微生物培養(yǎng)基課件

第四章微生物培養(yǎng)基第四章微生物培養(yǎng)基14.1培養(yǎng)基的類(lèi)型4.2微生物的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型4.3培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分4.4選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法4.1培養(yǎng)基的類(lèi)型4.2微生物的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型4.3培2微生物的特點(diǎn)：食譜廣、胃口大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：那些能夠滿(mǎn)足微生物機(jī)體生長(zhǎng)、繁殖和完成各種生理活動(dòng)所需的物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)：微生物獲得和利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而營(yíng)養(yǎng)是生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過(guò)程。微生物的特點(diǎn)：食譜廣、胃口大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：那些能夠滿(mǎn)足微生物機(jī)體3微生物的營(yíng)養(yǎng)要求微生物細(xì)胞的化學(xué)組成微生物細(xì)胞水：70%-90%干物質(zhì)有機(jī)物蛋白質(zhì)、糖、脂、核酸、維生素等及其降解產(chǎn)物

無(wú)機(jī)物（鹽）微生物、動(dòng)物、植物之間存在“營(yíng)養(yǎng)上的統(tǒng)一性”細(xì)胞化學(xué)元素組成：主要元素：碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣、鐵等；微量元素：鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼等。微生物的營(yíng)養(yǎng)要求微生物細(xì)胞的化學(xué)組成微生物細(xì)胞水：70%-944.1培養(yǎng)基的類(lèi)型4.1.1．按成份不同劃分1)天然培養(yǎng)基(complexmedium)以化學(xué)成分還不清楚或化學(xué)成分不恒定的天然有機(jī)物組成4.1培養(yǎng)基的類(lèi)型4.1.1．按成份不同劃分1)天然培養(yǎng)52)合成培養(yǎng)基(syntheticmedium)是由化學(xué)成份完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基，也稱(chēng)化學(xué)限定培養(yǎng)基(chemicallydefinedmedium)3)半合成培養(yǎng)基(semi-syntheticmedium)多數(shù)培養(yǎng)基配制是采用一部分天然有機(jī)物作碳源、氮源和生長(zhǎng)因子的來(lái)源，再適當(dāng)加入一些化學(xué)藥品以補(bǔ)充無(wú)機(jī)鹽成分，使其更能充分滿(mǎn)足微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需要。2)合成培養(yǎng)基(syntheticmedium)是由化學(xué)成64.1.2．根據(jù)物理狀態(tài)劃分固體培養(yǎng)基；半固體培養(yǎng)基；液體培養(yǎng)基；4.1.2．根據(jù)物理狀態(tài)劃分固體培養(yǎng)基；74.1.3．按用途劃分1）基礎(chǔ)培養(yǎng)基(minimummedium)在一定條件下含有某種微生物生長(zhǎng)繁殖所需的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基，也稱(chēng)為基本培養(yǎng)基。4.1.3．按用途劃分1）基礎(chǔ)培養(yǎng)基(minimummed8牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基就是枯草芽孢桿菌等的完全培養(yǎng)基2）完全培養(yǎng)基(completemedium)在一定條件下含有某種微生物生長(zhǎng)繁殖所需的所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基就是枯草芽孢桿菌等的完全培養(yǎng)基2）完全培養(yǎng)93）加富培養(yǎng)基和富集培養(yǎng)基(enrichmentmedium)在普通培養(yǎng)基（如肉湯蛋白胨培養(yǎng)基）中加入某些特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)制成的一類(lèi)營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基稱(chēng)加富培養(yǎng)基。這些特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括血液、血清、酵母浸膏、動(dòng)植物組織液等。用來(lái)培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)要求比較苛刻的異養(yǎng)型微生物，如培養(yǎng)百日咳博德氏菌(Bordetellapertussis)需要含有血液的加富培養(yǎng)基。根據(jù)待分離微生物的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基，用于從環(huán)境中富集和分離某種微生物稱(chēng)富集培養(yǎng)基。