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1、培养基培养基 定义：应科研或生产的需要，由人工配制定义：应科研或生产的需要，由人工配制的、适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢的、适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物用的营养基质（混合养料）。产物用的营养基质（混合养料）。 特点：任何培养基都应具备微生物所需特点：任何培养基都应具备微生物所需要的五大营养要素，且应比例适当。所以一要的五大营养要素，且应比例适当。所以一旦配成必须立即灭菌。旦配成必须立即灭菌。 用途：促使微生物生长；积累代谢产物；用途：促使微生物生长；积累代谢产物；分离微生物菌种；鉴定微生物种类；微生物分离微生物菌种；鉴定微生物种类；微生物细胞计数；菌种保藏；制备微生物制品。细胞计
2、数；菌种保藏；制备微生物制品。 一、培养基的类型一、培养基的类型1 1、按制备后培养基外观的物理状态来分：、按制备后培养基外观的物理状态来分： 液体培养基：液体培养基不含任何凝固液体培养基：液体培养基不含任何凝固剂，菌体与培养基充分接触，操作方便，常剂，菌体与培养基充分接触，操作方便，常用于大规模的工业生产以及在实验室进行微用于大规模的工业生产以及在实验室进行微生物生理代谢等基本理论的研究工作。可据生物生理代谢等基本理论的研究工作。可据培养后的浊度判断微生物的生长程度。培养后的浊度判断微生物的生长程度。 固体培养基：天然固体营养基质制成的固体培养基：天然固体营养基质制成的培养基，或液体培养基中
3、加入一定量凝固培养基，或液体培养基中加入一定量凝固剂（琼脂剂（琼脂1.51.52 2) )而呈固体状态的培养而呈固体状态的培养基。为微生物的生长提供营养表面。常用基。为微生物的生长提供营养表面。常用于微生物的分离、纯化、计数等方面的研于微生物的分离、纯化、计数等方面的研究。可依使用目的不同而制成斜面、平板究。可依使用目的不同而制成斜面、平板等形式。等形式。 半固体培养基：在液体培养基中加入半固体培养基：在液体培养基中加入0.20.20.70.7的琼脂构成的培养基。常用来的琼脂构成的培养基。常用来观察细菌运动的特征，以进行菌种鉴定和观察细菌运动的特征，以进行菌种鉴定和噬菌体效价滴定等方面的实验工
4、作。噬菌体效价滴定等方面的实验工作。 2 2、按对培养基成分的了解程度来分：、按对培养基成分的了解程度来分： 天然培养基：利用化学成分还不完全天然培养基：利用化学成分还不完全清楚或不恒定的天然物质，（如肉汤、蛋清楚或不恒定的天然物质，（如肉汤、蛋白胨、麦芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米粉、白胨、麦芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米粉、牛奶、血清等）制成的培养基，天然培养牛奶、血清等）制成的培养基，天然培养基比较经济，除实验室经常使用外，更适基比较经济，除实验室经常使用外，更适宜于在生产上用来大规模地培养微生物和宜于在生产上用来大规模地培养微生物和生产微生物产品。生产微生物产品。 合成（组合）培养基：由化学成
