微生物的營(yíng)養(yǎng)

1、微生物的營(yíng)養(yǎng)微生物的營(yíng)養(yǎng) 你認(rèn)識(shí)到了嗎你認(rèn)識(shí)到了嗎l了解、認(rèn)識(shí)了各種微生物的形態(tài)和繁殖特點(diǎn)，就為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)、研究并利用微生物打下了基礎(chǔ)。l要研究、利用微生物的有益特性以及防止、控制微生物的有害影響，就必須首先能夠培養(yǎng)它，才能進(jìn)一步研究其生理生化、生長(zhǎng)代謝以及遺傳變異等特征，使之盡量在人類的掌控之內(nèi)。因此，學(xué)習(xí)微生物的營(yíng)養(yǎng)和培養(yǎng)基知識(shí)，是實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)、利用和研究微生物的必要基礎(chǔ)。？。？。營(yíng)養(yǎng)是生命活動(dòng)的起點(diǎn)，是必需的物質(zhì)基礎(chǔ)。營(yíng)養(yǎng)是生命活動(dòng)的起點(diǎn)，是必需的物質(zhì)基礎(chǔ)。微生物的營(yíng)養(yǎng)過(guò)程為其生命活動(dòng)提供了物質(zhì)、能量、代謝調(diào)節(jié)物和必要的生理環(huán)境的保障。l營(yíng)養(yǎng)(nutrition)：生物體從外部環(huán)境中攝取攝取

2、生命活動(dòng)必需的物質(zhì)物質(zhì)和能量能量，以滿足正常生長(zhǎng)、繁殖和各種生理活動(dòng)之所需。 廣義地說(shuō)，營(yíng)養(yǎng)是微生物獲得和利用營(yíng)養(yǎng)物的過(guò)程，是微生物維持和延續(xù)其生命形式的一種基本生理過(guò)程。l營(yíng)養(yǎng)物(nutrient)：具有營(yíng)養(yǎng)功能的物質(zhì)和能量（指光能對(duì)微生物來(lái)說(shuō)）第一節(jié)微生物的營(yíng)養(yǎng)五要素第一節(jié)微生物的營(yíng)養(yǎng)五要素1 微生物菌體的化學(xué)組成微生物菌體的化學(xué)組成元素水平元素水平主要元素：碳、氫、氧、氮、磷、硫碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣等、鉀、鎂、鈣等微量元素：鋅、錳、氯、鉬、硒、鈷、銅等鋅、錳、氯、鉬、硒、鈷、銅等 占細(xì)胞干重的占細(xì)胞干重的97%97%不同的微生物中元素含量有較大的差異不同的微生物中元素含量有

3、較大的差異 p792 微生物的營(yíng)養(yǎng)要素微生物的營(yíng)養(yǎng)要素營(yíng)養(yǎng)五要素營(yíng)養(yǎng)五要素：碳源、氮源、生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽和水碳源、氮源、生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽和水按照營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在菌體中的生理作用的不同，可以將按照營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在菌體中的生理作用的不同，可以將它們分成六大類。它們分成六大類。無(wú)論從元素水平還是營(yíng)養(yǎng)要素水平，微生物的營(yíng)養(yǎng)要求無(wú)論從元素水平還是營(yíng)養(yǎng)要素水平，微生物的營(yíng)養(yǎng)要求與攝食型的動(dòng)物（含人類）和光合自養(yǎng)型的植物都十分與攝食型的動(dòng)物（含人類）和光合自養(yǎng)型的植物都十分接近。接近。生物之間存在生物之間存在“營(yíng)養(yǎng)上的統(tǒng)一性營(yíng)養(yǎng)上的統(tǒng)一性”2.1 碳源碳源在微生物生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中，能為其提供在微生物生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中，能為其

4、提供碳素營(yíng)養(yǎng)來(lái)碳素營(yíng)養(yǎng)來(lái)源源的物質(zhì)稱碳源。即，是的物質(zhì)稱碳源。即，是用來(lái)構(gòu)建菌體物質(zhì)中或代用來(lái)構(gòu)建菌體物質(zhì)中或代謝產(chǎn)物中的碳素骨架的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。謝產(chǎn)物中的碳素骨架的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。碳源譜碳源譜有機(jī)碳c.h.o無(wú)機(jī)碳c.o,c.o.x異養(yǎng)微生物自養(yǎng)微生物微生物利用的碳源物質(zhì)主要有糖類、有機(jī)酸、醇類、微生物利用的碳源物質(zhì)主要有糖類、有機(jī)酸、醇類、脂類、烴類、和蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸以及脂類、烴類、和蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸以及co2、碳酸鹽等等。碳源利用還具有選擇性。碳酸鹽等等。碳源利用還具有選擇性。 從微生物的整體來(lái)看，從微生物的整體來(lái)看，可利用的碳源物質(zhì)的范圍稱可利用的碳源物質(zhì)的范圍稱碳源譜碳源譜?？梢詿o(wú)機(jī)

5、碳源提供主要碳素營(yíng)養(yǎng)的可以無(wú)機(jī)碳源提供主要碳素營(yíng)養(yǎng)的自養(yǎng)微生物自養(yǎng)微生物（較少）（較少）自然界中，利用有機(jī)碳源的微生物種類占絕大多數(shù)。自然界中，利用有機(jī)碳源的微生物種類占絕大多數(shù)。其中必須以有機(jī)碳源提供碳素營(yíng)養(yǎng)的其中必須以有機(jī)碳源提供碳素營(yíng)養(yǎng)的異養(yǎng)微生物異養(yǎng)微生物（絕大多數(shù)）；（絕大多數(shù)）；從整體上看，微生物是自然界中碳源譜最廣的生命從整體上看，微生物是自然界中碳源譜最廣的生命形式。形式。從某種角度來(lái)說(shuō)，世界上存在的所有有機(jī)物，幾乎從某種角度來(lái)說(shuō)，世界上存在的所有有機(jī)物，幾乎沒(méi)有微生物不能利用的！沒(méi)有微生物不能利用的！微生物的生物多樣性微生物的生物多樣性l對(duì)大多數(shù)異養(yǎng)菌來(lái)說(shuō)，其最適碳源是“c.

6、h.o”型碳源，利用碳源能力有差別，其中： 糖類最廣泛、最經(jīng)濟(jì) 酸醇脂類次要糖類中：?jiǎn)翁请p糖、多糖己糖戊糖葡萄糖、果糖半乳糖、甘露糖等淀粉纖維素、幾丁質(zhì)等一般不把含蛋白質(zhì)、氨基酸的牛肉膏、蛋白胨等原料降格一般不把含蛋白質(zhì)、氨基酸的牛肉膏、蛋白胨等原料降格做碳源使用。做碳源使用。目前在微生物發(fā)酵工業(yè)中所利用的碳源物質(zhì)主要有目前在微生物發(fā)酵工業(yè)中所利用的碳源物質(zhì)主要有單糖、蔗糖、淀粉、糖蜜、麩皮、米糠單糖、蔗糖、淀粉、糖蜜、麩皮、米糠.注意：注意：l“碳源譜廣泛”是針對(duì)整個(gè)微生物界來(lái)說(shuō)的，對(duì)某一具體微生物來(lái)說(shuō)，差異很大。l對(duì)一切異養(yǎng)菌來(lái)說(shuō)，其碳源可同時(shí)兼作能源能源，因此碳源是它們的雙功能營(yíng)養(yǎng)物雙功

