纳豆菌是制作纳豆的核心微生物，属于枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）的亚种，具有分泌纳豆激酶、分解蛋白质产生氨基酸等特性，赋予纳豆独特的风味和保健功能，家庭或实验室制作纳豆菌需遵循微生物培养的基本原则，包括菌种获取、培养基制备、灭菌、接种、培养及保存等步骤,以下为详细操作指南。
纳豆菌的获取途径
纳豆菌的获取是制作的第一步，常见途径有三种：
购买商业纳豆菌粉
最便捷的方式，适合新手，选择正规品牌（如日本纳豆菌粉、国产食品级菌粉），注意菌粉活性（生产日期在6个月内，活菌数≥10⁸ CFU/g），购买时需确认菌种为纳豆专用枯草芽孢杆菌，避免误用其他芽孢杆菌（如饲料用菌种可能含杂质）。
从新鲜纳豆中分离
若想自制菌种，可使用无添加新鲜纳豆（优选日本进口或自制纳豆，避免含防腐剂），操作步骤：
- 取5g新鲜纳豆，加入45mL无菌生理盐水（0.85% NaCl溶液），振荡混匀制成10⁻¹稀释液；
- 取1mL稀释液，加入9mL无菌生理盐水，依次稀释至10⁻³、10⁻⁴；
- 吸取100μL 10⁻³稀释液，涂布于纳豆菌固体培养基（配方见下文），37℃培养24小时；
- 挑取表面粗糙、乳白色、边缘不规则的菌落（纳豆菌典型形态），再次划线纯化2-3次，直至菌落形态单一。
实验室保藏菌种活化
若实验室有纳豆菌斜面或甘油管保藏菌株，需提前活化：取一环菌种接种至液体培养基，37℃振荡培养（180rpm）12小时，使菌体恢复生长活性。
培养基的制备
纳豆菌培养基需满足其营养需求（碳源、氮源、无机盐），家庭制作可简化为大豆培养基，实验室则用营养琼脂培养基。
家庭大豆培养基（适合简易培养）
材料：大豆100g、琼脂15-20g、水1000mL、葡萄糖5g（可选，促进生长）。
制备步骤：
- 大豆浸泡12小时（室温），煮至软烂（用筷子可轻松夹碎），过滤取煮汁（约800mL）；
- 煮汁中加入琼脂，加热搅拌至完全溶解，补足水分至1000mL；
- 分装至耐高温容器（如玻璃瓶），每瓶200mL，瓶口塞上透气棉（或封耐高温膜）。
实验室营养琼脂培养基（适合纯化/扩培）
材料：蛋白胨10g、牛肉膏3g、NaCl 5g、琼脂15-20g、水1000mL。
制备步骤：将上述成分（除琼脂外）溶于水，加热溶解后加入琼脂，搅拌至完全溶解，分装后灭菌。
培养基配方表（家庭版）
| 材料名称 | 用量 | 作用 |
|----------------|--------|--------------------------|
| 大豆 | 100g | 提供氮源、碳源及生长因子 |
| 琼脂 | 15-20g | 固化培养基，利于菌落生长 |
| 葡萄糖 | 5g | 快速碳源，促进菌体增殖 |
| 水 | 1000mL | 溶解介质，维持渗透压 |
灭菌处理
灭菌是防止杂菌污染的关键，家庭常用高压蒸汽灭菌或煮沸法，实验室用高压灭菌锅。
家庭灭菌方法
- 高压锅灭菌：将分装好的培养基容器放入高压锅，121℃灭菌20分钟（压力1.05 kg/cm²），灭菌后自然降压至0，取出趁热斜放（固体培养基凝固成斜面，便于观察菌落）；
- 煮沸灭菌：若无高压锅，可将培养基容器放入锅中，加水至淹没瓶身，煮沸持续30分钟以上（需每天更换一次，连续3天，确保彻底灭菌）。
无菌操作准备
接种前需对操作环境消毒：家庭用75%酒精擦拭桌面、操作台，开启紫外线灯照射30分钟（或用酒精喷雾喷雾消毒）；实验室需在超净工作台中进行，提前开启紫外灭菌20分钟，操作时酒精灯火焰周围保持无菌区。
接种与培养
灭菌后的培养基冷却至50℃（固体）或室温（液体）后，即可进行接种。
接种操作
- 菌粉接种：用无菌称量纸取0.1g纳豆菌粉，加入10mL无菌生理盐水，振荡混匀后吸取1mL菌液至培养基中，轻轻晃动使菌液均匀分布；
