微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基

第五章

微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基第五章微生物的營養(yǎng)營養(yǎng)：有機體吸取和利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程。營養(yǎng)物質(zhì)：微生物為了生存就必須從環(huán)境中吸取各種物質(zhì)以合成細胞物質(zhì)、提供能量以及在新陳代謝中起調(diào)節(jié)作用。這些物質(zhì)就稱為營養(yǎng)物質(zhì)。第一節(jié)微生物的營養(yǎng)要求第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型第三節(jié)微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的方式第四節(jié)培養(yǎng)基 MicrobialNutrition第一節(jié)微生物的營養(yǎng)要求一、微生物細胞的化學(xué)組成二、微生物的6類營養(yǎng)要素NutritionalRequirementsofMicrobialCells

（一）化學(xué)元素(chemicalelement):大量元素(macroelement):碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣、鐵（其中前六種占細菌細胞干重的97%）。微量元素(traceelement):鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼。元素細菌酵母菌霉菌碳5049.847.9氮1512.45.2氫86.76.7氧2031.140.2磷3——硫1——一、微生物細胞的化學(xué)組成（二）元素在細胞內(nèi)存在形式：主要以水、有機物、無機鹽的形式存在于細胞中：1．有機物：蛋白質(zhì)、糖、脂類、核酸、維生素及其降解產(chǎn)物2．無機物：1)參與有機物組成。2)單獨存在于細胞質(zhì)內(nèi)以無機鹽的形式存在。3、水：約占細胞總重70%～90%，以游離水和結(jié)合水兩種形式存在游離水：干重法可測得；結(jié)合水：不易蒸發(fā)、不凍結(jié)、也不能滲透,占水總量的17%—28%。（三）微生物細胞化學(xué)組成含量的變化主要成分細菌酵母菌霉菌水分75~8570~8085~90（占細胞鮮重的%）蛋白質(zhì)50~8032~7514~15占細碳水化合物12~2827~637~40胞干脂肪5~202~154~40重的核酸10~206~81%無機鹽2~303.8~76~12微生物細胞的化學(xué)組成此組成可因菌種的種類、菌齡、培養(yǎng)基組成、培養(yǎng)條件、分析方法等而有所不同。二、微生物的6類營養(yǎng)要素碳源 氮源 無機鹽生長因子 水能源◆定義：凡可被用來構(gòu)成細胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中碳素來源的營養(yǎng)物質(zhì)?！艄δ埽禾峁┖铣杉毎镔|(zhì)及代謝物的原料;并為整個生理活動提供所需要能源（異養(yǎng)微生物）?！舴N類:無機含碳化合物：如CO2和碳酸鹽等。有機含碳化合物：糖與糖的衍生物（多糖：如淀粉、麩皮、米糠等；飴糖；單糖）,脂類、醇類。有機酸、烴類、芳香族化合物以及各種含碳的化合物。（一）、碳源（Carbonsource）類型元素水平化合物水平培養(yǎng)基原料水平有機碳C·H·O·N·X復(fù)雜蛋白質(zhì)、核酸等牛肉膏、蛋白胨、花生餅粉等C·H·O·N多數(shù)氨基酸、簡單蛋白質(zhì)等一般氨基酸、明膠等C·H·O糖、有機酸、醇、脂類等葡萄糖、蔗糖、各種淀粉、糖蜜等C·H烴類天然氣、石油及其不同餾份、石蠟油等無機碳C(?)