З тих пір, як були відкриті мікроби, і протягом багатьох десятиліть мікробіологи вчилися вирощувати їх у лабораторних умовах (а пізніше і умовах виробництва, на спеціальних заводах). Зрозуміло, чому це так важливо. - адже недостатньо побачити мікробів під мікроскопом, потрібно вивчити їх спосіб життя, способи харчування і т. д. Власне кажучи, тільки з того моменту, коли їх навчилися вирощувати і культивувати, мікробіологія стала точною наукою.
В лабораторіях їх вирощують на поживних середовищах; зараз мікробіологи своєму розпорядженні величезною кількістю таких середовищ (більше тисячі). Але найпершою був сінний настій: у ньому завжди в достатку зустрічається безліч найпростіших і бактерій.
Однак на такому середовищі можуть знайти собі їжу далеко не всі мікроби. Тому кількість рідких поживних середовищ швидко збільшувалася, у міру того, як виникали нові і нові галузі мікробіології: мікробіологія виноробства, пивоваріння, молочних продуктів і т. д.
Один з основоположників науки про мікробі - Луї Пастер використовував в якості поживного середовища пивне сусло, вино, виноградний сік, м'ясний бульйон. . . Коло мікробів, яких можна було вирощувати в лабораторії, весь час розширювався.
Поживні середовища - субстрати, які використовуються в лабораторній практиці для вирощування мікроорганізмів та інших біологічних об'єктів. Ріст мікроорганізмів залежить від наявності в поживному середовищі достатньої кількості органічних і неорганічних речовин у вигляді різних солей, вітамінів та ін Поживні середовища повинні володіти також оптимальними фізико-хімічними властивостями: рН, в'язкість, вологістю, осмотичним властивостями. Найбільш часто в якості органічного компоненту поживних середовищ застосовують продукти часткового розщеплення білків - пептони або різні м'ясні настої і екстракти. Ці компоненти використовують при виготовленні багатьох так званих звичайних живильних середовищ, які найчастіше використовуються для вирощування мікробних культур, а також є основою більш складних живильних середовищ. До числа звичайних поживних середовищ належать м'ясо-пептонний бульйон і бульйон Хоттингера. В залежності від виду культивованого мікроорганізму загальні поживні середовища містять добавки різних бактеріальних чинників зростання. В одних випадках це можуть бути чисті вітаміни, амінокислоти, в інших - екстракти всіляких натуральних субстратів. Так, наприклад, для вирощування збудників бруцельозу використовуються добавки перевара тканини печінки, а збудник коклюшу культивують на середовищах, що містять кров. До спеціальних живильних середовищ відносяться середовища, що застосовуються при необхідності виборчого виявлення в досліджуваному матеріалі будь-якого виду мікроорганізму або його окремого біохімічного або фізіологічного властивості. До числа спеціальних поживних середовищ відносяться наступні.
1. Елективні, або виборчі, і збагачувальні середовища. В таких середовищах створені сприятливі умови для розвитку якого-небудь одного виду мікроорганізму, розмноження всіх інших видів мікробів пригнічується. Для цього до середовища додають або поживні речовини, які може використовувати тільки досліджуваний мікроб, або різні фактори пригнічення, до яких цей мікроб нечутливий. Цей тип поживних середовищ використовується для виділення і встановлення природи мікроорганізмів, присутніх в досліджуваному матеріалі в дуже невеликій кількості в порівнянні з іншими формами. Прикладами виборчих середовищ є середовища, які містять жовч або солі жовчних кислот і діамантову зелень, а також середовища, що містять селеніт, які застосовуються для виділення патогенних кишкових бактерій. На цих середовищах пригнічується ріст кишкової палички. Для первинних посівів збудників дифтерії використовують згорнуту кінську сироватку, на якій всі інші види мікробів ростуть значно повільніше.