（目的微生物在這種培養(yǎng)基中較其他微生物生長(zhǎng)速度快，并逐漸富集而占優(yōu)勢(shì)，從而容易達(dá)到分離該種微生物的目的。）3）加富培養(yǎng)基和富集培養(yǎng)基(enrichmentmediu104）鑒別培養(yǎng)基(differentialmedium)5）選擇培養(yǎng)基(selectivemedium)用于鑒別不同類(lèi)型微生物的培養(yǎng)基特定的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生明顯的特征性變化，根據(jù)這種特征性變化,可將該種微生物與其他微生物區(qū)分開(kāi)來(lái)。用于將某種或某類(lèi)微生物從混雜的微生物群體中分離出來(lái)的培養(yǎng)基根據(jù)不同種類(lèi)微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)需求或?qū)δ撤N化學(xué)物質(zhì)的敏感性不同，在培養(yǎng)基中加入相應(yīng)的特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或化學(xué)物質(zhì)，抑制不需要的微生物的生長(zhǎng)，有利于所需微生物的生長(zhǎng)。4）鑒別培養(yǎng)基(differentialmedium)5）11微生物培養(yǎng)基ppt課件124）鑒別培養(yǎng)基(differentialmedium)4）鑒別培養(yǎng)基(differentialmedium)13伊紅和美藍(lán)二種苯胺染料可抑制G+細(xì)菌和一些難培養(yǎng)的G—細(xì)菌。在低酸度時(shí)，這二種染料結(jié)合形成沉淀，起著產(chǎn)酸指示劑的作用。試樣中的多種腸道菌會(huì)在EMB培養(yǎng)基上產(chǎn)生相互易區(qū)分的特征菌落，因而易于辨。例如大腸桿菌強(qiáng)烈分解乳糖而產(chǎn)生大量的混合酸，菌體呈酸性，菌落被染成深紫色，從菌落表面的反射光中還可看到綠色金屬閃光。伊紅和美藍(lán)二種苯胺染料可抑制G+細(xì)菌和一些難培養(yǎng)的G—細(xì)菌。145）選擇培養(yǎng)基(selectivemedium)5）選擇培養(yǎng)基(selectivemedium)155）選擇培養(yǎng)基(selectivemedium)5）選擇培養(yǎng)基(selectivemedium)164.1.4按在發(fā)酵過(guò)程中的地位來(lái)分1)孢子培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)要求不要太高所用無(wú)機(jī)鹽濃度要適量要注意培養(yǎng)基的pH和濕度4.1.4按在發(fā)酵過(guò)程中的地位來(lái)分1)孢子培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)要求172.種子培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度不必太高。供孢子發(fā)芽生長(zhǎng)用的種子培養(yǎng)基，可添加一些易被吸收利用的碳源和氮源。2)種子培養(yǎng)基1.必須有較完全和豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，特別需要充足的氮源和生長(zhǎng)因子。3.種子培養(yǎng)基成分還應(yīng)考慮與發(fā)酵培養(yǎng)基的主要成分相近。2.種子培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度不必太高。供孢子發(fā)芽生長(zhǎng)183)發(fā)酵培養(yǎng)基培養(yǎng)基能夠滿(mǎn)足產(chǎn)物最經(jīng)濟(jì)的合成發(fā)酵后所形成的副產(chǎn)物盡可能的少資源豐富,價(jià)格低廉,性能穩(wěn)定,便于采購(gòu)運(yùn)輸,適于規(guī)模儲(chǔ)藏,最好本地生產(chǎn)能滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求3)發(fā)酵培養(yǎng)基培養(yǎng)基能夠滿(mǎn)足產(chǎn)物最經(jīng)濟(jì)的合成發(fā)酵后所形成的副194.2微生物的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型異養(yǎng)型生物自養(yǎng)型生物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生物生長(zhǎng)過(guò)程中能量的來(lái)源光能營(yíng)養(yǎng)型化能營(yíng)養(yǎng)型光能自養(yǎng)型：以光為能源，不依賴(lài)任何有機(jī)物即可正常生長(zhǎng)光能異養(yǎng)型：以光為能源，但生長(zhǎng)需要一定的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)化能自養(yǎng)型：以無(wú)機(jī)物的氧化獲得能量，生長(zhǎng)不依賴(lài)有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物化能異養(yǎng)型：以有機(jī)物的氧化獲得能量，生長(zhǎng)依賴(lài)于有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)4.2微生物的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型異養(yǎng)型生物自養(yǎng)型生物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)20