——C·OCO2CO2C·O·XNaHCO3NaHCO3、CaCO3、等微生物的碳源譜微生物工業(yè)發(fā)酵中用做碳源的原料傳統(tǒng)種類：糖類（單糖，飴糖） 淀粉（玉米粉、山芋粉、野生植物淀粉等） 麩皮、各種米糠等代糧發(fā)酵：纖維素、石油、CO2、H2異養(yǎng)微生物：必須利用有機碳源的微生物自養(yǎng)微生物：利用無機碳源作為主要碳源的微生物用來來構(gòu)構(gòu)成成菌菌體體物物質(zhì)質(zhì)或或代代謝謝產(chǎn)產(chǎn)物物中中氮氮素素來來源源的的營營養(yǎng)養(yǎng)源源。種類類：：無機機氮氮：：銨銨鹽鹽、、硝硝酸酸鹽鹽、、亞亞硝硝酸酸鹽鹽、、尿尿素素、、氨氨、、N2有機機氮氮：：蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)及及其其降降解解產(chǎn)產(chǎn)物物（（如如胨胨、、肽肽、、氨氨基基酸酸等等））、、牛牛肉肉膏膏、、魚魚粉粉、、花花生生餅餅粉粉、、黃黃豆豆餅餅粉粉、、玉玉米米漿漿等等功能能：：1））提提供供合合成成細細胞胞中中含含氮氮物物，，如如蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)、、核核酸酸，，以以及及含含氮氮代代謝謝物物等等的的原原料料；；2）少少數(shù)細細菌可可以銨鹽、、硝酸酸鹽等等氮源為為能源源。（二））氮源源（Nitrogensource））：類型元素水平化合物水平培養(yǎng)基原料水平有機氮N·C·H·O·X復(fù)雜蛋白質(zhì)、核酸等牛肉膏、酵母膏、餅粕粉、蠶蛹粉等N·C·H·O尿素、一般氨基酸、簡單蛋白質(zhì)等尿素、蛋白胨、明膠等無機氮N·HNH3、銨鹽等(NH4)2SO4等N·O硝酸鹽等KNO3等NN2空氣微生物物的氮氮源譜譜實驗室室常用用的氮氮源有碳酸酸銨、、硝酸酸鹽、、硫酸酸銨、、尿素素、蛋蛋白胨胨、牛牛肉膏膏、酵酵母膏膏等。。生產(chǎn)上上常用用的氮氮源硝酸鹽鹽、銨銨鹽、、尿素素、氨氨以及及蛋白白含量量較高高的魚魚粉、、蠶蛹蛹粉、、黃豆豆餅粉粉、花花生餅餅份、、玉米米漿等等。定義：：為微生生物細細胞生生長提提供碳碳、氮氮源以以外的的多種種重要要元素素（包包括大大量元元素和和微量量元素素）的的物質(zhì)質(zhì)，多多以無無機鹽鹽的形形式供供給。。大量元元素：：P、S、K、Mg、、Ca、Na、、Fe（（微生生物生生長所所需濃濃度在在10-3~10-4mol/L）微量元元素：：Cu、、Zn、Mn、、Mo、Co（（微微生物物生長長所需需濃度度在10-6~10-8mol/L）一般微微生物物生長長所需需要的的無機機鹽有有：硫硫酸鹽鹽、磷磷酸鹽鹽、氯氯化物物以及及含有有鈉、、鉀、、鎂、、鐵等等金屬屬元素素的化化合物物。（三））無機機鹽（（inorganicsalt）無機鹽鹽的生生理功功能：：無機鹽大量元素微量元素一般功能特殊功能酶的激活劑（Cu2+、Mn2+、Zn2+）特殊分子結(jié)構(gòu)成分（Co、Mo等） 維持滲透壓生理調(diào)節(jié)物質(zhì) 酶的激活劑 pH的穩(wěn)定化能自養(yǎng)菌的能源(S、Fe2+、NH4+、NO2-)無氧呼吸時的氫受體(NO3-、SO42-)細胞內(nèi)一般分子成分(如P，S，Ca，Mg，F(xiàn)e等)定義:是一類類對微微生物物正常常生活活所不不可缺缺少而而需要要量又又不大大，但但微生生物自自身不不能用用簡單單的碳碳源或或氮源源合成成，或或合成成量不不足以以滿足足機體體生長長需要要的有有機營營養(yǎng)物物質(zhì)。。不同同微生生物需需求的的生長長因子子的種種類和和數(shù)量量不同同。（四）生生長因子子（growthfactor）：最早發(fā)現(xiàn)現(xiàn)的生長長因子是是維生素素，有些微生生物生長長還需要要其它特特殊的成成分，例例如某些些乳酸桿桿菌生長長需要核核苷；某某些酵母母菌和真真菌生長長需要肌肌醇；某某些肺炎炎球菌生生長需要要膽堿等等。根據(jù)微生生物對生生長因子子的需要要存在差差異，可可分為：：1.野野生型型(wildtype)原養(yǎng)型不需要生長長因子而能能在基礎(chǔ)培培養(yǎng)基上生生長的菌株株2.