7、能營(yíng)養(yǎng)物。l對(duì)天然來(lái)源的碳源營(yíng)養(yǎng)物（如糖蜜、淀粉質(zhì)原料）來(lái)說(shuō)，除主要提供碳源營(yíng)養(yǎng)外，其中還含有氨基酸、無(wú)機(jī)鹽等多種營(yíng)養(yǎng)成分。在微生物生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中，能為其提供在微生物生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中，能為其提供氮素營(yíng)養(yǎng)來(lái)源氮素營(yíng)養(yǎng)來(lái)源的物質(zhì)稱氮源。即，是用來(lái)滿足菌體物質(zhì)中或代謝產(chǎn)的物質(zhì)稱氮源。即，是用來(lái)滿足菌體物質(zhì)中或代謝產(chǎn)物中的氮素需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。物中的氮素需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。2.2 氮源氮源氮源譜氮源譜有機(jī)氮n.c.h.o無(wú)機(jī)氮n.h,n.onh3銨鹽（nh4+）硝酸鹽n2蛋白質(zhì)核酸氨基酸尿素一般而言，能利用有機(jī)氮的也可以利用無(wú)機(jī)氮一般而言，能利用有機(jī)氮的也可以利用無(wú)機(jī)氮但是，能利用無(wú)機(jī)氮的不一定能利用有機(jī)氮。

8、但是，能利用無(wú)機(jī)氮的不一定能利用有機(jī)氮。l微生物對(duì)氮源的利用具有選擇性l微生物利用銨鹽和硝酸鹽的能力較強(qiáng)!2.3 生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子微生物生長(zhǎng)所必需的、但其自身不能合成或合成量不微生物生長(zhǎng)所必需的、但其自身不能合成或合成量不足以滿足機(jī)體生長(zhǎng)需要的、需要量很小的足以滿足機(jī)體生長(zhǎng)需要的、需要量很小的有機(jī)化合物有機(jī)化合物. 微微 生生 物物 生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子 需要量（需要量（ /ml）iii型肺炎鏈球菌（型肺炎鏈球菌（streptococcus pneumoniae）膽堿膽堿 6 ug 金黃色葡萄球菌（金黃色葡萄球菌（staphylococcus aureus）硫胺素硫胺素 0.5ng白喉棒桿菌（白喉

9、棒桿菌（cornebacterium diphtherriae）b-丙氨酸丙氨酸 1.5ug破傷風(fēng)梭狀芽孢桿菌（破傷風(fēng)梭狀芽孢桿菌（clostridium tetani）尿嘧啶尿嘧啶 0-4ug腸膜狀串珠菌（腸膜狀串珠菌（leuconostoc mesenteroides）吡哆醛吡哆醛 0.025ugl廣義的生長(zhǎng)因子維生素、生物堿、卟 啉、甾醇、短鏈的分支或直鏈脂肪酸、氨基酸等l狹義的生長(zhǎng)因子僅指維生素生長(zhǎng)因子自養(yǎng)型微生物生長(zhǎng)因子自養(yǎng)型微生物：多數(shù)真菌、放線菌和不少細(xì)菌生長(zhǎng)因子異養(yǎng)型微生物生長(zhǎng)因子異養(yǎng)型微生物：乳酸菌、營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變株及 致病菌等生長(zhǎng)因子過(guò)量合成的微生物生長(zhǎng)因子過(guò)量合成的微生物

10、：可用其生產(chǎn)有關(guān)的生長(zhǎng)因子（如維生素），如阿舒假囊酵母生產(chǎn)b2，謝氏丙桿菌、有些鏈霉菌生產(chǎn)b12等。l配制培養(yǎng)基時(shí)，常使用生長(zhǎng)因子豐富的天然物天然物質(zhì)制備物質(zhì)制備物作為補(bǔ)充生長(zhǎng)因子的培養(yǎng)基成分。如：酵母膏、玉米漿、麥芽汁、肝浸液等。2.4 無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽參與微生物中氨基酸和酶的組成；參與微生物中氨基酸和酶的組成；調(diào)節(jié)微生物的原生質(zhì)膠體狀態(tài)，維持細(xì)胞調(diào)節(jié)微生物的原生質(zhì)膠體狀態(tài)，維持細(xì)胞的滲透與平衡的滲透與平衡酶的激活劑酶的激活劑除除c、h、o外的元素，有時(shí)又稱無(wú)機(jī)鹽，其基本作用：外的元素，有時(shí)又稱無(wú)機(jī)鹽，其基本作用：配制培養(yǎng)基時(shí)，大量元素一般首選k2hpo4、mgso4等，可同時(shí)提供4種大量元素。

11、常用天然水、自來(lái)水來(lái)配制培養(yǎng)基以提供各種微量元素.微量元素微量元素(參與酶的組成或使酶活化參與酶的組成或使酶活化)指那些在微生物生長(zhǎng)過(guò)程中起重要作用，而機(jī)體對(duì)這些元素的指那些在微生物生長(zhǎng)過(guò)程中起重要作用，而機(jī)體對(duì)這些元素的需要量極其微小的元素，需要量通常在需要量極其微小的元素，需要量通常在10-6-10-8mol/l，如：，如：鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼等。鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼等。 根據(jù)微生物對(duì)礦質(zhì)元素需要量的大小，可分為：根據(jù)微生物對(duì)礦質(zhì)元素需要量的大小，可分為：大量元素：大量元素：na、k、mg、ca、s、p等。等。2.5 水水生理功能主要有：生理功能

12、主要有：起到溶劑與運(yùn)輸介質(zhì)的作用；起到溶劑與運(yùn)輸介質(zhì)的作用；參與細(xì)胞內(nèi)一系列化學(xué)反應(yīng)；參與細(xì)胞內(nèi)一系列化學(xué)反應(yīng)；維持蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子穩(wěn)定的天然構(gòu)象；維持蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子穩(wěn)定的天然構(gòu)象；通過(guò)水合作用與脫水作用控制由多亞基組成的結(jié)構(gòu)通過(guò)水合作用與脫水作用控制由多亞基組成的結(jié)構(gòu).高比熱、高汽化熱等，以保證微生物的生命活動(dòng)；高比熱、高汽化熱等，以保證微生物的生命活動(dòng)；微生物細(xì)胞含水量很高，細(xì)菌、酵母和霉菌菌體分別微生物細(xì)胞含水量很高，細(xì)菌、酵母和霉菌菌體分別是是80%、75%和和85%，而霉菌孢子含水，而霉菌孢子含水39%，細(xì)菌芽，細(xì)菌芽孢含水很低，約為孢含水很低，約為30%左右。左右

