培養基的組成成分包括三大類：營養物質、凝固物質、抑制劑和指示劑。
（一）營養物質
盡管不同的細菌對營養的要求不同，但細菌需要的營養物質應含有水、氮源、碳源、無機鹽類和生長因子等，常用的營養物質如下：
1.蛋白胨：蛋白胨是制備培養基時最常用的成分之一，提供細菌生長繁殖所需要的氮源。是動物或植物蛋白質經酶或酸堿分解而成。植物胨和動物胨各有優點，配制培養基常將兩者按一定比例混合使用，提高培養基的營養價值。蛋白胨易溶于水，遇酸不沉淀，不因受高溫而凝固，并為兩性電解質有緩沖作用。但吸水性強，應注意干燥密封保存。
2.肉浸液：是用新鮮牛肉浸泡、煮沸而制成的肉汁。其中含有可溶性含氮浸出物（肌酸、黃嘌呤、腺嘌呤、次黃嘌呤核苷酸、谷氨酸、甘氨酸等）和非含氮浸出物（肝糖、乳酸、琥珀酸、磷酸己糖、脂肪、無機鹽類等）。還有一些生長因子。肉浸液可為細菌提供氮源和碳源，但肉浸液中所含氮物質過少而不能滿足細菌的需要，因此在制備培養基時應再加入1％～2％的蛋白胨和0.5％氯化鈉。
3.牛肉膏：由肉浸液經長時間加熱濃縮而制成。糖類在加熱過程中被破壞，所以其營養價值低于肉浸液，但因無糖可用作腸道桿菌鑒別培養基的基礎成分。由于使用方便，常用于制備培養基。
4.糖類、醇類：為細菌生長提供碳源和能源。制備培養基所用的糖類、醇類有多種，常用的糖類有單糖（葡萄糖、阿拉伯糖等）、雙糖（乳糖、蔗糖等）和多糖（淀粉、菊糖等）；常用的醇類有甘露醇、衛茅醇等。除葡萄糖、蔗糖主要作為碳源和能源的基本成分外，其他糖類和醇類主要用于鑒定細菌所做的發酵反應。
5.血液：血液中既含有蛋白質、多種氨基酸、糖類、無機鹽類等營養物質，又能提供輔酶（如V因子）、血紅素（X因子）等特殊生長因子，所以培養基中加入血液用于培養營養要求較高的細菌。另外，還可根據細菌在血液培養基中的溶血現象而進行鑒定。
6.無機鹽類：提供細菌生長的各種元素，如：鉀、鈉、鐵、鎂、鈣、磷、硫等。用于制備培養基的無機鹽類有多種，其中最常用的有氯化鈉和磷酸鹽，前者對維持酶的活性、調節菌體內外的滲透壓非常重要，后者是細菌良好的磷源，并在培養基中具有緩沖作用。
7.雞蛋和動物血清：雖然不是構成培養基的基本成分，但卻是某些細菌生長所必需的營養物質，所以僅用于制備一些特殊的培養基，這些細菌直接從雞蛋和動物血清中獲取營養。如培養結核分枝桿菌的雞蛋培養基和培養白喉桿菌的呂氏血清培養基等。
8.生長因子：是細菌生長所必需的，但需要量很小。在制備培養基時，常在肝浸液、肉浸液、酵母浸液和含血液培養基中加入維生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等生長因子。
（二）凝固物質
制備固體培養基時，需要在液體中加入凝固物質。最常用的凝固物質為瓊脂，特殊情況下也可用明膠、卵白蛋白、血清等。
瓊脂是從石花菜中提取出來的一種半乳糖膠，當溫度達98℃以上時可溶于水，在45℃以下則凝固成凝膠狀態，是一種理想的固體培養基賦形劑。因其不被細菌分解利用，故無營養作用。
（三）抑制劑和指示劑
在制備培養基時常加入抑制劑和指示劑，這些并不是細菌生長繁殖所必需的物質，而是由于選擇、鑒定及判斷結果的需要。
1.抑制劑：抑制劑必須具有選擇抑制作用，在制備培養基時加入一定種類的抑制劑，目的在于抑制非檢出菌（非病原菌）的生長，以利于檢出菌（病原菌）的生長。抑制劑的種類很多，可根據不同的目的選用不同的抑制劑。常用的有膽鹽、煌綠、亞硫酸鈉、亞硒酸鈉及一些染料和某些抗生素等。
2.指示劑：在培養基中加入一定種類的指示劑，是為了便于觀察細菌是否利用和分解培養基中的糖、醇類。常用的有酚紅、中性紅、甲基紅、溴甲酚紫、溴麝香草酚藍、中國藍等酸堿指示劑。美藍常用作氧化還原指示劑。
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