1、第四章第四章 微生物的营养与培养基微生物的营养与培养基 营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。营养物质营养物质:能够满足机体生长、繁殖和完成各种能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质生理活动所需要的物质.营养营养:微生物获得和利用营养物质的过程。微生物获得和利用营养物质的过程。第一节 微生物的6类营养要素 微生物有六种营养要素，即碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。碳源功能 C素构成细胞及代谢产物的骨架 C素是大多数微生物代谢所需的能量来源一、碳源凡能
2、满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养源，称为碳源（carbon source）细胞含碳量：干重的50%。大量营养物质。微生物的碳源谱 碳源谱可分为有机碳与无机碳两大类。碳源谱可分为有机碳与无机碳两大类。凡必须利用有机碳源的微生物，就是为数众凡必须利用有机碳源的微生物，就是为数众多的异养微生物。对异养微生物来说，其多的异养微生物。对异养微生物来说，其碳源又同时兼作能源，这种碳源又称双功碳源又同时兼作能源，这种碳源又称双功能营养物。能营养物。凡能利用无机碳源的微生物，则是自养微生凡能利用无机碳源的微生物，则是自养微生物。物。微生物碳源微生物碳源有机碳源：蛋白质、氨基酸、核酸、糖类、有有机碳源：蛋白质
3、、氨基酸、核酸、糖类、有机酸、醇、脂等。机酸、醇、脂等。无机碳源：无机碳源：CO2、NaHCO3、CaCO3等。等。工业上常用淀粉、饴糖、玉米粉、纤维素、豆工业上常用淀粉、饴糖、玉米粉、纤维素、豆油、麸皮、米糠等。油、麸皮、米糠等。实验室中，常用于微生物培养基的碳源主要有实验室中，常用于微生物培养基的碳源主要有葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、甘露醇、甘油和葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、甘露醇、甘油和有机酸等。有机酸等。凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源的营养物凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源。质称为氮源。功能：功能：1）提供合成细胞中含氮物，如蛋白质、核酸以及
4、含氮代谢物等）提供合成细胞中含氮物，如蛋白质、核酸以及含氮代谢物等的原料。的原料。2）少数细菌可以）少数细菌可以铵盐、硝酸盐等铵盐、硝酸盐等氮源为能源。氮源为能源。2.氮源氮源氮源谱氮源谱有机氮无机氮NH3铵盐硝酸盐N2蛋白质核酸氨基酸尿素分子态氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源有机氮源：蛋白质、尿素、氨基酸、核酸等有机氮源：蛋白质、尿素、氨基酸、核酸等无机氮源：无机氮源：NH3、铵盐、硝酸盐、铵盐、硝酸盐、N2等等生产上常用的氮源：硝酸盐、铵盐、尿素、生产上常用的氮源：硝酸盐、铵盐、尿素、氨以及蛋白含量较高的鱼粉、蚕蛹粉、黄氨以及蛋白含量较高的鱼粉、蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼份、玉米浆等豆饼粉、
