食品微生物微生物的營養(yǎng)與培養(yǎng)基

第五章微生物的營養(yǎng)與培養(yǎng)基知識回顧1.病毒：一種比較原始的、有生命特征的、能自我復(fù)制和活細胞內(nèi)寄生的非細胞生物。在寄主內(nèi)表現(xiàn)生命特性，在寄主外表現(xiàn)大分子特性。

2.特點

①無細胞結(jié)構(gòu)，專性活細胞內(nèi)寄生；②沒有酶或酶系統(tǒng)極不完全，不能進行代謝活動；③個體極小，能通過細菌濾器；④對抗生素不敏感，對干擾素敏感；⑤不耐熱，55～60℃即可被殺死。知識回顧3.病毒大小及測定方法大?。簄m測定方法：超濾法、電鏡法、超速離心沉降法和電泳法4.病毒的形態(tài)球形顆粒、桿形顆粒和復(fù)合型顆粒5.病毒的化學組成核酸+蛋白質(zhì)知識回顧6.病毒的對稱體制螺旋對稱、二十面體對稱和復(fù)合對稱7.病毒的群體形態(tài)包涵體、噬菌斑、空斑與病斑、枯斑8.病毒的種類動物病毒（①脊椎動物病毒②昆蟲病毒）、植物病毒和微生物病毒知識回顧9.病毒（噬菌體）的增殖一般可分五個階段，即吸附、侵入、增殖、成熟/裝配、裂解/釋放10.噬菌體與實踐基本內(nèi)容：微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，微生物的營養(yǎng)類型，微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的方式，培養(yǎng)基的配制及類型。第五章微生物的營養(yǎng)與培養(yǎng)基重點和難點：微生物的營養(yǎng)類型，吸收營養(yǎng)物質(zhì)的方式，培養(yǎng)基的類型。營養(yǎng)物質(zhì):能夠滿足肌體生長、繁殖和完成各種生理活動所需要的物質(zhì)。營養(yǎng):微生物獲得和利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程。第五章微生物的營養(yǎng)與培養(yǎng)基營養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而營養(yǎng)是微生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過程。第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式第四節(jié)培養(yǎng)基的類型及制備第五章微生物的營養(yǎng)與培養(yǎng)基第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)一、微生物細胞的化學組成

微生物細胞的化學元素組成與高等生物相同，包括碳、氫、氧、氮和各種礦質(zhì)元素。1.水分

水是微生物及一切生物細胞中含量最多的成分。微生物細胞的含水量隨種類和生長期而異。通常情況下，細菌含水量為細胞鮮重的75%～85%，酵母菌為70%～85%，絲狀真菌為85%～90%，細菌芽孢和霉菌孢子的含水量約為40%。第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)一、微生物細胞的化學組成2.干物質(zhì)的元素組成微生物細胞干物質(zhì)主要組成元素為碳、氫、氧、氮，約占細胞干重的90%～97%，其余3%～10%為磷、鉀等礦質(zhì)元素。主要組成元素中，碳、氫含量比較穩(wěn)定，約分別占細胞干物質(zhì)重量的50%和7%。氮含量變化較大，單細胞微生物的含氮量高于絲狀真菌，C/N小于絲狀真菌。礦質(zhì)元素約占細胞干重的3%～10%，其中磷含量最高，約占灰分元素的50%，其次為鉀，約占灰分總量的20%，其余元素含量較少。第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)一、微生物細胞的化學組成3.微生物細胞物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)物質(zhì)：細胞壁、細胞膜、細胞核、細胞質(zhì)和細胞器的組成分，包括蛋白質(zhì)、多糖、核酸和類脂等。貯藏物質(zhì)：主要為多糖和脂類，如淀粉、糖原、脂肪和多聚β-羥基丁酸等。代謝底物和產(chǎn)物：包括存在于細胞內(nèi)的糖、氨基酸、核苷酸、有機酸和維生素等低分子量化合物。第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)一、微生物細胞的化學組成第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)六要素：碳源、氮源、能源、生長因子、無機鹽和水二、微生物的營養(yǎng)要素按照營養(yǎng)物質(zhì)在肌體中生理作用的不同，可分成六大類。第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)1.碳源（carbonsource)凡能提供微生物營養(yǎng)所需碳元素(碳架)的營養(yǎng)物質(zhì)稱為碳源。碳源譜有機碳無機碳異養(yǎng)微生物自養(yǎng)微生物第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)對于為數(shù)眾多的化能異養(yǎng)微生物來講，碳源也是兼有能源功能的營養(yǎng)物。