營營養(yǎng)養(yǎng)缺缺陷陷型型(auxotroph)由于于自自發(fā)發(fā)或或誘誘發(fā)發(fā)突突變變等等原原因因從從野野生生型型菌菌株株產(chǎn)產(chǎn)生生的的需需要要提提供供特特定定生生長長素素物物質(zhì)質(zhì)才才能能生生長長的的菌菌株株水的的生生理理功功能能：：生生命命存存在在的的必必要要條條件件（五五））水水（（water））◆水在在細細胞胞中中有有兩兩種種存存在在形形式式：：結(jié)結(jié)合合水水和和游游離離水水。?！簟舨徊煌毤毎凹安徊煌毤毎Y(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)中中游游離離水水的的含含量量有有較較大大差差別別：：幾種生物的游離水含量人體：~60%海蟄：~96%微生物孢子營養(yǎng)體霉菌孢子：~39%細菌芽孢：皮層：~70%核心：極低細菌：~80%酵母：~75%霉菌：~85%（六六））能能源源定義義：：為為微微生生物物提提供供最最初初能能量量來來源源的的營營養(yǎng)養(yǎng)物物質(zhì)質(zhì)或或輻輻射射能能能源源譜譜：：化學(xué)學(xué)物物質(zhì)質(zhì)（（化化能能營營養(yǎng)養(yǎng)型型））輻射射能能（（光光能能營營養(yǎng)養(yǎng)型型））有機機物物無機機物物光能能自自養(yǎng)養(yǎng)和和光光能能異異養(yǎng)養(yǎng)第二二節(jié)節(jié)微微生生物物的的營營養(yǎng)養(yǎng)類類型型根據(jù)據(jù)生生長長所所需需要要的的營營養(yǎng)養(yǎng)物物質(zhì)質(zhì)的的性性質(zhì)質(zhì)（（碳碳源源）），，可可將將生生物物分分成成兩兩種種基基本本的的營營養(yǎng)養(yǎng)類類型型異養(yǎng)養(yǎng)型型生生物物：：以復(fù)復(fù)雜雜的的有有機機物物質(zhì)質(zhì)作作為為營營養(yǎng)養(yǎng)物物質(zhì)質(zhì)自養(yǎng)養(yǎng)型型生生物物：：能以以簡簡單單的的無無機機物物質(zhì)質(zhì)作作為為營營養(yǎng)養(yǎng)物物質(zhì)質(zhì)動物物屬屬異異養(yǎng)養(yǎng)型型生生物物，，植植物物屬屬自自養(yǎng)養(yǎng)型型，，微微生生物物大大多多數(shù)數(shù)屬屬于于異異養(yǎng)養(yǎng)型型生生物物，，少少數(shù)數(shù)屬屬于于自自養(yǎng)養(yǎng)型型生生物物。。根據(jù)據(jù)生生長長時時能能量量的的來來源源不不同同，，將將生生物物分分成成兩兩種種類類型型化能能營營養(yǎng)養(yǎng)型型生生物物：：依靠靠化化合合物物氧氧化化釋釋放放的的能能量量進進行行生生長長光能能營營養(yǎng)養(yǎng)型型生生物物：：依靠靠光光能能進進行行生生長長動物物和和大大部部分分微微生生物物屬屬化化能能營營養(yǎng)養(yǎng)型型生生物物，，植植物物和和少少部部分分微微生生物物屬屬光光能能營營養(yǎng)養(yǎng)型型生生物物按供供氫氫體體分分無機機營營養(yǎng)養(yǎng)型型生生物物；；有機機營營養(yǎng)養(yǎng)型型生生物物：：光能能自自養(yǎng)養(yǎng)型型微微生生物物以C02作為為唯唯一一碳碳源源或或主主要要碳碳源源，，并并利利用用光光能能，，以以無無機機物物如如硫硫化化氫氫、、硫硫代代硫硫酸酸鈉鈉或或其其他他無無機機硫硫化化物物作作為為供氫氫體體將CO2還原原成成細細胞胞物物質(zhì)質(zhì)，，同同時時產(chǎn)產(chǎn)生生元元素素硫硫光能能CO2＋H2S[CH2O]+2S+H2O光合色色素光能自自養(yǎng)型型微生生物包括藍藍細菌菌（含含葉綠綠素））、紅紅硫細細菌和和綠硫硫細菌菌等少少數(shù)微微生物物（含含細菌菌葉綠綠素）），由由于含含有光光合色色素，，因而而能使使先能能轉(zhuǎn)變變成化化學(xué)能能（ATP），，供機機體直直接利利用。。