工业发酵进展
微生物发酵培养基的优化
微生物发酵培养基的优化方法
对于微生物的生长及发酵，其培养基成份非常复杂，特别是有关微生物发酵的培养基，各营养物质和生长因子之间的配比，以及它们之间的相互作用是非常微妙的。面对特定的微生物，人们希望找到一种最适合其生长及发酵的培养基，在原来的基础上提高发酵产物的产量，以期达到生产最大发酵产物的目的。发酵培养基的优化在微生物产业化生产中举足轻重，是从实验室到工业生产的必要环节。能否设计出一个好的发酵培养基，是一个发酵产品工业化成功中非常重要的一步。以工业微生物为例，选育或构建一株优良菌株仅仅是一个开始，要使优良菌株的潜力充分发挥出来，还必须优化其发酵过程，以获得较高的产物浓度（便于下游处理），较高的底物转化率（降低原料成本）和较高的生产强度（缩短发酵周期）。设计发酵培养基时还应时刻把工业应用的目的留在脑海里。
一.发酵培养基的成分
现代分离的微生物绝大部分是异养型微生物，它需要碳水化合物、蛋白质和前体等物质提供能量和构成特定产物的需要。其营养物质一般包括碳源、氮源（有机氮源、无机氮源）、无机盐及微量元素、生长因子、前体、产物促进和抑制剂等。另外，在设计培养基时还必须把经济问题和原材料的供应问题等因素一起考虑在内。
此外，还要考虑所筛选的菌种来源的地点环境，比如本实验室长期从事红树林微生物的分离及其研究工作，红树林的环境处于海洋与陆地之间，所以配制培养基所用的水除了一般的去离子水外还包括陈海水。
如果在知道产物结构或者产物合成途径的情况下，我们可以有意识地加入构成产物和合成途径中所需的特定结构物质。我们也可以结合某一菌株的特定代谢途径，加入阻遏或者促进物质，使目的产物过量合成。例如青霉素的合成会受到赖氨酸的强烈抑制，而赖氨酸合成的前体α-氨基已二酸可以缓解赖氨酸的抑制作用，并能刺激赖氨酸的合成。这是因为α-氨基已二酸是合成青霉素和赖氨酸的共同前体。如果赖氨酸过量，它就会抑制这个反应途径中的第一个酶，减少α-氨基已二酸的产量，从而进一步影响青霉素的合成。
常用微生物培养基
分离真菌：
注：抗生素所有培养基灭菌放置不烫手背时（温度约为40°C左右），同时加入氯霉素和链霉至终浓度为0.5 mg/mL（提前配置好，用0.22 µm微孔滤膜过滤，-20℃存储），混匀后倒平板，用于抑制细菌生长。
1. GPY培养基：葡萄糖20 g，蛋白胨10 g，酵母提取物10 g，海盐15 g，琼脂20 g，蒸馏水1 L，pH 7.5，115℃，30 min灭菌
2. PDA培养基：Potato Dextrose Agar干粉39 g/L，海盐15 g，蒸馏水1 L，pH
6.5-7.0，121℃，15 min灭菌
3. 马丁培养基：葡萄糖10 g，蛋白胨5 g，磷酸二氢钾1 g，七水合硫酸镁0.5 g，孟加拉红0.03 g，海盐15 g，琼脂20 g，蒸馏水1 L，115℃、30 min灭菌
4. MEA培养基：麦芽浸粉17g，蛋白胨3g，海盐15g，蒸馏水1L，121℃，20 min灭菌
5. YPD培养基：酵母提取物10 g/L，蛋白胨20 g/L，葡萄糖20 g/L，琼脂20 g/L，115℃，30 min灭菌
6. 沙氏葡萄糖琼脂培养基（SDA，每升培养基）：蛋白胨（peptone）10.0 g，葡萄糖（glucose）40.0 g，琼脂（agar）15.0 g，pH 4.0 - 6.0；
7. 酵母汁麦芽提取物琼脂培养基（YM，每升培养基）：麦芽浸粉（malt extract）3.0 g，酪蛋白胨（casein peptone）5.0 g，酵母提取物（yeast extract）3.0 g，葡萄糖（glucose）10.0 g，琼脂（agar）15 g，pH 6.0 - 6.5；
