浙江农林大学(浙江林学院):《食品微生物学》课程教学课件(PPT讲稿)第四章 微生物营养和培养基 4.5 第五节 培养基

第五节 培养基(medium) 定义:应科研或生产的需要,由人工配制的、适合于不同微 生物生长繁殖或积累代谢产物用的营养基质(混合养料)。 特点:任何培养基都应具备微生物所需要的六大营养要素, 且应比例适当。所以一旦配成必须立即灭菌。 用途:促进微生物生长;积累代谢产物;分离微生物菌种; 鉴定微生物种类;微生物细胞计数;菌种保藏;制备微生物 制品
第五节 培养基(medium) 定义:应科研或生产的需要,由人工配制的、适合于不同微 生物生长繁殖或积累代谢产物用的营养基质(混合养料)。 特点:任何培养基都应具备微生物所需要的六大营养要素, 且应比例适当。所以一旦配成必须立即灭菌。 用途:促进微生物生长;积累代谢产物;分离微生物菌种; 鉴定微生物种类;微生物细胞计数;菌种保藏;制备微生物 制品

➢ 培养基组分应适合微生物的营养特点(目的明确) ➢ 营养物的浓度与比例应恰当(营养协调) ➢ 物理化学条件适宜(条件适宜) ➢ 根据培养目的选择原料及其来源(经济节约) 一、培养基的配制原则 (一)培养基组分应适合微生物的营养特点 即根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基;不同营养 类型的微生物,其对营养物的需求差异很大。如自养型微生物 的培养基完全可以(或应该)由简单的无机物质组成。异养微
➢ 培养基组分应适合微生物的营养特点(目的明确) ➢ 营养物的浓度与比例应恰当(营养协调) ➢ 物理化学条件适宜(条件适宜) ➢ 根据培养目的选择原料及其来源(经济节约) 一、培养基的配制原则 (一)培养基组分应适合微生物的营养特点 即根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基;不同营养 类型的微生物,其对营养物的需求差异很大。如自养型微生物 的培养基完全可以(或应该)由简单的无机物质组成。异养微

生物的培养基至少需要含有一种有机物质,但有机物的种类 需适应所培养菌的特点。 按微生物的主要类群来说,它们所需要的培养基成分也 不同: 细菌: 牛肉膏蛋白胨培养基;LB (Luria-Bertani) 放线菌: 高氏一号培养基 真菌: 查氏合成培养基;PDA (Potato-Dextrose-Agar) 酵母菌; 麦芽汁 当对试验菌营养需求特点不清楚的时候,可以采用“生 长谱”法进行测定
生物的培养基至少需要含有一种有机物质,但有机物的种类 需适应所培养菌的特点。 按微生物的主要类群来说,它们所需要的培养基成分也 不同: 细菌: 牛肉膏蛋白胨培养基;LB (Luria-Bertani) 放线菌: 高氏一号培养基 真菌: 查氏合成培养基;PDA (Potato-Dextrose-Agar) 酵母菌; 麦芽汁 当对试验菌营养需求特点不清楚的时候,可以采用“生 长谱”法进行测定

●浓度过高——微生物的生长起抑制作用, 浓度过小——不能满足微生物生长的需要。 ●碳氮比(C/N)直接影响微生物生长与繁殖及代谢物的形 成与积累,常作为考察培养基组成时的一个重要指标; ●速效性氮(或碳)源与迟效性氮(或碳)源的比例 ●各种金属离子间的比例 碳源中的碳原子的mol数 氮源中所含的氮原子的mol数 C/N比值= 例:谷氨酸生产中 C/N =4/1时,菌体大量繁殖,谷氨酸积累少; C/N=3/1 时,菌体生长受抑制,而谷氨酸大量增加。 (二)营养物的浓度与比例应恰当
●浓度过高——微生物的生长起抑制作用, 浓度过小——不能满足微生物生长的需要。 ●碳氮比(C/N)直接影响微生物生长与繁殖及代谢物的形 成与积累,常作为考察培养基组成时的一个重要指标; ●速效性氮(或碳)源与迟效性氮(或碳)源的比例 ●各种金属离子间的比例 碳源中的碳原子的mol数 氮源中所含的氮原子的mol数 C/N比值= 例:谷氨酸生产中 C/N =4/1时,菌体大量繁殖,谷氨酸积累少; C/N=3/1 时,菌体生长受抑制,而谷氨酸大量增加。 (二)营养物的浓度与比例应恰当

(1)pH:各类微生物的最适生长pH值各不相同: 细 菌:7.0~8.0 放线菌:7.5~8.5 酵母菌:3.8~6.0 霉 菌:4.0~5.8 在微生物的生长和代谢过程中,由于营养物质的利用和 代谢产物的形成与积累,培养基的初始pH值会发生改变,为 了维持培养基pH值的相对恒定,通常采用下列两种方式: 内源调节:在培养基里加一些缓冲剂或不溶性的碳酸盐;调 节培养基的碳氮比。 外源调节:按实际需要不断向发酵液流加酸或碱液 (三)物理化学条件适宜
(1)pH:各类微生物的最适生长pH值各不相同: 细 菌:7.0~8.0 放线菌:7.5~8.5 酵母菌:3.8~6.0 霉 菌:4.0~5.8 在微生物的生长和代谢过程中,由于营养物质的利用和 代谢产物的形成与积累,培养基的初始pH值会发生改变,为 了维持培养基pH值的相对恒定,通常采用下列两种方式: 内源调节:在培养基里加一些缓冲剂或不溶性的碳酸盐;调 节培养基的碳氮比。 外源调节:按实际需要不断向发酵液流加酸或碱液 (三)物理化学条件适宜