5、花生饼份、玉米浆等 实验室培养微生物常用的氮源：铵盐、硝酸实验室培养微生物常用的氮源：铵盐、硝酸盐、蛋白胨和肉汤等盐、蛋白胨和肉汤等氮源种类微生物的氮源谱微生物的氮源谱氨基酸自养型生物：能利用尿素、铵盐、氨基酸自养型生物：能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮气的生物硝酸盐甚至氮气的生物氨基酸异养型生物：现成氨基酸氨基酸异养型生物：现成氨基酸按氮源的不同生物可分为：按氮源的不同生物可分为：3.能源能源能源：能为微生物的生命活动提供最初能量来源营养能源：能为微生物的生命活动提供最初能量来源营养物或辐射能，称为能源。物或辐射能，称为能源。无机物：化能自养菌的能源：无机物：化能自养菌的能源：NH4+、NO2
6、-、S、H、H2S、Fe2+等。等。4.生长因子生长因子生长因子：生长因子：是一类调节微生物正常代谢必须，且不能是一类调节微生物正常代谢必须，且不能用简单的碳源或氮源自行合成的有机物。需要量一般用简单的碳源或氮源自行合成的有机物。需要量一般很少。很少。广义的生长因子：除维生素外，还包括碱基、卟啉及其衍广义的生长因子：除维生素外，还包括碱基、卟啉及其衍生物生物、甾醇、胺类、甾醇、胺类、C4C6的分枝或直链脂肪酸，以及需要量较大的分枝或直链脂肪酸，以及需要量较大的氨基酸的氨基酸。狭义的生长因子：一般仅指维生素。狭义的生长因子：一般仅指维生素。据微生物对生长因子的需要与否，将其分为三种类型：（1）生
7、长因子自养型微生物：不需从外界吸收任何生长因子。（2）生长因子异养型微生物：需从外界吸收多种生长因子。（3）生长因子过量合成的微生物：能合成并分泌大量维生素等生长因子。含生长因子丰富的物质：酵母膏（酵母粉或含生长因子丰富的物质：酵母膏（酵母粉或酵母汁）酵母汁）、玉米浆、麦芽汁等。、玉米浆、麦芽汁等。五、无机盐无机盐或矿质元素主要可为微生物提供除碳、氮源以外的各种重要元素。大量元素：微量元素：六、水生命系统存在和发展的必要条件。溶剂、维持各种生物大分子的稳定性，参与重要生物化学反应，优良物理性质。生理功能：是微生物细胞重要组成部分，占70 90%；参与细胞内一系列化学反应；起到溶剂与运输介质的作
8、用；维持细胞膨压，控制、调节细胞内温度变化。少数光合细菌利用水作为供氢体。第二节 微生物的营养类型 微生物的营养类型据能源、氢供体和基本碳源分为种类型微生物的营养类型据能源、氢供体和基本碳源分为种类型第三节营养物质进入细胞的方式第三节营养物质进入细胞的方式营养物质能否进入细胞取决于三个方面的因素：营养物质能否进入细胞取决于三个方面的因素：营养物质本身的性质（相对分子量、质量、溶解性、营养物质本身的性质（相对分子量、质量、溶解性、电负性等电负性等微生物所处的环境（温度、微生物所处的环境（温度、PHPH等）；等）；微生物细胞的透过屏障（原生质膜、细胞壁、荚微生物细胞的透过屏障（原生质膜、细胞壁、荚
9、膜等）。膜等）。营养物质进入细胞的方式有：营养物质进入细胞的方式有：单纯扩散单纯扩散促进扩散促进扩散主动运输主动运输基团转移基团转移单纯扩散单纯扩散促进扩散促进扩散一、单纯扩散 单纯扩散：又称被动运送，指疏水性双分子层细胞膜在无载体蛋白参与下，单纯依靠物理扩散方式让许多小分子、非电离分子尤其是亲水性分子被动通过的一种物质运送方式。物质在扩散过程中没有发生任何反应；物质在扩散过程中没有发生任何反应；不消耗能量；不能逆浓度运输；不消耗能量；不能逆浓度运输；运输速率与膜内外物质的浓度差成正比运输速率与膜内外物质的浓度差成正比2 2促进扩散：促进扩散：溶质的运送过程中，必须借助于膜上底物溶质的运送过程
10、中，必须借助于膜上底物特异性载体蛋白的参与，但不消耗能量的一类扩散性运送方特异性载体蛋白的参与，但不消耗能量的一类扩散性运送方式。式。特特点点不消耗能量不消耗能量参与运输的物质本身的分子结构不发生变化参与运输的物质本身的分子结构不发生变化不能进行逆浓度运输不能进行逆浓度运输运输速率与膜内外物质的浓度差成正比运输速率与膜内外物质的浓度差成正比需要载体参与需要载体参与促进扩散模式图促进扩散模式图细胞膜细胞膜细胞膜外细胞膜外细胞膜内细胞膜内恢复原构象移位再循环结合构象改变3 3主动运输主动运输指一类须提供能量并通过细胞膜上特异性载体蛋指一类须提供能量并通过细胞膜上特异性载体蛋白构象的变化，而使膜外环
