神马文学网微生物的营养与培养基
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/25 09:53:15
第五章 微生物的营养与培养基
微生物的生长、繁殖、代谢和产物合成都需要营养物质，人工配置的培养基可以为微生物提供必要的营养。
物质、能量
营养物质：指能满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的各种物质。
微生物细胞的化学组成：
（1）微生物细胞的化学成分（除H2O以外）以有机物（99%）和无机物（1%）两种状态存在。
微生物
组分
细菌
酵母菌
霉菌
水 分
75~85
70~80
85~90
主要固形物及其占细胞总固形物百分比(%)
蛋白质
50~80
32~75
14~35
糖
12~28
27~63
17~40
脂 肪
5~20
15~65
4~40
核 酸
10~20
6~8
1~2
无机元素
2~30
4~7
6~12
（2）微生物细胞的元素构成中，C、H、O、N（基本元素）、P、S六种元素（大量元素）占微生物细胞干重的97%；其它为微量元素。
（3）微生物细胞的化学元素来自于其生长所需要的营养物质。所以，如果M.B细胞中某种元素的含量高，那么细胞对此元素的需求量也大。
微生物细胞内各种元素之间的比例关系：
细菌 C5H7NO2或C60H87O23N12P
真菌 C10H17NO6
藻类 C5H8NO2
原生动物 C7H14NO3
微生物细胞的化学组成往往因微生物的种类、生理状态和环境条件而有所改变，但通过对各类微生物细胞化学组成和灰分以及发酵产物中各种无机元素的分析仍可以概略地看出微生物所需要的营养物质 。
菌类
元素
细菌
酵母
霉菌
C
H
N
P
S
K
Na
Ca
Mg
Cl
Fe
Cu
Mn
50-53
7
12-15
2.0-3.0
0.2-1.0
1.0-4.5
0.5-1.0
0.01-1.1
0.1-0.5
0.5
0.02-0.2
0.02-0.01
0.001-0.01
45-50
7
7.5-11
0.8-2.6
0.01-0.1
1.0-4.0
0.01-0.1
0.1-0.3
0.1-0.5
0.01-0.5
0.002-0.01
0.005-0.007
40-63
7-10
0.4-4.5
0.1-0.5
0.2-2.5
0.02-0.5
0.1-1.4
0.1-0.5
0.1-0.2
第一节 微生物的六类营养要素
营养物质应满足下列两个条件：
（1）能直接或能在胞外被水解成小分子物质通过细胞膜进入细胞；
（2）进入细胞后，转变为细胞的原生质和细胞结构物质，还为细胞生命活动提供能量。
★ 微生物的六大类营养要素包括：碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子和水。
一、碳源
碳源：能被M.B用来构成细胞物质或代谢产物中碳元素来源的营养物质。
碳元素占细胞干重50%左右。
碳源是培养基中的主要成分之一（除水之外，碳源的需要量最大）。
▲碳源的作用：
1）构成细胞物质；
2）满足生物合成的需要（或者合成代谢物质）；
3）提供能量。
Ø 碳源可分为无机碳源和有机碳源两种。
无机碳源：如CO2、碳酸盐、碳酸氢盐等。
光合细菌只能以CO2为唯一的或主要的碳源物质。
有机碳源：包括糖类、脂类、有机酸类、醇类（低碳醇如乙醇）、烃类、芳香族化合物等
微生物能利用的碳源种类远远超过动物界和植物界。意义：?