光能異異養(yǎng)型型微生生物以CO2為主要要碳源源或唯唯一碳碳源，，以有有機物物（如如異丙丙醇））作為為供氫氫體，，利用用光能能將CO2還原成成細胞胞物質(zhì)質(zhì)，紅紅螺菌菌屬中中的一一些細細菌屬屬于此此種營營養(yǎng)類類型。。光能2(H3C)2CHOH+CO22CH3COCH3+[CH2O]+H2O光合色素素光能異養(yǎng)養(yǎng)型細菌菌在生長長時大多多數(shù)采要要外源的的生長因因子化能自養(yǎng)養(yǎng)型微生生物以CO2或碳酸酸鹽作作為唯唯一或或主要要碳源源，以以無機機物氧氧化釋釋放的的化學(xué)學(xué)能為為能源源,，，利用用電子子供供體體如氫氫氣氣、、硫硫化化氫氫、、二二價價鐵鐵離離子子或或亞亞硝硝酸酸鹽鹽等等使使CO2還原原成成細細胞胞物物質(zhì)質(zhì)。。這類類微微生生物物主主要要有有硫硫化化細細菌菌、、硝硝化化細細菌菌、、氫氫細細菌菌與與鐵鐵細細菌菌。。它它們們在在自自然然界界物物質(zhì)質(zhì)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換過過程程中中起起著著重重要要的的作作用用。?；苣墚惍愷B(yǎng)養(yǎng)型型微微生生物物多數(shù)數(shù)微微生生物物屬屬于于化化能能異異養(yǎng)養(yǎng)型型，，其其生生長長所所需需要要能能量量和和碳碳源源通通常常來來自自同同一一種種有有機機物物。。根據(jù)據(jù)化化能能異異養(yǎng)養(yǎng)型型微微生生物物利利用用有有機機物物的的特特性性，，又又可可以以將將其其分分為為下下列列兩兩種種類類型型：：腐生生型型微微生生物物：：利利用用無無生生命命活活性性的的有有機機物物作作為為生生長長的的碳碳源源。。寄生生型型微微生生物物：：寄寄生生在在生生活活的的細細胞胞內(nèi)內(nèi)，，從從寄寄生生體體內(nèi)內(nèi)獲獲得得生生長長所所需需要要的的營營養(yǎng)養(yǎng)物物質(zhì)質(zhì)。。存在于于寄生生與腐腐生之之間的的中間間過渡渡類型型微生生物，，稱為為兼性性腐生生型或或兼性性寄生生型。。第三節(jié)節(jié)微微生物物吸收收營養(yǎng)養(yǎng)物質(zhì)質(zhì)的方方式單純純擴擴散促進進擴擴散散主動動運運輸輸基團團移移位位被輸送送的物物質(zhì)，，靠細細胞內(nèi)內(nèi)外濃濃度為為動力力，以以透析析或擴擴散的的形式式從高高濃度度區(qū)向向低濃濃度區(qū)區(qū)的擴擴散。。1.單單純擴擴散(simplediffusionorpassivediffusion)特點：：非特異異性結(jié)構(gòu)不不變速率較較慢無載體體參與與不需代代謝能能：物質(zhì)不不能進進行逆逆濃度度運輸輸?？蛇\送送的養(yǎng)養(yǎng)料有有限：：限于水水、溶溶于水水的氣氣體，，及分分子量量小，，脂溶溶性、、極性性小的的營養(yǎng)養(yǎng)物質(zhì)質(zhì)。單純擴擴散模模式圖圖細胞膜膜外細胞膜膜內(nèi)細胞膜膜營養(yǎng)物物通過過與細細胞膜膜上載載體蛋蛋白（（也稱稱作透透過酶酶permease）的的可逆逆性結(jié)結(jié)合來來加快快其傳傳遞速速度2.促促進擴擴散(facilitateddiffusion/transport)特點：：在促進進擴散散過程程中營養(yǎng)物物質(zhì)本本身在在分子子結(jié)構(gòu)構(gòu)上也也不會會發(fā)生生變化化不消耗耗代謝謝能量量，故故不能能進行行逆濃濃度運運輸運輸?shù)牡乃俾事视砂麅?nèi)外外該物物質(zhì)的的濃度度差決決定需要細細胞膜膜上的的載體體蛋白白（透透過酶酶）參參與被運運輸輸?shù)牡奈镂镔|(zhì)質(zhì)與與載載體體蛋蛋白白有有高高度度的的特特異異性性養(yǎng)料料濃濃度度過過高高時時,與與載載體體蛋蛋白白出出現(xiàn)現(xiàn)飽飽和和效效應(yīng)應(yīng)促進進擴擴散散的的運運輸輸方方式式多多見見于于真真核核微微生生物物中中，，例例如如通通常常在在厭厭氧氧生生活活的的酵酵母母菌菌中中，，某某些些物物質(zhì)質(zhì)的的吸吸收收和和代代謝謝產(chǎn)產(chǎn)物物的的分分泌泌是是通通過過這這種種方方式式完完成成的的。。