11、境中低浓度的溶质运入膜白构象的变化，而使膜外环境中低浓度的溶质运入膜内的一种运送方式。内的一种运送方式。特点特点需要消耗代谢能；需要消耗代谢能；需要载体（渗透酶）参与；需要载体（渗透酶）参与；运输方向是由胞外向胞内，逆浓度梯度方向进行；运输方向是由胞外向胞内，逆浓度梯度方向进行；扩散没有动态平衡点；扩散没有动态平衡点；对被运输的物质具有高度的选择性（立体专一性）；对被运输的物质具有高度的选择性（立体专一性）；运输的物质种类丰富，大多数氨基酸、糖类和一些离子。运输的物质种类丰富，大多数氨基酸、糖类和一些离子。主动运输模式图主动运输模式图细胞膜细胞膜细胞膜外细胞膜外细胞膜内细胞膜内恢复原构象移位再
12、循环结合构象改变ADP+PiATP4 4基团移位基团移位group translocation也是一种既需特异性载体蛋白又须耗能的运送方也是一种既需特异性载体蛋白又须耗能的运送方式，但溶质在运送前后会发生分子结构的变化，不同式，但溶质在运送前后会发生分子结构的变化，不同于上述的主动运送。于上述的主动运送。基团转位又称为磷酸烯醇式丙酮酸基团转位又称为磷酸烯醇式丙酮酸-磷酸糖转移酶运输磷酸糖转移酶运输系统（系统（PTS），），PTS 通常由五种蛋白质组成，包括酶通常由五种蛋白质组成，包括酶I、酶、酶II（包括（包括a、b、c三种亚基）和一种低相对分子量的热稳定蛋白三种亚基）和一种低相对分子量的热稳
13、定蛋白质（质（HPr）。）。细胞内高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（细胞内高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEPPEP）的磷酸基团把的磷酸基团把HPrHPr激活。激活。酶酶1 1 PEP+HPr PEP+HPr 丙酮酸丙酮酸+P-HPrP-HPrHPrHPr是一种低分子量的可溶性蛋白，结合在细是一种低分子量的可溶性蛋白，结合在细胞膜上，具有高能磷酸载体的作用。胞膜上，具有高能磷酸载体的作用。运送步骤运送步骤1、热稳载体蛋白、热稳载体蛋白(HPr)的激活的激活膜外环境中的糖先与外膜表面的酶膜外环境中的糖先与外膜表面的酶2 2结合，再结合，再被转运到内膜表面。这时，糖被被转运到内膜表面。这时，糖被P-HPr
14、P-HPr上的磷上的磷酸激活，并通过酶酸激活，并通过酶2 2的作用将的作用将糖糖-磷酸磷酸释放到释放到细胞内。细胞内。酶酶2 2 P-HPr+P-HPr+糖糖 糖糖-P+HPrP+HPr2、糖被磷酸化后运入膜内、糖被磷酸化后运入膜内基团移位基团移位模式图模式图细胞膜外细胞膜外细胞膜内细胞膜内S SS SS SS S细胞膜细胞膜Enz2Enz2Enz2Enz2Enz2Enz2Enz2Enz2S SS SHPrHPrP P P PHPrHPr Enz1+PEP丙酮酸在酶在酶的作用的作用下下HPr被激活被激活在酶在酶的作用下的作用下P-HPr将将磷酸转移给糖磷酸转移给糖第四节培养基第四节培养基培养基
15、培养基(medium)(medium)是人工配制的，适合微生物生长繁殖是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的混合营养料。或产生代谢产物的混合营养料。培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础六大营养要素：六大营养要素：碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理；任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理；常规高压蒸汽灭菌：常规高压蒸汽灭菌：1.05kg/cm2,121.315-30分钟；分钟；0.56kg/cm2,112.615-30分钟分钟一、选用和设计培养