13、。水活度值水活度值l在一定的溫度與壓力下，溶液的蒸氣壓力與同樣條件下純水蒸汽壓力之比。l0.6-0.99l不同菌的條件不一。第二節(jié)微生物的營(yíng)養(yǎng)類型第二節(jié)微生物的營(yíng)養(yǎng)類型異養(yǎng)型生物異養(yǎng)型生物自養(yǎng)型生物自養(yǎng)型生物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生長(zhǎng)過(guò)程中能量的來(lái)源生長(zhǎng)過(guò)程中能量的來(lái)源光能營(yíng)養(yǎng)型光能營(yíng)養(yǎng)型化能營(yíng)養(yǎng)型化能營(yíng)養(yǎng)型根據(jù)微生物生長(zhǎng)所需要的根據(jù)微生物生長(zhǎng)所需要的主要營(yíng)養(yǎng)要素即碳源主要營(yíng)養(yǎng)要素即碳源和能源和能源的不同，可以將微生物劃分為不同的營(yíng)的不同，可以將微生物劃分為不同的營(yíng)養(yǎng)類型：養(yǎng)類型：根據(jù)碳源、能源及電子供體性質(zhì)的不同根據(jù)碳源、能源及電子供體性質(zhì)的不同，可將微生物分為：可將微生物

14、分為：光能光能無(wú)機(jī)無(wú)機(jī)自養(yǎng)型自養(yǎng)型(photolithoautotrophy)光能光能有機(jī)有機(jī)異養(yǎng)型異養(yǎng)型(photoorganoheterotrophy)化能化能無(wú)機(jī)無(wú)機(jī)自養(yǎng)型自養(yǎng)型(chemolithoautotrophy)化能化能有機(jī)有機(jī)異養(yǎng)型異養(yǎng)型(chemoorganoheterotrophy)1 1光能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）光能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）能以能以co2為唯一或主要碳源；為唯一或主要碳源；進(jìn)行光合作用獲取生長(zhǎng)所需要的能量；進(jìn)行光合作用獲取生長(zhǎng)所需要的能量；以無(wú)機(jī)物如以無(wú)機(jī)物如h2、h2s、s等作為供氫體或電子供體，等作為供氫體或電子供體，使使co2還原為構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)的

15、有機(jī)物；還原為構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)的有機(jī)物；例如，藻類及藍(lán)細(xì)菌等和植物一樣，以水為電子供體（供氫體），例如，藻類及藍(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為為電子供體，產(chǎn)生細(xì)胞物質(zhì)，并伴隨硫元素的產(chǎn)生。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光能光能光合色素光合色素 ch2o + 2s+ + 2s+ h2o2 2光能有機(jī)異養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）光能有機(jī)異養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）不能以不能以co2為主要或唯一的碳源；為主要或唯一的碳源；以有機(jī)物作為供氫體，利用光能將以有機(jī)物作為

16、供氫體，利用光能將co2還原為細(xì)胞物質(zhì)；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；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。還原成細(xì)胞物質(zhì)，同時(shí)積累丙酮。choh +choh + co2h h3 3c ch h3 3c c2光能光能 光合色素光合色素2 ch2 ch3 3c0chc0ch3 3 + + ch2o + + h2o3 3化能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）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；生長(zhǎng)所需要的能量來(lái)自

17、無(wú)機(jī)物氧化過(guò)程中放出的化學(xué)能；以以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或或nono2 2- -等作為電子供體使等作為電子供體使co2還原還原成細(xì)胞物質(zhì)。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)化能無(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, ,參參與地球物質(zhì)循環(huán)；與地球物質(zhì)循環(huán)；4 4化能有機(jī)異養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）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

18、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、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、纖維素、有機(jī)酸等。糖類、纖維素、有機(jī)酸等。有機(jī)物通常既是碳源也是能源；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；微生物； 所有致病微生物均為化能有機(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；不同營(yíng)養(yǎng)類型之間的界限并非是絕對(duì)的不同營(yíng)養(yǎng)類型之間的界限并非是絕對(duì)的異養(yǎng)型微生物并非絕對(duì)不能利用異養(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)；自

19、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)有些微生物在不同生長(zhǎng)條件下生長(zhǎng)時(shí),其營(yíng)養(yǎng)類型也會(huì)發(fā)生改變其營(yíng)養(yǎng)類型也會(huì)發(fā)生改變:例如紫色非硫細(xì)菌例如紫色非硫細(xì)菌(purple nonsulphur bacteria)：沒(méi)有有機(jī)物時(shí)，同化沒(méi)有有機(jī)物時(shí)，同化co2， 為為自養(yǎng)型微生物；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)型微生物異養(yǎng)型微生物；光照和厭氧條件下，利用光能生長(zhǎng)，為光照和厭氧條件下，利用光能生長(zhǎng)，為光能營(yíng)養(yǎng)型微生物；光能營(yíng)養(yǎng)型微生物；黑暗與有氧條件下，依靠有機(jī)物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能生長(zhǎng)，為黑暗與有氧條件下，依靠有機(jī)

20、物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能生長(zhǎng)，為化能化能營(yíng)養(yǎng)型微生物營(yíng)養(yǎng)型微生物微生物營(yíng)養(yǎng)類型的可變性無(wú)疑有利于提高其對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力微生物營(yíng)養(yǎng)類型的可變性無(wú)疑有利于提高其對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力培養(yǎng)基培養(yǎng)基: : 應(yīng)科研或生產(chǎn)的需要，由人工配制的、適合應(yīng)科研或生產(chǎn)的需要，由人工配制的、適合于不同微生物于不同微生物生長(zhǎng)繁殖或積累代謝產(chǎn)物用生長(zhǎng)繁殖或積累代謝產(chǎn)物用的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)（混合養(yǎng)料）。（混合養(yǎng)料）。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)基幾乎是一切對(duì)微生物進(jìn)行研究和利用工作的基礎(chǔ)任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物所需要六大營(yíng)養(yǎng)要素（任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物所需要六大營(yíng)養(yǎng)要素（碳碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、

21、能源、生長(zhǎng)因子、水源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、能源、生長(zhǎng)因子、水）且比例適當(dāng)）且比例適當(dāng).任何培養(yǎng)基一旦配成，必須任何培養(yǎng)基一旦配成，必須立即立即進(jìn)行滅菌處理進(jìn)行滅菌處理: :常用高壓蒸汽滅菌：常用高壓蒸汽滅菌： 1.05kg/cm2, 121.3, 15-20min； 0.56kg/cm2, 112.6, 15-30min;絕大多數(shù)微生物都可以在人工培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，除少絕大多數(shù)微生物都可以在人工培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，除少數(shù)嚴(yán)格寄生或共生的微生物外。數(shù)嚴(yán)格寄生或共生的微生物外。另外，有一種觀點(diǎn)，認(rèn)為自然界中還存在著一類不另外，有一種觀點(diǎn)，認(rèn)為自然界中還存在著一類不可培養(yǎng)的微生物。目前這類微生物作為一種資源已可培養(yǎng)

22、的微生物。目前這類微生物作為一種資源已受到廣泛關(guān)注。受到廣泛關(guān)注。微生物培養(yǎng)基的用途：微生物培養(yǎng)基的用途：促進(jìn)微生物生長(zhǎng)繁殖；積累代謝產(chǎn)物；促進(jìn)微生物生長(zhǎng)繁殖；積累代謝產(chǎn)物；分離微生物菌種；鑒定微生物種類；分離微生物菌種；鑒定微生物種類；微生物細(xì)胞計(jì)數(shù)；菌種保藏；微生物細(xì)胞計(jì)數(shù)；菌種保藏；制備微生物制品制備微生物制品1 培養(yǎng)基的配制原則培養(yǎng)基組分應(yīng)適合微生物的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)（目的明確）培養(yǎng)基組分應(yīng)適合微生物的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)（目的明確）營(yíng)養(yǎng)物的濃度與比例應(yīng)恰當(dāng)（營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)）營(yíng)養(yǎng)物的濃度與比例應(yīng)恰當(dāng)（營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)）物理化學(xué)條件適宜（條件適宜）物理化學(xué)條件適宜（條件適宜）根據(jù)培養(yǎng)目的來(lái)選擇不同來(lái)源的原料（經(jīng)濟(jì)節(jié)約）根