5、分完全合成（组合）培养基：由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基，该类培养基了解的物质配制而成的培养基，该类培养基的组成成分精确、清楚，重复性强，但微生的组成成分精确、清楚，重复性强，但微生物生长较慢，且价格昂贵，故一般适于在实物生长较慢，且价格昂贵，故一般适于在实验室范围内他有关研生物营养需要、代谢、验室范围内他有关研生物营养需要、代谢、分类鉴定、生物测定以及菌种选育、遗传分分类鉴定、生物测定以及菌种选育、遗传分析等方面的研究工作。如高氏培养基、察氏析等方面的研究工作。如高氏培养基、察氏培养基等。培养基等。 半组合培养基：在合成培养基的基础半组合培养基：在合成培养基的基础上添加些天然成份，
6、以更有效地满足微上添加些天然成份，以更有效地满足微生物对营养物的需要生物对营养物的需要. .如马铃薯蔗糖培养如马铃薯蔗糖培养基。基。 3 3、根据培养目的来分、根据培养目的来分 种子培养基：是为保证发酵生产获得种子培养基：是为保证发酵生产获得大量优质种子而设计的培养基，特点是营大量优质种子而设计的培养基，特点是营养较丰富，氮源比例较高。有时为使菌种养较丰富，氮源比例较高。有时为使菌种能迅速适应后面的发酵条件，还有意识地能迅速适应后面的发酵条件，还有意识地加入发酵培养基的基质。加入发酵培养基的基质。 发酵培养基：用于生产预定发酵产物，发酵培养基：用于生产预定发酵产物，一般以碳为主要元素，碳源含量
7、往往高一般以碳为主要元素，碳源含量往往高于种子培养基。大规模生产时，原料应于种子培养基。大规模生产时，原料应价廉易得，还应有利于下游的分离提取。价廉易得，还应有利于下游的分离提取。 4 4、按特殊用途划分、按特殊用途划分 基础培养基：是含有一般微生物生长繁基础培养基：是含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基；殖所需的基本营养物质的培养基； 另外另外基础培养基也可作为一些特殊培养基的基基础培养基也可作为一些特殊培养基的基础成分（如制备糖发酵培养基时）。础成分（如制备糖发酵培养基时）。 选择性培养基：是根据某种或某一类选择性培养基：是根据某种或某一类群微生物的特殊营养需要，或对某种化群微
8、生物的特殊营养需要，或对某种化合物的敏感性不同而设计出来的一类培合物的敏感性不同而设计出来的一类培养基。利用这种培养基可用来将某种或养基。利用这种培养基可用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来。出来。 鉴别性培养基鉴别性培养基(differential medium)(differential medium)：用于鉴别不同类型微生物的培养基，在普用于鉴别不同类型微生物的培养基，在普通培养基中加入能与某种代谢产物发生反通培养基中加入能与某种代谢产物发生反应的指示剂或化学药品，从而产生某种明应的指示剂或化学药品，从而产生某种明显的特征性变化，以区别不同
9、的微生物，显的特征性变化，以区别不同的微生物，例：伊红美兰乳糖培养基（例：伊红美兰乳糖培养基（Eosin Eosin Methylene BlueMethylene Blue） 加富培养基加富培养基(enriched medium)(enriched medium)： 在普通培养基中加入某些特殊的营养物，在普通培养基中加入某些特殊的营养物，如血、血清、动、植物组织液或其他营如血、血清、动、植物组织液或其他营养物质（或生长因子）的一类营养丰富养物质（或生长因子）的一类营养丰富的培养基。用来培养营养要求苛刻的微的培养基。用来培养营养要求苛刻的微生物，或用以富集（数量上占优势）和生物，或用以富集（数