16、基的原则和方法一、选用和设计培养基的原则和方法(一一)4个原则个原则目的明确目的明确营养协调营养协调理化条件适宜理化条件适宜经济节约经济节约培养基组分应适合微生物的营养特点培养基组分应适合微生物的营养特点 即根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基。即根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基。不同不同营养类型营养类型的微生物，其对营养物的需求差异很大。的微生物，其对营养物的需求差异很大。如如自养型自养型微生物的培养基完全可以（或应该）由简单的无微生物的培养基完全可以（或应该）由简单的无机物质组成。异养做生物的培养基至少需要含有一种有机机物质组成。异养做生物的培养基至少需要含有一种有机物质，但有
17、机物的种类需适应所培养菌的特点。物质，但有机物的种类需适应所培养菌的特点。按微生物的主要按微生物的主要类群类群来说，它们所需要的培养基成分也来说，它们所需要的培养基成分也不同。不同。当对试验菌营养需求特点不清楚的时候，可以采用当对试验菌营养需求特点不清楚的时候，可以采用生生长谱长谱法进行测定。法进行测定。常见的培养四大类微生物的培养基常见的培养四大类微生物的培养基细菌（牛肉膏蛋白胨培养基）：细菌（牛肉膏蛋白胨培养基）：牛肉膏牛肉膏 3g 3g 蛋白胨蛋白胨 10g NaCl 5g H10g NaCl 5g H2 2O O 1000ml1000ml放线菌（高氏放线菌（高氏1 1号）号）淀粉淀粉
18、20g K20g K2 2HPOHPO4 4 0.5g NaCl 0.5g MgSO 0.5g NaCl 0.5g MgSO4 4.7H2O .7H2O 0.5g KNO0.5g KNO3 3 1g FeSO 1g FeSO4 4 0.01g H 0.01g H2 2O 1000mlO 1000ml酵母菌酵母菌(麦芽汁培养基麦芽汁培养基)干麦芽粉加四倍水，在干麦芽粉加四倍水，在50-6050-60保温糖化保温糖化3-43-4小时，用碘液小时，用碘液试验检查至糖化完全为止，调整糖液浓度为试验检查至糖化完全为止，调整糖液浓度为1010。巴林，煮沸。巴林，煮沸后，沙布过滤，调后，沙布过滤，调PHPH
19、为为6.06.0。霉菌（查氏合成培养基）霉菌（查氏合成培养基）NaNO3 3g KNaNO3 3g K2 2HPO4 1g KCl 0.5g MgSOHPO4 1g KCl 0.5g MgSO4 4.7H.7H2 2O O 0.5gFeSO0.5gFeSO4 4 0.01g 0.01g 蔗糖蔗糖 30g H30g H2 2O 1000mlO 1000ml营养物的浓度与比例应恰当营养物的浓度与比例应恰当对微生物细胞组成元素的调查或分析，是设计培养基时的重对微生物细胞组成元素的调查或分析，是设计培养基时的重要参考依据。要参考依据。要素：要素：H2OC源源(含能源含能源)N源源P、SK、Mg生长素生
20、长素 含量：含量：10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6培养基中各营养物质之间的浓度配比也直接影响微生物培养基中各营养物质之间的浓度配比也直接影响微生物的生长繁殖和代谢产物的形成和积累，其中碳氮比（的生长繁殖和代谢产物的形成和积累，其中碳氮比（C/N）的）的影响较大。影响较大。碳氮比指培养基中碳原子摩尔数与氮原子摩尔数的比值。碳氮比指培养基中碳原子摩尔数与氮原子摩尔数的比值。一般地讲，真菌需一般地讲，真菌需CN比较高的培养基比较高的培养基(似动物的似动物的“素食素食”)细菌尤其是动物病原菌细菌尤其是动物病原菌CN比较低的比较低的培养基培养基(似动物的似动物的“荤食荤食”)。