23、據(jù)培養(yǎng)目的來(lái)選擇不同來(lái)源的原料（經(jīng)濟(jì)節(jié)約）1.1 培養(yǎng)基組分應(yīng)適合微生物營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)（目的明確） 即根據(jù)不同微生物的營(yíng)養(yǎng)需要配制不同的培養(yǎng)基。即根據(jù)不同微生物的營(yíng)養(yǎng)需要配制不同的培養(yǎng)基。 不同不同營(yíng)養(yǎng)類型營(yíng)養(yǎng)類型的微生物，其對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的需求差異很大。如的微生物，其對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的需求差異很大。如自養(yǎng)型自養(yǎng)型微生物的培養(yǎng)基完全可以（或應(yīng)該）由簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物質(zhì)組微生物的培養(yǎng)基完全可以（或應(yīng)該）由簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物質(zhì)組成。成。異養(yǎng)型異養(yǎng)型微生物的培養(yǎng)基至少需要含有一種有機(jī)物質(zhì)，但有機(jī)物的微生物的培養(yǎng)基至少需要含有一種有機(jī)物質(zhì)，但有機(jī)物的種類需適應(yīng)所培養(yǎng)菌的特點(diǎn)。種類需適應(yīng)所培養(yǎng)菌的特點(diǎn)。 按微生物的主要按微生物的主要類

24、群類群來(lái)說(shuō)，它們所需要的培養(yǎng)基成分也不同來(lái)說(shuō)，它們所需要的培養(yǎng)基成分也不同: 細(xì)菌：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、細(xì)菌：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、lb (luria-bertani)培養(yǎng)基培養(yǎng)基 放線菌：高氏一號(hào)培養(yǎng)基放線菌：高氏一號(hào)培養(yǎng)基 真菌：查氏合成培養(yǎng)基、真菌：查氏合成培養(yǎng)基、pda (potato-dextrose-agar)培養(yǎng)基培養(yǎng)基 酵母菌：酵母菌： 麥芽汁培養(yǎng)基麥芽汁培養(yǎng)基當(dāng)對(duì)當(dāng)對(duì)“試驗(yàn)菌試驗(yàn)菌”營(yíng)養(yǎng)需求特點(diǎn)不清楚的時(shí)候，可以采用營(yíng)養(yǎng)需求特點(diǎn)不清楚的時(shí)候，可以采用生長(zhǎng)譜法生長(zhǎng)譜法進(jìn)行測(cè)定。進(jìn)行測(cè)定。 1.2 營(yíng)養(yǎng)物的濃度與比例應(yīng)恰當(dāng)（營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)）濃度過(guò)高濃度過(guò)高微生物的生長(zhǎng)受到抑制；微生物的生

25、長(zhǎng)受到抑制； 濃度過(guò)小濃度過(guò)小不能滿足微生物生長(zhǎng)的需要；不能滿足微生物生長(zhǎng)的需要；碳氮比（碳氮比（c/n）直接影響微生物生長(zhǎng)與繁殖及代謝產(chǎn)物的形直接影響微生物生長(zhǎng)與繁殖及代謝產(chǎn)物的形成與積累，故常作為考察培養(yǎng)基組成時(shí)的一個(gè)重要指標(biāo)成與積累，故常作為考察培養(yǎng)基組成時(shí)的一個(gè)重要指標(biāo) 碳源中所含碳原子的碳源中所含碳原子的mol數(shù)數(shù) 氮源中所含氮原子的氮源中所含氮原子的mol數(shù)數(shù)c/n比值比值=例：谷氨酸生產(chǎn)中例：谷氨酸生產(chǎn)中 c/n 4/1時(shí)，菌體大量繁殖，谷氨酸積累少；時(shí)，菌體大量繁殖，谷氨酸積累少；c/n3/1 時(shí)，菌體生長(zhǎng)受抑制，而谷氨酸大量增加。時(shí)，菌體生長(zhǎng)受抑制，而谷氨酸大量增加。注：注：

26、c/n比有時(shí)也指培養(yǎng)基中比有時(shí)也指培養(yǎng)基中還原糖與粗蛋白還原糖與粗蛋白兩種成分含量之兩種成分含量之比）比） 1.3 物理化學(xué)條件適宜（條件適宜）1.3.1 ph: 各類微生物的最適生長(zhǎng)各類微生物的最適生長(zhǎng)ph值各不相同值各不相同： 細(xì)細(xì) 菌：菌：7.08.0 放線菌：放線菌：7.58.5 酵母菌：酵母菌：3.86.0 霉霉 菌：菌：4.05.8 在微生物的生長(zhǎng)和代謝過(guò)程中，由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用在微生物的生長(zhǎng)和代謝過(guò)程中，由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用和代謝產(chǎn)物的形成與積累，培養(yǎng)基的初始和代謝產(chǎn)物的形成與積累，培養(yǎng)基的初始ph值會(huì)發(fā)生改值會(huì)發(fā)生改變，為了維持培養(yǎng)基變，為了維持培養(yǎng)基ph值的相對(duì)恒定，通常采用下

27、列兩值的相對(duì)恒定，通常采用下列兩種方式：種方式：內(nèi)源調(diào)節(jié)內(nèi)源調(diào)節(jié)：在培養(yǎng)基里加一些緩沖劑或不溶性的碳酸鹽；在培養(yǎng)基里加一些緩沖劑或不溶性的碳酸鹽；調(diào)節(jié)培養(yǎng)基合適的碳氮比。調(diào)節(jié)培養(yǎng)基合適的碳氮比。外源調(diào)節(jié)外源調(diào)節(jié)：按實(shí)際需要不斷向發(fā)酵液中按實(shí)際需要不斷向發(fā)酵液中流加流加酸液或堿液酸液或堿液 磷酸緩沖液：磷酸緩沖液：ph值從值從6.07.6之間之間k2hpo4+hcl kh2po4+kclkh2po4+koh k2hpo4+h2o加入加入caco3：co32 hco3 h2co3 co2+h2o+h+h+h+h培養(yǎng)基中所含氨基酸、肽、蛋白質(zhì)等物質(zhì)也可起到培養(yǎng)基中所含氨基酸、肽、蛋白質(zhì)等物質(zhì)也可起到