（1）葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、糊精、淀粉等糖类物质，是细菌、放线菌、酵母、霉菌都善于利用的碳源。其中葡萄糖最为常用，几乎所有的微生物都能利用葡萄糖（EMP途径的起始物质便是葡萄糖）。
葡萄糖可以促进细胞的快速生长，广泛用于抗生素、氨基酸、有机酸、多糖等多种发酵产品的生产中。
（2）蔗糖、麦芽糖、乳糖等二糖也常常单独应用作为碳源，但工业生产中，常利用含有这些糖类的糖蜜或乳清。
糖蜜是制糖厂利用甜菜或甘蔗生产蔗糖后的副产物，含有很多微生物可以利用的营养成分（糖、含氮物质、无机盐、维生素等，主要是蔗糖，达50%~75%），有时糖蜜也作为生长因子而少量添加。
（3）糊精、淀粉由于不会产生象葡萄糖那样代谢过快现象，微生物在利用时边水解边降解。但有些微生物如酿酒酵母本身不能直接利用淀粉，因此之前需要进行糖化处理（淀粉酶的作用）。
根据来源分有玉米淀粉、小麦淀粉、燕麦淀粉、甘薯淀粉等，其中玉米淀粉广泛用于生产各类发酵产品，而甘薯淀粉则更主要用来生产酒精。由于来源于农作物，因此淀粉在价格上比较低廉。
（4）脂类如各种植物油和动物油也能作微生物的碳源和能源，但这些微生物必须具有能降解脂类的脂肪酶。
（5）其它碳源如有机酸、石油、正构烷烃、醇类对于特定的微生物和特定的产品来说，具有一定优势，如嗜甲烷棒杆菌可利用甲醇生产单细胞蛋白等。
碳源相当于“素食”，被利用后往往引起pH值下降。
二、氮源
氮源：凡能被M.B用来构成细胞物质或代谢产物中N元素来源的营养物质。
氮源是构成细胞的结构物质，如氨基酸、蛋白质、核酸中都含有氮。
氮源有两大类：有机氮源和无机氮源。
有机氮源中除含有丰富的蛋白质、多肽和氨基酸外，还含有糖类、脂肪、无机盐、维生素和某些生长因子。∴当碳源被利用完毕，有机氮源也可充当碳源。
有机氮源是微生物培养或发酵时产生泡沫的主要原因。
（1）常用的有机氮源有牛肉膏、蛋白胨、酵母粉(膏)、尿素、玉米浆、黄豆饼粉、花生饼粉、棉子饼粉、麦麸、鱼粉、酒糟等。
u 牛肉膏（牛肉浸膏）是采用新鲜牛肉经过剔除脂肪、消化、过滤、浓缩而得到的一种棕黄色至棕褐色的膏状物。有牛肉自然香味，易溶于水，
水溶液呈淡黄色。
Ø 蛋白胨主要以猪肉、鱼粉、肉骨为生产原料水解后干燥而得。也可用胰蛋白酶来分解动物血液（猪血、牛血、羊血、马血等）中所富含的胶原性蛋白质生产蛋白胨。起泡
蛋白胨的成分随原料和加工方法不同而异，实验中不要轻易更换蛋白胨试剂。
注意：蛋白胨容易吸湿潮解，称取后及时密闭保存。
酵母膏是以新鲜酵母乳液经酶解、分离、浓缩得到的纯天然制品，富含各种氨基酸、B族维生素、核甘酸、多肽及微量元素。棕黄色浓厚粘稠液体，具特殊气味，能溶于水，溶解液呈黄色至棕色。
Ø 玉米浆是玉米淀粉生产的副产物，固形物含量50%以上，成分非常丰富（氨基酸、还原糖、磷、微量元素、生长因子），很容易被微生物利用。
黄豆粉也是发酵常用的有机氮源，根据油脂含量分为三类：全脂黄豆粉（>18%）、低脂黄豆粉（<9%）和脱脂黄豆粉（<2%）。
Ø 尿素由于成分单一，不存在杂质干扰发酵的情况，在谷氨酸生产中使用尿素使a－酮戊二酸还原氨基化，提高谷氨酸的产量。
（2）常用的无机氮源有氨水、铵盐和硝酸盐。它们在被应用时应注意会引起环境pH值的变化 。
▲无机氮源的利用速度比有机氮源快，而在无机氮源中，利用速度的快慢顺序为：氨水>铵盐>硝酸盐，因为硝酸盐必须先还原成铵盐才能被吸收利用。
分子态氮（N2）可被固氮微生物利用。
此外，根据利用速度的快慢，氮源还可分为：
速效氮源：很快被微生物利用的物质，有利于菌体生长。如硫酸铵、玉米浆等，用于发酵前期。
迟效氮源：微生物利用速度较慢的物质，有利于代谢物质形成。如花生饼粉、黄豆饼粉等，用于发酵后期。
氮源相当于“荤食”。 氮源被利用后会引起pH值变化。
三、能源（产生ATP的物质）