目前在微生物工業(yè)發(fā)酵中所利用的碳源物質(zhì)主要是單糖、淀粉、麩皮、米糠等。微生物可利用的碳源主要有糖類、有機酸、醇、脂類、烴、CO2及碳酸鹽等。碳素的功能：組成有機分子的C架第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)種類碳源物質(zhì)備注糖葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、淀粉、半乳糖、乳糖、甘露糖、纖維二糖、纖維素、半纖維素、甲殼素、木質(zhì)素等單糖優(yōu)于雙糖，己糖優(yōu)于戊糖，淀粉優(yōu)于纖維素，純多糖優(yōu)于雜多糖。有機酸糖酸、乳酸、檸檬酸、延胡索酸、低級脂肪酸、高級脂肪酸、氨基酸等與糖類相比效果較差，有機酸較難進入細胞，進入細胞后繪導致pH下降。當環(huán)境中缺乏碳源物質(zhì)時，氨基酸可被微生物作為碳源利用。醇乙醇在低濃度條件下被某些酵母菌和醋酸菌利用脂脂肪、磷脂主要利用脂肪，在特定條件下將磷脂分解為甘油和脂肪酸而加以利用烴天然氣、石油、石油餾分、石蠟油等利用烴的微生物細胞表面有一種由糖脂組成的特殊吸收系統(tǒng)，可將難溶的烴充分乳化后吸收利用CO2

CO2為自養(yǎng)微生物所利用碳酸鹽NaHCO3、CaCO3、白堊等為自養(yǎng)微生物所利用其他芳香族化合物、氰化物、蛋白質(zhì)、肽、核酸等利用這些物質(zhì)的微生物在環(huán)境保護方面有重要作用第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)2.氮源(nitrogensource)凡能提供微生物生長繁殖所需氮素的營養(yǎng)物質(zhì)，稱為氮源。氮源譜有機氮無機氮蛋白質(zhì)核酸氨基酸尿素幾丁質(zhì)NH3銨鹽硝酸鹽N2第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)按氮源種類微生物可被分為：氨基酸自養(yǎng)型微生物：能利用尿素、銨鹽、硝酸鹽甚至氮氣作為氮源的微生物氨基酸異養(yǎng)微型生物：能利用氨基酸、肽、蛋白質(zhì)、幾丁質(zhì)等作為氮源的微生物常用的蛋白質(zhì)類氮源：蛋白胨、魚粉、蠶蛹、黃豆餅粉、玉米漿/粉、花生粉、牛肉浸膏、酵母浸膏等，為遲效氮，用于產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)工業(yè)生產(chǎn)中，要根據(jù)不同的目的加入不同的氮源，而且要調(diào)節(jié)速效氮與遲效氮的配比。尿素、氨基酸、肽等為速效氮，主要用于菌體生長；第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)3.能源

為微生物生命活動提供最初能量來源的營養(yǎng)物質(zhì)和輻射能稱為能源。能源譜化能異養(yǎng)微生物的能源化能自養(yǎng)微生物的能源光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)微生物的能源有機物無機物化學物質(zhì)輻射能化能自養(yǎng)微生物的能源都是一些還原態(tài)無機物質(zhì)。如NH3、NH4+、NO3-、S、H2S、H2和Fe2+等。能利用這些物質(zhì)的微生物均為細菌，如硝酸細菌、亞硝酸細菌、硫細菌、氫細菌和鐵細菌等。第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)4.生長因子(growthfactor)

微生物生長所必需且需要量很小，但微生物自身不能合成或合成量不足以滿足機體生長需要的有機化合物。生長因子也稱為生長素，主要包括維生素、氨基酸和堿基(嘧啶和嘌呤)。生長因子不提供能量，也不參與細胞結(jié)構(gòu)組成，它們大多為酶的組成分，與微生物代謝有著密切關(guān)系。第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)按微生物與生長因子間的關(guān)系將微生物分為3種類型：