促進擴散模式圖細胞膜細胞膜外細胞膜內(nèi)恢復(fù)原構(gòu)象移位再循環(huán)結(jié)合結(jié)合構(gòu)象改變在代代謝謝能能的的推推動動下下，，通通過過膜膜上上特特殊殊載載體體蛋蛋白白逆逆養(yǎng)養(yǎng)料料濃濃度度梯梯度度吸吸收收營營養(yǎng)養(yǎng)物物質(zhì)質(zhì)的的過過程程。。主主動動運運送送是是微微生生物物吸吸收收營營養(yǎng)養(yǎng)物物質(zhì)質(zhì)的的主主要要方方式式。。3.主主動運運送(Activetransport)需要消消耗代代謝能能可以進進行逆逆濃度度運送送的運運輸方方式需要載載體蛋蛋白參參與對被運運送的的物質(zhì)質(zhì)有高高度的的立體體專一一性特點：：微生物物所需需要的的多數(shù)數(shù)營養(yǎng)養(yǎng)物質(zhì)質(zhì)如氨氨基酸酸等都都是這這種運運送方方式主動運運送模模式圖圖細胞膜膜細胞膜膜外細胞膜膜內(nèi)恢復(fù)原原構(gòu)象象移位再循環(huán)環(huán)結(jié)合構(gòu)象改改變ADP+PiATP4.基基團團移位位(grouptranslocation)一種由由復(fù)雜雜運輸輸酶系系統(tǒng)參參與的的既需需要載載體蛋蛋白又又需要要消耗耗能量量的一一種特特殊主主動運運送方方式需要消消耗代代謝能能可以進進行逆逆濃度度運輸輸?shù)倪\運輸方方式需要載載體蛋蛋白參參與對被運運輸?shù)牡奈镔|(zhì)質(zhì)有高高度的的立體體專一一性底物在運送送過程中發(fā)發(fā)生化學(xué)變變化與普通的主主動運送相相比，營養(yǎng)養(yǎng)物質(zhì)在運運輸?shù)倪^程程中發(fā)生了了化學(xué)變化化（糖在運運輸?shù)倪^程程中發(fā)生了了磷酸化））特點：基因移位主主要存在于于厭氧和兼兼性厭氧型型細菌中，，也主要是是用于單（（或雙）糖糖與糖的衍衍生物，以以及核苷與與脂肪散的的運送依靠磷酸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)統(tǒng),即磷酸酸烯醇式丙丙酮酸-己己糖磷酸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)統(tǒng)。包括3種不同蛋白白參與：HPr、酶1、酶2運送步驟:1.熱穩(wěn)載載體蛋白(HPr)的激活細胞內(nèi)高能能化合物磷磷酸烯醇式式丙酮酸（（PEP）的磷酸基團團把HPr激活。酶1PEP+HPr丙酮酸+P-HPrHPr是一種低分分子量的可可溶性蛋白白，結(jié)合在在細胞膜上上，具有高高能磷酸載載體的作用用。運送機機制2、糖被磷磷酸化后運運入膜內(nèi)膜外環(huán)境中中的糖先與與外膜表面面的酶2結(jié)結(jié)合，再被被轉(zhuǎn)運到內(nèi)內(nèi)膜表面。。這時，糖糖被P-HPr上的磷酸激激活，并通通過酶2的的作用將糖-磷酸釋放到細胞胞內(nèi)。酶2P-HPr+糖糖糖-P+HPr酶2是一種種結(jié)合于細細胞膜上的的蛋白，它它對底物具具有特異性性選擇作用用，因此細細胞膜上可可誘導(dǎo)出一一系列與底底物分子相相應(yīng)的酶2。四種運運輸營營養(yǎng)物物質(zhì)方方式的的比較較比較項目單純擴散促進擴散主動運送基團移位特異載體蛋白運輸速度物質(zhì)運輸方向胞內(nèi)外濃度運輸分子能量消耗運輸后物質(zhì)的結(jié)構(gòu)載體飽和效應(yīng)與運輸物質(zhì)類似物例如無慢由濃至稀相等無特異性不需要不變無無競爭性水、氧、乙醇等小分子有快由濃至稀相等特異性不需要不變有有競爭性硫酸基團磷酸基團有快由稀至濃胞內(nèi)濃度高特異性需要不變有有競爭性氨基酸、乳糖有快由稀至濃胞內(nèi)濃度高有特異性需要改變有有競爭性葡萄糖、果糖、脂肪酸5.膜膜泡運運輸memberanevesicletransport主要存存在與與原生生動物物中（（特別別是變變形蟲蟲）中中，通通過細細胞膜膜的內(nèi)內(nèi)陷，，將營營養(yǎng)物物質(zhì)包包圍，，形成成膜泡泡，而而進入入細胞胞內(nèi)的的一種種運輸輸方式式。