微生物營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型(Ⅰ)微生物營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型(Ⅰ)21微生物的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型(Ⅱ)微生物的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型(Ⅱ)221．光能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）能以CO2為主要唯一或主要碳源；進(jìn)行光合作用獲取生長(zhǎng)所需要的能量；以無(wú)機(jī)物如H2、H2S、S等作為供氫體或電子供體，使CO2還原為細(xì)胞物質(zhì)；例如，藻類(lèi)及藍(lán)細(xì)菌等和植物一樣，以水為電子供體（供氫體），進(jìn)行產(chǎn)氧型的光合作用，合成細(xì)胞物質(zhì)。而紅硫細(xì)菌，以H2S為電子供體，產(chǎn)生細(xì)胞物質(zhì)，并伴隨硫元素的產(chǎn)生。CO2+2H2S光能光合色素[CH2O]+2S+H2O1．光能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）能以CO2為主要唯一或主要碳232．光能有機(jī)異養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）不能以CO2為主要或唯一的碳源；以有機(jī)物作為供氫體，利用光能將CO2還原為細(xì)胞物質(zhì)；在生長(zhǎng)時(shí)大多數(shù)需要外源的生長(zhǎng)因子；例如，紅螺菌屬中的一些細(xì)菌能利用異丙醇作為供氫體，將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)，同時(shí)積累丙酮。CHOH+CO2H3CH3C2光能光合色素2CH3C0CH3+[CH2O]+H2O2．光能有機(jī)異養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）不能以CO2為主要或唯一的碳24光能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型和光能有機(jī)異養(yǎng)型微生物可利用光能生長(zhǎng)，在地球早期生態(tài)環(huán)境的演化過(guò)程中起重要作用。光能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型和光能有機(jī)異養(yǎng)型微生物可利用光能生長(zhǎng)，253．化能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）生長(zhǎng)所需要的能量來(lái)自無(wú)機(jī)物氧化過(guò)程中放出的化學(xué)能；以CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源進(jìn)行生長(zhǎng)時(shí)，利用H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-等作為電子供體使CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)?；軣o(wú)機(jī)自養(yǎng)型只存在于微生物中，可在完全無(wú)機(jī)及無(wú)光的環(huán)境中生長(zhǎng)。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)；3．化能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）生長(zhǎng)所需要的能量來(lái)自無(wú)機(jī)物氧26微生物培養(yǎng)基ppt課件274．化能有機(jī)異養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）生長(zhǎng)所需要的能量均來(lái)自有機(jī)物氧化過(guò)程中放出的化學(xué)能；生長(zhǎng)所需要的碳源主要是一些有機(jī)化合物，如淀粉、糖類(lèi)、纖維素、有機(jī)酸等。有機(jī)物通常既是碳源也是能源；大多數(shù)細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物都是化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物；所有致病微生物均為化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物；4．化能有機(jī)異養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）生長(zhǎng)所需要的能量均來(lái)自有機(jī)物284．化能有機(jī)異養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）腐生型(metatrophy)：可利用無(wú)生命的有機(jī)物(如動(dòng)植物尸體和殘?bào)w)作為碳源；寄生型(paratrophy)：寄生在活的寄主機(jī)體內(nèi)吸取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),離開(kāi)寄主就不能生存；在腐生型和寄生型之間還存在中間類(lèi)型：兼性腐生型(facultivemetatrophy)；兼性寄生型(facultiveparatrophy)；4．化能有機(jī)異養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）腐生型(metatrophy29不同營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型之間的界限并非絕對(duì)：異養(yǎng)型微生物并非絕對(duì)不能利用CO2；自養(yǎng)型微生物也并非不能利用有機(jī)物進(jìn)行生長(zhǎng)；有些微生物在不同生長(zhǎng)條件下生長(zhǎng)時(shí),其營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型也會(huì)發(fā)生改變；例如紫色非硫細(xì)菌(purplenonsulphurbacteria)：沒(méi)有有機(jī)物時(shí)，同化CO2，