21、物理化学条件适宜物理化学条件适宜pH渗透压和水渗透压和水活度活度氧化还原电位氧化还原电位(1)pH培养基的培养基的pH必须控制在一定的范围内，以满足不同必须控制在一定的范围内，以满足不同类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。通常培养条件：通常培养条件：细细 菌：菌：7.08.0放线菌：放线菌：7.58.5酵母菌：酵母菌：3.86.0霉霉 菌：菌：4.05.8藻类藻类:6.07.0 原生动物原生动物:6.08.0在微生物的生长和代谢过程中，由于营养物质的利用和代谢产在微生物的生长和代谢过程中，由于营养物质的利用和代谢产物的形成与积累，培养基的初始物的形成与积累，
22、培养基的初始pH值会发生改变，为了维持培值会发生改变，为了维持培养基养基pH值的相对恒定，通常采用下列两种方式：值的相对恒定，通常采用下列两种方式：内源调节：内源调节：在培养基里加一些缓冲剂或不溶性的碳酸盐；调节在培养基里加一些缓冲剂或不溶性的碳酸盐；调节培养基的碳氮比。培养基的碳氮比。外源调节：外源调节：按实际需要不断向发酵液流加酸或碱液按实际需要不断向发酵液流加酸或碱液磷酸缓冲液：磷酸缓冲液：pH值从值从6.07.6之间之间K2HPO4+HCl KH2PO4+KClKH2PO4+KOH K2HPO4+H2O加入加入CaCO3：CO32 HCO3 H2CO3 CO2+H2O+H+H+H+H培
23、养基中所含氨基酸、肽、蛋白质等物质也可起到缓冲作用。培养基中所含氨基酸、肽、蛋白质等物质也可起到缓冲作用。(2)渗透压与水活度渗透压与水活度 渗透压渗透压:两不同浓度的溶液被一个半透性薄膜两不同浓度的溶液被一个半透性薄膜隔开，稀溶液中的水分子会因水势的推动而透过隔开，稀溶液中的水分子会因水势的推动而透过隔膜流向浓溶液，直至浓溶液所产生的机械压力隔膜流向浓溶液，直至浓溶液所产生的机械压力足以使两边水分子的进出达到平衡为止，这时由足以使两边水分子的进出达到平衡为止，这时由浓溶液中的溶质所产生的机械压力，即为它的渗浓溶液中的溶质所产生的机械压力，即为它的渗透压值。透压值。等渗溶液：适合细胞生长。等渗
24、溶液：适合细胞生长。高渗溶液：质壁分离。高渗溶液：质壁分离。低渗溶液：吸水膨胀。低渗溶液：吸水膨胀。大多数微生物适合在等渗的环境下生长，而大多数微生物适合在等渗的环境下生长，而有的菌如有的菌如Staphylococcus aureus则能在则能在3mol/L NaCl的高渗溶液中生长。能在高盐环境（的高渗溶液中生长。能在高盐环境（2.86.2/L NaCl）生长的微生物常被称为）生长的微生物常被称为嗜盐微生嗜盐微生物（物（Halophiles）。微生物对水的需要程度（水对微生物生长的影响）常微生物对水的需要程度（水对微生物生长的影响）常用环境（或基质）中的水活度值（用环境（或基质）中的水活度值
25、（water activity,w）表示。所谓表示。所谓 w就是水的有效浓度。就是水的有效浓度。定义：水活度为在一定的温度条件下，溶液的蒸汽压定义：水活度为在一定的温度条件下，溶液的蒸汽压（材料上部（材料上部蒸气相中蒸气相中水浓度）与纯水的蒸汽压（即纯水水浓度）与纯水的蒸汽压（即纯水上部蒸气相中水浓度）之比，上部蒸气相中水浓度）之比，即：即：w=/o 表示溶液的蒸汽压表示溶液的蒸汽压 o表示纯水的蒸汽压表示纯水的蒸汽压 在在 w为为0.600.99的环境条件均有微生物生长，但对某的环境条件均有微生物生长，但对某种微生物而言，它对种微生物而言，它对 w的要求是一定的，微生物对水的的要求是一定的，
26、微生物对水的需求有相当的变化程度。即微生物不同，其生长的最适需求有相当的变化程度。即微生物不同，其生长的最适 w亦不同。亦不同。几类微生物生长最适几类微生物生长最适 w为了表示微生物生长与水的关系，有时也常用为了表示微生物生长与水的关系，有时也常用相对湿度相对湿度（RH)的概念（的概念（w 100=RH）；通常也用测定蒸气相中）；通常也用测定蒸气相中相对湿度的方法得知溶液或物质的水活度。相对湿度的方法得知溶液或物质的水活度。aw：水分活度（水分活度（water activity）各种微生物生长的水分活度：各种微生物生长的水分活度：0.60.99之间之间aw=PP0细菌细菌酵母菌酵母菌霉菌霉菌微