8. 察氏培养基（CDA，每升培养基）：硝酸钠（NaNO3）3. 0 g，氯化钾（KCl）0.5 g，蔗糖（sucrose）30. 0 g，七水合硫酸镁（MgSO4·7H2O）0.5 g，七水合硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）0. 01 g，磷酸氢二钾（K2HPO4）1.0 g，琼脂（agar）15.0
摘要：1、营养琼脂（普通琼脂）成份：牛肉浸液（或其它浸液，消化液或肉膏汤） 100毫升
琼脂（视天气，琼脂质量而定）制法：将上物加热溶解，补足水，调ph至7．6，过滤分装121℃，高压灭菌15分钟。用途：作普通琼脂平皿。2、血琼脂平板（BA）制法：取营养琼脂（PH7．6），加热使其溶解待冷至45-50℃，以灭菌操作于每100毫升营养
1、营养琼脂（普通琼脂)
成份：牛肉浸液（或其它浸液，消化液或肉膏汤) 100毫升
琼脂（视天气，琼脂质量而定)
制法：将上物加热溶解，补足水，调ph至7．6，过滤分装121℃，高压灭菌15分钟。
用途：作普通琼脂平皿。
2、血琼脂平板（BA)
制法：取营养琼脂（PH7．6)，加热使其溶解待冷至45-50℃，以灭菌操作于每100毫升营养琼脂加灭菌脱纤维羊血或兔血5-10毫升,轻轻摇匀，立即倾注于平板或分装试管，制成斜面备用。
用途：1． 一般棉拭子均接种此培养基。
2．尿液，脓液
3．分离细菌标本用。
3、基础培养基 （肉膏汤BB)
成份：蛋白胨 10克 牛肉膏 5克
氯化钠 5克 水 1000毫升
制法：将以上各物称好，加水煮沸溶解，用1NNOH校正PH至7．6，过滤分瓶，121℃高压灭菌，20分钟备用。
用途：1 作耐药试验，增菌用分装小管。
2 作普通琼脂斜面。
4、血液培养基（大管肉汤培养基)
成份：1 新鲜牛肉浸液 1000毫升
2 PABA（对氨基苯甲酸〔相当于10mg/毫升〕) 1g% 1毫升
3 MgSO4 [相当于0．493/100毫升] 49．3% 1毫升
4 枸椽酸钠 0．3g 制法：1 将1号，4号混合液，2号，3号液分装高压灭菌。
2 取灭菌1，4号混合液用无菌法加入PABA，MgSO4，再分管，行无菌试验三天方可使用。
中国蓝琼脂平板
用途：用于肠道菌的培养，分离和鉴定。成分中通常含有玫瑰红酸，对革兰氏阳性菌有一定。
的抑制作用。弱选择培养基。
判断：大肠埃希氏菌生长良好，呈蓝色菌落。
沙门氏菌生长良好，呈无色菌落。
志贺氏菌生长良好，呈无色菌落。
金黄色葡萄球菌不生长或呈抑制性生长。
哥伦比亚血琼脂平板
用途： 用于培养和分离不同代谢类型微生物，促进苛氧微生物的生长，各种样本均可使用。
判断：大肠杆菌菌落灰白色，有时呈黄白色，不同菌株的溶血作用变化很大，其中有致病力
的菌株产生β-溶血环。
葡萄球菌圆形，橙色至白色，其中金黄色葡萄球菌产生β-溶血环，而表皮葡萄球菌和
腐生葡萄球菌无溶血作用。
链球菌菌落圆形突起，透明或半透明，其中草绿色链球菌产生α-溶血环，化脓链球菌
产生β-溶血环。
脑膜炎奈瑟氏菌菌落圆形，凸起，透明，带蓝灰色，不溶血。
肺炎链球菌菌落圆形，脐窝状，在菌落周围有草绿色狭窄溶血环。
产气荚膜梭菌菌落呈灰白色，圆形，多数都是菌株有双层溶血环。
B群链球菌显色平板
用途：除基础培养基外还添加了特异性的酶底物，经B群链球菌的酶解作用释放出显色原从而使细菌呈现出不同的颜色，以此进行培养，分离，鉴定。
判断：淡红色到深红色是B群链球菌。
蓝色，绿色，无色或被抑制是其他细菌。
MH琼脂平板
用途：用于细菌的抗生素敏感试验。MH琼脂平板是WHO推荐的适用于K-B法测定细菌对抗菌药物敏感性的培养基，。
判断：对于同种细菌不同药敏纸片，抑菌环越大，表示抗生素对此细菌抑制能力越强。反之越弱。
巧克力色血琼脂平板
用途：除基础培养基外另外还添加了脱纤维羊血，以增加营养性能，并根据具体的要求经过特殊处理使成巧克力色，补加嗜血杆菌生长所须的各种生长因子，以适应营养要求苛刻的微生物的特殊营养要求。