10、量上占优势）和分离某中微生物分离某中微生物。 5 5、根据所培养微生物的微生物类群来分、根据所培养微生物的微生物类群来分 细菌培养基细菌培养基 放线菌培养基放线菌培养基 霉菌培养基霉菌培养基 酵母菌培养基酵母菌培养基 细菌培养基细菌培养基营养肉汤（营养肉汤（nutrient broth)nutrient broth)： 牛肉膏牛肉膏 3g3g； 水水 1000ml1000ml； 蛋白胨蛋白胨 5g 5g ； pH 7.2pH 7.27.47.4； 放线菌培养基放线菌培养基高氏高氏1 1号：号： 可溶性淀粉可溶性淀粉 20g20g； KNOKNO3 3 1g 1g； K K2 2HPOHPO4
11、4 1g1g； MgSOMgSO4 4 0.5g 0.5g； NaCl 1g NaCl 1g； FeSO FeSO4 47H7H2 2O 0.5gO 0.5g； 水水 1000ml1000ml； pH 7.2 pH 7.27.47.4； 霉菌培养基霉菌培养基查氏（查氏（zapek)zapek)培养基：培养基： 蔗糖蔗糖 30g30g； KCl 0.5g KCl 0.5g； MgSO MgSO4 4.H.H2 2O 0.5gO 0.5g； FeSO FeSO4 4 0.5g 0.5g； 水水 1000ml1000ml； K K2 2HPOHPO4 4 1g 1g； NaNO NaNO3 3 3g
12、 3g； pH 6.7 pH 6.7； 理想凝固剂应具备的条件理想凝固剂应具备的条件： 1.1.不被微生物分解、利用、液化；不被微生物分解、利用、液化； 2.2.不因消毒灭菌而被破坏；不因消毒灭菌而被破坏； 3.3.在微生物的生长温度内保持固态；在微生物的生长温度内保持固态； 4.4.凝固点的温度对微生物无害；凝固点的温度对微生物无害； 5.5.透明度好，粘着力强透明度好，粘着力强二、培养基的配制原则二、培养基的配制原则（一）培养基组分满足微生物的需要（目的（一）培养基组分满足微生物的需要（目的明确）明确）；（二）营养物的浓度与比例应恰当（营养协（二）营养物的浓度与比例应恰当（营养协调）调）；
13、（三）物理化学条件适宜（条件适宜）（三）物理化学条件适宜（条件适宜）；（四）根据培养目的选择原料及其来源（经（四）根据培养目的选择原料及其来源（经济节约）济节约）；（一）培养基组分满足微生物的需要（一）培养基组分满足微生物的需要 即根据不同微生物的营养需要配制不同即根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基。的培养基。 不同营养类型的微生物，其对营养物的不同营养类型的微生物，其对营养物的需求差异很大。如自养型微生物的培养基需求差异很大。如自养型微生物的培养基完全可以（或应该）由简单的无机物质组完全可以（或应该）由简单的无机物质组成。异养做生物的培养基至少需要含有一成。异养做生物的培养基至少需要含
14、有一种有机物质，但有机物的种类需适应所培种有机物质，但有机物的种类需适应所培养菌的特点。养菌的特点。 按按微微生生物物的的主主要要类类群群来来说说，它它们们所所需需要要的的培养基成分也不同：培养基成分也不同： 细菌：细菌： 牛肉膏蛋白胨培养基牛肉膏蛋白胨培养基 放线菌：放线菌： 高氏一号培养基高氏一号培养基 真菌：真菌： 查氏合成培养基查氏合成培养基 酵母菌：酵母菌： 麦芽汁麦芽汁 当对试验菌营养需求特点不清楚的时候，当对试验菌营养需求特点不清楚的时候，可以采用可以采用生长谱生长谱法进行测定。法进行测定。（二）营养物的浓度与比例应恰当（二）营养物的浓度与比例应恰当 浓度过高浓度过高微生物的生长
