微生物生理生化試驗基本原理概述
每一種微生物能夠產生特定的酶或特定的代謝產物，以生化技術驗證特定的代謝產物，同時比較微生物的營養類型、厭氧或需氧、生長適應的溫度、滲透壓和PH值的適應性，可以對微生物進行鑒定和分類：
1.定義
生理生化鑒定：通過一系列生理生化試驗來鑒定微生物的方法。
2.診斷價值
（1）鑒別引起疾病的病原菌，為疾病診斷提供可靠依據。
（2）根據微生物的代謝特征和生理特征選擇合適藥物，提高治療效果。
（3）及時發現微生物的變異和耐藥情況，為合理用藥提供參考。
（4）對病原菌的監測、防控和溯源具有重要的公共衛生意義。
（5）有助于深入研究微生物代謝、適應機制等，為進一步防控疾病提供理論基礎。
3.基本原理
不同微生物體內的酶系統和新陳代謝類型存在差異，導致它們對各種物質的利用和代謝產物的產生也不同，利用微生物的生理生化反應來測定微生物的代謝產物，進而實現微生物的鑒定。
4.常見生理生化反應
4.1糖發酵試驗
絕大多數細菌以糖類作為碳源和能源，由于細菌所含酶系不同，它們在分解糖類能力上存在很大差異，其代謝產物也各異：表現為有的可產酸產氣，有的產酸不產氣。
#糖發酵試驗中，細菌代謝產物中酸的產生可通過培養基中溴甲酚紫的顏色變化來判斷，溴甲酚紫指示劑的變色范圍為pH5.2（黃色）-pH6.8（紫色）。當發酵產酸時，可使培養基顏色由紫色變為黃色。
4.2淀粉水解試驗
細菌不能直接利用大分子的淀粉，須將淀粉水解為小分子物質后才可吸收利用。
某些細菌可產生胞外淀粉酶，將淀粉水解后產生糊精或進一步水解為雙糖或單糖后使其運輸到體內。
細菌產生淀粉酶水解淀粉的過程可通過底物的變化來證明，通過加碘液測定時不再產生藍色。
4.3硝酸鹽還原試驗
#硝酸鹽還原反應包括兩個過程：一是在合成代謝過程中，硝酸鹽還原為亞硝酸鹽和氨，再由氨轉化為氨基酸和細胞內其它含氮化合物；二是在分解代謝過程中，硝酸鹽或亞硝酸鹽代替氧作為呼吸酶系統中的終末受氫體。
硝酸鹽還原過程可因細菌不同而異。有的細菌僅使硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，如大腸埃希菌等；有的細菌可使其還原為亞硝酸鹽和離子態的銨；有的細菌能使硝酸鹽或亞硝酸鹽還原為氮，如假單胞菌；有的細菌還可以將其還原產物在合成性代謝中完全利用。
4.4硫化氫試驗
某些細菌能分解含硫的氨基酸（胱氨酸、半胱氨酸等），產生硫化氫與培養基中的鉛鹽或鐵鹽，形成硫化鉛或硫化鐵黑色沉淀，為硫化氫試驗陽性，黑色沉淀物愈多，表示生成的硫化氫量亦愈多。
硫化氫試驗培養基中含有硫代硫酸鈉，作為一種還原劑，能保持培養基中生成的硫化氫不再被氧化。
硫化氫試驗主要用于腸桿菌科的屬及種的鑒別。沙門菌屬、愛德華菌屬、亞利桑那菌屬、枸櫞酸桿菌屬、變形桿菌屬的細菌，絕大多數呈硫化氫試驗陽性，其他菌屬多為陰性。
沙門菌屬中也有硫化氫陰性菌種。如產氣桿菌、變形桿菌硫化氫試驗陽性，大腸桿菌硫化氫試驗陰性。
4.5檸檬酸鹽試驗
#檸檬酸鹽試驗用于檢測腸桿菌科各屬細菌能否利用檸檬酸的能力。有的細菌如產氣桿菌，能夠利用銨鹽作為唯一氮源，利用檸檬酸鹽作為唯一碳源，則能在檸檬酸鹽培養基上生長。
細菌分解利用檸檬酸鹽產生CO?，CO?與培養基中的Na?、H?O結合形成碳酸鈉，碳酸鈉與細菌利用銨鹽產生的氨反應，形成NH?OH，從而使培養基呈現堿性，使變色范圍為pH6.0（黃色）-pH7.6（藍色）的溴香草酚藍指示劑由綠色轉為深藍色，此為檸酸鹽反應陽性。
不能利用檸檬酸鹽為碳源的細菌如大腸桿菌，在該培養基上不生長，培養基不變色。
4.6甲基紅試驗
#甲基紅試驗用于檢測細菌能否分解葡萄糖產生有機酸的能力。很多細菌（如大腸桿菌）分解葡萄糖產生丙酮酸，丙酮酸進一步反應形成甲酸、乙酸、乳酸等有機酸，此時若加入甲基紅指示劑，則會使培養基發生顏色變化。
甲基紅指示劑的變色范圍為pH4.4（紅色）-pH6.2（黃色）。當培養基pH降低到4.4以下時，培養基變為紅色，此為甲基紅試驗陽性。
有些細菌如產氣桿菌在培養早期產生有機酸，但在后期將有機酸轉化為非酸性末端產物，如乙醇丙酮酸等，使pH升至6左右，此時加入甲基紅指示劑呈黃色，為陰性反應。
4.7氧化酶試驗
氧化酶又稱細胞色素氧化酶、細胞色素氧化酶C或呼吸酶，是細胞色素呼吸酶系統的終末呼吸酶。該試驗用于檢測細菌中是否存在該酶。
其原理是細胞中氧化酶可氧化細胞色素C，而氧化型細胞色素C可氧化四甲基對苯二胺，出現紫色反應。
4.8吲哚試驗
吲哚試驗又名靛基質試驗，其原理是基于某些細菌能夠分解色氨酸生成吲哚，吲哚可與試劑中的對二甲氨基苯甲醛結合生成玫紅色的玫瑰吲哚，以此檢測細菌分解色氨酸的能力。
5.小結
在微生物實驗室中，生理生化鑒定是最基礎的試驗技能，如今，在很多實驗室中采用自動化的生理生化鑒定系統。
這些系統，根據微生物對各種生理條件（如溫度、pH、氧氣、滲透壓）和生化指標（如唯一碳氮源、抗生素、酶、鹽堿性）的代謝反應進行分析，將結果轉化為軟件可識別的數據，與已知的參比菌株數據庫進行分析比較，達到對未知菌進行鑒定。
