(一)培養基組分應適合微生物的營(yíng)養特點(diǎn)
即根據不同微生物的營(yíng)養需要配制不同的培養基。
不同營(yíng)養類(lèi)型的微生物,其對營(yíng)養物的需求差異很大。如自養型微生物的培養基完全可以(或應該)由簡(jiǎn)單的無(wú)機物質(zhì)組成。異養做生物的培養基至少需要含有一種有機物質(zhì),但有機物的種類(lèi)需適應所培養菌的特點(diǎn)。
按微生物的主要類(lèi)群來(lái)說(shuō),它們所需要的培養基成分也不同:
細菌: 牛肉膏蛋白胨培養基
LB (Luria-Bertani)
放線(xiàn)菌: 高氏一號培養基
真菌: 查氏合成培養基
PDA (Potato-Dextrose-Agar)
酵母菌; 麥芽汁
當對試驗菌營(yíng)養需求特點(diǎn)不清楚的時(shí)候,可以采用‘生長(cháng)譜’法進(jìn)行測定。
(二)營(yíng)養物的濃度與比例應恰當
●濃度過(guò)高——微生物的生長(cháng)起抑制作用,
濃度過(guò)小——不能滿(mǎn)足微生物生長(cháng)的需要。
●碳氮比(C/N)直接影響微生物生長(cháng)與繁殖及代謝物的形成與積累,故常作為考察培養基組成時(shí)的一個(gè)重要指標;
C/N比值= 碳源中的碳原子的mol數/氮源中所含的氮原子的mol數
例:谷氨酸生產(chǎn)中
C/N =4/1時(shí),菌體大量繁殖,谷氨酸積累少;
C/N=3/1 時(shí),菌體生長(cháng)受抑制,而谷氨酸大量增加。
●速效性氮(或碳)源與遲效性氮(或碳)源的比例
●各種金屬離子間的比例
(三)物理化學(xué)條件適宜
(1)pH: 各類(lèi)微生物的最適生長(cháng)pH值各不相同:
細 菌:7.0~8.0 放線(xiàn)菌:7.5~8.5
酵母菌:3.8~6.0 霉 菌:4.0~5.8
在微生物的生長(cháng)和代謝過(guò)程中,由于營(yíng)養物質(zhì)的利用和代謝產(chǎn)物的形成與積累,培養基的初始pH值會(huì )發(fā)生改變,為了維持培養基pH值的相對恒定,通常采用下列兩種方式:
內源調節:在培養基里加一些緩沖劑或不溶性的碳酸鹽;調節培養基的碳氮比。
外源調節:按實(shí)際需要不斷向發(fā)酵液流加酸或堿液
☆磷酸緩沖液:pH值從6.0~7.6之間
☆加入CaCO3:
☆培養基中所含氨基酸、肽、蛋白質(zhì)等物質(zhì)也可起到緩沖作用。
(2)滲透壓和aw
滲透壓
等滲溶液 適宜微生物生長(cháng)
高滲溶液 細胞發(fā)生質(zhì)壁分離
低滲溶液 細胞吸水膨脹,直至破裂
大多數微生物適合在等滲的環(huán)境下生長(cháng),而有的菌如Staphylococcus aureus則能在3mol/L NaCl的高滲溶液中生長(cháng)。能在高鹽環(huán)境(2.8~6.2/L NaCl)生長(cháng)的微生物常被稱(chēng)為嗜鹽微生物(Halophiles)。
(3)氧化還原電勢(redox poyential)
各種微生物對培養基的氧化還原電勢的要求:
好氧微生物:+0.3~+0.4V,(在>0.1V以上的環(huán)境中均能生長(cháng)).厭氧微生物:只能在+0.1V以下生長(cháng)
兼性厭氧微生物:+0.1V以上呼吸、+0.1V以下發(fā)酵
培養基是多氧化還原偶的復雜電化學(xué)系統,測出的Eh值僅代表其綜合結果。
對微生物影響最大的是:分子氧和分子氫的濃度
培養基中常用的還原劑:巰基乙酸、抗壞血酸、硫化氫、半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇等。
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