☆ 磷酸缓冲液:pH值从6.0~7.6之间 K2HPO4+HCl KH2PO4+KCl KH2PO4+KOH K2HPO4+H2O ☆加入CaCO3: CO3 2 – HCO3 – H2CO3 CO2+H2O +H+ –H– +H+ –H– ☆培养基中所含氨基酸、肽、蛋白质等物质也可起到缓冲作用
☆ 磷酸缓冲液:pH值从6.0~7.6之间 K2HPO4+HCl KH2PO4+KCl KH2PO4+KOH K2HPO4+H2O ☆加入CaCO3: CO3 2 – HCO3 – H2CO3 CO2+H2O +H+ –H– +H+ –H– ☆培养基中所含氨基酸、肽、蛋白质等物质也可起到缓冲作用

渗透压 等渗溶液 适宜微生物生长 高渗溶液 细胞发生质壁分离 低渗溶液 细胞吸水膨胀,直至破裂 大多数微生物适合在等渗的环境下生长,而有的菌 如Staphylococcus aureus则能在3mol/L NaCl的高渗溶液 中生长。能在高盐环境(2.8~6.2/L NaCl)生长的微生 物常被称为嗜盐微生物(Halophiles)。 (2)渗透压和aw
渗透压 等渗溶液 适宜微生物生长 高渗溶液 细胞发生质壁分离 低渗溶液 细胞吸水膨胀,直至破裂 大多数微生物适合在等渗的环境下生长,而有的菌 如Staphylococcus aureus则能在3mol/L NaCl的高渗溶液 中生长。能在高盐环境(2.8~6.2/L NaCl)生长的微生 物常被称为嗜盐微生物(Halophiles)。 (2)渗透压和aw

aw:水分活度(water activity) 各种微生物生长的水分活度:0.6~0.99之间 aw = P P0 细菌 酵母菌 霉菌 微生物 生长的 最低aw 一般:0.90~0.98 嗜盐菌:0.75(约5.5mol/LNaCl) 一般 :0.87~0.91 高渗酵母:0.61~0.65(<饱和蔗糖液) Saccharomyces rouxii(鲁氏酵母):0.60 一般:0.80~0.87 耐旱菌:0.65~0.75 Xeromyces bisporus(双孢旱霉):0.60
aw:水分活度(water activity) 各种微生物生长的水分活度:0.6~0.99之间 aw = P P0 细菌 酵母菌 霉菌 微生物 生长的 最低aw 一般:0.90~0.98 嗜盐菌:0.75(约5.5mol/LNaCl) 一般 :0.87~0.91 高渗酵母:0.61~0.65(<饱和蔗糖液) Saccharomyces rouxii(鲁氏酵母):0.60 一般:0.80~0.87 耐旱菌:0.65~0.75 Xeromyces bisporus(双孢旱霉):0.60

各种微生物对培养基的氧化还原电势的要求: 好氧微生物:+0.3~+0.4V,(在>0.1V以上的环境中均能生长)。 厌氧微生物:只能在+0.1V以下生长。 兼性厌氧微生物:+0.1V以上呼吸、+0.1V以下发酵。 培养基是多氧化还原偶的复杂电化学系统,测出的Eh值仅代表 其综合结果。 对微生物影响最大的是:分子氧和分子氢的浓度。 培养基中常用的还原剂:巯基乙酸、抗坏血酸、硫化氢、半胱 氨酸、谷胱甘肽、二硫苏糖醇等。 (3)氧化还原电势(redox poyential)
各种微生物对培养基的氧化还原电势的要求: 好氧微生物:+0.3~+0.4V,(在>0.1V以上的环境中均能生长)。 厌氧微生物:只能在+0.1V以下生长。 兼性厌氧微生物:+0.1V以上呼吸、+0.1V以下发酵。 培养基是多氧化还原偶的复杂电化学系统,测出的Eh值仅代表 其综合结果。 对微生物影响最大的是:分子氧和分子氢的浓度。 培养基中常用的还原剂:巯基乙酸、抗坏血酸、硫化氢、半胱 氨酸、谷胱甘肽、二硫苏糖醇等。 (3)氧化还原电势(redox poyential)

该培养基的应用目的,即: 是培养菌体还是积累代谢产物? 是实验室种子培养还是大规模发酵? 代谢产物是初级代谢产物还是次级代谢产物? ☆ 用于培养菌体种子的培养基营养应丰富,氮源含量宜高 (碳氮比低); ☆ 用于大量生产代谢产物的培养基其氮源一般应比种子培养 基稍低,(但若发酵产物是含氮化合物时,有时还应提高培 养基的氮源含量);若代谢产物是次级代谢产物时要考虑是 否加入特殊元素或特定的代谢产物; (四)根据培养基的应用目的选择原料及其来源
该培养基的应用目的,即: 是培养菌体还是积累代谢产物? 是实验室种子培养还是大规模发酵? 代谢产物是初级代谢产物还是次级代谢产物? ☆ 用于培养菌体种子的培养基营养应丰富,氮源含量宜高 (碳氮比低); ☆ 用于大量生产代谢产物的培养基其氮源一般应比种子培养 基稍低,(但若发酵产物是含氮化合物时,有时还应提高培 养基的氮源含量);若代谢产物是次级代谢产物时要考虑是 否加入特殊元素或特定的代谢产物; (四)根据培养基的应用目的选择原料及其来源
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