一是生長因子自養(yǎng)型微生物：能自身合成各種生長素，不需外界供給。通常把這種不需生長素而能在基礎(chǔ)培養(yǎng)基上生長的菌株稱為野生型或原養(yǎng)型菌株。多數(shù)真菌、放線菌和部分細菌屬于這種類型。第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)二是生長因子異養(yǎng)型微生物：自身缺乏合成一種或多種生長素的能力，需外源提供所需生長素才能生長。通常將由于自發(fā)或誘發(fā)突變等原因從野生型菌株產(chǎn)生的需要特定生長素才能生長的菌株稱為營養(yǎng)缺陷型菌。乳酸菌、各種動物病原菌和支原體等屬于生長因子異養(yǎng)型微生物；三是生長因子過量合成微生物：它們在代謝活動中向細胞外分泌大量的維生素等生長因子，可用于維生素的生產(chǎn)。如阿舒假囊酵母的維生素B2產(chǎn)量可達2.5g/L發(fā)酵液。第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)其主要功能：①構(gòu)成微生物的細胞結(jié)構(gòu)；②酶活性基的組成分和酶的激活劑；③調(diào)節(jié)細胞滲透壓、pH值和氧化還原電位；④化能自養(yǎng)菌的能源(S、Fe2+等)。5.礦質(zhì)元素/無機鹽（mineralsalts)是微生物生命活動不可缺少的物質(zhì)。微生物細胞中的礦質(zhì)元素約占細胞干重的3%～10%。第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)根據(jù)微生物對礦質(zhì)元素需要量的大小將其分為:需要濃度在10-3～10-4mo1/L范圍內(nèi)的元素稱為大量元素，包括P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe；需要濃度為10-6～10-8mo1/L范圍內(nèi)的元素，稱為微量元素，包括Cu、Zn、Mn、Mo、Co、B等10種。第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)6.水生理功能主要有：①溶劑與運輸介質(zhì)；②參與細胞內(nèi)一系列化學反應(yīng)；③維持蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子穩(wěn)定的天然構(gòu)象；④熱的良好導體；⑤通過水合作用與脫水作用控制由多亞基組成的結(jié)構(gòu)第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)類型比高等生物復(fù)雜。按不同分類方法可將微生物分成不同類型。按能源分光能營養(yǎng)型化能營養(yǎng)型按碳源分自養(yǎng)型異養(yǎng)型第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型光能無機自養(yǎng)型(photolithoautotrphy)光能有機異養(yǎng)型(photoorganoheterotrphy)化能無機自養(yǎng)型(chemolithoautotrphy)化能有機異養(yǎng)型(chemoorganoheterotrophy)根據(jù)碳源、能源及電子供體性質(zhì)的不同，可將微生物分為以下4種營養(yǎng)類型：第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型1.光能無機營養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）能以CO2為唯一或主要碳源；通過光合作用獲取生長所需要的能量；以無機物如H2、H2S、S等作為供氫體或電子供體，使CO2還原為細胞物質(zhì)。CO2+2H2S光能光合色素[CH2O]+2S+H2O第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型例如：藻類及藍細菌等和植物一樣，以水為電子供體（供氫體），進行產(chǎn)氧型的光合作用，合成細胞物質(zhì)。

紅硫細菌，以H2S為電子供體，產(chǎn)生細胞物質(zhì)，并伴隨硫元素的產(chǎn)生。1.光能無機營養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型2．光能有機營養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）不能以CO2為主要或唯一碳源；以有機物作為供氫體，利用光能將CO2還原為細胞物質(zhì)；在生長時大多數(shù)需要外源的生長因子；2H3CH3CCHOH+CO2光能光合色素2CH3C0CH3