為自養(yǎng)型微生物；有機(jī)物存在時(shí)，利用有機(jī)物進(jìn)行生長(zhǎng)，為異養(yǎng)型微生物；光照和厭氧條件下，利用光能生長(zhǎng)，為光能營(yíng)養(yǎng)型微生物；黑暗與好氧條件下，依靠有機(jī)物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能生長(zhǎng)，為化能營(yíng)養(yǎng)型微生物；微生物營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型的可變性無(wú)疑有利于提高其對(duì)環(huán)境條件變化的適應(yīng)能力不同營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型之間的界限并非絕對(duì)：異養(yǎng)型微生物并非絕對(duì)不能利用305．營(yíng)養(yǎng)缺陷型某些菌株發(fā)生突變(自然突變或人工誘變)后，失去合成某種(或某些)對(duì)該菌株生長(zhǎng)必不可少的物質(zhì)(通常是生長(zhǎng)因子如氨基酸、維生素)的能力，必須從外界環(huán)境獲得該物質(zhì)才能生長(zhǎng)繁殖，這種突變型菌株稱(chēng)為營(yíng)養(yǎng)缺陷型(auxotroph)，相應(yīng)的野生型菌株稱(chēng)為原養(yǎng)型(prototroph)。營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株經(jīng)常用來(lái)進(jìn)行微生物遺傳學(xué)方面的研究。微生物生長(zhǎng)需要的生長(zhǎng)因子與營(yíng)養(yǎng)缺陷型之間的關(guān)系？5．營(yíng)養(yǎng)缺陷型某些菌株發(fā)生突變(自然突變或人工誘變)后，失去314.3培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分培養(yǎng)基幾乎是一切對(duì)微生物進(jìn)行研究和利用工作的基礎(chǔ)培養(yǎng)基（medium）是人工配制的，適合微生物生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物生長(zhǎng)所需要六大營(yíng)養(yǎng)要素：碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、能源、生長(zhǎng)因子、水任何培養(yǎng)基一旦配成，必須立即進(jìn)行滅菌處理；常規(guī)高壓蒸汽滅菌：

1.05kg/cm2,121.3℃15-30分鐘；0.56kg/cm2,112.6℃15-30分鐘某些成分進(jìn)行分別滅菌；過(guò)濾除菌；4.3培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分培養(yǎng)基幾乎是一切對(duì)微生物進(jìn)行研究和32微生物與動(dòng)植物營(yíng)養(yǎng)要素的比較微生物與動(dòng)植物營(yíng)養(yǎng)要素的比較334.3.1碳源構(gòu)成菌體成分的重要元素，產(chǎn)生各種代謝產(chǎn)物和細(xì)胞內(nèi)貯藏物質(zhì)的主要原料同時(shí)又是化能異養(yǎng)型微生物的能量來(lái)源。4.3.1碳源構(gòu)成菌體成分的重要元素，產(chǎn)生各種代謝產(chǎn)物和細(xì)34碳源種類(lèi)糖：?jiǎn)翁侵械募禾?，寡糖中的蔗糖、麥芽糖、棉子糖，多糖中的淀粉、纖維素、半纖維素、甲殼質(zhì)和果膠質(zhì)等，其中淀粉是大多數(shù)微生物都能利用的碳源。有機(jī)酸如糖酸、檸檬酸、反丁烯二酸、琥珀酸、蘋(píng)果酸、丙酮酸、酒石酸等碳源種類(lèi)糖：?jiǎn)翁侵械募禾?，寡糖中的蔗糖、麥芽糖、棉子糖，多?5醇類(lèi)甘露醇、甘油、低濃度的乙醇脂肪酸如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等低級(jí)脂肪酸都可用作碳源。油酸和亞油酸等高級(jí)脂肪酸可被不少放線(xiàn)菌和真菌作為碳源和能源利用，低濃度的高級(jí)脂肪酸可刺激細(xì)菌生長(zhǎng)，但濃度較高時(shí)往往有毒害作用。正烷烴一般是指從石油裂得到的14C至18C的直鏈烷烴混合物醇類(lèi)甘露醇、甘油、低濃度的乙醇脂肪酸如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸364.3.2氮源氮是構(gòu)成微生物細(xì)胞蛋白質(zhì)和核酸的主要元素，而蛋白質(zhì)和核酸是微生物原生質(zhì)的主要組成部分氮素一般不提供能量，但硝化細(xì)菌卻能利用氨作為氮源和能源就某一類(lèi)微生物而言，由于其合成能力的差異，對(duì)氮營(yíng)養(yǎng)的需要也有很大區(qū)別4.3.2氮源氮是構(gòu)成微生物細(xì)胞蛋白質(zhì)和核酸的主要元素，37氮源可分為無(wú)機(jī)氮和有機(jī)氮有機(jī)氮源：花生餅粉、黃豆餅粉、棉子餅粉、玉米漿、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母膏、魚(yú)粉、蠶蛹粉、尿素、廢菌絲體和酒糟等有機(jī)氮源特點(diǎn)：含有豐富的蛋白質(zhì)、多肽和游離的氨基酸還含有少量的糖類(lèi)、脂肪、無(wú)機(jī)鹽、維生素及生長(zhǎng)因子氮源可分為無(wú)機(jī)氮和有機(jī)氮有機(jī)氮源：花生餅粉、黃豆餅粉、棉子餅38無(wú)機(jī)氮源銨鹽、硝酸鹽、氨水等微生物對(duì)其吸收利用比有機(jī)物快，所以也稱(chēng)速效氮。利用無(wú)機(jī)氮時(shí)應(yīng)注意引起的pH變化無(wú)機(jī)氮源銨鹽、硝酸鹽、氨水等微生物對(duì)其吸收利用比有機(jī)物快，所394.3.3水