胞吞作作用胞飲作作用定義：：人工配配制的的、適適合于于不同同微生生物生生長繁繁殖或或積累累代謝謝產(chǎn)物物用的的混合合養(yǎng)料料。特點：：任何培培養(yǎng)基基都應(yīng)應(yīng)具備備微生生物所所需要要的五五大營營養(yǎng)要要素，，且應(yīng)應(yīng)比例例適當(dāng)當(dāng)。所所以一一旦配配成必必須立立即滅滅菌。。用途：：促使微微生物物生長長；積積累代代謝產(chǎn)產(chǎn)物；；分離離微生生物菌菌種；；鑒定定微生生物種種類；；微生生物細細胞計計數(shù)；；菌種種保藏藏；制制備微微生物物制品品第四節(jié)節(jié)培培養(yǎng)基基(medium)一、培培養(yǎng)基基的配配制原原則（一））培養(yǎng)養(yǎng)基組組分應(yīng)應(yīng)適合合微生生物的的營養(yǎng)養(yǎng)特點點（目目的明明確））（二））營養(yǎng)養(yǎng)物的的濃度度與比比例應(yīng)應(yīng)恰當(dāng)當(dāng)（營營養(yǎng)協(xié)協(xié)調(diào)））（三））物理理化學(xué)學(xué)條件件適宜宜（條條件適適宜））（四））根據(jù)據(jù)培養(yǎng)養(yǎng)目的的選擇擇原料料及其其來源源（經(jīng)經(jīng)濟節(jié)節(jié)約））最后應(yīng)應(yīng)滅菌菌處理理細菌：：牛牛肉膏膏蛋白白胨培培養(yǎng)基基LB(Luria-Bertani)放線菌菌：高高氏氏一號號培養(yǎng)養(yǎng)基真菌：：查查氏合合成培培養(yǎng)基基PDA(Potato-Dextrose-Agar)酵母菌菌；麥麥芽芽汁（一））培養(yǎng)養(yǎng)基組組分應(yīng)應(yīng)適合合微生生物的的營養(yǎng)養(yǎng)特點點即根據(jù)據(jù)不同同微生生物的的營養(yǎng)養(yǎng)需要要配制制不同同的培培養(yǎng)基基。不同同營營養(yǎng)養(yǎng)類類型型的的微微生生物物，，其其對對營營養(yǎng)養(yǎng)物物的的需需求求差差異異很很大大。。如如自自養(yǎng)養(yǎng)型型微微生生物物的的培培養(yǎng)養(yǎng)基基由由簡簡單單的的無無機機物物質(zhì)質(zhì)組組成成。。異異養(yǎng)養(yǎng)做做生生物物的的培培養(yǎng)養(yǎng)基基至至少少需需要要含含有有一一種種有有機機物物質(zhì)質(zhì)，，有有機機物物的的種種類類需需適適應(yīng)應(yīng)所所培培養(yǎng)養(yǎng)菌菌的的特特點點。。按按微微生生物物的的主主要要類類群群來來說說，，它它們們所所需需要要的的培培養(yǎng)養(yǎng)基基成成分分也也不不同同：：●濃度過過高———微生物物的生長長起抑制制作用，，濃度過小小——不不能滿足足微生物物生長的的需要。。●碳氮比（（C/N）直接接影響微微生物生生長與繁繁殖及代代謝物的的形成與與積累，，故常作作為考察察培養(yǎng)基基組成時時的一個個重要指指標；●速效性氮氮（或碳碳）源與與遲效性性氮（或或碳）源源的比例例●各種金屬屬離子間間的比例例碳源中的的碳原子子的mol數(shù)氮源中所所含的氮氮原子的的mol數(shù)C/N比比值=（二）營營養(yǎng)物的的濃度與與比例應(yīng)應(yīng)恰當(dāng)（1）pH:各類微生生物的最最適生長長pH值值各不相相同：細菌菌：7.0~8.0放線菌：：7.5~8.5酵母菌：3.8~6.0霉菌：：4.0~5.8在微生物的的生長和代代謝過程中中，由于營營養(yǎng)物質(zhì)的的利用和代代謝產(chǎn)物的的形成與積積累，培養(yǎng)養(yǎng)基的初始始pH值會會發(fā)生改變變，為了維維持培養(yǎng)基基pH值的的相對恒定定，通常采采用下列兩兩種方式：：內(nèi)源調(diào)節(jié)：：在培養(yǎng)基基里加一些些緩沖劑或或不溶性的的碳酸鹽；；調(diào)節(jié)培養(yǎng)養(yǎng)基的碳氮氮比。