+[CH2O]+H2O例如：紅螺菌屬中的一些細菌能利用異丙醇作為供氫體，將CO2還原成細胞物質(zhì)，同時積累丙酮。第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型3．化能無機營養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）生長所需要的能量來自無機物氧化過程中放出的化學能；以CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源進行生長時，利用H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-等作為電子供體使CO2還原成細胞物質(zhì)?；軣o機自養(yǎng)型只存在于微生物中，可在完全無機及無光的環(huán)境中生長。它們廣泛分布于土壤及水環(huán)境中,參與地球物質(zhì)循環(huán)。第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型有機物通常既是碳源也是能源大多數(shù)細菌、真菌、原生動物和所有致病微生物都是化能有機異養(yǎng)型微生物；4．化能有機營養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）生長所需要的能量均來自有機物氧化過程中放出的化學能；生長所需要的碳源主要是一些有機化合物，如淀粉、糖類、纖維素、有機酸等。微生物營養(yǎng)類型營養(yǎng)類型能源供氫體基本碳源實例光能無機營養(yǎng)型光無機物CO2藍細菌、藻類、紫硫細菌光能有機營養(yǎng)型光有機物CO2及簡單有機物紅螺菌化能無機營養(yǎng)型化學能（無機物)無機物CO2硝化細菌、硫細菌、鐵細菌、氫細菌化能有機營養(yǎng)型化學能（有機物）有機物有機物大多數(shù)非光合細菌、全部真菌、原生動物第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型不同營養(yǎng)類型之間的界限并非絕對。異養(yǎng)型微生物并非絕對不能利用CO2；自養(yǎng)型微生物也并非不能利用有機物進行生長；有些微生物的營養(yǎng)類型也會隨生長條件的改變發(fā)生改變；例如紫色非硫細菌(purplenonsulphurbacteria)：沒有有機物時，同化CO2，為自養(yǎng)型微生物；有有機物存在時，利用有機物進行生長，為異養(yǎng)型微生物；光照和厭氧條件下，利用光能生長，為光能營養(yǎng)型微生物；黑暗與好氧條件下，依靠有機物氧化產(chǎn)生的化學能生長，為化能營養(yǎng)型微生物微生物營養(yǎng)類型的可變性無疑有利于提高其對環(huán)境條件變化的適應(yīng)能力第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式微生物從外界攝取營養(yǎng)物質(zhì)的方式隨微生物類群和營養(yǎng)物質(zhì)種類而異，可歸納為吞食和滲透吸收兩種類型。

多數(shù)原生動物能直接以細胞質(zhì)膜包圍并吞食營養(yǎng)物。

絕大多數(shù)微生物以滲透方式吸收營養(yǎng)物質(zhì)。第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)能否進入細胞取決于三個方面的因素：①營養(yǎng)物質(zhì)本身的性質(zhì)（相對分子量、質(zhì)量、溶解性、電負性等;②微生物所處的環(huán)境（溫度、pH等）；③微生物細胞的透過屏障（原生質(zhì)膜、細胞壁、莢膜等）。第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式根據(jù)物質(zhì)運輸過程的特點，可將運輸方式分為:自由擴散促進擴散主動運輸基團轉(zhuǎn)移第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式1．自由擴散（單純擴散）營養(yǎng)物質(zhì)通過原生質(zhì)膜上的小孔，由高濃度的胞外環(huán)境向低濃度的胞內(nèi)進行擴散。特點：①營養(yǎng)物順濃度梯度進行運送，即由高濃度向低濃度運送；②不需要能量；③不需要載體；④對營養(yǎng)物無選擇性。第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式水是可以通過自由擴散通過原生質(zhì)膜的分子。脂肪酸、乙醇、甘油、一些氣體（O2、CO2）及某些氨基酸在一定程度上也可通過自由擴散進出細胞。

第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式2．促進擴散營養(yǎng)物質(zhì)通過與細胞質(zhì)膜上透過酶(Permease,或稱載體蛋白)的可逆性結(jié)合從高濃度環(huán)境進入低濃度環(huán)境的傳遞過程。第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式特點：①營養(yǎng)物順濃度梯度運送，不需要能量；②需要載體參與；③特異性。即一定的透過酶只能與一定的養(yǎng)料離子或結(jié)構(gòu)相近的分子結(jié)合；④當膜外營養(yǎng)物質(zhì)濃度過高時，由于透過酶數(shù)量有限而表現(xiàn)出飽和效應(yīng)。