2. Диференційно-діагностичні середовища. Ці поживні середовища застосовуються для ідентифікації бактеріальних культур. Використання диференційно-діагностичних поживних середовищ засноване на тому, що при зростанні на них бактерій відбуваються хімічні зміни компонентів середовища, які легко можна спостерігати. Як змінюється компонента диференційно-діагностичних поживних середовищ найчастіше застосовуються різні білкові речовини, цукру і багатоатомні спирти, в результаті розщеплення яких мікробами змінюється реакція середовища, що враховується по зміні забарвлення доданих до середовища індикаторів, появи пухирців газу і т. п. Прикладами широко використовуються диференціально-діагностичних поживних середовищ можуть служити середовища так званого строкатого ряду, що застосовуються для з'ясування здатності мікробів сбражувати різні цукри (середовища Гисса та ін). См. також Диференційно-діагностичні середовища.
3. Синтетичні живильні середовища застосовуються в тих випадках, коли потрібно вивчити біохімічні властивості мікроорганізмів, наприклад потреби в тих або інших факторах росту (див. Бактерії), а також при необхідності вирощувати мікроби в строго контрольованих умовах. Обов'язковими компонентами синтетичних живильних середовищ є неорганічні солі, джерела вуглеводів і азоту (як правило, глюкоза і амонійні солі). Особливістю синтетичних живильних середовищ є те, що завжди відомий хімічний склад середовища, який можна змінювати у відповідності з цілями дослідження. При виготовленні синтетичних живильних середовищ слід дотримуватися певних запобіжних заходів, щоб уникнути їх забруднення следовыми кількостями сторонніх речовин. Так, наприклад, слід використовувати тільки хімічно чисті речовини і посуд і дистильовану воду. В якості прикладу синтетичних живильних середовищ можна привести глюкозо-сольові середовища з добавками різних амінокислот, що застосовуються для вирощування мікробів кишкової групи, і середу Моделі, що містить в якості джерела азоту амонійні солі органічних кислот, на якій культивують туберкульозні бактерії.
У деяких випадках при культивуванні мікроорганізмів необхідно створити умови, максимально наближаються до умов їх природного проживання. Для цього використовують так звані натуральні середовища. В якості основного компонента багатьох поживних середовищ використовують природні біологічні субстрати у незміненому вигляді, наприклад, кров, молоко, жовч і т. п. На натуральних поживних середовищах вирощують гонококи, спірохети, менінгококи та деякі інші види мікробів. Натуральні поживні середовища застосовують також при культивуванні клітин і тканин тваринного поза організму (так звані клітинні і тканинні культури). До числа натуральних поживних середовищ можна віднести також середовища, що використовуються для культивування вірусів, що містять незруйновані клітини (наприклад, тканинні культури і курячі ембріони).
За консистенцією середовища можуть бути рідкими, напіврідкими і щільними. Щільні середовища отримують шляхом зсідання натуральних біологічних субстратів, наприклад сироватки крові, або шляхом додавання до відповідних рідких середовищ желеобразуючих речовин. Найчастіше в якості желеобразуючих речовин використовують желатину або агар-агар. Додавання до рідкої середовищі 2% агар-агару дає щільне середовище, а 0,5-0,7% - напіврідку. Щільні живильні середовища використовують для одержання чистих культур мікроорганізмів, для точного визначення кількості мікробів у досліджуваному матеріалі і для вивчення деяких культуральних властивостей і морфології бактеріальних колоній.
У живильному середовищі необхідно підтримувати оптимальну концентрацію кисню. При культивуванні аеробів (див. ) концентрація кисню в середовищі повинна бути високою, що досягається шляхом вирощування мікробів на поверхні щільних поживних середовищ або завдяки аерації рідких поживних середовищ. Зростаючі мікробні культури аерують або з допомогою постійного струшування середовища (шуттелирование), або пропусканням через середовище бульбашок стерильного повітря. При культивуванні анаеробів необхідно знизити концентрацію кисню. У цих випадках використовують такі методи: вирощування у глибині щільних поживних середовищ; вирощування у рідких поживних середовищах під шаром масла; вирощування в атмосфері вуглекислоти та інших газів; додавання до щільним і рідким живильним середовищем біологічних і хімічних агентів, що зв'язують кисень.