27、生物微生物生长的生长的最低最低aw一般：一般：0.900.98嗜盐菌：嗜盐菌：0.75（约（约5.5mol/LNaCl）一般一般：0.870.91高渗酵母：高渗酵母：0.610.65（饱和蔗糖液）饱和蔗糖液）Saccharomyces rouxii(鲁氏酵母鲁氏酵母)：0.60一般：一般：0.800.87耐旱菌：耐旱菌：0.650.75Xeromyces bisporus（双孢旱霉）：双孢旱霉）：0.60（3）氧化还原势氧化还原势氧化还原电位又称氧化还原电势（氧化还原电位又称氧化还原电势（redox potential），是量度），是量度某氧化还原系统中的还原剂释放电子或氧化剂接受电子趋势某氧
28、化还原系统中的还原剂释放电子或氧化剂接受电子趋势的一种指标，其单位是的一种指标，其单位是V（伏）或（伏）或mV（毫伏）。（毫伏）。测量：电位计；化学指示剂。如刃天青。测量：电位计；化学指示剂。如刃天青。不同类型微生物生长对氧化还原电位的要求不同不同类型微生物生长对氧化还原电位的要求不同好氧性微生物：好氧性微生物：+0.1+0.1伏以上时可正常生长伏以上时可正常生长,以以+0.3+0.3+0.4+0.4伏为宜；伏为宜；厌氧性微生物：低于厌氧性微生物：低于+0.1+0.1伏条件下生长；伏条件下生长；兼性厌氧微生物：兼性厌氧微生物：+0.1+0.1伏以上时进行好氧呼吸伏以上时进行好氧呼吸,+0.1
29、+0.1伏以下时进行发酵。伏以下时进行发酵。配制培养基时，应尽量考虑利用价廉并且易于获得的配制培养基时，应尽量考虑利用价廉并且易于获得的原料作为培养基的成分，特别是在工业发酵中，培养原料作为培养基的成分，特别是在工业发酵中，培养基用量很大，更应该考虑到这一点，以便降低产品成基用量很大，更应该考虑到这一点，以便降低产品成本。本。以粗代精以粗代精以野代家以野代家以废代好以废代好以国代进以国代进以简代繁以简代繁以氮代朊以氮代朊以烃代粮以烃代粮以纤代糖以纤代糖 根据培养基的应用目的选择原料及其来源根据培养基的应用目的选择原料及其来源该培养基的应用目的：该培养基的应用目的：是培养菌体还是积累代谢产物？是
30、培养菌体还是积累代谢产物？是实验室种子培养还是大规模发酵？是实验室种子培养还是大规模发酵？代谢产物是初级代谢产物还是次级代谢产物？代谢产物是初级代谢产物还是次级代谢产物？用于用于培养菌体种子培养菌体种子的培养基营养应丰富，氮源含量宜高（碳的培养基营养应丰富，氮源含量宜高（碳氮比低）；氮比低）；用于大量生产用于大量生产代谢产物代谢产物的培养基其氮源一般应比种子培养基的培养基其氮源一般应比种子培养基稍低，（但若发酵产物是含氮化合物时，有时还应提高培养基稍低，（但若发酵产物是含氮化合物时，有时还应提高培养基的氮源含量）；若代谢产物是的氮源含量）；若代谢产物是次级代谢产物次级代谢产物时要考虑是否加入时
31、要考虑是否加入特殊元素或特定的代谢产物；特殊元素或特定的代谢产物；当所设计的是当所设计的是大规模发酵大规模发酵用的培养基时，应重视培养基中各用的培养基时，应重视培养基中各成份的来源和价格，应选择来源广泛、价格低廉成份的来源和价格，应选择来源广泛、价格低廉 的原料，提倡的原料，提倡以粗代精，以废代好。以粗代精，以废代好。二、二、设计培养基的方法设计培养基的方法生态模拟：生态模拟：调查所培养菌的生态条件，查看调查所培养菌的生态条件，查看“嗜好嗜好”，对，对“症症”下料下料初级天然培养初级天然培养基基.参阅文献：参阅文献：查阅、分析文献，调查前人的工作查阅、分析文献，调查前人的工作资料，借鉴人家的经