（1）

水是良好的溶劑，菌體所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都是溶解于水中被吸收的。（2）

滲透、分泌、排泄等作用都是以水為媒介的；（3）

水直接參與代謝作用中的許多反應(yīng)。所以，水在生物化學(xué)反應(yīng)中占有極為重要的地位。（4）

水的比熱高，能有效地吸收代謝過(guò)程中所放出的熱，使細(xì)胞內(nèi)溫度不致驟然上升。（5）

水是熱的良導(dǎo)體，有利于放熱，可調(diào)節(jié)細(xì)胞的溫度4.3.3水（1）水是良好的溶劑，菌體所需要的營(yíng)養(yǎng)物404.3.4微量元素(無(wú)機(jī)鹽類(lèi))無(wú)機(jī)鹽類(lèi)是微生物生命活動(dòng)所不可缺少的物質(zhì)。主要功用是：構(gòu)成菌體成分作為酶活性基的組成部分或維持酶的活性調(diào)節(jié)滲透壓、pH值、氧化還原電位等作為自養(yǎng)菌的能源。

4.3.4微量元素(無(wú)機(jī)鹽類(lèi))無(wú)機(jī)鹽類(lèi)是微生物生命活動(dòng)41無(wú)機(jī)元素包括主要元素(又稱(chēng)大量元素)和微量元素兩類(lèi)，這是依據(jù)微生物對(duì)它們需要量的大小劃分的。主要元素有P、S、Mg、K、Ca等；微量元素有Fe、Cu、Mn、Zn、Mo、Co、B等。當(dāng)鹽濃度太高時(shí)，對(duì)微生物生長(zhǎng)有抑制作用，而在較低濃度時(shí)卻能刺激生長(zhǎng)。

