第四章微生物營養(yǎng)

第四章微生物的營養(yǎng)第一節(jié)，微生物的營養(yǎng)要求（微生物們需要吃什么？）（微生物們是怎樣吃東西的）（如何給微生物們做飯）第二節(jié)，營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞第三節(jié)，培養(yǎng)基本章內(nèi)容第一節(jié)微生物的6類的營養(yǎng)物質(zhì)微生物細(xì)胞的化學(xué)組成微生物細(xì)胞水：70%-90%干物質(zhì)有機(jī)物蛋白質(zhì)、糖、脂、核酸、維生素等及其降解產(chǎn)物無機(jī)物（鹽）微生物、動物、植物之間存在“營養(yǎng)上的統(tǒng)一性”細(xì)胞化學(xué)元素組成：主要元素：碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣、鐵等；微量元素：鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼等。一.碳源(sourceofcarbon)(一）碳源（carbonsource）

一切能滿足微生物生長繁殖所需碳元素的營養(yǎng)物，稱為碳源。凡以無機(jī)碳源作為主要碳源的微生物，則是種類較少的自養(yǎng)微生物。凡必須利用有機(jī)碳源的微生物，就是為數(shù)眾多的異養(yǎng)微生物。碳源譜有機(jī)碳無機(jī)碳碳源種類（1）構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)（2）構(gòu)成各種代謝產(chǎn)物和細(xì)胞貯藏物質(zhì)（3）為微生物進(jìn)行生命活動提供能量碳源功能類型元素水平化合物水平培養(yǎng)基原料水平有機(jī)碳C·H·O·N·X復(fù)雜蛋白質(zhì)、核酸等牛肉膏、蛋白胨、花生餅粉等C·H·O·N多數(shù)氨基酸、簡單蛋白質(zhì)等一般氨基酸、明膠等C·H·O糖、有機(jī)酸、醇、脂質(zhì)等葡萄糖、蔗糖、糖蜜、各種淀粉等C·H烴類天然氣、石油及其不同餾分、石蠟油等無機(jī)碳C(?)——C·OCO2CO2C·O·XNaHCO3NaHCO3、CaCO3、白堊等微生物的碳源譜糖類及其衍生物有機(jī)酸類醇類脂類烴類蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物等微生物利用的碳源物質(zhì)糖類及其衍生物有機(jī)酸類醇類脂類烴類蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物等微生物利用的碳源物質(zhì)二.氮源(sourceofnitrogen)

（二）氮源（nitrogensource）

凡能提供微生物生長繁殖所需氮元素的營養(yǎng)源，稱為氮源。氮源種類

氮是構(gòu)成重要生命物質(zhì)蛋白質(zhì)和核酸等的主要元素，氮占細(xì)菌干重的12％～15％，也是微生物的主要營養(yǎng)物。氮源功能

一部分微生物是不需要利用氨基酸作為氮源的，它們能把尿素、銨鹽、硝酸鹽甚至氮氣等簡單氮源自行合成所需要的一切氨基酸，稱為氨基酸自養(yǎng)型微生物（aminoacidautotrophs）。氨基酸自養(yǎng)型微生物

反之，凡需要從外界吸收現(xiàn)成的氨基酸作為氮源的微生物就是氨基酸異養(yǎng)型微生物（aminoacidheterotrophs）

。氨基酸異養(yǎng)型微生物三.能源(energysource)

有機(jī)物：化能異養(yǎng)微生物的能源(同源)

化學(xué)物質(zhì)：能源無機(jī)物：化能自養(yǎng)微生物(不同于碳源)

輻射能：光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)微生物的能源化能自養(yǎng)微生物的能源是還原態(tài)的無機(jī)物質(zhì)，如NH4+、NO2—、S、H2S、H2、Fe2+等，

對一切異養(yǎng)微生物來說，其碳源同時又兼作能源，這種碳源稱為雙功能營養(yǎng)物（difunctionalnutrient）。雙功能營養(yǎng)物類型能源代表化能異養(yǎng)有機(jī)物絕大多數(shù)細(xì)菌和全部真核微生物化能自養(yǎng)NH4+、NO2-、S、H2S、H2和Fe2+等還原態(tài)的無機(jī)物硝酸細(xì)菌、亞硝酸細(xì)菌、硫化細(xì)菌、硫細(xì)菌、氫細(xì)菌和鐵細(xì)菌等光能異養(yǎng)光紅螺菌科的細(xì)菌光能異養(yǎng)光藍(lán)細(xì)菌、藻類等單功能營養(yǎng)物例如，光輻射能（能源）雙功能營養(yǎng)物例如，還原態(tài)的無機(jī)物NH4+