32、验，以便从中得到启发设资料，借鉴人家的经验，以便从中得到启发设计有自己特色的培养基配方计有自己特色的培养基配方.精心设计：精心设计：借助优选法或正交试验设计法等方法借助优选法或正交试验设计法等方法.试验比较：试验比较：不同培养基配方的选择比较不同培养基配方的选择比较 单种成分来源和数量的比较单种成分来源和数量的比较 几种成分浓度比例调配的比较几种成分浓度比例调配的比较 小型试验放大到大型生产条件的比较小型试验放大到大型生产条件的比较 pH和温度试验和温度试验附附1：配置培养基时应注意的几个问题及解配置培养基时应注意的几个问题及解决方法：决方法：1、沉淀、沉淀 2、胶体强度的破坏、胶体强度的破坏
33、3、褐色物质的形成、褐色物质的形成 4、pH发生变化发生变化高压蒸气灭菌高压蒸气灭菌 一般培养基一般培养基:1.05 Kg/cm2,121.3,15-30 min 含糖培养基含糖培养基:0.56 Kg/cm2,112.6,15-30 min 过滤灭菌，分别灭菌，间歇灭菌的应用过滤灭菌，分别灭菌，间歇灭菌的应用附附2：培养基的灭菌：培养基的灭菌附图：过滤灭菌附图：过滤灭菌附附3：器皿的灭菌及无菌室的消毒：器皿的灭菌及无菌室的消毒器皿的灭菌：器皿的灭菌：干热空气：干热空气：160，2 小时小时无菌室的消毒：无菌室的消毒：紫外光紫外光 化学药物熏蒸（苯酚；高锰酸钾化学药物熏蒸（苯酚；高锰酸钾+甲醛）
34、甲醛）二、培养基的种类二、培养基的种类培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用途可将培养分成多种类型。途可将培养分成多种类型。（一）按成分不同划分（一）按成分不同划分天然培养基天然培养基合成培养基合成培养基一类利用动、植物或微生物体或其提取物制一类利用动、植物或微生物体或其提取物制成的培养基，是一类营养成分复杂成的培养基，是一类营养成分复杂,难以说出难以说出其确切成分的培养基。其确切成分的培养基。牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基化学成分完全了解的物质配制而成的培化学成分完全了解的物质配制而成的培养基养基高氏高氏1 1号培养
35、基、查氏培养基号培养基、查氏培养基半合成培养基半合成培养基主要以化学试剂配制主要以化学试剂配制,同时还加有某种或某同时还加有某种或某些天然成分的培养基。些天然成分的培养基。马铃薯蔗糖培养基马铃薯蔗糖培养基（二）按物理状态不同划（二）按物理状态不同划分分固体培养基固体培养基液体培养基液体培养基在液体培养基中加入一定量凝固在液体培养基中加入一定量凝固剂，使其成为固体状态，琼脂含剂，使其成为固体状态，琼脂含量一般为量一般为1.5%-2.0%1.5%-2.0%琼脂含量一般为琼脂含量一般为0.2%-0.7%不加任何不加任何凝固剂凝固剂半固体培养基半固体培养基固体培养基常用来进行微生物的分固体培养基常用来
36、进行微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏离、鉴定、活菌计数及菌种保藏 观察微生物的运动特征、分类鉴观察微生物的运动特征、分类鉴定及噬菌体效价滴定定及噬菌体效价滴定 大规模工业生产及在实验室进行大规模工业生产及在实验室进行微生物的基础理论和应用方面的微生物的基础理论和应用方面的研究研究 脱水培养基固体培养基(solid medium)天然固体营养基质制成的培养基，或液体培养基中加天然固体营养基质制成的培养基，或液体培养基中加入一定量凝固剂（琼脂入一定量凝固剂（琼脂1.52)而呈固体状态的培养基。而呈固体状态的培养基。为微生物的生长提供营养表面。常用于微生物的分离、纯为微生物的生长提供营养表面。