Для підтримки оптимальної реакції поживних середовищ використовуються різні буферні розчини. Для більшості мікроорганізмів оптимальна реакція середовища близька до нейтральної (рН=6,5-7,5). Зустрічаються, однак, деякі види, для яких оптимальні кислі або лужні умови (рН=5, рН=8-9 відповідно). Слід пам'ятати, що в процесі життєдіяльності багато мікроорганізми можуть змінювати реакцію середовища в ту або іншу сторону. Реакція середовища може змінюватися при стерилізації. Тому вихідна реакція середовища повинна бути встановлена з урахуванням цих факторів. Реакцію живильного середовища регулюють шляхом додавання кислот або лугів і контролюють по зміні кольору різних індикаторів (лакмус, фенолфталеїну та ін) або з допомогою спеціальних приладів (рН-метрів).
При приготуванні живильного середовища рекомендується користуватися продажними компонентами, добре очищеними і приготованими в стандартних умовах. Найбільш зручні сухі середовища, наприклад пептон сухий або м'ясо-пептонний бульйон, гідролізати казеїну та ін. У разі необхідності, екстракти та гідролізати можуть бути приготовані в лабораторних умовах, проте їх якість буде значно нижче. Приготування живильного середовища проводиться за відповідним прописами, після чого середа фільтрується і в ній встановлюють необхідну реакцію рН. Деякі компоненти середовища іноді слід стерилізувати окремо і додати до середовища після охолодження, дотримуючись правил стерильності. Всі поживні середовища стерилізують щоб уникнути проростання в них сторонніх мікроорганізмів; посудини, що містять живильні середовища, повинні бути ретельно закриті. Найбільш ефективний метод стерилізації - термообробка. Вибір методу стерилізації залежить від термостабільності компонентів живильного середовища. Іноді компоненти живильного середовища стерилізують окремо різними методами, а потім змішують. Поживні середовища, які не витримують високої температури, стерилізують фільтруванням. Стерильні поживні середовища зберігають у темних приміщеннях на холоді з достатнім рівнем вологості. Звичайно допускається досить тривале зберігання поживних середовищ. Перед вживанням поживні середовища рекомендується прокип'ятити (в тих випадках, коли допустима термообробка) для видалення розчиненого в них повітря. Агаровые і желатинові середовища розплавляють у водяних банях і в такому стані розливають.
Фасування поживних середовищ різна в залежності від способу їх застосування. Як правило, поживні середовища готують, стерилізують і зберігають у великих ємностях та їх розлив проводиться безпосередньо перед досвідом з дотриманням правил стерильності. Рідкі поживні середовища розливають по колбам і пробірках різної ємності, тверді - по пробірках, чашках Петрі і так званим бактеріологічним матрацам. Слід пам'ятати, що тверді середовища, заготовлені в матрацах, чашках Петрі і скошені середовища в пробірках, не можна зберігати тривалий час, щоб уникнути висихання.
На багатьох нових середовищах, наприклад, на м'ясному бульйоні, могли рости і деякі мікроорганізми, що викликають хвороби людини і тварин. Особливо добре вони росли, якщо до бульйону додавалися такі речовини, як кров, кров'яна сироватка, спинномозкова рідина.
Справа в тому, що при кип'ятінні м'ясного бульйону (а це, загалом, справжній, їстівний бульйон, тільки знежирений, з особливими пропорціями солей і тому несмачний) руйнуються деякі речовини, що містяться в м'ясі. Разом з кров'ю вони вносяться знову. Тому мікроби-паразити знаходять у такому середовищі ті ж речовини, якими вони харчувалися і в організмі. Але в рідких середовищ є важливий недолік.
Якщо посіяти на рідку живильне середовище один який-небудь вид мікроба, то цей вид на ній і виросте. Що посієш, те й пожнеш, так сказати. Але якщо в «посівному матеріалі» буде кілька мікробних видів або бульйон виявиться сильно забруднений, то на ньому виросте суміш мікробів. Розібратися в цій суміші буде важко. | 