（氮源＋能源）三功能營養(yǎng)物例如，氨基酸類（碳源＋氮源＋能源）四.生長因子(growthfactor)

（四）生長因子（growthfactor）

是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需，但不能用簡單的碳源、氮源自行合成的需要量很小的一類有機(jī)物。廣義的生長因子：狹義的生長因子：廣義的生長因子：維生素、堿基、卟啉及其衍生物、固醇、胺類、C4～C6的分支或直鏈脂肪酸，以及需要量較大的氨基酸；狹義的生長因子：一般僅指維生素。各種微生物與生長因子的關(guān)系可分以下幾類：（1）生長因子自養(yǎng)型微生物（auxoautotrophs）（2）生長因子異養(yǎng)型微生物（auxoheterotrophs）（3）生長因子過量合成微生物（1）維生素（2）氨基酸（3）堿基（4）其他生長因子生長因子的種類：

在配制微生物培養(yǎng)基時，一般可用生長因子含量豐富的天然物質(zhì)作原料以保證微生物對它們的需要。如果配制的是天然培養(yǎng)基，則可加入酵母膏（yeastextract）、玉米漿（cornsteepliquor，一種浸制玉米以制取淀粉后產(chǎn)生的副產(chǎn)品）、肝浸液（liverinfusion）、麥芽汁（maltextract）、其他新鮮的動、植物的汁液；如果配制的是組合培養(yǎng)基，則可加入復(fù)合維生素溶液。五.無機(jī)鹽(inorganicsalt)

五.無機(jī)鹽(inorganicsalt)第二節(jié)

微生物的營養(yǎng)類型異養(yǎng)型生物自養(yǎng)型生物生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)生物生長過程中能量的來源光能營養(yǎng)型化能營養(yǎng)型光能自養(yǎng)型：以光為能源，不依賴任何有機(jī)物即可正常生長光能異養(yǎng)型：以光為能源，但生長需要一定的有機(jī)營養(yǎng)化能自養(yǎng)型：以無機(jī)物的氧化獲得能量，生長不依賴有機(jī)營養(yǎng)物化能異養(yǎng)型：以有機(jī)物的氧化獲得能量，生長依賴于有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)微生物的營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)類型(Ⅰ)微生物的營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)類型(Ⅱ)一、無機(jī)自養(yǎng)型微生物

無機(jī)自養(yǎng)型微生物具有高度的合成能力，能在完全是無機(jī)物的環(huán)境中生長繁殖。它們具有完整的酶系統(tǒng)，能以CO2或碳酸鹽為碳源。需外界供應(yīng)能量來實現(xiàn)。可分為光能無機(jī)自養(yǎng)型和化能無機(jī)自養(yǎng)型

1．光能無機(jī)自養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）能以CO2為主要唯一或主要碳源；進(jìn)行光合作用獲取生長所需要的能量；以無機(jī)物如H2、H2S、S等作為供氫體或電子供體，使CO2還原為細(xì)胞物質(zhì)；例如，藻類及藍(lán)細(xì)菌等和植物一樣，以水為電子供體（供氫體），進(jìn)行產(chǎn)氧型的光合作用，合成細(xì)胞物質(zhì)。而紅硫細(xì)菌，以H2S為電子供體，產(chǎn)生細(xì)胞物質(zhì)，并伴隨硫元素的產(chǎn)生。CO2+2H2S光能光合色素[CH2O]+2S+H2O2.化能無機(jī)自養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）生長所需要的能量來自無機(jī)物氧化過程中放出的化學(xué)能；以CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源進(jìn)行生長時，利用H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-等作為電子供體使CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)?；軣o機(jī)自養(yǎng)型只存在于微生物中，可在完全無機(jī)及無光的環(huán)境中生長。它們廣泛分布于土壤及水環(huán)境中,參與地球物質(zhì)循環(huán)；鐵細(xì)菌

