发酵培养基的配制和调节pH方法

（一）配制原则

1. 满足微生物的营养需要

首先要了解生产菌株的生理生化特性和对营养的需求，还要考虑目的产物的合成途径和目的产物化学性质等方面，设计一种既有利于菌体生长又有利于代谢产物生成的培养基。

2. 恰当的营养成分配比

无论对菌体生长还是代谢产物生成，营养物质之间应有适当的比例，其中培养基的碳氮比对发酵尤其关键。碳氮比是指原料配制时碳元素与氮元素的总量之比，一般用“C/N”表示。不同菌株、不同代谢产物的营养需求比例不一样，例如，赖氨酸发酵对氮源的需求比谷氨酸发酵要高。即使同一菌株，菌体生长阶段和产物生成阶段的营养需求比例又往往不同，例如，氨基酸生成阶段对氮源的需求比菌体生长阶段要高。因此，应针对不同菌株、不同时期的营养需求对培养基的营养物质进行配比。

3. 合适的培养基渗透压

对生产菌株来说，培养基中任何营养物质都有一个适合的浓度，从提高发酵罐单位容积的产量来说，应尽可能提高底物浓度，但底物浓度太高，会造成培养基的渗透压太大，从而抑制微生物的生长，反而对产物代谢不利。例如，赖氨酸基础发酵培养基中，硫酸铵浓度超过40g/L时，对菌体生长产生抑制；在谷氨酸发酵培养基中，葡萄糖浓度超过200g/L时，菌体生长明显缓慢。但营养物质浓度太低，有可能不能满足菌体生长、代谢的需求，发酵设备的利用率也不高。为了避免培养基初始渗透压过高，又要获得发酵罐单位容积内的高产量，目前倾向于采用补料发酵工艺，即培养基底物的初始浓度适中，然后在发酵过程通过流加高浓度营养物质进行补充。

4. 适宜的pH范围

每种生产菌株有其生长最适pH和产物生成最适pH范围，一般霉菌和酵母菌比较适于微酸性环境，放线菌和细菌适于中性或微碱性环境。为了满足微生物的生长和代谢的需要，培养基配制和发酵过程中应及时调节pH，使之处于最适pH范围。

此外，对于专性厌氧细菌，由于自由氧的存在对其有毒害作用，往往需要在培养基中加入还原剂以降低氧化还原电位。还应注意各营养成分的加入次序以及操作步骤。尤其是一些微量营养物质，如生物素、维生素等，更要注意避免沉淀生成或破坏而造成的损失。

（二）实验室液体培养基制备

配制液体培养基的基本流程：

1. 原料称量和溶解

根据培养基配方，准确称取各种原料成分，需水量的一半，然后依次将各种原料加入水中，用玻璃棒搅拌使之溶解。某些不易溶解的原料如蛋白胨、牛肉膏等可事先在小容器中加水少许并加热溶解后再和其他溶液混合。有些原料用量很少，不易称量，可先配成高浓度的溶液，再按比例换算后取一定体积的溶液加入容器中。待原料全部溶解后补足所需的全部水量，即成基础培养基。(www.xing528.com)

2. 酸碱度调整

液体培养基配好后，常用盐酸及氢氧化钠溶液进行调pH，如pH偏酸，则加稀氢氧化钠溶液；偏碱则加稀盐酸溶液，调至所需pH即可。使用高浓度的碱液或酸液进行培养基pH调整，可避免由于使用低浓度溶液调整时使用量过多而影响培养基的总体积和浓度，并可节约时间。

3. 过滤

培养基配制后，往往因其中含有某些未溶解的物质而浑浊或不透明，应在分装前过滤除去沉渣、颗粒，使之澄清透明。培养基过滤可采用脱脂棉或3～4层纱布过滤，纱布过滤时，只能滤去原料中粗渣滓，不能使培养基透明。

4. 分装

分装过程中，应注意勿使培养基沾污管口和瓶口，以免弄湿或粘住棉塞造成污染。培养基中如有某些不溶于水的原料（如碳酸钙），应在分装前不断搅拌，使之成悬浮状态，才能均匀地分装到各容器内。培养基的分装量，必须依照使用目的及试验的具体情况决定。

5. 塞棉塞和包扎

培养基分装到各种规格的容器（如试管、三角瓶、克氏瓶等）后，应按管口或瓶口的大小不同分别塞以大小适度、松紧适合的棉塞。加棉塞的作用主要在于阻止外界微生物进入培养基内，防止由此可能导致的污染，同时还可保证良好的通气性能，使微生物能不断地获得无菌空气。由于棉塞外面容易附着灰尘及杂菌，且灭菌时容易凝结水汽，因此在灭菌前和存放过程中，应用牛皮纸或废报纸将管口、瓶口罩起来，再用橡皮圈或线绳扎紧。

6. 灭菌

一般情况下，经分装、塞棉塞、包扎后，应立即进行灭菌。如延误时间，则因杂菌繁殖滋生，可能导致培养基变质而不能使用。特别在夏季炎热天气，如不及时灭菌，数小时内培养基就可能变质。若确实不能立即灭菌，可将培养基暂放于4℃冰箱或冰柜中，但时间不宜过久。

7. 贮存

培养基不宜配制过多，最好是现用现配。因培养基较长时间搁置不用或贮存不当，往往会因污染、脱水或光照等因素而变质，因此，用不掉的培养基应放在低温、低湿、阴暗而洁净的地方保存。