- 纳豆分离菌接种：用接种环挑取纯化后的单菌落，在斜面培养基上划线（“Z”字形），或液体培养基中轻触接种；
- 纳豆原浆接种：取1g新鲜纳豆，直接接种至液体培养基中，用玻璃棒捣碎混匀。
培养条件
纳豆菌为好氧菌，需在适宜温度和通气条件下生长：
- 温度：30-37℃（最适35℃），家庭可用恒温培养箱、酸奶机（设置35℃）或保温箱（包裹毛巾维持温度）；
- 时间：24-48小时，期间观察菌落变化（固体培养基上出现乳白色、不透明、表面粗糙的菌落，边缘呈毛刺状；液体培养基变浑浊，表面可能形成菌膜）；
- 通气：固体培养基需保持瓶口透气（棉塞透气膜），液体培养需振荡（180rpm，实验室条件）或定时摇晃（家庭条件，每天2-3次）。
培养条件参数表
| 培养阶段 | 温度（℃） | 时间（h） | 通气条件 | 观察现象 |
|----------------|-----------|-----------|----------------|------------------------------|
| 斜面/固体培养 | 35±1 | 24-48 | 静置，瓶口透气 | 乳白色菌落，表面粗糙，边缘不整 |
| 液体培养 | 35±1 | 12-24 | 振荡/摇晃 | 培养基浑浊，可能有菌膜形成 |
菌种扩培与保存
若需大量纳豆菌，可在基础培养后进行扩培；长期保存需采用适当方法保持菌种活性。
扩培方法
将培养好的纳豆菌菌种（斜面或液体）按10%的接种量（如1mL菌液接入100mL新鲜培养基）转入新的培养基中，相同条件下培养至对数生长期（液体培养浑浊后2-4小时），即可用于纳豆发酵或继续扩培（一般不超过3代，避免菌种退化）。
保存方法
- 短期保存（1周内）：固体斜面培养物4℃冷藏，用保鲜膜封口防止污染；液体培养物4℃保存，每天摇晃一次防止沉淀。
- 长期保存（6个月-1年）：
- 甘油保藏：取1mL对数期菌液与1mL甘油（终浓度50%）混合，-20℃或-80℃冷冻保存（需用无菌离心管，避免反复冻融）；
- 冻干保藏：实验室用冻干机将菌悬液冻干，加入保护剂（脱脂乳、蔗糖），密封后4℃避光保存，家庭可购买家用冻干盒处理。
注意事项
- 防止杂菌污染：操作全程保持无菌，若培养基出现霉斑（绿色/黑色）、黏液状物（细菌污染）或异常酸臭味，需立即丢弃，重新灭菌；
- 控制发酵温度：温度＞40℃会导致纳豆菌产芽孢（活性降低），＜25℃生长缓慢，可能被杂菌污染；
- 菌种活性检测：扩培后的菌种需用于纳豆发酵验证（接种至蒸煮大豆中，40℃发酵24小时，若出现拉丝、氨味（正常）且无腐败味，则活性合格）；
- 避免交叉污染：纳豆菌与土壤、空气中的枯草芽孢杆菌有相似性，操作时需与普通微生物实验分开，防止菌种不纯。
相关问答FAQs
Q1：家庭制作纳豆菌时，为什么培养基会长出霉菌或细菌杂菌？
A：杂菌污染主要源于灭菌不彻底或操作不当，常见原因包括：培养基灭菌时间不足（如高压锅压力未达标、煮沸时间不够）、接种时环境未消毒（如未酒精擦拭桌面、手未消毒）、容器密封不严（如瓶口棉塞过松或被污染），解决方法：确保高压锅121℃灭菌20分钟，操作前用75%酒精消毒所有接触物品，接种时在酒精灯火焰附近快速操作，培养基冷却后立即接种（避免放置过久被空气杂菌污染）。
Q2：自制纳豆菌和购买商业菌粉，哪种更适合家庭纳豆发酵？
A：新手建议优先购买商业纳豆菌粉，其优势在于活菌数稳定、纯度高（无杂菌）、操作简单（直接按比例接种即可）；自制菌种虽成本低，但分离纯化过程需一定微生物操作经验，若纯度不足（混有杂菌），会导致纳豆发酵失败（如腐败、无拉丝），若已成功分离出纯菌种，可连续使用3-5代，但需定期检测活性（通过发酵大豆验证）,避免因菌种退化影响纳豆品质。