能源：就是能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物质或辐射能。
微生物的生长、繁殖、合成、分解、运动、产热等一切行为都需要消耗能量。
能源物质来源广泛且种类繁多：
Ø 光能是光能自养微生物的能源，如一些藻类、部分海洋微生物等必须在有光时才能表现出生长、代谢等现象；
Ø 氢、硫、氨、亚硝酸盐、亚铁盐等是化能自养微生物的能源；
Ø 碳水化合物等有机物、石油、天然气及石油化工产品是异养微生物的能源物质，同时也是碳源物质。
四、生长因子
★生长因子：通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，必须从外界摄取的有机化合物。
功能：1）构成某些酶的辅基； 2）核酸组分。
▲种类：根据化学结构和在机体中的生理功能，可将生长因子分为维生素、氨基酸和碱基三大类。
1、维生素
Ø 有的微生物自己不能合成维生素，需要外加。
Ø 主要是B族维生素、硫胺素、叶酸、泛酸、核黄素等。
Ø 维生素在机体中所起的作用主要是作为酶的辅基或辅酶参与新陈代谢。
2、氨基酸
有些微生物，特别是氨基酸缺陷型菌株，自身缺乏合成某些氨基酸的能力，必须在培养基中补充这些氨基酸或含有这些氨基酸的小肽类物质，微生物才能正常生长。
各种微生物合成氨基酸的能力有很大差别，E. coli能合成全部氨基酸，动门氏菌能合成大部分氨基酸，而有的菌合成氨基酸能力极弱，如肠道串珠菌需从外界补充19种氨基酸。
3、碱基
包括嘌呤与嘧啶。作用主要是作为酶的辅酶或辅基，以及用来合成核苷、核苷酸和核酸。
- 在配置培养基时，可以采用生长因子含量丰富的天然物质（酵母膏、玉米浆、麦芽汁）作原料，以保证微生物对它们的需要。
- 并不是所有的M.B都必需生长因子。
微生物与生长因子的关系：
u 生长因子自养型微生物：不需要从外界吸收任何生长因子，如多数真菌、放线菌和部分细菌都属于这类。
l 生长因子异养型微生物：需要从外界吸收多种生长因子才能维持正常的生长，如各种乳酸菌、支原体和原生动物等。
l 生长因子过量合成的微生物：少数微生物在代谢活动中，能合成并大量分泌某些维生素等生长因子，可作为有关维生素的生产菌种。
五、无机盐
无机盐：微生物生长必需的元素。由硫酸盐、磷酸盐、氯化物、以及含有钠、钾、钙、镁、铁等金属元素的化合物供给。
l K2HPO4和MgSO4可提供四种需要量最大的元素，故是首选。
u 微量元素一般控制在正常的浓度范围内，因为其大多数为重金属元素（如Cu、Co、Ni），易中毒。
u Zn、Ca、Mn、Co、Mo等微量元素，在微生物培养基中有0.1ppm就可以了，自来水原料中已够用，不需另加。
六、水
▲水是培养基中最主要的成分。生理功能主要有：
（1）水是微生物细胞的重要组成成分，占细胞总量的90%左右；
（2）一切营养物和代谢物质的优良溶剂；
（3）一切营养物和代谢物质的运输介质；
（4）参与某些生化反应；
（5）维持生物大分子的结构稳定和细胞正常形态；
（6）水是热的良好导体，能有效地吸收代谢过程中产生的热并及时地将热迅速散发出体外，从而有效地控制细胞内温度的变化。
细胞内水的两种存在形式：
结合水：水与溶质或其它分子通过氢键结合而不能被M.B所利用；
游离水：可以被M.B所利用的水，主要作为生化反应的介质。
结合水只占细胞水分的一小部分，大部分水属于游离水。
微生物
组分
细菌
酵母菌
霉菌
水 分
75~85
70~80
85~90
主要固形物及其占细胞总固形物百分比(%)
蛋白质
50~80
32~75
14~35
糖
12~28
27~63
17~40
脂 肪
5~20
15~65
4~40
核 酸
10~20
6~8
1~2
无机元素
2~30
4~7
6~12
第二节 微生物的营养类型
根据碳源及能源的不同，可将绝大部分微生物分为光能自养型、光能异养型、化能自养型和化能异养型四种类型。
