培養基配制的原則是什么

培養基配制的原則是什么

　　培養基是指供微生物、植物組織和動物組織生長和維持用的人工配制的養料，一般主要成分都含有碳水化合物、含氮物質、無機鹽、微量元素以及維生素和水等。有的培養基還含有抗菌素和色素，用于單種微生物培養和鑒定。培養基根據行業應用不同需求，需要有針對性的進行培養基配制，那么培養基配制應該遵循哪些原則呢?

　　選擇適宜的營養物質

　　所有微生物生長繁殖均需要培養基含有碳源、氮源、無機鹽、生長因子、水及能源，但由于微生物營養類型復雜，不同微生物對營養物質的需求是不一樣的，因此首先要根據不同微生物 的營養需求配制針對性強的培養基。自養型微生物能從簡單的元機物合成自身需要的糖類、脂類、蛋白質、核酸、維生素等復雜的有機物，因此培養自養型微生物的培養基*可以(或應該)由簡單的無機物組成。在該培養基配制過程中并末專門加入其他碳源物質，而是依靠空氣中和溶于水中的CO2為氧化硫硫桿菌提供碳源。

　　就微生物主要類型而言，有細菌、放線菌、酵母菌、霉菌、原生動物、藻類及病毒之分，培養它們所需的培養基各不相同。在實驗室中常用牛肉膏蛋白胨培養基(或簡稱普通肉湯培養基)培養細菌，用高氏I號合成培養基培養放線菌，培養酵母菌一般用麥芽汁培養基，培養霉菌則一般用查氏合成培養基。

　　營養物質濃度及配比

　　培養基中營養物質濃度合適時微生物才能生長良好，營養物質濃度過低時不能滿足微生物正常生長所需，濃度過高時則可能對微生物生長起抑制作用，例如高濃度糖類物質、無機鹽、重金屬離子等不僅不能維持和促進微生物的生長，反而起到抑菌或殺菌作用。

　　另外，培養基中各營養物質之間的濃度配比也直接影響微生物的生長繁殖和(或)代謝產物的形成和積累，其中碳氮比(C/N)的影響較大。嚴格地講，碳氮比指培養基中碳元素與氮元素的物質的量比值，有時也指培養基中還原糖與粗蛋白之比。例如，在利用微生物發酵生產谷氨酸的過程中，培養基碳氮比為4/l時，菌體大量繁殖，谷氨酸積累少;當培養基碳氮比為3/l時，菌體繁殖受到抑制，谷氨酸產量則大量增加。再如，在抗生素發酵生產過程中，可以通過控制培養基中*氮(或碳)源與遲效氮(或碳)源之間的比例來控制菌體生長與抗生素的合成協調。

　　pH控制

　　培養基的pH必須控制在一定的范圍內，以滿足不同類型微生物的生長繁殖或產生代謝產物。各類微生物生長繁殖或產生代謝產物的zui適pH條件各不相同，一般來講，細菌與放線菌適于在pH7～7.5范圍內生長，酵母菌和霉菌通常在pH4.5～6范圍內生長。應該注意的是，在微生物生長繁殖和代謝過程中，由于營養物質被分解利用和代謝產物的形成與積累，會導致培養基pH發生變化，若不對培養基pH條件進行控制，往往導致微生物生長速度下降或(和)代謝產物產量下降。因此，為了維持培養基pH的相對恒定，通常在培養基中加入pH緩沖劑，常用的緩沖劑是一氫和二氫磷酸鹽(如KH2PO4 和K2HPO4)組成的混合物。K2HPO4溶液呈堿性，KH2PO4溶液呈酸性，兩種物質的等量混合溶液的pH為6.8。當培養基中酸性物質積累導致H+濃度增加時，H+與弱堿性鹽結合形成弱酸性化合物，培養基pH不會過度降低;如果培養基中OH-濃度增加，OH-則與弱酸性鹽結合形成弱堿性化合物，培養基pH也不會過度升高。

　　但KH2PO4 和K2HPO44緩沖系統只能在一定的pH范圍(pH6.4～7.2)內起調節作用。有些微生物，如乳酸菌能大量產酸，上述緩沖系統就難以起到緩沖作用，此時可在培養基中添加難溶的碳酸鹽(如CaCO3)來進行調節，CaCO3難溶于水，不會使培養基pH過度升高，但它可以不斷中和微生物產生的酸，同時釋放出CO2，將培養基pH控制在一定范圍內。

　　在培養基中還存在一些天然的緩沖系統，如氨基酸、肽、蛋白質都屬于兩性電解質，也可起到緩沖劑的作用。

　　控制氧化還原電位

　　不同類型微生物生長對氧化還原電位(F)的要求不一樣，一般好氧性微生物在F值為+0.1V以上時可正常生長，一般以+0.3一+0.4V為宜，厭氧性微生物只能在F值低于+0.1V條件下生長，兼性厭氧微生物在F值為+0.1V以上時進行好氧呼吸，在+0.1V以下時進行發酵。F值與氧分壓和pH有關，也受某些微生物代謝產物的影響。在pH相對穩定的條件下，可通過增加通氣量(如振蕩培養、攪拌)提高培養基的氧分壓，或加入氧化劑，從而增加F值;在培養基中加入抗壞血酸、硫化氫、半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇等還原性物質可降低F值。

　　原料來源選擇

　　在配制培養基時應盡量利用廉價且易于獲得的原料作為培養基成分，特別是在發酵工業中，培養基用量很大，利用低成本的原料更體現出其經濟價值。例如，在微生物單細胞蛋白的工業生產過程中，常常利用糖蜜(制糖工業中含有蔗糖的廢液)、乳清(乳制品工業中含有乳糖的廢液)、豆制品工業廢液及黑廢液(造紙工業中含有戊糖和己糖的亞硫酸紙漿)等都可作為培養基的原料。再如，工業上的甲烷發酵主要利用廢水、廢渣作原料，而在我國農村，已推廣利用人畜糞便及禾草為原料發酵生產甲烷作為燃料。另外，大量的農副產品或制品，如鼓皮、米糠、玉米漿、酵母浸膏、酒糟、豆餅、花生餅、蛋白胨等都是常用的發酵工業原料。

　　當然，一些對于微生物檢測要求比較高的行業，如食品飲料行業，醫藥制藥行業，第三方檢測，科研機構等，就需要高質量的原材料作為培養基原材料，以保證培養基的品質穩定，檢測結果準確。