培養(yǎng)基配制的原則是什么

　　培養(yǎng)基是指供微生物、植物組織和動(dòng)物組織生長(zhǎng)和維持用的人工配制的養(yǎng)料，一般主要成分都含有碳水化合物、含氮物質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、微量元素以及維生素和水等。有的培養(yǎng)基還含有抗菌素和色素，用于單種微生物培養(yǎng)和鑒定。培養(yǎng)基根據(jù)行業(yè)應(yīng)用不同需求，需要有針對(duì)性的進(jìn)行培養(yǎng)基配制，那么培養(yǎng)基配制應(yīng)該遵循哪些原則呢?

　　選擇適宜的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

　　所有微生物生長(zhǎng)繁殖均需要培養(yǎng)基含有碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子、水及能源，但由于微生物營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型復(fù)雜，不同微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求是不一樣的，因此首先要根據(jù)不同微生物 的營(yíng)養(yǎng)需求配制針對(duì)性強(qiáng)的培養(yǎng)基。自養(yǎng)型微生物能從簡(jiǎn)單的元機(jī)物合成自身需要的糖類(lèi)、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)、核酸、維生素等復(fù)雜的有機(jī)物，因此培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物的培養(yǎng)基*可以(或應(yīng)該)由簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物組成。在該培養(yǎng)基配制過(guò)程中并末專(zhuān)門(mén)加入其他碳源物質(zhì)，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(lèi)型而言，有細(xì)菌、放線菌、酵母菌、霉菌、原生動(dòng)物、藻類(lèi)及病毒之分，培養(yǎng)它們所需的培養(yǎng)基各不相同。在實(shí)驗(yàn)室中常用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基(或簡(jiǎn)稱(chēng)普通肉湯培養(yǎng)基)培養(yǎng)細(xì)菌，用高氏I號(hào)合成培養(yǎng)基培養(yǎng)放線菌，培養(yǎng)酵母菌一般用麥芽汁培養(yǎng)基，培養(yǎng)霉菌則一般用查氏合成培養(yǎng)基。

　　營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度及配比

　　培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度合適時(shí)微生物才能生長(zhǎng)良好，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度過(guò)低時(shí)不能滿(mǎn)足微生物正常生長(zhǎng)所需，濃度過(guò)高時(shí)則可能對(duì)微生物生長(zhǎng)起抑制作用，例如高濃度糖類(lèi)物質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、重金屬離子等不僅不能維持和促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)，反而起到抑菌或殺菌作用。

　　另外，培養(yǎng)基中各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的濃度配比也直接影響微生物的生長(zhǎng)繁殖和(或)代謝產(chǎn)物的形成和積累，其中碳氮比(C/N)的影響較大。嚴(yán)格地講，碳氮比指培養(yǎng)基中碳元素與氮元素的物質(zhì)的量比值，有時(shí)也指培養(yǎng)基中還原糖與粗蛋白之比。例如，在利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸的過(guò)程中，培養(yǎng)基碳氮比為4/l時(shí)，菌體大量繁殖，谷氨酸積累少;當(dāng)培養(yǎng)基碳氮比為3/l時(shí)，菌體繁殖受到抑制，谷氨酸產(chǎn)量則大量增加。再如，在抗生素發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中，可以通過(guò)控制培養(yǎng)基中*氮(或碳)源與遲效氮(或碳)源之間的比例來(lái)控制菌體生長(zhǎng)與抗生素的合成協(xié)調(diào)。

　　pH控制

　　培養(yǎng)基的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)，以滿(mǎn)足不同類(lèi)型微生物的生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。各類(lèi)微生物生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的zui適pH條件各不相同，一般來(lái)講，細(xì)菌與放線菌適于在pH7～7.5范圍內(nèi)生長(zhǎng)，酵母菌和霉菌通常在pH4.5～6范圍內(nèi)生長(zhǎng)。應(yīng)該注意的是，在微生物生長(zhǎng)繁殖和代謝過(guò)程中，由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被分解利用和代謝產(chǎn)物的形成與積累，會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)基pH發(fā)生變化，若不對(duì)培養(yǎng)基pH條件進(jìn)行控制，往往導(dǎo)致微生物生長(zhǎng)速度下降或(和)代謝產(chǎn)物產(chǎn)量下降。因此，為了維持培養(yǎng)基pH的相對(duì)恒定，通常在培養(yǎng)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(zhì)的等量混合溶液的pH為6.8。當(dāng)培養(yǎng)基中酸性物質(zhì)積累導(dǎo)致H+濃度增加時(shí)，H+與弱堿性鹽結(jié)合形成弱酸性化合物，培養(yǎng)基pH不會(huì)過(guò)度降低;如果培養(yǎng)基中OH-濃度增加，OH-則與弱酸性鹽結(jié)合形成弱堿性化合物，培養(yǎng)基pH也不會(huì)過(guò)度升高。

　　但KH2PO4 和K2HPO44緩沖系統(tǒng)只能在一定的pH范圍(pH6.4～7.2)內(nèi)起調(diào)節(jié)作用。有些微生物，如乳酸菌能大量產(chǎn)酸，上述緩沖系統(tǒng)就難以起到緩沖作用，此時(shí)可在培養(yǎng)基中添加難溶的碳酸鹽(如CaCO3)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，CaCO3難溶于水，不會(huì)使培養(yǎng)基pH過(guò)度升高，但它可以不斷中和微生物產(chǎn)生的酸，同時(shí)釋放出CO2，將培養(yǎng)基pH控制在一定范圍內(nèi)。

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

　　控制氧化還原電位

　　不同類(lèi)型微生物生長(zhǎng)對(duì)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(shí)可正常生長(zhǎng)，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(zhǎng)，兼性厭氧微生物在F值為+0.1V以上時(shí)進(jìn)行好氧呼吸，在+0.1V以下時(shí)進(jìn)行發(fā)酵。F值與氧分壓和pH有關(guān)，也受某些微生物代謝產(chǎn)物的影響。在pH相對(duì)穩(wěn)定的條件下，可通過(guò)增加通氣量(如振蕩培養(yǎng)、攪拌)提高培養(yǎng)基的氧分壓，或加入氧化劑，從而增加F值;在培養(yǎng)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(zhì)可降低F值。

　　原料來(lái)源選擇

　　在配制培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)盡量利用廉價(jià)且易于獲得的原料作為培養(yǎng)基成分，特別是在發(fā)酵工業(yè)中，培養(yǎng)基用量很大，利用低成本的原料更體現(xiàn)出其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。例如，在微生物單細(xì)胞蛋白的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，常常利用糖蜜(制糖工業(yè)中含有蔗糖的廢液)、乳清(乳制品工業(yè)中含有乳糖的廢液)、豆制品工業(yè)廢液及黑廢液(造紙工業(yè)中含有戊糖和己糖的亞硫酸紙漿)等都可作為培養(yǎng)基的原料。再如，工業(yè)上的甲烷發(fā)酵主要利用廢水、廢渣作原料，而在我國(guó)農(nóng)村，已推廣利用人畜糞便及禾草為原料發(fā)酵生產(chǎn)甲烷作為燃料。另外，大量的農(nóng)副產(chǎn)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(fā)酵工業(yè)原料。

　　當(dāng)然，一些對(duì)于微生物檢測(cè)要求比較高的行業(yè)，如食品飲料行業(yè)，醫(yī)藥制藥行業(yè)，第三方檢測(cè)，科研機(jī)構(gòu)等，就需要高質(zhì)量的原材料作為培養(yǎng)基原材料，以保證培養(yǎng)基的品質(zhì)穩(wěn)定，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。