表4.1 微生物营养类型划分标准
划分依据
营养类型
特点
碳源
自养型
以CO2为唯一或主要碳源
异养型
以有机物为碳源
能源
光能营养型
以光为能源
化能营养型
以有机物氧化释放的化学能为能源
表4.2 微生物的营养类型比较
营养类型
碳源
能源
举 例
光能自养型
CO2
光能
蓝细菌、藻类、光合细菌
光能异养型
有机物
光能
红螺细菌
化能自养型
CO2
化学能
氢细菌、硫杆菌、亚硝化单胞菌属、硝化杆菌属、甲烷杆菌属、醋酸杆菌属
化能异养型
有机物
化学能
大多数细菌、放线菌、真菌、病毒、原生动物
目前在已知的微生物中大多数属于化能有机营养型。
化能异养型： 这类微生物生长所需的能量来自有机物氧化过程放出的化学能，生长所需要的碳源主要是一些有机化合物，如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等，也即化能有机营养型微生物里的有机物通常既是它们生长的碳源物质又是能源物质。 又可分为腐生型和寄生型。
第三节 营养物质进入细胞的方式
营养物质是M.B赖以生存和得以延续的重要物质基础。
影响营养物质进入细胞的因素主要有三个：
（1）营养物质本身的性质
相对分子质量、溶解性、极性等。
（2）微生物所处的环境
温度、pH值、离子强度等。
（3）微生物细胞的透过屏障
透过屏障有细胞壁、细胞膜，特殊的还有荚膜及粘液层等。
▲ 细胞膜是控制营养物质进入和代谢产物排出的主要屏障。
▲一般认为营养物质进入细胞主要有四种方式：简单扩散（或单纯扩散）、促进扩散、主动运输、基团移位。
一、单纯扩散
单纯扩散：单纯依靠物理扩散作用（营养物质从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧）使小分子通过的一种物质运输方式。
单纯扩散并不是微生物细胞吸收营养物质的主要方式，水、一些气体分子(O2、CO2)、脂溶性物质、某些离子可通过这种方式进出细胞。
特点：
1）物质进入细胞的动力是细胞内外的浓度差（不需载体蛋白参与）；
2）运输速度很慢；
3）运输过程中不消耗能量；
4）被运输物质不与膜上物质发生任何反应，物质也不发生化学变化（没有特异性）；
5）平衡时内外浓度相等。
二、促进扩散
促进扩散：必须借助于细胞膜上的载体蛋白的协助，营养物质从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧，但不消耗能量的一种扩散方式。比单纯扩散速度快。
膜上存在专一性的载体蛋白，可与膜外相应的营养物结合形成复合物，然后扩散到膜内部并释放出营养物，直到膜内外浓度相等为止。比单纯扩散速度快。
载体蛋白：
a.有很强的特异性/专一性（每种载体蛋白只运输一类相应的物质）；
b.与营养物质的结合是可逆的；
c.在运输的过程中，载体蛋白本身不发生变化；
d.能加快物质运输的速度。
e. 当浓度梯度大到一定数值时，载体会产生饱和效应。
促进扩散特点：
（1）物质运输动力是细胞外的浓度差，不能进行逆浓度运输，运输速率与膜内外物质的浓度差成正比；
（2）有载体蛋白质参加，且载体发生构型变化；
（3）运输过程不消耗能量；
（4）平衡时内外浓度相等。
三、主动运输
主动运输：营养物质逆自身浓度梯度由稀的一侧向浓的一侧移动，并在细胞内富集的过程。
过程：膜载体与被运送物质结合成载体复合物进入膜内，在能量的参与下，载体发生构型变化，亲合力降低，运输的营养物质被释放出来，运输过程中营养物质不发生任何变化。
主动运输特点：
（1）被运送的物质是逆浓度梯度进入细胞内。
（2）要消耗能量，必需有能量参加。
（3）有载体蛋白参加，且载体发生构型变化。
（4）被运送物质/营养物质 不发生任何变化；
（5）平衡时内部浓度高得多。
同促进扩散一样，此载体蛋白的专一性很强，具有饱和效应。
四、基团移位
