工业微生物第三章1

微生物学 3.1.3.1 培养基的配制原则 4.根据培养的目的 目的明确 根据培养的目的—目的明确 根据培养的目的 用于培养菌体的种子培养基营养成分应丰富， 用于培养菌体的种子培养基营养成分应丰富，尤其是 氮源含量宜高。即碳氮比值低。相反， 氮源含量宜高。即碳氮比值低。相反，用于积累大量 生产代谢产物的发酵培养基， 生产代谢产物的发酵培养基，它的氮源一般应比种子 培养基稍低。 培养基稍低。 培养基中各种成分的来源和价格， 培养基中各种成分的来源和价格，应该优先选择来源 广泛开展、价格低廉的培养基，提倡以粗代精、 广泛开展、价格低廉的培养基，提倡以粗代精、以废 代好、以野代家、以简代繁、以纤代糖、以国代进。 代好、以野代家、以简代繁、以纤代糖、以国代进。
微生物学 3.1.2 微生物的营养要素
微生物的营养物质的作用可概括为形成结构(参与细 微生物的营养物质的作用可概括为形成结构 参与细 胞组成)，提供能量 机体进行各种生理活动所需的能 胞组成 ，提供能量(机体进行各种生理活动所需的能 和调节作用(构成酶的活性成分和物质运输系统 量)和调节作用 构成酶的活性成分和物质运输系统 。 和调节作用 构成酶的活性成分和物质运输系统)。 我们可以将微生物的营养物质分成六大营养要素， 我们可以将微生物的营养物质分成六大营养要素，即 碳源、氮源、无机盐、生长因子和能源。 水、碳源、氮源、无机盐、生长因子和能源。
微生物学 3.1.1 微生物的营养类型 根据能源、碳源及电子供体性质的不同分成四大类型： 根据能源、碳源及电子供体性质的不同分成四大类型：
•自养微生物：不依赖任何有机营养物即可正常生活的微生物。 自养微生物：不依赖任何有机营养物即可正常生活的微生物。 自养微生物 •异养微生物：至少需要提供一种大量有机物才能满足其正常营 异养微生物： 异养微生物 养要求的微生物，其碳源必须是有机物。 养要求的微生物，其碳源必须是有机物。 化能有机异养微生物 腐生型： 腐生型：无生命的有机物 寄生型： 寄生型：活的寄主机体内
无机盐
主要无机盐：磷酸盐、硫酸盐、氯化物、 主要无机盐：磷酸盐、硫酸盐、氯化物、以及金属元素化合物 配置培养基首选主要无机盐物质是： 配置培养基首选主要无机盐物质是：K2HPO4、MgSO4
微生物学 3.1.2.5 生长因 素)子 生长因(素 子 生长因子常指那些微生物生长所必需而且需要量很 生长因子常指那些微生物生长所必需而且需要量很 小，但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机 体生长需要的有机化合物。 体生长需要的有机化合物。 氨基酸 生长因子 维生素 合成蛋白质物质 酶的辅基或辅酶参与新陈代谢 酶的辅基或辅酶以及合成核酸
微生物学 3.1.2.2 碳源 凡是可以作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来 源的营养物质， 源的营养物质，称为碳源 碳源的作用： 碳源的作用： 微生物自身细胞物质和代谢产物； ⒈ 微生物自身细胞物质和代谢产物； 提供微生物生命活动所需的能源。 ⒉ 提供微生物生命活动所需的能源。 碳源是双功能营养物质 主要碳源物质: 有机酸、纤维素、 主要碳源物质 糖、有机酸、纤维素、烃、CO2 速效碳源 选择性 迟效碳源
微生物学 3.1.2.4 无机盐
细胞内一般分子成分（ 、 、 、 、 等 细胞内一般分子成分（P、S、Ca、Mg、Fe等） 一般功能 生理调节物质 主要元素 渗透压的维持（ 渗透压的维持（Na+等） 酶的激活剂（ 酶的激活剂（Mg2+等） pH的稳定 的稳定 特殊功能 化能自养菌的能源（S、Fe2+、NH+、NO2-等） 化能自养菌的能源（ 、 无氧呼吸时的氢受体（ 无氧呼吸时的氢受体（NO3-、SO42-等） 微量元素 酶的激活剂（ 酶的激活剂（Cu2+、Mn2+、Zn2+等） 特殊分子结构成分（ 、 等 特殊分子结构成分（Co、Mo等）
微生物学 3.1.3.2 培养基的种类 7.种子培养基 种子培养基(seed culture medium) 种子培养基 种子培养基是适合微生物菌体生长的培养基。 种子培养基是适合微生物菌体生长的培养基。一般要 求氮源、维生素丰富，原料要精。 求氮源、维生素丰富，原料要精。 8.发酵培养基 发酵培养基(fermentation medium) 发酵培养基 用于生产预定发酵产物的培养基。 用于生产预定发酵产物的培养基。一般的发酵产物以 碳为主要元素，所以， 碳为主要元素，所以，发酵培养基中的碳源含量往往 高于种子培养基。 高于种子培养基。 9.繁殖和保藏培养基 繁殖和保藏培养基(reproducible medium) 繁殖和保藏培养基 主要用于菌种保藏，大部分情况下就是斜面培养基。 主要用于菌种保藏，大部分情况下就是斜面培养基。
微生物学 3.1.3.2 培养基的种类
按物理状态分 类型
固体培养基 分离鉴定 菌种保藏 半固体培养基 运动特征 分类鉴定 液体培养基 工业生产 理论研究
用途
