培養(yǎng)基(meclium或culture medium)是一種人工配制的、適合微生物生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物用的混合養(yǎng)料。任何培養(yǎng)基都應(yīng)具備微生物所需要的六大營(yíng)養(yǎng)要素，且其間的比例是合適的。培養(yǎng)基一旦配成，必須立即進(jìn)行滅菌，否則很快引起雜菌叢生，并破壞其固有成分和性質(zhì)。

2．2．4．1培養(yǎng)基選用和設(shè)計(jì)的原則

針對(duì)不同的微生物、不同的營(yíng)養(yǎng)要求，可以采用不同的培養(yǎng)基。但是，培養(yǎng)基的配制必須遵循一定的原則。

(1)目的明確 在設(shè)計(jì)新培養(yǎng)基前，首先要明確配制該培養(yǎng)基的目的。如果某培養(yǎng)基將用于實(shí)驗(yàn)室研究，則一般不必過(guò)多地計(jì)較其成本。但必須明確對(duì)該培養(yǎng)基是作一般培養(yǎng)用，還是作精細(xì)的生理、代謝或遺傳等研究用，再考慮按天然培養(yǎng)基或合成培養(yǎng)基的要求來(lái)設(shè)計(jì)。擬培養(yǎng)的微生物對(duì)象也十分重要。不同大類的微生物，對(duì)培養(yǎng)基中碳源與氮源問(wèn)的比例、pH的高低、滲透壓的大小、生長(zhǎng)岡子的有無(wú)以及特殊成分的添加等都要作相應(yīng)的考慮。

(2)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)應(yīng)滿足微生物需要不同微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求差異很大，應(yīng)根據(jù)所培養(yǎng)菌種對(duì)各營(yíng)養(yǎng)要素的不同要求進(jìn)行配制。如異養(yǎng)型微生物的培養(yǎng)基成分必須含有機(jī)物，而自養(yǎng)傲生物的培養(yǎng)基成分則是無(wú)機(jī)的。一般培養(yǎng)時(shí)可以采用現(xiàn)成的培養(yǎng)基，如細(xì)菌采用肉湯蛋白胨培養(yǎng)基、放線菌采用高氏1號(hào)合成培養(yǎng)基、酵母采用麥芽汁培養(yǎng)基、霉菌采用查氏合成培養(yǎng)基。

(3)營(yíng)養(yǎng)物的濃度和比例協(xié)調(diào)培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)要素的數(shù)量和比例要合適，否則不能滿足微生物生長(zhǎng)的需要或是抑制微生物的生長(zhǎng)。在大多數(shù)化能異養(yǎng)菌的培養(yǎng)基中，各營(yíng)養(yǎng)要素間在量上的比例大體符合以下十倍序列的遞減規(guī)律：H₂0>C源+能源>N源>P、S>K、Mg>生長(zhǎng)因子。其中碳源與氮源的比例(即C／N)更為重要。C／N是指在微生物培養(yǎng)基中元素C與N的比值，粗略表示可用還原糖與粗蛋白質(zhì)含量比。不同微生物要求不同的C／N。如細(xì)菌和酵母菌培養(yǎng)基中的C／N約為5／1。

如果某培養(yǎng)基將用于大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)上，則用作“種子"的培養(yǎng)基，一般其營(yíng)養(yǎng)成分宜豐富些，尤其氮源的含量應(yīng)較高(即C／N低)；相反，如擬用作大量生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的發(fā)酵培養(yǎng)基，一般氮源含量宜比“種子"培養(yǎng)基稍低(即C／N高)。除了對(duì)不同類型的微生物應(yīng)考慮其特定條件外，在設(shè)計(jì)發(fā)酵培養(yǎng)基時(shí)，還應(yīng)特別考慮到生產(chǎn)的代謝產(chǎn)物是初級(jí)代謝產(chǎn)物，或是次級(jí)代謝產(chǎn)物。如生產(chǎn)次級(jí)代謝產(chǎn)物，例如抗生素、維生素或赤霉素等，則應(yīng)考慮是否在其中加人特殊元素(如維生素B₁₂中的Co)或特定前體物質(zhì)(如生產(chǎn)芐青霉素時(shí)加人的苯乙酸)。

(4)物理化學(xué)條件適宜

①pH 各大類微生物一般都有它們合適的生長(zhǎng)pH范圍。細(xì)菌的zui適pH在7．0～8．O，放線菌在pH7．5～8．5，酵母菌在pH3．8～6．0，而霉菌則在pH4．0～5．8。對(duì)于具體的某一種微生物來(lái)說(shuō)，都有其特定的zui適pH范圍。

微生物在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生引起培養(yǎng)基pH改變的代謝產(chǎn)物，如不適當(dāng)?shù)丶右哉{(diào)節(jié)，就會(huì)抑制甚至殺死其自身，因而在設(shè)計(jì)此類培養(yǎng)基時(shí)，就要考慮到培養(yǎng)基的pH調(diào)節(jié)能力。通過(guò)培養(yǎng)基內(nèi)在成分發(fā)揮的調(diào)節(jié)作用．稱為pH的內(nèi)源調(diào)節(jié)。內(nèi)源調(diào)節(jié)主要有以下兩種方法。

*種是采用磷酸緩沖液的方式。調(diào)節(jié)K₂HPO₄和KH ₂ PO₄兩者濃度比就可獲得從pH6．O至pH7．6的一系列穩(wěn)定的pH，當(dāng)兩者為等物質(zhì)的量濃度比時(shí)，溶液的pH可穩(wěn)定在pH6．8。其反應(yīng)原理如下：

K₂HP0₄+HCl→KH ₂ P0₄+KCl

KH 2P04+KOH→K₂HP0₄+H ₂ 0

第二種是采用加入CACO ₃作“備用堿"的方式。CACO₃在水溶液中溶解度極低，加入至液體或固體培養(yǎng)基中時(shí)，不會(huì)使培養(yǎng)液的pH明顯升高。但當(dāng)微生物生長(zhǎng)過(guò)程中不斷產(chǎn)酸時(shí)，它就逐漸被溶解．產(chǎn)生的CO₂可以從培養(yǎng)基中逸出，繼而發(fā)揮調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH的作用。有時(shí)也可用NaHCO₃來(lái)調(diào)節(jié)。

與內(nèi)源調(diào)節(jié)相對(duì)應(yīng)的是外源調(diào)節(jié)，外源調(diào)節(jié)是指按實(shí)際需要不斷或間斷流加酸液或堿液到培養(yǎng)液中的調(diào)節(jié)方法。

②其他培養(yǎng)基中其他的一些物化指標(biāo)也會(huì)影響微生物的培養(yǎng)。培養(yǎng)基中水的活度應(yīng)符合微生物的生理要求(a_w值在0．63～0．99之間)。大多數(shù)等滲溶液適宜微生物的生長(zhǎng)，高滲溶液會(huì)使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，而低滲溶液則會(huì)使細(xì)胞吸水膨脹。少數(shù)細(xì)菌如金黃色葡萄球菌則能在3mol／L NaCl的高滲溶液中生長(zhǎng)。能在高鹽環(huán)境(2．8～6．2mol／L NaCl)生長(zhǎng)的微生物常被稱為嗜鹽微生物。培養(yǎng)基中各種成分及其濃度等指標(biāo)的優(yōu)化間接地確定了培養(yǎng)基的水活度和滲透壓，通常在配制培養(yǎng)時(shí)不必測(cè)定這類指標(biāo)。此外，各種微生物對(duì)培養(yǎng)基的氧化還原電位等也有不同的要求。