基团移位：既需特异性载体蛋白，又需耗能的物质运输方式（与主动运输相同），不同点是营养物质在膜内经过了化学修饰，并以被修饰的形式输送到细胞内。平衡时内部浓度高得多。
第四节 培养基
▲ 培养基（medium pl. media）是人工配制的供微生物细胞生长繁殖、代谢和合成人们所需产物的按一定比例配制的多种营养物质的混合物，也为微生物提供除营养外的其它生长所必须的环境条件。
培养基成分：必须有碳源、氮源、无机盐、水。有些还需要微量元素、生长因子、前体、促进剂等。
一、选用和设计培养基的原则和方法
（一）四个原则
1、目的明确
在设计新M之前，首先要明确培养的是何种类型的菌？获得什么产物？是实验室研究还是大规模生产？是用作种子培养基还是发酵培养基？等等。
如是实验室研究，一般不必过多地计较成本；如是种子培养基，一般其营养成分应完全而丰富些，C/N比要低些（N源多），维生素多。
2、营养协调
（1）选择适宜的营养物质
首先需要根据不同微生物的营养需求配制针对性强的培养基。如自养型微生物能从简单的无机物合成自身需要复杂的有机物，因此所需的培养基完全可以（或应该）由简单的无机物组成。
实验室中进行微生物培养时，常用的培养基类型：
细菌：牛肉膏蛋白胨培养基（普通肉汤培养基）；
放线菌：高氏I号合成培养基；
酵母菌：一般用麦芽汁培养基；
霉菌：一般用查氏合成培养基。
（2）营养物质浓度及配比合适
培养基中营养物质浓度合适时微生物才能生长良好，浓度过低时不能满足微生物正常生长所需，浓度过高时可能对微生物生长起抑制作用，因此浓度要合适。化能异养微生物占大多数。它们的培养基中，含量的顺序为：水>碳源（兼能源）>氮源>大量元素>生长因子。
培养基中各营养物质之间的浓度配比也直接影响微生物的生长繁殖和代谢产物的形成，其中碳氮比(C/N)的影响较大。
▲碳氮比：培养基中碳元素与氮元素的物质的量比值。
碳源过剩：容易形成较低的pH值，不利于代谢产物的积累。
氮源过剩：则菌体生长繁殖旺盛，pH值偏高，不利于代谢产物的积累。
不同的微生物要求不同的C/N比，一般细菌和酵母菌5/1，霉菌为10/1。一般地讲，真菌需C/N比较高的培养基（“素食”），细菌尤其是动物病原菌需C/N比较低的培养基（“荤食”）。
3、理化适宜
（1）pH
各类微生物都有它生长繁殖或产生代谢产物的最适pH值。一般来讲：
细菌为7.0~8.0，
放线菌适于在pH 7.5～8.5范围内生长，
酵母菌为3.8~6.0，
霉菌通常在pH 4.0～5.8范围内生长。
在配制培养基时pH应达到一定要求，而且在培养过程中pH值必须控制在最适范围内。
pH缓冲剂：
u 在微生物生长繁殖和代谢过程中，由于营养物质被分解利用和代谢产物的形成与积累，会导致培养基pH发生变化。为了维持pH的相对恒定，通常在培养基中加入pH缓冲剂，常用的是KH2PO4和K2HPO4组成的混合物（缓冲范围pH6.4～7.2）。
u 有些微生物，如乳酸菌能大量产酸，可在培养基中添加难溶的碳酸盐(如CaCO3)来进行调节。CaCO3难溶于水，不会使培养基pH过度升高，但它可以不断中和微生物产生的酸，同时释放出CO2，将培养基pH控制在一定范围内。
（2）渗透压和水活度aw
与微生物细胞渗透压相等的等渗溶液（生理盐水：0.9%的氯化钠，就是常见的等渗溶液）最适宜微生物的生长，低渗溶液会使细胞吸水膨胀，形成很高的膨压甚至导致细胞破裂，而高渗溶液会使细胞发生质壁分离（脱水）。
因此，若要从细胞中提取东西，要让它破裂，需要低渗，使得大量的水进入细胞，使细胞膨胀破裂；如果是为了使细胞变得干瘪，就是高渗；要保存细胞，应该放在等渗溶液里 。
微生物可利用的水用水活度（aw）来表示。aw是指在相同的温度和压力下，溶液中水的蒸气压和纯水的蒸气压的比，即：
aw＝P溶液/P纯水
纯水aw为1.00，溶液中溶质越多，aw越小（微生物可利用的水越少）。
微生物生长所需的水活度通常在0.60~0.99之间，aw过低时，微生物生长的迟缓期延长，比生长速率和总生长量减少。