通過促進擴散進入細胞的營養(yǎng)物質(zhì)主要有氨基酸、單糖、維生素及無機鹽等。一般微生物通過專一的載體蛋白運輸相應(yīng)的物質(zhì)，但也有微生物對同一物質(zhì)的運輸由一種以上的載體蛋白來完成。第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式3．主動運輸在代謝能的推動下，通過質(zhì)膜上的特殊載體蛋白逆濃度梯度吸收營養(yǎng)物質(zhì)的過程。特點：①特異性，即營養(yǎng)物質(zhì)與載體蛋白間存在著特異性關(guān)系；②消耗能量；③逆濃度梯度運輸；④能改變養(yǎng)料運輸反應(yīng)的平衡點。第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式主動運輸是廣泛存在于微生物中的一種主要的物質(zhì)運輸方式。第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式4．基團移位基團轉(zhuǎn)移是一種需要特異性載體蛋白和消耗能量、逆濃度梯度的運輸方式，養(yǎng)料在運輸前后分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，因而不同于主動運輸。第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式

基團轉(zhuǎn)移主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細胞中，主要用于糖的運輸，脂肪酸、核苷、堿基等也可以通過這種方式運輸。四種運送營養(yǎng)方式的比較比較項目單純擴散

促進擴散

主動運輸

基團移位特異載體蛋白無有 有 有

運送速度 慢快 快 快 溶質(zhì)運送方向由濃至稀由濃至稀由稀至濃 由稀至濃

平衡時內(nèi)外濃度內(nèi)外相等內(nèi)外相等內(nèi)部高 內(nèi)部高 運送分子 無特異性特異性特異性 特異性 能量消耗 不需要需要 需要 需要 運送前后溶質(zhì)分子不變不變 不變 改變 載體飽和效應(yīng) 無 有 有有 與溶質(zhì)類似物無競爭性有競爭性有競爭性有競爭性 運送抑制劑 無 有 有 有 運送對象舉例水、O2

糖、SO42-氨基酸、乳糖葡萄糖\嘌呤第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)培養(yǎng)基(culturemedium)：人工配制的，適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。培養(yǎng)基幾乎是一切對微生物進行研究和利用工作的基礎(chǔ)。任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物生長所需要六大營養(yǎng)要素：碳源、氮源、能源、無機鹽、生長因子、水第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法（一）原則目的明確營養(yǎng)協(xié)調(diào)理化適宜經(jīng)濟節(jié)約第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)1.目的明確根據(jù)不同微生物的營養(yǎng)要求配制針對性強的培養(yǎng)基。培養(yǎng)化能自養(yǎng)型的氧化硫桿菌的培養(yǎng)基組成為：S10gMgSO4.7H2O0.5g（NH4）2SO40.4gFeSO40.01gH2PO44gCaCl20.25gH2O1000ml培養(yǎng)化能異養(yǎng)的大腸桿菌一種培養(yǎng)基是由下列化學成分組成葡萄糖5gNH4H2PO41gNaCl5gMgSO4.7H2O0.2gK2HPO41gH2O1000ml第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)常見的培養(yǎng)四大類微生物的培養(yǎng)基細菌（牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基）：牛肉膏3g蛋白胨10gNaCl5gH2O1000ml放線菌（高氏1號）淀粉20gK2HPO40.5gNaCl0.5gMgSO4.7H2O0.5gKNO31gFeSO40.01gH2O1000ml酵母菌(麥芽汁培養(yǎng)基)干麥芽粉加四倍水，在50℃--60℃保溫糖化3-4小時，用碘液試驗檢查至糖化完全為止，調(diào)整糖液濃度為10。巴林，煮沸后，沙布過濾，調(diào)PH為6.0。霉菌（查氏合成培養(yǎng)基）NaNO33gK2HPO41gKCl0.5gMgSO4.7H2O0.5gFeSO40.01g蔗糖30gH2O1000ml第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)2.營養(yǎng)協(xié)調(diào)培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)濃度合適時微生物才能生長良好，營養(yǎng)物質(zhì)濃度過低時不能滿足微生物正常生長所需，濃度過高時則可能對微生物生長起抑制作用。培養(yǎng)基中各營養(yǎng)物質(zhì)之間的濃度配比也直接影響微生物的生長繁殖和代謝產(chǎn)物的形成和積累，其中碳氮比（C/N）的影響較大。碳氮比指培養(yǎng)基中碳元素與氮元素的物質(zhì)的量比值，有時也指培養(yǎng)基中還原糖與粗蛋白之比。如果培養(yǎng)基用于大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)，用作“種子”培養(yǎng)基，一般營養(yǎng)成分應(yīng)豐富，其C/N應(yīng)較低；如果用來大量生產(chǎn)代謝產(chǎn)物，培養(yǎng)基中C/N應(yīng)高些。第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)3.理化條件適宜pH水活度氧化還原電位第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)a.pH培養(yǎng)基的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)，以滿足不同類型微生物的生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。通常培養(yǎng)條件：