理想的固体培养基凝固剂应具备以下条件：(1)不被微生物 理想的固体培养基凝固剂应具备以下条件：(1)不被微生物 液化、分解和利用。(2)在微生物生长的温度范围内保持固 液化、分解和利用。(2)在微生物生长的温度范围内保持固 体状态。凝固点温度对微生物无害。(3)不会因消毒 不会因消毒、 体状态。凝固点温度对微生物无害。(3)不会因消毒、灭菌 而破坏。 配制方便，价格低，透明性好。 而破坏。(4) 配制方便，价格低，透明性好。
微生物学 3.1.3.1 培养基的配制原则 ⒈ 营养物质应满足微生物的需要 营养协调， ⒉ 营养协调，C/N比是指在微生物培养基中所含的碳源 比是指在微生物培养基中所含的碳源 中碳原子的摩尔数与氮源中氮原子的摩尔数之比， 中碳原子的摩尔数与氮源中氮原子的摩尔数之比，而 不能简单的理解为某碳源的重量与某氮源的重量之比。 不能简单的理解为某碳源的重量与某氮源的重量之比。 一般培养基的C/N比为 比为100:(0.5～2)。 一般培养基的 比为 ～ 。 ⒊ 物理化学条件适宜 (1) pH，细菌的最适 一般在 ～8.0，放线菌在 一般在7.0～ ， ，细菌的最适pH一般在 pH7.5～8.5间，酵母菌在 ～ 间 酵母菌在pH3.8～6.0间，霉菌在 ～ 间 pH4.0～5.8之间。 之间。 ～ 之间
微生物学 3.1.2.4 无机盐
无机盐主要功能如下： 无机盐主要功能如下： ⒈构成细胞的组成成分；⒉作为酶的组成成分；⒊维持 构成细胞的组成成分； 作为酶的组成成分； 酶的活性； 调节细胞渗透压， 酶的活性；⒋调节细胞渗透压，氢离子浓度和氧化还 原电位； 作为某些自氧菌的能源；6.维持生物大分 原电位；⒌作为某些自氧菌的能源；6.维持生物大分 子和细胞结构的稳定性。 子和细胞结构的稳定性。 需求量较大(10 mol/L)的元素称为 宏量元素” 的元素称为“ 需求量较大(10-4～10-3mol/L)的元素称为“宏量元素” 需求量不大(10 mol/L)的元素称为 微量元素” 的元素称为“ 需求量不大(10-8～10-6mol/L)的元素称为“微量元素”
合成培养基
配制方便， 配制方便，成本 半合成培养基 低，微生物生长氏一号培养基： 可溶性淀粉 20 g，KNO3 1 g，K2HPO4 0.5 g， g， g， g， g， g， MgSO4• 7H2O 0.5 g，NaCl 0.5 g，FeSO4• g， g， 7H2O 0.01 g，琼脂 2 g，自来水 1000 mL ， pH 7.2～7.4 7.2～
微生物学 3.1.2.1 水 生理功能： 生理功能： ⒈参与细胞内一系列化学反应 ⒉作为机体内一系列生理生化反应的介质 营养物质的吸收、代谢产物的排泄都需通过水--起到溶剂 ⒊营养物质的吸收、代谢产物的排泄都需通过水 起到溶剂 与运输介质的作用 ⒋有效地控制细胞内温度变化 维持细胞正常形态、 ⒌维持细胞正常形态、维持生物大分子稳定的天然构象 水活度值是指在一定的温度和压力条件下， 水活度值是指在一定的温度和压力条件下，溶液的蒸气 压力与同样条件下纯水蒸气压力之比，即：aw=P/P0 (P表 压力与同样条件下纯水蒸气压力之比， 表 示溶液的蒸汽压， 表示纯水的蒸汽压)。 示溶液的蒸汽压，P0 表示纯水的蒸汽压 。 微生物能在a 的培养条件下生长。 微生物能在 w=0.63～0.99的培养条件下生长。 ～ 的培养条件下生长
微生物学 3.1.3.1 培养基的配制原则
调节pH的方法： 调节 的方法： 的方法 a、pH缓冲剂 、 缓冲剂 K2HPO4和KH2PO4，当两者等摩尔浓度比混合时，溶液的 为 当两者等摩尔浓度比混合时，溶液的pH为 6.8，pH在6.4到7.2内起调节作用，其反应式如下： 内起调节作用， ， 在 到 内起调节作用 其反应式如下： K2HPO4 + HCl -----> KH2PO4 + KCl KH2PO4 + KOH ----> K2HPO4 + H2O b、加入碳酸盐作备用碱 、 CO32-+H+<---->HCO3- +H+ <---->H2CO3<---->CO2 +H2O (2)其它，渗透压：等渗溶液；aw=0.63～0.99；氧化还原电位： 其它， 其它 渗透压：等渗溶液； ～ ；氧化还原电位： 好氧菌0.1V以上，厌氧菌 以上， 好氧菌 以上 厌氧菌0.1V以下 以下
微生物学 3.1.2.3 氮源 凡是构成微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源的 营养物质，称为氮源。 营养物质，称为氮源。 生理酸性盐：（ 生理碱性盐： 生理酸性盐：（NH4）2SO4，生理碱性盐：KNO3 ：（ ） 主要氮源：蛋白质、铵盐、硝酸盐、嘌呤、 主要氮源：蛋白质、铵盐、硝酸盐、嘌呤、嘧啶 常用蛋白质类氮源：蛋白胨、鱼粉、蚕蛹粉、 常用蛋白质类氮源：蛋白胨、鱼粉、蚕蛹粉、黄豆饼 花生饼粉、玉米浆、牛肉浸膏、 粉、花生饼粉、玉米浆、牛肉浸膏、酵母浸膏等 速效氮源， 速效氮源，利于菌体生长 选择性 迟效氮源， 迟效氮源，利于代谢产物的形成
微生物学
第三章 微生物的营养和生长