15、起抑制作用，微生物的生长起抑制作用， 浓度过小浓度过小不能满足微生物生长的需要。不能满足微生物生长的需要。 碳氮比（碳氮比（C/NC/N）直接影响微生物生长与繁）直接影响微生物生长与繁殖及代谢物的形成与积累，故常作为考察培殖及代谢物的形成与积累，故常作为考察培养基组成时的一个重要指标。养基组成时的一个重要指标。C/NC/N比值比值= =碳源中的碳原子的碳源中的碳原子的molmol数数氮源中所含的氮原子的氮源中所含的氮原子的molmol数数 应注意各营养物质之间的浓度比；培养应注意各营养物质之间的浓度比；培养基中各营养物质之间的浓度比直接影响微基中各营养物质之间的浓度比直接影响微生物的生长与繁殖
16、和（或）代谢产物的形生物的生长与繁殖和（或）代谢产物的形成与积累，尤其是碳氮比（成与积累，尤其是碳氮比（C CN N）的影响）的影响更为明显。更为明显。 例：在谷氨酸生产中例：在谷氨酸生产中 C/N C/N 4/14/1时，菌体大量繁殖，谷氨酸积时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；累少； C/N C/N 3/1 3/1 时，菌体生长受抑制，而谷氨时，菌体生长受抑制，而谷氨酸大量增加。酸大量增加。 还应注意：速效性氮（或碳）源与迟效还应注意：速效性氮（或碳）源与迟效性氮（或碳）源的比例；各种金属离子间性氮（或碳）源的比例；各种金属离子间的比例（影响营养物质的渗透和其他代谢的比例（影响营养物质的渗透和
17、其他代谢活动）。活动）。 培养基中各种元素的比例需要平衡。培养基中各种元素的比例需要平衡。（三）物理化学条件适宜（三）物理化学条件适宜1 1、pH:pH:各类微生物的最适生长各类微生物的最适生长pHpH值各不相值各不相同：同： 细细 菌：菌：7.07.08.0 8.0 放线菌：放线菌：7.57.58.58.5酵母菌：酵母菌：3.83.86.0 6.0 霉霉 菌：菌：4.04.05.85.8 在微生物的生长和代谢过程中，由于营在微生物的生长和代谢过程中，由于营养物质的利用和代谢产物的形成与积累，养物质的利用和代谢产物的形成与积累，培养基的初始培养基的初始pHpH值会发生改变。值会发生改变。 为了
18、维持培养基为了维持培养基pHpH值的相对恒定，通常值的相对恒定，通常采用下列两种方式：采用下列两种方式： 内源调节：在培养基里加一些缓冲剂或内源调节：在培养基里加一些缓冲剂或不溶性的碳酸盐；调节培养基的碳氮比。不溶性的碳酸盐；调节培养基的碳氮比。 外源调节：按实际需要不断向发酵液流外源调节：按实际需要不断向发酵液流加酸或碱液。加酸或碱液。 磷酸缓冲液：磷酸缓冲液：pHpH值从值从6.0-7.66.0-7.6之间之间 K2HPO4+HCl KH2PO4+KClKH2PO4+KOH K2HPO4+H2O 加入加入CaCOCaCO3 3：CO32 HCO3 H2CO3 CO2+H2O+H+H+H+H
19、 培养基中所含氨基酸、肽、蛋白质等物质培养基中所含氨基酸、肽、蛋白质等物质也可起到缓冲作用也可起到缓冲作用。 2 2、渗透压和、渗透压和a aw w 渗透压渗透压等渗溶液等渗溶液 适宜微生物生长；适宜微生物生长；高渗溶液高渗溶液 细胞发生质壁分离细胞发生质壁分离；低渗溶液低渗溶液 细胞吸水膨胀，直至破裂细胞吸水膨胀，直至破裂。 3 3、氧化还原电势、氧化还原电势 各种微生物对培养基的氧化还原电势各种微生物对培养基的氧化还原电势的要求：的要求： 好氧微生物：好氧微生物：+0.3- +0.4V,(+0.3- +0.4V,(在在0.1V0.1V以上的环境中均能生长以上的环境中均能生长) )；厌氧微；