28、 一定的緩沖作用。一定的緩沖作用。1.3.2 滲透壓和水活度（滲透壓和水活度（aw）滲透壓：由溶液中所含分子或離子的質(zhì)點(diǎn)數(shù)決定的，由2種不同濃度的溶液產(chǎn)生的。溶液的質(zhì)點(diǎn)數(shù)越多，產(chǎn)生的滲透壓就越大。 等滲溶液適宜微生物生長(zhǎng) 高滲溶液細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離 低滲溶液細(xì)胞吸水膨脹，直至破裂大多數(shù)微生物適合在等滲的環(huán)境下生長(zhǎng)。大多數(shù)微生物適合在等滲的環(huán)境下生長(zhǎng)。而有的細(xì)菌如而有的細(xì)菌如staphylococcus aureus則能在則能在3mol/l nacl的高滲溶液中生長(zhǎng)。的高滲溶液中生長(zhǎng)。能在高鹽環(huán)境（能在高鹽環(huán)境（2.86.2g/l nacl）生長(zhǎng)的微生物常）生長(zhǎng)的微生物常被稱為被稱為嗜鹽微生物（嗜

29、鹽微生物（halophiles）。水活度水活度在在人為或人為或天然環(huán)境中，微生物可實(shí)際利用的自由水或游離水天然環(huán)境中，微生物可實(shí)際利用的自由水或游離水的含量的含量. . 一般用：在一定的溫度和壓力條件下一般用：在一定的溫度和壓力條件下, ,溶液的蒸汽壓力與同樣條溶液的蒸汽壓力與同樣條件下純水蒸汽壓力之比表示，即：件下純水蒸汽壓力之比表示，即： aw=pw/p=pw/po ow w式中式中pwpw代表溶液蒸汽壓力代表溶液蒸汽壓力, p, p0 0w w代表純水蒸汽壓力。代表純水蒸汽壓力。純水純水a(chǎn)w為為1.001.00。 溶液中溶質(zhì)越多溶液中溶質(zhì)越多, , aw越小越小。微生物一般在微生物一般在

30、aw為為0.600.600.990.99的條件下生長(zhǎng)的條件下生長(zhǎng)a aw w過(guò)低時(shí)過(guò)低時(shí), ,微生物生長(zhǎng)的遲緩期延長(zhǎng)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)的最適微生物不同，其生長(zhǎng)的最適a aw w不同。不同。aw：水水分分活活度度（water activity）各各種種微微生生物物生生長(zhǎng)長(zhǎng)的的水水分分活活度度：0.60.99之之間間aw=pp0細(xì)細(xì)菌菌酵酵母母菌菌霉霉菌菌微微生生物物生生長(zhǎng)長(zhǎng)的的最最低低aw一一般般：0.900.98嗜嗜鹽鹽菌菌：0.75（約約5.5mol/lnacl）一一般般 ：0.870.91高高滲滲酵酵母母：0.61

31、0.65（0.1v以上的環(huán)境中均能生長(zhǎng)以上的環(huán)境中均能生長(zhǎng))厭氧微生物：只能在厭氧微生物：只能在+0.1v以下生長(zhǎng)以下生長(zhǎng)兼性厭氧微生物：兼性厭氧微生物：+0.1v以上呼吸、以上呼吸、+0.1v以下發(fā)酵以下發(fā)酵培養(yǎng)基是多培養(yǎng)基是多氧化還原偶氧化還原偶的復(fù)雜電化學(xué)系統(tǒng)，測(cè)出的的復(fù)雜電化學(xué)系統(tǒng)，測(cè)出的eh值僅代值僅代表其綜合結(jié)果。表其綜合結(jié)果。對(duì)微生物影響最大的是：分子氧和分子氫的濃度對(duì)微生物影響最大的是：分子氧和分子氫的濃度培養(yǎng)基中常用的還原劑：巰基乙酸、抗壞血酸、硫化氫、半培養(yǎng)基中常用的還原劑：巰基乙酸、抗壞血酸、硫化氫、半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇等。胱氨酸、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇等。1.4

32、 根據(jù)培養(yǎng)基的應(yīng)用目的選擇原料及其來(lái)源（經(jīng)濟(jì)節(jié)約）該培養(yǎng)基的應(yīng)用目的，即：該培養(yǎng)基的應(yīng)用目的，即： 是培養(yǎng)菌體還是積累代謝產(chǎn)物？是培養(yǎng)菌體還是積累代謝產(chǎn)物？ 是實(shí)驗(yàn)室種子培養(yǎng)還是大規(guī)模發(fā)酵？是實(shí)驗(yàn)室種子培養(yǎng)還是大規(guī)模發(fā)酵？ 代謝產(chǎn)物是初級(jí)代謝產(chǎn)物還是次級(jí)代謝產(chǎn)物？代謝產(chǎn)物是初級(jí)代謝產(chǎn)物還是次級(jí)代謝產(chǎn)物？ 用于用于培養(yǎng)菌體、種子培養(yǎng)菌體、種子的培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)應(yīng)豐富，氮源含量宜高的培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)應(yīng)豐富，氮源含量宜高（碳氮比低）；（碳氮比低）；用于大量生產(chǎn)用于大量生產(chǎn)代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物的培養(yǎng)基其氮源一般應(yīng)比種子培養(yǎng)基的培養(yǎng)基其氮源一般應(yīng)比種子培養(yǎng)基稍低，（但若發(fā)酵產(chǎn)物是含氮化合物時(shí)，有時(shí)還應(yīng)提高培養(yǎng)基稍低，（

33、但若發(fā)酵產(chǎn)物是含氮化合物時(shí)，有時(shí)還應(yīng)提高培養(yǎng)基的氮源含量）；若代謝產(chǎn)物是的氮源含量）；若代謝產(chǎn)物是次級(jí)代謝產(chǎn)物次級(jí)代謝產(chǎn)物時(shí)要考慮是否加入時(shí)要考慮是否加入特殊元素或特定的代謝產(chǎn)物；特殊元素或特定的代謝產(chǎn)物；當(dāng)所設(shè)計(jì)的是當(dāng)所設(shè)計(jì)的是大規(guī)模發(fā)酵大規(guī)模發(fā)酵用的培養(yǎng)基時(shí)，應(yīng)重視培養(yǎng)基中各用的培養(yǎng)基時(shí)，應(yīng)重視培養(yǎng)基中各成份的來(lái)源和價(jià)格，應(yīng)選擇來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉成份的來(lái)源和價(jià)格，應(yīng)選擇來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉 的原料，提倡的原料，提倡以粗代精，以廢代好。以粗代精，以廢代好。經(jīng)濟(jì)節(jié)約原則經(jīng)濟(jì)節(jié)約原則以粗代精以粗代精以野代家以野代家以廢代好以廢代好以國(guó)代進(jìn)以國(guó)代進(jìn)以簡(jiǎn)代繁以簡(jiǎn)代繁以氮代朊以氮代朊以烴代糧以烴代糧以纖

34、代糖以纖代糖2.1 生態(tài)模擬生態(tài)模擬 調(diào)查所培養(yǎng)菌的生態(tài)條件，查看其調(diào)查所培養(yǎng)菌的生態(tài)條件，查看其“嗜好嗜好”，對(duì)對(duì)“癥癥”下料下料初級(jí)天然培養(yǎng)基初級(jí)天然培養(yǎng)基.2.2 查閱文獻(xiàn)查閱文獻(xiàn) 查閱、分析文獻(xiàn)，調(diào)查前人的工作資料，查閱、分析文獻(xiàn)，調(diào)查前人的工作資料，借鑒人家的經(jīng)驗(yàn)，以便從中得到啟發(fā)設(shè)計(jì)有自己借鑒人家的經(jīng)驗(yàn)，以便從中得到啟發(fā)設(shè)計(jì)有自己特色的培養(yǎng)基配方特色的培養(yǎng)基配方.2.3 精心設(shè)計(jì)精心設(shè)計(jì) 借助借助優(yōu)選法優(yōu)選法或或正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法等方法等方法. 2 設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的方法 2.4 試驗(yàn)比較試驗(yàn)比較 *不同培養(yǎng)基配方的選擇比較不同培養(yǎng)基配方的選擇比較 *單種成分來(lái)源和數(shù)量的比較單