一般在復(fù)合培養(yǎng)基中由于加入許多動(dòng)植物原料等都含有微量元素。無(wú)機(jī)元素包括主要元素(又稱(chēng)大量元素)和微量元素兩類(lèi)，這是依42微生物培養(yǎng)基ppt課件434.3.5生長(zhǎng)因子,前體,產(chǎn)物促進(jìn)劑和抑制劑1)生長(zhǎng)因子微生物生長(zhǎng)不可缺少的微量有機(jī)物,如氨基酸,嘌呤,嘧啶,維生素等培養(yǎng)基的有機(jī)氮源中含有豐富的生長(zhǎng)因子,一般不需要另外單獨(dú)添加如玉米漿4.3.5生長(zhǎng)因子,前體,產(chǎn)物促進(jìn)劑和抑制劑1)生長(zhǎng)因子442)前體微生物生物合成過(guò)程中直接接入到產(chǎn)物分子中去而沒(méi)有發(fā)生結(jié)構(gòu)變化的一類(lèi)物質(zhì),能較大提高產(chǎn)物產(chǎn)量2)前體微生物生物合成過(guò)程中直接接入到產(chǎn)物分子中去而沒(méi)有發(fā)生453)抑制劑與產(chǎn)物促進(jìn)劑促進(jìn)劑:微生物生長(zhǎng)所非必需的,且非前體,但能提高產(chǎn)量的添加劑3)抑制劑與產(chǎn)物促進(jìn)劑促進(jìn)劑:微生物生長(zhǎng)所非必需的,且非前46抑制劑:加入培養(yǎng)基后能抑制產(chǎn)品生成的物質(zhì)如基因表達(dá)的負(fù)向調(diào)控中與阻遏蛋白結(jié)合的小分子物質(zhì)抑制劑:加入培養(yǎng)基后能抑制產(chǎn)品生成的物質(zhì)如基因表達(dá)的負(fù)向調(diào)474.4選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法在微生物學(xué)研究和生長(zhǎng)實(shí)踐中，配置合適的培養(yǎng)基是一項(xiàng)最基本的要求。1、選擇適宜的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)2、營(yíng)養(yǎng)物的濃度及配比合適3、物理、化學(xué)條件適宜4、經(jīng)濟(jì)節(jié)約5、培養(yǎng)基的優(yōu)化4.4選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法在微生物學(xué)研究和生長(zhǎng)實(shí)48大規(guī)模發(fā)酵的培養(yǎng)基應(yīng)具有以下共同特點(diǎn)：1、能夠滿(mǎn)足產(chǎn)物最經(jīng)濟(jì)的合成；2、發(fā)酵后所形成的副產(chǎn)物盡可能少；3、原材料應(yīng)因地制宜、價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定、資源豐富、便于采購(gòu)運(yùn)輸，適合大規(guī)模儲(chǔ)藏，能保證生產(chǎn)上的供應(yīng)；4、能滿(mǎn)足總體工藝的要求。大規(guī)模發(fā)酵的培養(yǎng)基應(yīng)具有以下共同特點(diǎn)：1、能夠滿(mǎn)足產(chǎn)物最經(jīng)濟(jì)494.4.1、選擇適宜的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)培養(yǎng)不同的微生物必須采用不同的培養(yǎng)條件；培養(yǎng)目的不同，原料的選擇和配比不同；實(shí)驗(yàn)室的常用培養(yǎng)基：細(xì)菌：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（或簡(jiǎn)稱(chēng)普通肉湯培養(yǎng)基）；放線(xiàn)菌：高氏1號(hào)合成培養(yǎng)基培養(yǎng)；酵母菌：麥芽汁培養(yǎng)基；霉菌：查氏合成培養(yǎng)基；實(shí)驗(yàn)室一般培養(yǎng)：普通常用培養(yǎng)基；遺傳研究：成分清楚的合成培養(yǎng)基；生理、代謝研究：選用相應(yīng)的培養(yǎng)基配方；例如枯草芽孢桿菌：一般培養(yǎng)：肉湯培養(yǎng)基或LB培養(yǎng)基；自然轉(zhuǎn)化：基礎(chǔ)培養(yǎng)基；觀察芽孢：生孢子培養(yǎng)基；產(chǎn)蛋白酶：以玉米粉、黃豆餅粉為主的產(chǎn)酶培養(yǎng)基；4.4.1、選擇適宜的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)培養(yǎng)不同的微生物必須采用不同的504.4.2、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度及配比合適營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度適宜；營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的配比適宜；高濃度糖類(lèi)物質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、重金屬離子等不僅不能維持和促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)，反而起到抑制或殺菌作用。培養(yǎng)基中各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的濃度配比也直接影響微生物的生長(zhǎng)繁殖和(或)代謝產(chǎn)物的形成和積累，其中碳氮比(C/N)的影響較大。