能通過鐵的氧化獲得能量,

將亞鐵離子氧化成高鐵離子，放出能量。

例如氧化亞鐵硫桿菌(Thiobacillus

ferrooxidans)具有將硫或硫代硫酸鹽氧化生成硫酸和將亞鐵氧化成高鐵的能力。它們常存在于含鐵量高的酸性水中。氧化黃鐵礦的化學(xué)過程是：

2FeS2+7O2+2H2O—→2FeSO4+2H2SO2

2FeSO4+H2SO4+1/2O2

—→Fe2(SO4)3+H2O

生成的Fe2(SO4)3是強(qiáng)氧化劑和溶劑，可以溶解銅礦(CuS)，目前已用于尾礦或低品礦藏中銅等金屬元素的浸出。

三、微生物的營養(yǎng)類型光能無機(jī)自養(yǎng)型和光能有機(jī)異養(yǎng)型微生物可利用光能生長，在地球早期生態(tài)環(huán)境的演化過程中起重要作用。二、有機(jī)異養(yǎng)型微生物有機(jī)異養(yǎng)型微生物需要提供含碳有機(jī)物作為碳源才能生存的微生物。

根據(jù)微生物需要的能源不同，又可將之分為光能有機(jī)異養(yǎng)型和化能有機(jī)異養(yǎng)型兩大類。

1．光能有機(jī)異養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）不能以CO2為主要或唯一的碳源；以有機(jī)物作為供氫體，利用光能將CO2還原為細(xì)胞物質(zhì)；在生長時大多數(shù)需要外源的生長因子；例如，紅螺菌屬中的一些細(xì)菌能利用異丙醇作為供氫體，將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)，同時積累丙酮。CHOH+CO2H3CH3C2光能光合色素2CH3C0CH3+[CH2O]+H2O光能無機(jī)自養(yǎng)與光能有機(jī)異養(yǎng)型主要區(qū)別

在于氫供體和電子供體的來源不同前者可單獨利用CO2作為唯一碳源或主要碳源，并以無機(jī)物作為氫供體，使CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)；而后者雖然能利用CO2，但必須在低分子有機(jī)物同時存在時才能迅速生長繁殖，并以簡單有機(jī)物作為氫供體，使CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)。

2．化能有機(jī)異養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）生長所需要的能量均來自有機(jī)物氧化過程中放出的化學(xué)能；生長所需要的碳源主要是一些有機(jī)化合物，如淀粉、糖類、纖維素、有機(jī)酸等。有機(jī)物通常既是碳源也是能源；大多數(shù)細(xì)菌、真菌、原生動物都是化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物；所有致病微生物均為化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物；2．化能有機(jī)異養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）腐生型(metatrophy)：可利用無生命的有機(jī)物(如動植物尸體和殘體)作為碳源；寄生型(paratrophy)：寄生在活的寄主機(jī)體內(nèi)吸取營養(yǎng)物質(zhì),離開寄主就不能生存；在腐生型和寄生型之間還存在中間類型：兼性腐生型(facultive

metatrophy)；兼性寄生型(facultive

paratrophy)；不同營養(yǎng)類型之間的界限并非絕對：異養(yǎng)型微生物并非絕對不能利用CO2；自養(yǎng)型微生物也并非不能利用有機(jī)物進(jìn)行生長；有些微生物在不同生長條件下生長時,其營養(yǎng)類型也會發(fā)生改變；例如紫色非硫細(xì)菌(purplenonsulphurbacteria)：沒有有機(jī)物時，同化CO2，

為自養(yǎng)型微生物；有機(jī)物存在時，利用有機(jī)物進(jìn)行生長，為異養(yǎng)型微生物；光照和厭氧條件下，利用光能生長，為光能營養(yǎng)型微生物；黑暗與好氧條件下，依靠有機(jī)物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能生長，為化能營養(yǎng)型微生物；微生物營養(yǎng)類型的可變性無疑有利于提高其對環(huán)境條件變化的適應(yīng)能力膜對跨膜運(yùn)輸?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì)具有選擇性:一般只直接吸收水溶性和脂溶性的小分子物質(zhì)，大分子的營養(yǎng)物質(zhì)，如多糖、蛋白質(zhì)、核酸、脂肪等，必須經(jīng)相應(yīng)的胞外酶水解成小分子物質(zhì)，才能被微生物細(xì)胞吸收。