35、種成分來(lái)源和數(shù)量的比較 *幾種成分濃度比例調(diào)配的比較幾種成分濃度比例調(diào)配的比較 *小型試驗(yàn)放大到大型生產(chǎn)條件的比較小型試驗(yàn)放大到大型生產(chǎn)條件的比較 *ph和溫度試驗(yàn)和溫度試驗(yàn)附附1：培養(yǎng)基配制時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題：培養(yǎng)基配制時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題：1、沉淀、沉淀2、瓊脂膠體強(qiáng)度的破壞、瓊脂膠體強(qiáng)度的破壞3、褐色物質(zhì)的形成、褐色物質(zhì)的形成4、ph發(fā)生變化發(fā)生變化高壓蒸氣滅菌高壓蒸氣滅菌 一般培養(yǎng)基一般培養(yǎng)基: 1.05 kg/cm2, 121.3, 15-20 min 含糖培養(yǎng)基含糖培養(yǎng)基: 0.56 kg/cm2, 112.6 , 20-30 min 過(guò)濾滅菌過(guò)濾滅菌分別滅菌分別滅菌間歇滅菌的應(yīng)用間

36、歇滅菌的應(yīng)用附2：培養(yǎng)基的滅菌附圖：過(guò)濾滅菌附圖：過(guò)濾滅菌附3：器皿的滅菌及無(wú)菌室的消毒器皿的滅菌：器皿的滅菌： 干熱空氣：干熱空氣： 160， 2 小時(shí)小時(shí)無(wú)菌室的消毒：無(wú)菌室的消毒： 紫外線紫外線 化學(xué)藥物熏蒸（苯酚；高錳酸鉀化學(xué)藥物熏蒸（苯酚；高錳酸鉀+甲醛）甲醛）3 培養(yǎng)基的種類及其應(yīng)用l按所培養(yǎng)微生物的類群分類l按培養(yǎng)目的來(lái)分類l按培養(yǎng)基的組成成分分類l按培養(yǎng)基的物理狀態(tài)分類l按培養(yǎng)基的功能（或用途）分類培養(yǎng)基的種類培養(yǎng)基的種類3.1 根據(jù)微生物的類群來(lái)分根據(jù)微生物的類群來(lái)分細(xì)菌培養(yǎng)基細(xì)菌培養(yǎng)基 放線菌培養(yǎng)基放線菌培養(yǎng)基 酵母菌培養(yǎng)基酵母菌培養(yǎng)基 霉菌霉菌培養(yǎng)基等培養(yǎng)基等。3.2 根

37、據(jù)培養(yǎng)目的來(lái)分根據(jù)培養(yǎng)目的來(lái)分 種子培養(yǎng)基種子培養(yǎng)基(seed culture medium)是為保證是為保證發(fā)酵生產(chǎn)獲得大量?jī)?yōu)質(zhì)種子而設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基。發(fā)酵生產(chǎn)獲得大量?jī)?yōu)質(zhì)種子而設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基。特點(diǎn)是營(yíng)養(yǎng)較豐富，氮源比例較高。有時(shí)為使菌種能迅特點(diǎn)是營(yíng)養(yǎng)較豐富，氮源比例較高。有時(shí)為使菌種能迅速適應(yīng)后面的發(fā)酵條件，還有意識(shí)地加入發(fā)酵培養(yǎng)基的速適應(yīng)后面的發(fā)酵條件，還有意識(shí)地加入發(fā)酵培養(yǎng)基的基質(zhì)?；|(zhì)。 發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基(fermentation medium)用于生產(chǎn)用于生產(chǎn)預(yù)定發(fā)酵產(chǎn)物，一般以碳為主要元素，碳源含量往往高預(yù)定發(fā)酵產(chǎn)物，一般以碳為主要元素，碳源含量往往高于種子培養(yǎng)基。大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，原

38、料應(yīng)價(jià)廉易得，還應(yīng)于種子培養(yǎng)基。大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，原料應(yīng)價(jià)廉易得，還應(yīng)有利于下游的分離提取有利于下游的分離提取。-1細(xì)菌培養(yǎng)基細(xì)菌培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)肉湯（營(yíng)養(yǎng)肉湯（nutrient broth)： 牛肉膏牛肉膏 3g； 水水 1000ml； 蛋白胨蛋白胨 5g ； nacl 5g ; ph 7.27.4放線菌培養(yǎng)基放線菌培養(yǎng)基高氏高氏1號(hào)（淀粉硝酸鹽培養(yǎng)基）：號(hào)（淀粉硝酸鹽培養(yǎng)基）： 可溶性淀粉可溶性淀粉 20g； kno3 1g; k2hpo4 1g mgso4 0.5g nacl 1g; feso47h2o 0.5g 水水 1000ml; ph 7.27.4霉菌培養(yǎng)基霉菌培養(yǎng)基查氏（查氏（zapek)

39、培養(yǎng)基（蔗糖硝酸鹽培養(yǎng)基）：培養(yǎng)基（蔗糖硝酸鹽培養(yǎng)基）： 蔗糖蔗糖 30g; nano3 3g; mgso4.h2o 0.5g; kcl 0.5g; k2hpo4 1g; feso4 0.5g 水水 1000ml; ph 6.7酵母菌酵母菌麥芽汁培養(yǎng)基麥芽汁培養(yǎng)基干麥芽粉加干麥芽粉加4 4倍水，在倍水，在50-6050-60糖化糖化3-43-4小時(shí)，用碘液試驗(yàn)檢查至小時(shí)，用碘液試驗(yàn)檢查至糖化完全為止，調(diào)整糖液濃度為糖化完全為止，調(diào)整糖液濃度為1010。巴林，煮沸后，紗布過(guò)濾，巴林，煮沸后，紗布過(guò)濾，調(diào)調(diào)phph為為6.06.0。 如：味精生產(chǎn)如：味精生產(chǎn)一級(jí)種子一級(jí)種子（北京棒狀桿菌（北京棒狀

40、桿菌as1.299，用搖床培養(yǎng)），用搖床培養(yǎng)）培養(yǎng)基培養(yǎng)基配方：配方：葡萄糖葡萄糖 3% 玉米漿玉米漿 2.53.5%尿素尿素 0.30.5% k2hpo4 0.10.2% mgso4 0.05%二級(jí)種子二級(jí)種子（1200升發(fā)酵罐）升發(fā)酵罐）培養(yǎng)基培養(yǎng)基配方：配方：以以3-5%淀粉水解糖代替淀粉水解糖代替3%葡萄糖，其他成分葡萄糖，其他成分同一級(jí)種子。同一級(jí)種子。發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基（50-100t50-100t發(fā)酵罐）：發(fā)酵罐）：基本同二級(jí)種子液?；就?jí)種子液。3.3 根據(jù)對(duì)培養(yǎng)基成分的了解程度來(lái)分根據(jù)對(duì)培養(yǎng)基成分的了解程度來(lái)分3.3.1天然培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基(complex medium

