培养基的原材料——发酵培养基的选择

培养基是供生产菌生长、繁殖、代谢和合成代谢产物的营养物质。培养基成分和配比的恰当与否对生产菌的生长发育、代谢产物的浓度与提炼工艺及最终成品的质量和产量都产生相当大的影响。良好的培养基配比可充分发挥生产菌种的生物合成能力，获得最大的生产效益，提高发酵效率，因此，必须重视培养基组成。一个良好的发酵培养基的确定，往往需要经过长期生产实践的检验，并不断予以改进。培养基的配比绝不是一成不变的东西，它随着实践的不断深入、菌种的不断更新、发酵条件的不断改进而进行着有机的调整。发酵培养基是供生产菌生长和合成代谢产物用的，因此要求营养适当丰富而完备，菌体才能迅速生长且健壮。在整个代谢过程中pH 值要适当而稳定，糖、氮代谢要完全符合代谢产物合成的要求，才能充分发挥生产菌种合成代谢产物的能力。此外，还要求发酵培养基成本和单耗低。发酵培养基的成分和配比是根据菌种的生理生化特性和生物合成的要求及设备的通气搅拌性能决定的。发酵过程中的pH 值变化可以改变培养基的配比使其自行调节，也可以用人工方法控制。生产用培养基除满足工艺要求外，还必须注意各种原料的节约和代用。不同的微生物所需要的培养基成分不同，不同的发酵生产所要求的原料也不同。要确定一个适合工业规模生产的发酵培养基，并不是一件简单的事情。首先，要了解生产菌种的来源、生活习性、生理生化特性和一般的营养要求；其次，对生产菌种的培养条件，生物合成的代谢途径，代谢产物的化学性质、分子结构，一般提炼方法和产品质量要求等也需要有所了解，以便在选择培养基时做到心中有数。最好先选择一些较好的化学合成培养基做基础，开始时先做一些摇瓶试验，然后进一步做小型发酵罐培养，摸索生产菌种对各种主要有机碳源和氮源的利用情况和产生代谢产物的能力。在培养过程中要注意pH 值的变化，观察适于菌体生长繁殖和适于代谢产物形成的两个不同的pH 值，不断调整配比以适应上述各种情况和要求，注意每次只限变动一个条件。有了初步结果之后，先确定一个培养基配比，再做各种重要的金属和非金属离子的影响试验，即对各种无机盐的营养要求，试验其最高、最低和最合适的用量。在合成培养基得出一定结果之后，再做复合培养的试验，探讨各种发酵条件和培养基的关系，如培养过程中的pH 值变化与培养基各种组成的关系。培养基内pH 值的调节一般可通过添加碳酸钙来调节，其他如硝酸钠、硫酸按等也可用来调节。

有些发酵产物如抗生素等，除了配制基本培养基以外，还要研究在培养过程中经常采取的中间补料方法，一面对碳及氨的代谢予以适当控制，一面间歇添加各种养料和前体一类物质，引导发酵走向合成抗生素的途径。这种中间补料方法也属于培养基的配制范畴。所以，培养基制备的真正含义还包括发酵的代谢控制的内容及一系列措施在内。生产上所用的培养基必须通过发酵生产的具体实践不断进行调整和改革，使其能够达到不断提高发酵单位、降低成本和单耗、缩短周期和提高产品质量的目的。

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