（3）氧化还原电位
又称氧化还原电势，是度量某氧化还原系统中的还原剂释放电子或氧化剂接受电子趋势的一种指标，其单位是V（伏）或mV（毫伏）。
测量：电位计、化学指示剂——刃天青
刃天青： 若无色，则无氧；
若粉红色，则氧不足（微氧）；
若紫色，且pH值中性，则氧充足；
若蓝色，且pH值碱性，则氧充足；
若红色，且pH值酸性，则氧充足。
不同类型微生物生长对氧化还原电位（Eh）的要求不一样：
好氧微生物：在Eh值为＋0.1V以上时可维持正常生长，以＋0.3~＋0.4V为宜；
厌氧微生物：只能在Eh值低于＋0.1V条件下生长；
兼性厌氧微生物：在Eh值为＋0.1V以上时进行好氧呼吸，在＋0.1V以下时进行发酵。
u Eh值与氧分压和pH有关，也受某些微生物代谢产物的影响。在pH相对稳定的条件下，可通过增加通气量（如振荡培养、搅拌）提高培养基的氧分压，或加入氧化剂，从而增加Eh值；
u 在培养基中加入抗坏血酸（Vc）、硫化钠、半胱氨酸、铁屑、谷胱甘肽、二硫苏糖醇等还原性物质可降低Eh值。
4、经济节约
以粗代精、以“野”代“家”
以废代好、以简代繁
以烃代粮、以纤代糖
以氮代朊、以“国”代“进”
（二）四种方法
1、生态模拟
2、参阅文献
3、精心设计
4、试验比较
此前为期中考试内容。
二、培养基的类型
1、根据微生物的种类划分
可分为细菌培养基、放线菌培养基、酵母培养基和霉菌培养基等。
细菌培养基：牛肉膏蛋白胨培养基(普通肉汤培养基)
放线菌培养基：高氏I号合成培养基；
酵母菌培养基：一般用麦芽汁培养基；
霉菌培养基：一般用查氏合成培养基。
2、根据培养基的成分划分
可分为天然培养基、合成培养基和半合成培养基3类。
（1）天然培养基
利用各种动、植物或微生物体或以其为基础加工而成的培养基。
优点：营养全面丰富、微生物生长良好、种类繁多、配制方便、来源广泛、成本低廉；
缺点：成分不精确、不稳定。容易染菌。
代表：牛肉膏蛋白胨培养基（培养多种细菌）和麦芽汁培养基（培养酵母菌）就属于此类。
同时还有基因工程中常用的LB（Luria-Bertani）培养基也是一种天然培养基。
（2）合成培养基
合成培养基：又称组合培养基。是由高纯度的化学试剂配制的，且化学试剂的成分和浓度完全清楚的培养基。
优点：成分精确、重复性强、微生物生长发育一致、不容易染菌；
缺点：所用各种物质成本昂贵、配制复杂、微生物生长一般。
代表：高氏一号培养基（培养链霉菌）和查氏培养基（培养真菌）就属于此种类型。
适用场合：一般适用于在实验室中进行有关微生物的营养需求、代谢、分类鉴定、生物量测定、菌种选育及遗传分析等方面的研究工作。
（3）半合成培养基
半合成培养基：又称半组合培养基。在合成培养基中加入某种或某些天然成分配制的培养基。
特点：半合成培养基介于天然培养基与合成培养基之间，是两者结合的产物。
适用范围：能更有效的满足微生物的营养要求，适于大多数微生物的生长代谢；微生物生长良好，应用广泛。
3、根据培养基的物理性状划分
▲根据培养基中凝固剂的有无及含量的多少，可将培养基划分为固体培养基、半固体培养基和液体培养基三种类型。
（1）固体培养基
在液体培养基中加入一定量的凝固剂即可制成固体培养基。
凝固剂应具备以下条件：
① 不能被所培养的微生物分解利用；② 在微生物生长的温度范围内保持固体状态；③ 凝固剂对所培养的微生物无毒害作用；④ 凝固剂在灭菌过程中不会被破坏。
常用的凝固剂有琼脂（熔点96 ℃，凝固点40℃）、明胶和硅胶。
表 琼脂与明胶若干特性比较
化学成分
营养价值
分解性
融化温度
凝固温度
常用浓度
透明度
粘着力
耐加压灭菌
琼脂
聚半乳糖的硫酸酯
无
罕见
~96
~40
1.5~2%
高
强
强
明胶
蛋白质
作氮源
极易
~25
~20
5~12%
高
强
弱
其中▲琼脂是最理想的凝固剂，一般用量为1.5%~2%。
在实验室中，固体培养基一般是加入平皿或试管中，制成培养微生物的平板或斜面。