20、厌氧微生物：只能在生物：只能在+0.1V+0.1V以下生长；兼性厌以下生长；兼性厌氧微生物：氧微生物：+0.1V+0.1V以上呼吸、以上呼吸、+0.1V+0.1V以下以下发酵。发酵。 培养基是多氧化还原偶的复杂电化学培养基是多氧化还原偶的复杂电化学系统，测出的系统，测出的EhEh值仅代表其综合结果。值仅代表其综合结果。 对微生物影响最大的是：分子氧和分对微生物影响最大的是：分子氧和分子氢的浓度子氢的浓度 培养基中常用的还原剂：巯基乙酸、培养基中常用的还原剂：巯基乙酸、抗坏血酸、硫化氢、半胱氨酸、谷胱甘肽、抗坏血酸、硫化氢、半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫苏糖醇等。二硫苏糖醇等。（四）根据培养基的应用目
21、的选择原料（四）根据培养基的应用目的选择原料及其来源及其来源 该培养基的应用目的，即：该培养基的应用目的，即： 是培养菌体还是积累代谢产物？是培养菌体还是积累代谢产物？ 是实验室种子培养还是大规模发酵？是实验室种子培养还是大规模发酵？ 代谢产物是初级代谢产物还是次级代代谢产物是初级代谢产物还是次级代谢产物？谢产物？ 用于培养菌体种子的培养基营养应丰富，用于培养菌体种子的培养基营养应丰富，氮源含量宜高（碳氮比低）；氮源含量宜高（碳氮比低）； 用于大量生产代谢产物的培养基其氮源一用于大量生产代谢产物的培养基其氮源一般应比种子培养基稍低，（但若发酵产物般应比种子培养基稍低，（但若发酵产物是含氮化合物
22、时，有时还应提高培养基的是含氮化合物时，有时还应提高培养基的氮源含量）；若代谢产物是次级代谢产物氮源含量）；若代谢产物是次级代谢产物时要考虑是否加入特殊元素或特定的代谢时要考虑是否加入特殊元素或特定的代谢产物；产物； 当所设计的是大规模发酵用的培养基时，当所设计的是大规模发酵用的培养基时，应重视培养基中各成份的来源和价格，应应重视培养基中各成份的来源和价格，应选择来源广泛、价格低廉选择来源广泛、价格低廉 的原料，提倡以的原料，提倡以粗代精，以废代好。粗代精，以废代好。三、设计培养基的方法三、设计培养基的方法1.1.生态模拟：生态模拟： 调查所培养菌的生态条件，调查所培养菌的生态条件，查看查看“
23、嗜好嗜好”，对，对“症症”下料下料初级天初级天然培养基。然培养基。2.2.查阅文献：查阅、分析文献，调查前人查阅文献：查阅、分析文献，调查前人的工作资料，借鉴人家的经验，以便从的工作资料，借鉴人家的经验，以便从中得到启发设计有自己特色的培养基配中得到启发设计有自己特色的培养基配方。方。3.3.精心设计：借助优选法或正交试验设计精心设计：借助优选法或正交试验设计法等方法。法等方法。4 4、实验比较：、实验比较： 不同培养基配方的选择比较不同培养基配方的选择比较 单种成分来源和数量的比较单种成分来源和数量的比较 几种成分浓度比例调配的比较几种成分浓度比例调配的比较 小型试验放大到大型生产条件的比较
24、小型试验放大到大型生产条件的比较 pHpH和温度试验和温度试验 配置培养基时应注意的几个问题及解配置培养基时应注意的几个问题及解决方法：决方法：1 1、沉淀、沉淀2 2、胶体强度的破坏、胶体强度的破坏3 3、褐色物质的形成、褐色物质的形成4 4、pHpH发生变化发生变化 培养基的灭菌培养基的灭菌 高压蒸气灭菌高压蒸气灭菌一般培养基一般培养基: 1.05 Kg/cm: 1.05 Kg/cm2 2, 121.3, 15-, 121.3, 15-30 min30 min；含糖培养基含糖培养基:0.56 Kg/cm:0.56 Kg/cm2 2, 112.6 , 15-, 112.6 , 15-30 min30 min；过滤灭菌过滤灭菌, , 分别灭菌分别灭菌, , 间歇灭菌的应用间歇灭菌的应用。器皿的灭菌：干热空气：器皿的灭菌：干热空气： 160160， 2 2 小时小时无菌室的消毒：紫外光；化学药物熏蒸（苯无菌室的消毒：紫外光；化学药物熏蒸（苯酚；高锰酸钾酚；高锰酸钾+ +甲醛）甲醛）