細菌：放線菌：酵母菌：霉菌：第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)加入磷酸緩沖液，可將pH穩(wěn)定在6.0-7.6之間；加入CaCO3作為備用堿，也可加NaHCO3來調(diào)節(jié)。為了維持培養(yǎng)基pH的相對恒定，通常在培養(yǎng)基中加入pH緩沖劑，或在進行工業(yè)發(fā)酵時補加酸、堿。---通過在培養(yǎng)基中加入某特殊成分來調(diào)節(jié)pH，叫內(nèi)源調(diào)節(jié)。第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)b.水活度在自然環(huán)境中，微生物可實際利用的自由水或游離水的含量。一般用在一定的溫度和壓力條件下,溶液的蒸汽壓力與同樣條件下純水蒸汽壓力之比表示，即：αw=Pw/Pow式中Pw代表溶液蒸汽壓力,POw代表純水蒸汽壓力。純水αw為1.00,溶液中溶質(zhì)越多,αw越小。微生物一般在αw為0.60～0.99的條件下生長,αw過低時,微生物生長的遲緩期延長,比生長速率和總生長量減少。微生物不同，其生長的最適αw不同。第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)c.氧化還原電位不同類型微生物生長對氧化還原電位的要求不同好氧性微生物：+0.1伏以上時可正常生長,以+0.3～+0.4伏為宜；厭氧性微生物：低于+0.1伏條件下生長；兼性厭氧微生物：+0.1伏以上時進行好氧呼吸,+0.1伏以下時進行發(fā)酵。氧化還原電位又稱氧化還原電勢，是度量某氧化還原系統(tǒng)中的還原劑釋放電子或氧化劑接受電子趨勢的一種指標，其單位是V（伏）或mV（毫伏）。第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)4.經(jīng)濟節(jié)約以粗代精以野代家以廢代好以簡代繁以氮代朊以纖代糖以烴代糧以國代進第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)（二）方法生態(tài)模擬查閱文獻精心設(shè)計試驗比較第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)二、培養(yǎng)基的種類（一）按培養(yǎng)基的成分區(qū)分天然培養(yǎng)基合成培養(yǎng)基半合成培養(yǎng)基第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)1.天然培養(yǎng)基（complexmedia,undefinedmedia)用各種動物、植物和微生物材料制作的成分含量不完全清楚且變化不定的營養(yǎng)基質(zhì)稱為天然培養(yǎng)基。

優(yōu)點：取材廣泛，營養(yǎng)豐富，經(jīng)濟簡便，微生物生長迅速，適合各種異養(yǎng)微生物生長；

缺點：成分不完全清楚，成分和含量不確定，用于精細實驗時重復(fù)性差。1.天然培養(yǎng)基（complexmedia,undefinedmedia)僅適用于實驗室的一般粗放性實驗和工業(yè)生產(chǎn)中制作種子和發(fā)酵培養(yǎng)基。

常用于細菌培養(yǎng)的牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基就是一種天然培養(yǎng)基(牛肉膏，3.0g；蛋白胨，5.0g；瓊脂，20g；水，1000ml)。第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)2.合成培養(yǎng)基（chemacaldefinedmedia)化學試劑配制的營養(yǎng)基質(zhì)稱為合成培養(yǎng)基。