外源調(diào)節(jié)：：按實際需需要不斷向向發(fā)酵液流流加酸或堿堿液（三）物理理化學(xué)條件件適宜－pH、滲透透壓、水活活度及氧化化還原勢各種微生生物對培培養(yǎng)基的的氧化還還原電勢勢的要求求：好氧微生生物：+0.3~+0.4V,(在在>0.1V以以上的環(huán)環(huán)境中均均能生長長).厭氧微生生物：只只能在+0.1V以下下生長兼性厭氧氧微生物物：+0.1V以上呼呼吸、+0.1V以下下發(fā)酵對微生物物影響最最大的是是：分子子氧和分分子氫的的濃度尤其是對對厭氧微微生物，，除排除除氧外，，還應(yīng)在在培養(yǎng)基基中加入入還原劑劑：巰基基乙酸、、抗壞血血酸、硫硫化氫、、半胱氨氨酸、谷谷胱甘肽肽、二硫硫蘇糖醇醇等。（2）氧氧化還原原電勢(redoxpoyential)該培養(yǎng)基基的應(yīng)用用目的，即：是培養(yǎng)菌菌體還是是積累代代謝產(chǎn)物物？是實驗室室種子培培養(yǎng)還是是大規(guī)模模發(fā)酵？？代謝產(chǎn)物物是初級級代謝產(chǎn)產(chǎn)物還是是次級代代謝產(chǎn)物物？☆用于培養(yǎng)菌體體的培養(yǎng)基基營養(yǎng)應(yīng)應(yīng)豐富，，氮源含含量宜高高（碳氮氮比低））；☆用于大量量生產(chǎn)代謝產(chǎn)物物的培養(yǎng)基基其氮源源一般應(yīng)應(yīng)比種子子培養(yǎng)基基稍低；；若代謝謝產(chǎn)物是是次級代謝謝產(chǎn)物時要考慮慮是否加加入特殊殊元素或或特定的的代謝產(chǎn)產(chǎn)物；☆當(dāng)所設(shè)計計的是大規(guī)模發(fā)發(fā)酵用的培養(yǎng)養(yǎng)基時，，應(yīng)重視視培養(yǎng)基基中各成成份的來來源和價價格，應(yīng)應(yīng)選擇來來源廣泛泛、價格格低廉的的原料，，提倡以以粗代精精，以廢廢代好。。（四）根根據(jù)培養(yǎng)養(yǎng)基的應(yīng)應(yīng)用目的的選擇原原料及其其來源1.高壓壓蒸氣滅滅菌一般培養(yǎng)養(yǎng)基:1.05Kg/cm2,121.3℃℃,15-30min含糖糖培培養(yǎng)養(yǎng)基基:0.56Kg/cm2,112.6℃℃,15-30min2.過過濾濾滅滅菌菌、、分分別別滅滅菌菌、、間間歇歇滅滅菌菌附：：培培養(yǎng)養(yǎng)基基的的滅滅菌菌附：：器器皿皿的的滅滅菌菌及及無無菌菌室室的的消消毒毒器皿皿的的滅滅菌菌：：干熱空空氣：：160℃，，2小小時無菌室室的消消毒：：紫外光光化學(xué)藥藥物熏熏蒸（（苯酚酚；高高錳酸酸鉀+甲醛醛）二、培培養(yǎng)基基配制制的方方法1.生生態(tài)態(tài)模擬擬2.參參閱閱文獻獻3.精精心心設(shè)計計4.試試驗驗比較較定性定定量量、小小大大、實實驗室室工工廠廠三、培培養(yǎng)基基的類類型及及其應(yīng)應(yīng)用根據(jù)所所培養(yǎng)養(yǎng)微生生物的的微生生物類類群來來分①細菌菌培養(yǎng)養(yǎng)基②②放放線菌菌培養(yǎng)養(yǎng)基③③霉霉菌培培養(yǎng)基基根據(jù)培培養(yǎng)目目的來來分①種子子培養(yǎng)養(yǎng)基(seedculturemedium)———是為保保證發(fā)發(fā)酵生生產(chǎn)獲獲得大大量優(yōu)優(yōu)質(zhì)種種子而而設(shè)計計的培培養(yǎng)基基，特特點是是營養(yǎng)養(yǎng)較豐豐富，，氮源源比例例較高高。有有時為為使菌菌種能能迅速速適應(yīng)應(yīng)后面面的發(fā)發(fā)酵條條件，，還有有意識識地加加入發(fā)發(fā)酵培培養(yǎng)基基的基基質(zhì)。。②發(fā)酵酵培養(yǎng)養(yǎng)基(fermentationmedium)———用于生生產(chǎn)預(yù)預(yù)定發(fā)發(fā)酵產(chǎn)產(chǎn)物，，一般般以碳碳為主主要元元素，，碳源源含量量往往往高于于種子子培養(yǎng)養(yǎng)基。。