41、)：也稱作：也稱作chemically undefined medium。利用利用化學(xué)成分還不完全清楚或不恒定化學(xué)成分還不完全清楚或不恒定的天然物的天然物質(zhì)（如肉湯、蛋白胨、質(zhì)（如肉湯、蛋白胨、麥芽汁、酵母汁、豆芽麥芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米粉、牛奶、血清等）制成的培養(yǎng)基。汁、玉米粉、牛奶、血清等）制成的培養(yǎng)基。天然培養(yǎng)基比較經(jīng)濟(jì)，除實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用外，天然培養(yǎng)基比較經(jīng)濟(jì)，除實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用外，更適宜于在生產(chǎn)上用來(lái)大規(guī)模地培養(yǎng)微生物和更適宜于在生產(chǎn)上用來(lái)大規(guī)模地培養(yǎng)微生物和生產(chǎn)微生物產(chǎn)品。生產(chǎn)微生物產(chǎn)品。3.3.2 合成（組合）培養(yǎng)基合成（組合）培養(yǎng)基(synthetic medium)：也：也稱

42、作稱作chemically defined medium. 由化學(xué)成分完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基。由化學(xué)成分完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基。該類培養(yǎng)基的該類培養(yǎng)基的組成成分清楚組成成分清楚，重復(fù)性強(qiáng)，但微生物，重復(fù)性強(qiáng)，但微生物生長(zhǎng)較慢，且價(jià)格較貴。生長(zhǎng)較慢，且價(jià)格較貴。故一般適于在實(shí)驗(yàn)室范圍內(nèi)及有關(guān)微生物營(yíng)養(yǎng)需要、故一般適于在實(shí)驗(yàn)室范圍內(nèi)及有關(guān)微生物營(yíng)養(yǎng)需要、代謝、分類鑒定、生物測(cè)定以及菌種選育、遺傳代謝、分類鑒定、生物測(cè)定以及菌種選育、遺傳分析等方面的研究工作。分析等方面的研究工作。如高氏培養(yǎng)基、察氏培養(yǎng)基等都是合成培養(yǎng)基如高氏培養(yǎng)基、察氏培養(yǎng)基等都是合成培養(yǎng)基.3.3.3 半合成（組

43、合）培養(yǎng)基半合成（組合）培養(yǎng)基(semi-defined medium)：在合成培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上添加些天然成份，以更有效在合成培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上添加些天然成份，以更有效地滿足微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的需要地滿足微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的需要.如馬鈴薯如馬鈴薯-蔗糖培養(yǎng)基蔗糖培養(yǎng)基3.4 根據(jù)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)來(lái)分根據(jù)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)來(lái)分3.4.1 液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基(liquid medium)：液體培養(yǎng)基不含任何凝固劑，菌體與培養(yǎng)基充液體培養(yǎng)基不含任何凝固劑，菌體與培養(yǎng)基充分接觸，操作方便。分接觸，操作方便。常用于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)以及在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行常用于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)以及在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微生物生理代謝等基本理論的研究

44、工作。微生物生理代謝等基本理論的研究工作。可根據(jù)培養(yǎng)后的可根據(jù)培養(yǎng)后的判斷微生物的生長(zhǎng)情判斷微生物的生長(zhǎng)情況況.3.4.2 固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基(solid medium)：天然固體營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)制成的培養(yǎng)基（如培養(yǎng)霉菌的培養(yǎng)基），天然固體營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)制成的培養(yǎng)基（如培養(yǎng)霉菌的培養(yǎng)基），或在或在液體培養(yǎng)基中加入一定量凝固劑（瓊脂液體培養(yǎng)基中加入一定量凝固劑（瓊脂1.51.52 2) )而而呈固體狀態(tài)的培養(yǎng)基呈固體狀態(tài)的培養(yǎng)基。為微生物的生長(zhǎng)提供為微生物的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)表面營(yíng)養(yǎng)表面。常用于微生物的分離、純化、計(jì)數(shù)、生理測(cè)定、育種和菌種常用于微生物的分離、純化、計(jì)數(shù)、生理測(cè)定、育種和菌種保藏等方面的研究。保藏

45、等方面的研究?？梢朗褂媚康牟煌瞥煽梢朗褂媚康牟煌瞥尚泵?、平板斜面、平板等形式等形式. .3.4.3半固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基(semi-solid medium)：在液體培養(yǎng)基中加入在液體培養(yǎng)基中加入0.2-0.7的瓊脂構(gòu)成的培的瓊脂構(gòu)成的培養(yǎng)基。養(yǎng)基。常用來(lái)常用來(lái)觀察細(xì)菌運(yùn)動(dòng)觀察細(xì)菌運(yùn)動(dòng)的特征，以進(jìn)行菌種鑒定的特征，以進(jìn)行菌種鑒定. 以及測(cè)定噬菌體效價(jià)等等以及測(cè)定噬菌體效價(jià)等等 .1.不被微生物分解、利用、液化；不被微生物分解、利用、液化；2.不因消毒滅菌而被破壞；不因消毒滅菌而被破壞；3.在微生物的生長(zhǎng)溫度內(nèi)保持固態(tài)；在微生物的生長(zhǎng)溫度內(nèi)保持固態(tài)；4.凝固點(diǎn)的溫度對(duì)微生物無(wú)害；凝固點(diǎn)

46、的溫度對(duì)微生物無(wú)害；5.透明度好，粘著力強(qiáng)透明度好，粘著力強(qiáng)理想凝固劑應(yīng)理想凝固劑應(yīng)具備的條件具備的條件半固體培養(yǎng)物的生長(zhǎng)情況：半固體培養(yǎng)物的生長(zhǎng)情況：液體培養(yǎng)物生長(zhǎng)情況液體培養(yǎng)物生長(zhǎng)情況連續(xù)液體培養(yǎng)裝置連續(xù)液體培養(yǎng)裝置示意圖示意圖3.5 根據(jù)培養(yǎng)基用途來(lái)分根據(jù)培養(yǎng)基用途來(lái)分3.5.1 基礎(chǔ)培養(yǎng)基基礎(chǔ)培養(yǎng)基(minimum medium): 是含有一般微生物生長(zhǎng)繁殖所需的基本營(yíng)養(yǎng)成分的培是含有一般微生物生長(zhǎng)繁殖所需的基本營(yíng)養(yǎng)成分的培養(yǎng)基；養(yǎng)基； 基礎(chǔ)培養(yǎng)基也可作為一些基礎(chǔ)培養(yǎng)基也可作為一些特殊培養(yǎng)基的基礎(chǔ)成分特殊培養(yǎng)基的基礎(chǔ)成分（如（如制備糖發(fā)酵培養(yǎng)基時(shí)）制備糖發(fā)酵培養(yǎng)基時(shí)）.終終體體積積5