特點:化學成分和含量完全清楚且固定不變，適于微生物生長繁殖。

優(yōu)點:成分清楚、精確、固定，重現(xiàn)性強，適用于進行營養(yǎng)、代謝、生理生化、遺傳育種及菌種鑒定等精細研究。缺點:一般微生物在合成培養(yǎng)基上生長緩慢，許多營養(yǎng)要求復(fù)雜的異養(yǎng)型微生物在合成培養(yǎng)基上不能生長。用于氧化硫桿菌培養(yǎng)的斯塔克(Starkey)培養(yǎng)基就是一種合成培養(yǎng)基：硫磺粉10g

(NH4)2SO40.2g

KH2PO43.0g

MgSO4·7H2O0.5g

Fe2(SO4)3·9H2O0.01g

CaCl20.25g

蒸餾水1000ml

pH2.0～3.5第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)2.合成培養(yǎng)基（chemacaldefinedmedia)第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)3.半合成培養(yǎng)基（semi-definedmedia)用天然有機物提供碳、氮源和生長素，用化學試劑補充無機鹽配制的營養(yǎng)基質(zhì)稱為半合成培養(yǎng)基。該培養(yǎng)基能充分滿足微生物的營養(yǎng)要求，大多數(shù)微生物都能在此類培養(yǎng)基上良好生長。第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)(二）按培養(yǎng)基的物理狀態(tài)區(qū)分固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)1.固體培養(yǎng)基（solidmedium）

外觀呈固體狀態(tài)的培養(yǎng)基稱為固體培養(yǎng)基。固體培養(yǎng)基分為4種類型：凝固培養(yǎng)基

非可逆性凝固培養(yǎng)基天然固體培養(yǎng)基濾膜第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)理想凝固劑的條件:①不被微生物液化分解和利用；②高溫滅菌不改變性狀；③透明度好，粘著性強。①凝固培養(yǎng)基：向液體培養(yǎng)基中加入瓊脂或明膠形成的遇熱融化冷卻后凝固的固體培養(yǎng)基稱為凝固培養(yǎng)基。瓊脂和明膠的用量分別為1.5%～2.0%和5%～12%。

常用凝固劑為瓊脂。瓊脂又名洋菜，是從石花菜中提煉出來的，化學成分為多聚半乳糖硫酸酯，絕大多數(shù)微生物不能利用瓊脂作碳源。明膠的化學成分為蛋白質(zhì)，易被微生物用作氮源，融化溫度偏低(25℃)，凝固效果不及瓊脂。第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)②非可逆性凝固培養(yǎng)基

由血液或無機硅膠凝固形成的固體培養(yǎng)基稱為非可逆性凝固培養(yǎng)基。這類培養(yǎng)基凝后不能再融化。無機硅膠平板專門用于化能自養(yǎng)微生物的分離與純化。③天然固體培養(yǎng)基

由天然固態(tài)物質(zhì)直接制成的培養(yǎng)基稱為天然固體培養(yǎng)基。例如麩皮、米糠、木屑、大米、麥粒、馬鈴薯片及胡蘿卜條等天然材料均屬天然固體培養(yǎng)基。④濾膜：這是一種堅韌且?guī)в袩o數(shù)微孔的醋酸纖維薄膜。將其制成圓片浸在含培養(yǎng)液的纖維素襯墊上，就形成了具有固體培養(yǎng)基性質(zhì)的營養(yǎng)濾膜。固體培養(yǎng)基可用于微生物分離、鑒定、測數(shù)、菌種保藏及微生物產(chǎn)品的固態(tài)發(fā)酵等。第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)第四節(jié)培養(yǎng)基（medium)2.半固體培養(yǎng)基（semi-solidmedia)

凝固劑含量較低，靜止時呈固態(tài)，劇烈振蕩后呈流體態(tài)的營養(yǎng)基質(zhì)稱為半固體培養(yǎng)基。該培養(yǎng)基的瓊脂加入量約為0.5%。半固體培養(yǎng)基常用于細菌運動性觀察及微生物的趨化性研究等。3.液體培養(yǎng)基（li