大規(guī)規(guī)模生生產(chǎn)時時，原原料應(yīng)應(yīng)價廉廉易得得，還還應(yīng)有有利于于下游游的分分離提提取。。細菌培養(yǎng)基基——營養(yǎng)養(yǎng)肉湯（nutrientbroth)：牛肉膏3g；水水1000ml；蛋白胨5g；pH7.2~7.4放線菌培養(yǎng)養(yǎng)基——高高氏1號：：可溶性淀粉粉20g；；KNO31g;K2HPO41gMgSO40.5gNaCl1g;FeSO4?7H2O0.5g水1000ml;pH7.2~7.4霉菌培養(yǎng)基基——查氏氏（zapek)培培養(yǎng)基：蔗糖30g;KCl0.5g;MgSO4.H2O0.5g;FeSO40.5g水水1000ml;K2HPO41g;NaNO33g;pH6.7酵母菌培養(yǎng)養(yǎng)基——麥麥芽汁培養(yǎng)養(yǎng)基味精生產(chǎn)菌菌北京棒狀狀桿菌AS1299的一級種種子（用搖搖床培養(yǎng)））培養(yǎng)基配方方：葡萄糖3%玉米漿2.5~3.5%尿素0.3~0.5%K2HPO40.1~0.2%MgSO40.05%二級種子（（1200升發(fā)酵罐罐）培養(yǎng)基基配方：以以水解糖3%代替葡葡萄糖3%，其他成成分相同。。按對培養(yǎng)基基成分的了了解程度來來分①天然培養(yǎng)養(yǎng)基(complexmedium)：：利用化學(xué)成分還還不完全清清楚或不恒恒定的天然物質(zhì)質(zhì)，（如肉肉湯、蛋白白胨、麥芽芽汁、酵母母汁、豆芽芽汁、玉米米粉、牛奶奶、血清等等制成的培培養(yǎng)基），，天然培培養(yǎng)基比較較經(jīng)濟，除除實驗室經(jīng)經(jīng)常使用外外，更適宜宜于在生產(chǎn)產(chǎn)上用來大大規(guī)模地培培養(yǎng)微生物物和生產(chǎn)微微生物產(chǎn)品品。②組合培養(yǎng)養(yǎng)基(chemicallydefinedmedium））由化學(xué)成成分完全了了解的物質(zhì)質(zhì)配制而成成的培養(yǎng)基基，該類培培養(yǎng)基的組成成分精精確、清楚楚，重復(fù)性強強，但微生生物生長較較慢，且價價格昂貴，，故一般適適于在實驗驗室范圍內(nèi)內(nèi)他有關(guān)研研生物營養(yǎng)養(yǎng)需要、代代謝、分類類鑒定、生生物測定以以及菌種選選育、遺傳傳分析等方方面的研究究工作。如如高氏培養(yǎng)養(yǎng)基、察氏氏培養(yǎng)基等等.③半組合培培養(yǎng)基(semi-definedmedium)在在合成培培養(yǎng)基的基基礎(chǔ)上添加加些天然成成份，以更更有效地滿滿足微生物物對營養(yǎng)物物的需要.如PDA按制備后培培養(yǎng)基外觀觀的物理狀狀態(tài)來分①固體體培養(yǎng)基(solidmedium)：天然固體營營養(yǎng)基質(zhì)制制成的培養(yǎng)養(yǎng)基，或液液體培養(yǎng)基基中加入一一定量凝固固劑（瓊脂脂)而呈固固體狀態(tài)的的培養(yǎng)基。。常用于微微生物的分分離、純化化、計數(shù)等等方面的研研究。有斜斜面、平板板等形式.②半固體培培養(yǎng)基(semi-solidmedium)：在液體培養(yǎng)養(yǎng)基中加入入0.2-0.7％％的瓊脂構(gòu)構(gòu)成的培養(yǎng)養(yǎng)基。常用用來觀察細細菌運動的的特征及噬噬菌體效價價滴定等實實驗。③液體培養(yǎng)養(yǎng)基(liquidmedium)：不含任何凝凝固劑，菌菌體與培養(yǎng)養(yǎng)基充分接接觸，常用用于大規(guī)模模的工業(yè)生生產(chǎn)以及在在實驗室進進行微生物物生理代謝謝等研究工工作。按特殊用途途劃分①基礎(chǔ)培養(yǎng)養(yǎng)基(minimummedium):含含一般般微生物生生長繁殖所所需的基本本營養(yǎng)物質(zhì)質(zhì)的培養(yǎng)基基②選擇性培培養(yǎng)基(selectivemedium)：根據(jù)某某種