微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收主要有單純擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、主動運(yùn)輸、基團(tuán)轉(zhuǎn)位4種方式。

第三節(jié)微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式一、單純擴(kuò)散(diffusion)一、單純擴(kuò)散(diffusion)物質(zhì)跨膜擴(kuò)散的能力和速率與該物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān),分子量小、脂溶性、極性小的物質(zhì)易通過擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。擴(kuò)散并不是微生物細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式,水是唯一可以通過擴(kuò)散自由通過原生質(zhì)膜的分子,脂肪酸、乙醇、甘油、苯、一些氣體分子(O2、CO2)及某些氨基酸在一定程度上也可通過擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。二、促進(jìn)擴(kuò)散(facilitateddiffusion)被動的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式物質(zhì)運(yùn)輸過程中不消耗能量參與運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)本身的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸運(yùn)輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比。通過促進(jìn)擴(kuò)散進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)需要借助與載體(carrier)的作用才能進(jìn)入細(xì)胞(圖4-1)，而且每種載體只運(yùn)輸相應(yīng)的物質(zhì)，具有較高的專一性。圖2-2

促進(jìn)擴(kuò)散示意圖圖2-1

單純擴(kuò)散示意圖

三、主動運(yùn)輸(activetransport)在物質(zhì)運(yùn)輸過程中需要消耗能量可以進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸主動運(yùn)輸是廣泛存在于微生物中的一種主要的物質(zhì)運(yùn)輸方式運(yùn)輸物質(zhì)所需能量來源：好氧型微生物與兼性厭氧微生物直接利用呼吸能；厭氧型微生物利用化學(xué)能(ATP)；光合微生物利用光能；嗜鹽細(xì)菌通過紫膜(purplemembrane)利用光能；

三、主動運(yùn)輸(activetransport)1、初級主動運(yùn)輸(primaryactivetransport)三、主動運(yùn)輸(activetransport)Na+,K+-ATP酶(Na+,K+-ATPase)系統(tǒng)圖2-3主動運(yùn)輸示意圖

三、主動運(yùn)輸利用微生物細(xì)胞對糖類(乳糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、蜜二糖等)、氨基酸(丙氨酸、絲氨酸、甘氨酸等)、核苷、乳酸和葡萄糖醛酸，以及某些陰離子(PO43-、SO42-)和陽離子(Na+

、K+)等都是通過主動運(yùn)輸吸收四、基團(tuán)轉(zhuǎn)位需特異性載體蛋白的參與；需耗能的一種物質(zhì)運(yùn)輸方式；其特點是有一個復(fù)雜的運(yùn)輸系統(tǒng)來完成物質(zhì)的運(yùn)輸；溶質(zhì)分子在運(yùn)輸前后發(fā)生化學(xué)變化，因此不同于一般的主動運(yùn)輸?；鶊F(tuán)轉(zhuǎn)位運(yùn)輸糖和糖的衍生物(如乳糖、葡萄糖、甘露糖、果糖、麥芽糖、N-乙酰葡萄糖胺)、丁酸、核苷酸、嘌呤、嘧啶等。主要存在于厭氧和兼性厭氧的大腸桿菌、鼠傷寒沙門氏菌、金黃色葡萄球菌和乳酸桿菌等細(xì)菌中。

磷酸烯醇式丙酮酸—磷酸糖轉(zhuǎn)移酶運(yùn)輸系統(tǒng)(PTS)，簡稱磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)。PTS一般由4種不同的蛋白質(zhì)組成：酶Ⅰ、酶Ⅱ、酶Ⅲ(又稱因子Ⅲ)和HPr。圖2-4磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)輸送糖的示意圖四.基團(tuán)轉(zhuǎn)位(grouptranslocation)基團(tuán)轉(zhuǎn)位主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細(xì)菌中，主要用于糖的運(yùn)輸。脂肪酸、核苷、堿基等也可通過這種方式運(yùn)輸。有一個復(fù)雜的運(yùn)輸系統(tǒng)來完成物質(zhì)的運(yùn)輸；物質(zhì)在運(yùn)輸過程中發(fā)生化學(xué)變化；五.膜泡運(yùn)輸(memberanevesicletransport)膜泡運(yùn)輸主要存在于原生動物中，特別是變形蟲(amoeba)，為這類微生物的一種營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸方式)。第四節(jié)培養(yǎng)基培養(yǎng)基幾乎是一切對微生物進(jìn)行研究和利用工作的基礎(chǔ)培養(yǎng)基（medium）是人工配制的，適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物生長所需要六大營養(yǎng)要素：碳源、氮源、無機(jī)鹽、能源、生長因子、水任何培養(yǎng)基一旦配成，必須立即進(jìn)行滅菌處理（參見P85）；常規(guī)高壓蒸汽滅菌：

