微生物的培養(yǎng)基通常指人工配制的適合微生物生長繁殖,或積累代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。廣義上說,凡是支持微生物生長繁殖的介質(zhì)或材料,均可作為微生物的培養(yǎng)基。一個(gè)適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基配方,對發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量有著極大的影響。
針對不同微生物,不同的營養(yǎng)要求,可以有不同的培養(yǎng)基。但它們的配制必須遵循一定原則。
① 營養(yǎng)物質(zhì)應(yīng)滿足微生物的需要。不同營養(yǎng)類型的微生物對營養(yǎng)的需求差異很大,應(yīng)根據(jù)菌種對各營養(yǎng)要素的不同要求進(jìn)行配制。
② 營養(yǎng)物的濃度及配比應(yīng)恰當(dāng)。營養(yǎng)物濃度太低,不能滿足微生物生長的需要；濃度太高,又會抑制微生物生長。糖和鹽濃度高有抑菌作用。碳氮比（C∶N,以還原糖含量與粗蛋白含量的比值表示）：一般培養(yǎng)基為C∶N=100∶0.5～2。在設(shè)計(jì)培養(yǎng)基配比時(shí),還應(yīng)考慮避免培養(yǎng)基中各成分之間的相互作用,如蛋白胨、酵母膏中含有磷酸鹽時(shí),會與培養(yǎng)基中鈣或鎂離子在加熱時(shí)發(fā)生沉淀作用；在高溫下,還原糖也會與蛋白質(zhì)或氨基酸相互作用而產(chǎn)生褐色物質(zhì)。
③ 物理、化學(xué)條件適宜。pH：各種微生物均有其生長繁殖的最適pH,細(xì)菌為7.0～8.0,放線菌為7.5～8.5,酵母為3.8～6.0,霉菌為4.0～5.8。對于具體的微生物菌種,都有各自的特定的最適pH范圍,有時(shí)會大大突破上述界限。在微生物生長繁殖過程中,會產(chǎn)生能夠引起培養(yǎng)基的pH改變的代謝產(chǎn)物,尤其是不少微生物有很強(qiáng)的產(chǎn)酸能力,如不適當(dāng)?shù)丶右哉{(diào)節(jié),就會抑制甚至于殺死其自身。在設(shè)計(jì)培養(yǎng)基時(shí),要考慮培養(yǎng)基的pH調(diào)節(jié)能力。一般應(yīng)加入緩沖液或CaCO3,使培養(yǎng)基的pH穩(wěn)定。
其他：培養(yǎng)基的其他理化指標(biāo),如水活度、滲透壓也會影響微生物的培養(yǎng)。在配制培養(yǎng)基時(shí),通常不必測定這些指標(biāo),因?yàn)榕囵B(yǎng)基中各種成分及其濃度等指標(biāo)的優(yōu)化,已間接地確定了培養(yǎng)基的水活度和滲透壓。此外,各種微生物培養(yǎng)基的氧化還原電位等也有不同的要求。
④ 培養(yǎng)目的：培養(yǎng)基的成分直接影響培養(yǎng)目標(biāo)。在設(shè)計(jì)培養(yǎng)基時(shí),必須考慮是要培養(yǎng)菌體,還是要積累菌體代謝產(chǎn)物；是實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng),還是大規(guī)模發(fā)酵等問題。
用于培養(yǎng)菌體的種子培養(yǎng)基營養(yǎng)成分應(yīng)豐富,氮源含量宜高,即碳氮比值應(yīng)低；相反,用于大量積累代謝產(chǎn)物的發(fā)酵培養(yǎng)基,氮源應(yīng)比種子培養(yǎng)基稍低；當(dāng)然,若目的產(chǎn)物是含氮化合物時(shí),有時(shí)還應(yīng)該提高培養(yǎng)基的氮源含量。
在設(shè)計(jì)培養(yǎng)基時(shí),還應(yīng)該特別考慮到代謝產(chǎn)物是初級代謝產(chǎn)物,還是次級代謝產(chǎn)物。如果是次級代謝產(chǎn)物,還要考慮是否需加入特殊元素（如維生素B12中Co）或特殊的前體物質(zhì)（如生產(chǎn)青霉素G時(shí),應(yīng)加入苯乙酸）。在設(shè)計(jì)培養(yǎng)基,尤其是大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)用的培養(yǎng)基時(shí),還應(yīng)該重視培養(yǎng)基組分的來源和價(jià)格,應(yīng)該優(yōu)先選擇來源廣、價(jià)格低廉的培養(yǎng)基。