發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸時(shí)：碳氮比為4/1時(shí)，菌體大量繁殖，谷氨酸積累少；碳氮比為3/1時(shí)，菌體繁殖受到抑制，谷氨酸產(chǎn)量則大量增加。4.4.2、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度及配比合適營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度適宜；高濃度514.4.3、物理化學(xué)條件適宜pH；水活度；氧化還原電位；4.4.3、物理化學(xué)條件適宜pH；523、物理化學(xué)條件適宜1）pH培養(yǎng)基的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)，以滿(mǎn)足不同類(lèi)型微生物的生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。通常培養(yǎng)條件：細(xì)菌與放線(xiàn)菌：pH7~7.5酵母菌和霉菌：pH4.5~6范圍內(nèi)生長(zhǎng)為了維持培養(yǎng)基pH的相對(duì)恒定，通常在培養(yǎng)基中加入pH緩沖劑，或在進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時(shí)補(bǔ)加酸、堿。3、物理化學(xué)條件適宜1）pH培養(yǎng)基的pH必須控制在一定的范圍532）水活度在天然環(huán)境中，微生物可實(shí)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：,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(zhǎng),αw過(guò)低時(shí),微生物生長(zhǎng)的遲緩期延長(zhǎng),比生長(zhǎng)速率和總生長(zhǎng)量減少。微生物不同，其生長(zhǎng)的最適αw不同。2）水活度在天然環(huán)境中，微生物可實(shí)際利用的自由水或游離水的含542）水活度2）水活度553）氧化還原電位氧化還原電位又稱(chēng)氧化還原電勢(shì)（redoxpotential），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(shì)的一種指標(biāo)，其單位是V（伏）或mV（毫伏）。就跟微生物與pH的關(guān)系一樣，不同類(lèi)型微生物生長(zhǎng)對(duì)氧化還原電位(Ф)的要求不同好氧性微生物：+0.1伏以上時(shí)可正常生長(zhǎng),以+0.3～+0.4伏為宜；厭氧性微生物：低于+0.1伏條件下生長(zhǎng)；兼性厭氧微生物：+0.1伏以上時(shí)進(jìn)行好氧呼吸,+0.1伏以下時(shí)進(jìn)行發(fā)酵。3）氧化還原電位氧化還原電位又稱(chēng)氧化還原電勢(shì)（redoxp563）氧化還原電位氧化還原電位與氧分壓和pH有關(guān),也受某些微生物代謝產(chǎn)物的影響增加通氣量(如振蕩培養(yǎng)、攪拌)提高培養(yǎng)基的氧分壓，或加入氧化劑，從而增加Ф值；在培養(yǎng)基中加入抗壞血酸（0.1%）、硫化氫(0.025%)、半胱氨酸(<0.05%)、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇、庖肉等還原性物質(zhì)可降低Ф值。培養(yǎng)基中加入氧化還原指示劑刃天青可對(duì)氧化還原電位進(jìn)行間接測(cè)定3）氧化還原電位氧化還原電位與氧分壓和pH有關(guān),也受某些微生573）氧化還原電位氧化還原電位與氧分壓和pH有關(guān),也受某些微生物代謝產(chǎn)物的影響3）氧化還原電位氧化還原電位與氧分壓和pH有關(guān),也受某些微生584.4.4、經(jīng)濟(jì)節(jié)約配制培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)盡量利用廉價(jià)且易于獲得的原料作為培養(yǎng)基成份,特別是在發(fā)酵工業(yè)中,以降低生產(chǎn)成本。以粗代精對(duì)微生物來(lái)說(shuō)，各種粗原料營(yíng)養(yǎng)更加完全，效果更好。而且在經(jīng)濟(jì)上也節(jié)約。4.4.4、經(jīng)濟(jì)節(jié)約配制培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)盡量利用廉價(jià)且易于獲得的原59以野生植物原料代替栽培植物原料，如木薯、橡子、薯芋等都是富含淀粉質(zhì)的野生植物，可以部分取代糧食用于工業(yè)發(fā)酵的碳源。以“野”代“家”以石油或天然氣副產(chǎn)品代替糖質(zhì)原料來(lái)培養(yǎng)微生物。生產(chǎn)石油蛋白將石油產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成一些產(chǎn)值更高的高級(jí)醇、脂肪酸、環(huán)烷酸等化工產(chǎn)品和若干合成物；對(duì)石油產(chǎn)品的品質(zhì)進(jìn)行改良，如脫硫、脫蠟等。以烴代糧以野生植物原料代替栽培植物原料