1.05kg/cm2,121.3℃15-30分鐘；0.56kg/cm2,112.6℃15-30分鐘某些成分進(jìn)行分別滅菌；過濾除菌；一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法1.根據(jù)培養(yǎng)目的需要選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì)

2.注意營養(yǎng)物質(zhì)的濃度與配比要合適

3.控制培養(yǎng)基的條件

4.原料來源的選擇力求節(jié)約

5.滅菌處理在微生物學(xué)研究和生長實踐中，配置合適的培養(yǎng)基是

一項最基本的要求。2、營養(yǎng)物質(zhì)要協(xié)調(diào)培養(yǎng)不同的微生物必須采用不同的培養(yǎng)條件；培養(yǎng)目的不同，原料的選擇和配比不同；例如枯草芽孢桿菌：一般培養(yǎng)：肉湯培養(yǎng)基或LB培養(yǎng)基；自然轉(zhuǎn)化：基礎(chǔ)培養(yǎng)基；觀察芽孢：生孢子培養(yǎng)基；產(chǎn)蛋白酶：以玉米粉、黃豆餅粉為主的產(chǎn)酶培養(yǎng)基；一、配制培養(yǎng)基的原則1，目的明確:一、配制培養(yǎng)基的原則2、營養(yǎng)物質(zhì)濃度及配比合適營養(yǎng)物質(zhì)的濃度適宜；營養(yǎng)物質(zhì)之間的配比適宜；高濃度糖類物質(zhì)、無機(jī)鹽、重金屬離子等不僅不能維持和促進(jìn)微生物的生長，反而起到抑制或殺菌作用。培養(yǎng)基中各營養(yǎng)物質(zhì)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(chǎn)物的形成和積累，其中碳氮比(C/N)的影響較大。發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸時：碳氮比為4/1時，菌體大量繁殖，谷氨酸積累少；碳氮比為3/1時，菌體繁殖受到抑制，谷氨酸產(chǎn)量則大量增加。谷氨酸產(chǎn)生菌發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸：

培養(yǎng)基C/N為4/1時，菌體大量繁殖，谷氨酸積累量較少；

當(dāng)C/N比為3/1時，菌體繁殖受到抑制，谷氨酸大量積累。

通常菌體的數(shù)量與代謝產(chǎn)物的積累量成正比。為了獲得較多的代謝產(chǎn)物，必須先培養(yǎng)大量的菌體。3.理化適宜pH；氧化還原電位滲透壓；一、配制培養(yǎng)基的原則控制培養(yǎng)基的條件(1)

控制培養(yǎng)基的pH值

pH改變的可能有如下情況(1)磷酸鹽類：K2HPO4和KH2PO4是常用的緩沖劑。只能在一定范圍(pH6.0～7.6)內(nèi)起調(diào)節(jié)作用。K2HPO4溶液呈堿性，KH2PO4溶液呈酸性，它們的等摩爾溶液的pH值為6.8。如果微生物代謝活動產(chǎn)生酸性物質(zhì)使培養(yǎng)基的酸度增加，則弱堿鹽變?yōu)槿跛猁}。

K2HPO4＋H＋—→KH2PO4＋K＋

如果培養(yǎng)基的堿性增強(qiáng)，則弱酸鹽變?yōu)槿鯄A鹽：

KH2PO4＋K＋＋OH－—→K2HPO4＋H2O

(2)碳酸鈣：當(dāng)微生物生長產(chǎn)酸使培養(yǎng)基的pH值下降時，CaCO3不斷解離，游離出CO32-，CO32-不穩(wěn)定，與H+形成H2CO3，最后釋放出CO2，在一定范圍內(nèi)緩解了培養(yǎng)基pH的降低。若微生物(如乳酸菌)產(chǎn)生大量的乳酸，可在培養(yǎng)基中加入1%～5%的CaCO3中和.此外，氨基酸、肽、蛋白質(zhì)都屬于兩性電解質(zhì)，也有緩沖劑的作用。因此在實驗室中常用蛋白胨、牛肉膏、氨基酸為天然緩沖系統(tǒng)配制培養(yǎng)基。