根据固体培养基的固态性质，又可分为三类：a.固化培养基；b.非可逆性固化培养基；c.天然固态培养基；d. 滤膜培养基
（2）半固体培养基
半固体培养基中凝固剂的含量比固体培养基少，培养基中琼脂含量一般为0.5%。
半固体培养基常用来观察微生物的运动特征、分类鉴定及噬菌体效价测定等。
（3）液体培养基
不加凝固剂的培养基
通过振荡或搅拌可以增加培养基的通气量，同时使营养物质分布均匀，微生物能与营养物质充分接触，适合积累代谢产物。
Ø 在用液体培养基培养微生物时，通过振荡或搅拌可以增加培养基的通气量，同时使营养物质分布均匀。
Ø 液体培养基常用在实验室主要作各种生理、代谢研究和获得大量菌体之用。
Ø 在生产实践上，绝大多数发酵培养基都采用液体培养基。
（4）脱水培养基
指含有除水以外一切成分的商品培养基，是一类既有精确成分又使用方便的现代化培养基。使用时只要加入适量水分并加以灭菌即可。
4、按培养基的用途划分
▲分为基础培养基、选择培养基和鉴别培养基等。
（1）基础培养基
含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基，也称为基本培养基。
牛肉膏蛋白胨培养基是最常用的基础培养基。基础培养基也可以作为一些特殊培养基的基础成分，再根据某种微生物的特殊营养需求，在基础培养基中加入所需营养物质。
（2）选择培养基
★选择培养基：用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基。
加富性选择培养基：依据某些微生物的对某些营养的特殊需求，专门进行另外添加的培养基。
用作加富的营养物主要是一些特殊的C源或N源。 “投其所好”
例如， 浓糖液可富集酵母菌；甘露醇可富集自生固氮菌； 纤维素可富集纤维分解菌。
抑制性选择培养基：在培养基中加入某种化学物质，这种化学物质没有营养作用，对所需分离的微生物无害，但可以抑制或杀死其它微生物。 “取其所抗”
用作抑制它种微生物的抑制剂有抗生素、染料等。p98
用作选择性的理化因素：温度、氧、pH、渗透压等。泡菜
（3）鉴别培养基
鉴别培养基：用于鉴别不同类型微生物的培养基。
在培养基中加入某种特殊化学物质（指示剂），使其与微生物代谢产物发生显色反应，仅凭肉眼观察即可根据菌落颜色分辨出其中的微生物类别。
鉴别培养基主要用于微生物的快速分类鉴定、分离和筛选产生某种代谢产物的微生物菌种。
EMB培养基：伊红美蓝乳糖培养基，一种鉴别大肠菌群（尤其是E.coli）的鉴别性培养基。
因为E.coli能强烈发酵乳糖产酸，所以它可在EMB平板上与伊红美蓝结合，产生具绿色金属闪光的菌落。
EMB培养基在饮用水检验和遗传学研究中十分重要。
p99
5、根据生产目的分类
▲分为种子培养基、发酵培养基、保藏培养基等。
（1）种子培养基
目的：短时间内获得数量较多、强壮而整齐的种子。
种子培养基要求营养丰富、全面、氮源和维生素的比例要高。一般采用易被菌体吸收的原料，总的浓度略稀。
（2）发酵培养基
目的：积累大量代谢产物。
因为产物中都有C架，而且分子中往往以C成分为主，所以培养基中C源含量往往高于种子培养基；若产物含N量较高，N源物质也要相应增加。
由于C源和N源用量多，所以要用成本较低的原料。此外，还要考虑到发酵工艺的需要以及后提取的方便。
（3）保藏培养基
目的：保藏菌种。
细菌——牛肉膏蛋白胨培养基；
酵母菌——麦芽汁培养基；
霉菌——查（察）氏培养基；
放线菌——高氏一号培养基
三、培养基的配制
（一）步骤
确定培养基配方。
!注意培养基配方的写法：比如牛肉膏蛋白胨培养基
配制培养基时，若没有特别说明，应使用去离子水或蒸馏水。
（二）应注意的几个问题（《微生物工程》内容）
1、营养成分
2、pH值
3、培养基中各成分间的相互作用和不相容性
（1）沉淀；（2）胶体强度的破坏；（3）褐色物质的形成。