37、常用于微生物的分离、纯化、计数等方面的研究。可依使用目的不同而制成斜面、化、计数等方面的研究。可依使用目的不同而制成斜面、平板等形式平板等形式.（1）固化培养基：琼脂、明胶作凝固剂。（2）非可逆性固化培养基：血清培养基或无机硅胶培养基（3）天然固态培养基：天然固态基质配制而成。（4）滤膜：坚韧且带有无数微孔的醋酸纤维薄膜。半固体培养基半固体培养基(semi-solid medium)(semi-solid medium)：在液体培养基中加入在液体培养基中加入0.2-0.70.2-0.7的琼的琼脂构成的培养基。常用来观察细菌运动的脂构成的培养基。常用来观察细菌运动的特征，以进行菌种鉴定和噬菌体效
38、价滴定特征，以进行菌种鉴定和噬菌体效价滴定等方面的实验工作。等方面的实验工作。1.不被微生物分解、利用、液化；不被微生物分解、利用、液化；2.不因消毒灭菌而被破坏；不因消毒灭菌而被破坏；3.在微生物的生长温度内保持固态；在微生物的生长温度内保持固态；4.凝固点的温度对微生物无害；凝固点的温度对微生物无害；5.透明度好，粘着力强透明度好，粘着力强理想凝固剂应理想凝固剂应具备的条件具备的条件液体培养基液体培养基(liquid medium)：液体培养基不含任何凝固剂，菌体与液体培养基不含任何凝固剂，菌体与培养基充分接触，操作方便，常用于大规模培养基充分接触，操作方便，常用于大规模的工业生产以及在实
39、验室进行微生物生理代的工业生产以及在实验室进行微生物生理代谢等基本理论的研究工作。可据培养后的浊谢等基本理论的研究工作。可据培养后的浊度判断微生物的生长程度度判断微生物的生长程度.脱水培养基 （脱水商品培养基、预制干燥培养基）：含有除水以外的一切成分的商品培养基。成分精确、使用方便等优点。（三）按培养基对微生的功能分 1、基础培养基(minimum medium)：是含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基；另外基础培养基也可作为一些特殊培养基的基础成分（如制备糖发酵培养基时）.2、选择性培养基(selective medium)：根据某种微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗
40、性而设计的培养基。功能：使混合菌样中的劣势菌变成优势菌。如：加富性选择培养基，抑制性选择培养基3、鉴别性培养基（differential medium）培养基中加能与某一菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而用肉眼就能使该菌菌落与外形相似的它种菌落相区分的培养基，就称鉴别性培养基。例：例：伊红美兰乳糖培养基（伊红美兰乳糖培养基（Eosin Methylene Blue）4、加富培养基(enriched medium)：在普通培养基中加入某些特殊的营养物，如血、血清、动、植物组织液或其他营养物质（或生长因子）的一类营养丰富的培养基。用来培养营养要求苛刻的微生物，或用以富集（数量上占优势）和分
41、离某中微生物.伊红美兰乳糖培养基伊红美兰乳糖培养基(Eosin Methylene blue)G+菌受抑制菌受抑制G-菌菌能发酵乳能发酵乳糖产酸糖产酸不发酵乳糖不产酸，不发酵乳糖不产酸，菌落无色透明菌落无色透明产酸力强，产酸力强，菌落呈紫绿菌落呈紫绿色金属光泽色金属光泽产酸力弱，产酸力弱，菌落棕色菌落棕色EnterbacterKlebsiellaHafniaSarrdiaProteusSalmonellaShigellaE.coli试样试样EMB在鉴别各种肠道杆菌中的作用：在鉴别各种肠道杆菌中的作用：EMB(Eosin Methylene Blue)Figure 14.Left:Escherichia coli cells.Right:E.coli colonies on EMB Agar.本章重点 微生物营养六大要素微生物营养六大要素 微生物的营养类型微生物的营养类型 营养物质进入细胞的方式营养物质进入细胞的方式 选择培养基及其运用选择培养基及其运用 鉴定培养基及其运用鉴定培养基及其运用