(2).氧化還原電位氧化還原電位與氧分壓和pH有關(guān),也受某些微生物代謝產(chǎn)物的影響增加通氣量(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Ф值；在培養(yǎng)基中加入抗壞血酸（0.1%）、硫化氫(0.025%)、半胱氨酸(<0.05%)、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇、庖肉等還原性物質(zhì)可降低Ф值。培養(yǎng)基中加入氧化還原指示劑刃天青可對氧化還原電位進(jìn)行間接測定(2).滲透壓與水活度

配制培養(yǎng)基時要掌握營養(yǎng)物質(zhì)的濃度。常在培養(yǎng)基中加入適量的NaCl以提高滲透壓。(3).氧化還原電位氧化還原電位又稱氧化還原電勢（redoxpotential），是度量某氧化還原系統(tǒng)中的還原劑釋放電子或氧化劑接受電子趨勢的一種指標(biāo)，其單位是V（伏）或mV（毫伏）。就向微生物與pH的關(guān)系一樣，不同類型微生物生長對氧化還原電位(Ф)的要求不同好氧性微生物：+0.1伏以上時可正常生長,以+0.3～+0.4伏為宜；厭氧性微生物：低于+0.1伏條件下生長；兼性厭氧微生物：+0.1伏以上時進(jìn)行好氧呼吸,+0.1伏以下時進(jìn)行發(fā)酵。

(2).氧化還原電位氧化還原電位與氧分壓和pH有關(guān),也受某些微生物代謝產(chǎn)物的影響4.經(jīng)濟(jì)節(jié)約特別是在工業(yè)發(fā)酵中，培養(yǎng)基用量大，更應(yīng)注意利用低成本的原料，降低產(chǎn)品成本。

例如廢糖蜜(制糖工業(yè)中含有蔗糖的廢液)、

乳清廢液(乳品工業(yè)中含有乳糖的廢液)、

豆制品工業(yè)廢液、紙漿廢液、各種發(fā)酵廢液及酒糟、醬渣等發(fā)酵廢棄物，以及大量的農(nóng)副產(chǎn)品如麩皮、米糠、玉米漿、豆餅、豆渣、花生餅、棉子餅、葵花籽餅、菜籽餅、酵母泥等都可以作為發(fā)酵工業(yè)的良好原料。5.滅菌處理

通常采用高壓蒸汽滅菌。一般培養(yǎng)基用0.105Mpa(1.05kg/cm2，121.3℃)條件下維持15～30min即可徹底滅菌。

長時間的高溫滅菌會使某些不耐熱的物質(zhì)破壞，如使糖類物質(zhì)形成氨基糖、焦糖。

因此，含糖培養(yǎng)基常用0.056Mpa(0.56kg/cm2，112.6℃)，15～30min滅菌。

某些對糖類要求更高的培養(yǎng)基，可先將糖過濾除菌或間歇滅菌，再與其他已滅菌的成分混合。

二、培養(yǎng)基的種類

1.根據(jù)微生物的種類

根據(jù)微生物的種類可分為細(xì)菌、放線菌、酵母菌和霉菌培養(yǎng)基。

培養(yǎng)異養(yǎng)型細(xì)菌用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基；

培養(yǎng)自養(yǎng)型細(xì)菌用無機(jī)合成培養(yǎng)基；

培養(yǎng)放線菌用高氏1號合成培養(yǎng)基；

培養(yǎng)酵母菌用麥芽汁培養(yǎng)基；

培養(yǎng)霉菌則一般用查氏合成培養(yǎng)基。

（一）.按對培養(yǎng)基的成分的了解作分類1..