47、ml50 ml100 ml200 ml2% mg2so47h2o（100）50 l500 l1 ml2 ml25% 葡葡萄萄糖糖（50）100 l1 ml2 ml4 ml基基本本鹽鹽溶溶液液（4）1.25 ml12.5 ml25 ml50 ml水水3.6 ml36 ml72 ml144 ml氨氨基基酸酸(50 g/ml)*25 l250 l500 l1 ml氨氨基基酸酸(20 g/ml)10 l100 l200 l400 l3.5.2 加富（又稱富集）培養(yǎng)基加富（又稱富集）培養(yǎng)基(enriched medium)：在基本培養(yǎng)基中加入某些特殊的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如血、血在基本培養(yǎng)基中加入某些特殊的營(yíng)養(yǎng)物

48、質(zhì)，如血、血清、動(dòng)植物組織液或其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（或生長(zhǎng)因子）清、動(dòng)植物組織液或其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（或生長(zhǎng)因子）的一類營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基。的一類營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基。用來(lái)用來(lái)富集（使數(shù)量上占優(yōu)勢(shì)）富集（使數(shù)量上占優(yōu)勢(shì)）和分離某種特定和分離某種特定微生物。微生物。 或用以培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)要求苛刻的微生物或用以培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)要求苛刻的微生物 . .富集富集- -分離微生物：分離微生物：根據(jù)待分離微生物的特點(diǎn)設(shè)計(jì)培養(yǎng)基根據(jù)待分離微生物的特點(diǎn)設(shè)計(jì)培養(yǎng)基, ,用于從環(huán)境中富用于從環(huán)境中富集和分離某種微生物集和分離某種微生物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)

49、勢(shì)并逐漸富集而占優(yōu)勢(shì), ,從而容易達(dá)到分離到該種微生物從而容易達(dá)到分離到該種微生物的目的的目的.).)3.5.3 選擇性培養(yǎng)基選擇性培養(yǎng)基(selective medium)：是根據(jù)某種或某一類群微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)需要（是根據(jù)某種或某一類群微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)需要（投其所投其所好好），或根據(jù)對(duì)某種化合物的敏感性情況（），或根據(jù)對(duì)某種化合物的敏感性情況（取其所抗取其所抗）而設(shè)計(jì)出來(lái)的一類培養(yǎng)基。而設(shè)計(jì)出來(lái)的一類培養(yǎng)基。具體說(shuō)，是具體說(shuō)，是加入相應(yīng)的特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或有抑菌性的化學(xué)加入相應(yīng)的特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或有抑菌性的化學(xué)物質(zhì)物質(zhì), 以抑制不需要的微生物的生長(zhǎng)以抑制不需要的微生物的生長(zhǎng),而促進(jìn)所需微生而促進(jìn)所需

50、微生物的生長(zhǎng)。物的生長(zhǎng)。 用于將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中用于將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中 分離出來(lái)分離出來(lái).（續(xù)上表）（續(xù)上表）例：伊紅美蘭（eosin-methylene blue）乳糖培養(yǎng)基（簡(jiǎn)稱emb培養(yǎng)基）用于食品衛(wèi)生的微生物學(xué)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)食品樣品的“大腸菌群”的指標(biāo)。3.5.4 鑒別性培養(yǎng)基鑒別性培養(yǎng)基(differential medium)：用于鑒別不同類型微生物的培養(yǎng)基。用于鑒別不同類型微生物的培養(yǎng)基。在普通培養(yǎng)基中加入能與某種代謝產(chǎn)物發(fā)生反在普通培養(yǎng)基中加入能與某種代謝產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)的應(yīng)的指示劑或化學(xué)藥品指示劑或化學(xué)藥品，從而產(chǎn)生某種明顯，從而產(chǎn)生某種明顯的

51、的特征性變化特征性變化，以區(qū)別不同的微生物以便于，以區(qū)別不同的微生物以便于根據(jù)目的選擇性挑取或計(jì)數(shù)等。根據(jù)目的選擇性挑取或計(jì)數(shù)等。大腸菌群的定義：大腸菌群的定義：指存在與大腸內(nèi)的，分解乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣的指存在與大腸內(nèi)的，分解乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣的g-短桿菌短桿菌,包括大腸桿菌和產(chǎn)氣腸桿菌和一些中間類型的細(xì)菌。包括大腸桿菌和產(chǎn)氣腸桿菌和一些中間類型的細(xì)菌。l 伊紅和美藍(lán)二種苯胺染料可抑制伊紅和美藍(lán)二種苯胺染料可抑制g+細(xì)菌和一細(xì)菌和一些難培養(yǎng)的些難培養(yǎng)的g-細(xì)菌的生長(zhǎng)。在低酸度時(shí)細(xì)菌的生長(zhǎng)。在低酸度時(shí), 這二種這二種染料結(jié)合形成沉淀，起著產(chǎn)酸指示劑的作用染料結(jié)合形成沉淀，起著產(chǎn)酸指示劑的作用.試樣中的多種腸

52、道菌會(huì)在試樣中的多種腸道菌會(huì)在emb培養(yǎng)基上產(chǎn)生相培養(yǎng)基上產(chǎn)生相互容易區(qū)分的特征菌落互容易區(qū)分的特征菌落, 因而易于辨認(rèn)。因而易于辨認(rèn)。例如：大腸桿菌強(qiáng)烈分解乳糖而產(chǎn)生大量的混合例如：大腸桿菌強(qiáng)烈分解乳糖而產(chǎn)生大量的混合酸酸, 菌體呈酸性菌體呈酸性,菌落被染成深紫色，從菌落表菌落被染成深紫色，從菌落表面的反射光中還可看到綠色金屬閃光。面的反射光中還可看到綠色金屬閃光。選擇性培養(yǎng)的結(jié)果選擇性培養(yǎng)的結(jié)果鑒別性培養(yǎng)的結(jié)果鑒別性培養(yǎng)的結(jié)果營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能否進(jìn)入細(xì)胞取決于三個(gè)方面的因素：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能否進(jìn)入細(xì)胞取決于三個(gè)方面的因素：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)本身的性質(zhì)（相對(duì)分子量、質(zhì)量、

53、溶解性、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)本身的性質(zhì)（相對(duì)分子量、質(zhì)量、溶解性、電負(fù)性等電負(fù)性等; ;微生物所處的環(huán)境（溫度、微生物所處的環(huán)境（溫度、phph等）；等）；微生物細(xì)胞的透過(guò)屏障（原生質(zhì)膜、細(xì)胞壁、莢微生物細(xì)胞的透過(guò)屏障（原生質(zhì)膜、細(xì)胞壁、莢膜等）。膜等）。除原生動(dòng)物外，各種微生物都是通過(guò)除原生動(dòng)物外，各種微生物都是通過(guò)細(xì)胞膜的滲透細(xì)胞膜的滲透和和選擇性選擇性吸收作用吸收作用而從外界吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的。而從外界吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的。根據(jù)物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程的特點(diǎn)根據(jù)物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程的特點(diǎn)，可將微生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的可將微生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸方式分為：運(yùn)輸方式分為： 單純擴(kuò)散單純擴(kuò)散 促進(jìn)擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散 主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸 基團(tuán)轉(zhuǎn)移基團(tuán)轉(zhuǎn)移1 1單純擴(kuò)散（自由擴(kuò)散、簡(jiǎn)單擴(kuò)散）單純擴(kuò)散（自由擴(kuò)散、簡(jiǎn)單擴(kuò)散）原生質(zhì)膜是一種半透性膜，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)原生質(zhì)原生質(zhì)膜是一種半透性膜，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)原生質(zhì)膜上的小孔，通