeruginosa。

葉状エッジ：Bacillus sp。

色別のコロニーの例

透明または無色：XLD寒天培地上の赤痢菌sp。

白：血液寒天培地上の黄色ブドウ球菌。

ベージュ：バチルススフェリカスとラクトバチルスコンフューサスの栄養寒天培地。

黄色：血液寒天培地上の黄色ブドウ球菌とエリザベトキンシア髄膜敗血症、栄養寒天培地上のPediococcus sp、黄色ブドウ球菌、

ピンク：XLD寒天培地上の大腸菌、栄養寒天培地上のMicrococcus roseus。

フクシア：Mac Conkey寒天培地上の大腸菌。

バイオレット：クロモバクテリウムビオラセウム。

赤みを帯びた：室温で栄養寒天培地上にセラチア・マルセセンス。

オレンジ：栄養寒天培地上のクルチアゾプフィ。

灰色：土壌抽出寒天中のSporosarcina ureae。

緑がかった：BHI寒天培地上の緑膿菌。

茶色：胆汁エスクリン寒天培地上のEnterococcus sp。

黒：SS寒天培地上のサルモネラ腸炎菌。

金属光沢あり：遠藤寒天培地に大腸菌。

細菌培養法

通性好気性または嫌気性細菌培養

最も広く使用されている栽培方法です。これは、そもそも、人に病原性を示す細菌のほとんどが好気性または通性嫌気性であることによる。第二に、嫌気性培養よりもはるかに安価で簡単です。例：それぞれマイコプラズマニューモニエと大腸菌。

嫌気性菌培養

このタイプの培養には、完全な酸素抑制が必要です。嫌気性菌の培地には、空気に含まれる酸素の毒性を排除するために、一般的にアスコルビン酸、チオグリコール酸、システイン、硫黄などの還元物質が含まれている必要があります。

一部には、酸素の存在下で青色であり、嫌気症では無色であるレサズリンなどの指標が含まれています。例：クロストリジウムテタニ。

微好気症における細菌培養

培養プレートを、キャンドルを灯した蓋付きの微好気性フード内に置きます。ろうそくは酸素を消費して消えます。この状態では、Streptococcus sp。などの一部の細菌が増殖します。

材料と要件

材料

細菌培養を行うために必要な材料は、培地または培養液を含むペトリ皿またはチューブ、プラチナループ、サンプル、ブンゼンバーナーまたはオーブンです。

細菌培養を行うための要件

細菌培養には、培地の栄養素、pH、温度、酸素濃度、CO2、湿度など、考慮に入れなければならない多くの要素が必要です。

栄養素

細菌培養には、マクロ要素とマイクロ要素を含む培地が必要です。微量元素の中で、炭素および窒素源としてのペプトン、アミノ酸、炭水化物などの有機物質が挙げられます。

微量元素の中には、マンガン、亜鉛、ニッケル、ホウ素、塩素、セレン、シリコン、コバルト、銅などの無機物質または微量元素があります。

水素イオン濃度（pH）

水素イオン（Hの濃度⁺）とヒドロキシルイオン（OH ^- ）これらとして開発する文化が極めて重要である培地中では、pHを測定します。

最も一般的に使用されるpHは中性（pH = 7.0）ですが、酸性またはアルカリ性のpHが好都合な媒体もあります。たとえば、それぞれ好酸性またはアルカリ性細菌を分離したい場合などです。

温度

温度は細菌培養の成長に影響を与える非常に重要な要素です。細菌は好冷性（20°C未満の温度で成長、中温（20°Cから42°Cの間）で成長）、好熱性（40°Cから70°C）、超好熱性（70°C-105°C）になる可能性があります。

酸素要件

好気性：彼らは酸素の存在下で成長します。

微好気性：5-10％CO _2の存在下で成長し_ます。

厳しい嫌気性菌：酸素がない状態で成長します。

通性嫌気性菌：酸素の存在下または非存在下で成長します。

Aerotolerant：彼らは酸素なしでよく育ち、少しの酸素に耐えます。

文化メディア

培養培地は、微生物の成長または培養を得るために実験室で調製される特別な栄養調製物です。これらのメディアは、一貫性、構成、機能が異なります。各研究室では、ニーズに合った種類の培地を準備します。

細菌培養コレクション

臨床的、環境的、または産業的に重要な細菌株の収集、特徴付け、維持、および配布に取り組んでいる機関または組織があります。

これらの菌株は、研究作業や培地の品質管理に使用されます。

例：とりわけ、American Type Culture Collection株、ベネズエラ微生物センター（CVCM）、国立衛生研究所、キューバの疫学および微生物学（INHEM）の株など。

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