天然培養(yǎng)基(complexmedium)

是指含有化學(xué)成分尚不清楚或化學(xué)成分不恒定的天然有機(jī)物的培養(yǎng)基。如肉浸膏、酵母浸膏、蛋白胨、豆芽汁、馬鈴薯、玉米粉、麩皮、牛奶、血清、胡蘿卜汁、番茄汁等制成的培養(yǎng)基。

缺點是其成分不清楚，營養(yǎng)成分難控制，做精細(xì)的科學(xué)實驗結(jié)果重復(fù)性差。適合于一般實驗室中的菌種培養(yǎng)，發(fā)酵工業(yè)中生產(chǎn)菌種的培養(yǎng)和某些發(fā)酵產(chǎn)物的生產(chǎn)。2.合成培養(yǎng)基(syntheticmedium)它是由化學(xué)成分完全清楚的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基。

高氏1號培養(yǎng)基和查氏培養(yǎng)基就屬于此種類型

其優(yōu)點是培養(yǎng)基的組成成分精確，實驗結(jié)果重復(fù)性好，缺點是價格較貴，且培養(yǎng)微生物生長緩慢。

在實驗室內(nèi)一般適用于對微生物營養(yǎng)、代謝、分類、鑒定、生物的測定和菌種選育、遺傳分析等方面的研究工作。

3.半合成培養(yǎng)基(semi-syntheticmedium)是指在天然培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上適當(dāng)加入已知成分的化學(xué)試劑，如無機(jī)鹽類，或在合成培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上添加某些天然成分，如馬鈴薯等，使之更充分滿足微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的要求。培養(yǎng)真菌的馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基就屬于半合成培養(yǎng)基。

（二）．根據(jù)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)劃分固體培養(yǎng)基；半固體培養(yǎng)基；液體培養(yǎng)基；（二）.根據(jù)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)（1）．

固體培養(yǎng)基(solidmedium)

固體培養(yǎng)基為微生物生長提供了一個營養(yǎng)表面，在其上生長的微生物可以形成單個菌落。因此，固體培養(yǎng)基常用于微生物的分離、鑒定、活菌計數(shù)和菌種保藏等。食用菌栽培和工業(yè)發(fā)酵中也常使用。

(2)．液體培養(yǎng)基(liquidmedium)

適用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)和實驗室內(nèi)進(jìn)行微生物生理代謝等基礎(chǔ)理論的研究工作。

(3)．半固體培養(yǎng)基(semisolidmedium)

在液體培養(yǎng)基中加入少量(0.2％～0.7％)的瓊脂制成半固體狀態(tài)的培養(yǎng)基。半固體培養(yǎng)基常用于觀察細(xì)菌的運(yùn)動特征、菌種保藏、厭氧菌培養(yǎng)、菌種鑒定和噬菌體效價的測定等方面。（三）.按培養(yǎng)基對微生物的功能分類1.選擇培養(yǎng)基(selectivemedium)利用此種培養(yǎng)基可以將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來。

①

依據(jù)某些微生物的特殊營養(yǎng)需求設(shè)計

利用以纖維素或石臘油作唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，分離出能分解纖維素或石臘油的微生物；

利用以蛋白質(zhì)為唯一氮源的或缺乏氮源的選擇培養(yǎng)基可以分離到能分解蛋白質(zhì)或具有固氮能力的微生物②利用微生物對某種化學(xué)物質(zhì)的敏感性

在培養(yǎng)基中加入某種化合物，可以抑制或殺死其他微生物，分離到能抗這種化合物的微生物。若在培養(yǎng)基中加入適量的孟加拉紅、青霉素、四環(huán)素或鏈霉素等，可以抑制細(xì)菌和放線菌的生長，分離霉菌和酵母菌。

在培養(yǎng)基中加入染料亮綠或結(jié)晶紫、牛(豬)膽鹽可以抑制G+菌的生長，從而達(dá)到分離G―

菌的目的。(4)選擇培養(yǎng)基(selectivemedium)2．鑒別培養(yǎng)基(differentialmedium)

是根據(jù)微生物的代謝特點在普通培養(yǎng)基中加入某種試劑或化學(xué)藥品，通過培養(yǎng)后的顯色反應(yīng)區(qū)別不同微生物的培養(yǎng)基。

在不含糖的肉湯中分別加入各種糖和指示劑，

根據(jù)細(xì)菌對各種糖發(fā)酵作用不同，結(jié)果有的發(fā)酵糖產(chǎn)酸又產(chǎn)氣，有的只產(chǎn)酸不產(chǎn)氣，有的不產(chǎn)酸也不產(chǎn)氣，可以將細(xì)菌鑒定到種。

檢測食品中是否含有腸道致病菌和大腸桿菌群的伊紅