按用途培養(yǎng)基按其用途可分為孢子培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基三種。

a 孢子培養(yǎng)基孢子培養(yǎng)基是供菌種繁殖孢子的一種常用固體培養(yǎng)基，對這種培養(yǎng)基的要求是能使菌 體迅速生長，產(chǎn)生較多的孢子，并要求這種培養(yǎng)基不易引起菌種發(fā)生變異。所以對孢子培養(yǎng)基的基本配制要求是：*，營養(yǎng)不要太豐富（特別是有機(jī)氮源），否則不易產(chǎn)孢子。如灰色鏈霉在葡萄糖－硝酸鹽－其它鹽類的培養(yǎng)基上都能很好地生長和產(chǎn)孢子，但若加入0.5%酵母膏或酪蛋白后，就只長菌絲而不長孢子。第二，所用無機(jī)鹽的濃度要適量，不然也會(huì)影響孢子量和孢子顏色。第三，要注意孢子培養(yǎng)基的pH和濕度。生產(chǎn)上常用的孢子培養(yǎng)基有：麩皮培養(yǎng)基、小米培養(yǎng)基、大米培養(yǎng)基、玉米碎屑培養(yǎng)基和用葡萄糖、蛋白胨、牛肉膏和食鹽等配制成的瓊脂斜面培養(yǎng)基。大米和小米常用作霉菌孢子培養(yǎng)基，因?yàn)樗鼈兒可?，疏松、表面積大，所以是較好孢子培養(yǎng)基。大米培養(yǎng)基的水分需控制在21%－50%，而曲房空氣濕度需控制在90%－100%。

b 種子培養(yǎng)基種子培養(yǎng)基是供孢子發(fā)芽、生長和大量繁殖菌絲體，并使菌體長得粗壯，成為活力強(qiáng)的“種子”。所以種子培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分要求比較豐富和*，氮源和維生素的含量也要高些，但總濃度以略稀薄為好，這樣可達(dá)到較高的溶解氧，供大量菌體生長繁殖。種子培養(yǎng)基的成分要考慮在微生物代謝過程中能維持穩(wěn)定的pH，其組成還要根據(jù)不同菌種的生理特征而定。一般種子培養(yǎng)基都用營養(yǎng)豐富而*的天然有機(jī)氮源，因?yàn)橛行┌被崮艽碳ゆ咦影l(fā)芽。但無機(jī)氮源容易利用，有利于菌體迅速生長，所以在種子培養(yǎng)基中常包括有機(jī)及無機(jī)氮源。zui后一級的種子培養(yǎng)基的成分能較接近發(fā)酵培養(yǎng)基，這樣可使種子進(jìn)入發(fā)酵培養(yǎng)基后能迅速適應(yīng)，快速生長。

 c 發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基是供菌種生長、繁殖和合成產(chǎn)物之用。它既要使種子接種后能迅速生長，達(dá)到一定的菌絲濃度，又要使長好的菌體能迅速合成需產(chǎn)物。因此，發(fā)酵培養(yǎng)基的組成除有菌體生長所必需的元素和化合物外，還要有產(chǎn)物所需的特定元素、前體和促進(jìn)劑等。但若因生長和生物合成產(chǎn)物需要的總的碳源、氮源、磷源等的濃度太高，或生長和合成兩階段各需的*條件要求不同時(shí)，則可考慮培養(yǎng)基用分批補(bǔ)料來加以滿足。（

培養(yǎng)基成分和配比的選擇培養(yǎng)基的組分（包括這些組分的來源和加工方法）、配比、緩沖能力，粘度，消毒是否易*，消毒后營養(yǎng)破壞程度，及原料中雜質(zhì)的含量都對菌體的生長和產(chǎn)物形成有影響。但目前還不能*從生化反應(yīng)的基本原理來推斷和計(jì)算出適合某一菌種的培養(yǎng)基配方。目前還只能是在生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等的基本理論指導(dǎo)下，參照前人所使用的較適合于某一類菌種的經(jīng)驗(yàn)配方，再結(jié)合所用菌種和產(chǎn)品的特性，采用搖瓶、玻璃罐等小型發(fā)酵設(shè)備，對碳源、氮源、無機(jī)鹽和前體等進(jìn)行逐個(gè)單因子試驗(yàn)，觀察這些因子對菌體生長和產(chǎn)物合成量的影響。zui后再綜合考慮各因素的影響，得到一個(gè)比較適合本菌種的生產(chǎn)配方，以求得到高產(chǎn)。為了加快試驗(yàn)時(shí)間，可考慮用“正式試驗(yàn)設(shè)計(jì)”等數(shù)學(xué)方法來確定培養(yǎng)基組分和濃度，它可以通過比較少的實(shí)驗(yàn)次數(shù)而得到較滿意的結(jié)果。另外還可通過方差分析，了解哪個(gè)因素影響較大，以引起人們的注意。在考慮培養(yǎng)基總體要求時(shí)，要注意一些問題。*，考慮碳源、氮源時(shí)，要注意快速利用的碳（氮）源和慢速利用的碳（氮）源的相互配合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，避其所短。第二，選用適當(dāng)?shù)奶嫉?。培養(yǎng)基中氮比的影響極為明顯。氮源過多，會(huì)使菌體生長過于旺盛，pH偏高，不利于代謝產(chǎn)物的積累，氮源不足，則菌體繁殖量少，從而影響產(chǎn)量，碳源過多，則容易形成較低的pH，若碳源不足，易引起菌體衰老和自溶。另外碳氮比不當(dāng)還會(huì)影響菌體按比例地吸收營養(yǎng)物質(zhì)，直接影響菌體的生長和產(chǎn)物的形成。菌體在不同的生長階段，其對碳氮比的zui適要求也不一樣。一般碳源因?yàn)榧茸魈技苡肿髂茉?，因此用量要比氮多。從元素分析來看，酵母菌?xì)胞中碳氮比約為100：20，霉菌約為100：10；一般工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的碳氮比約為100：0.2－2.0；但在氨基酸發(fā)酵中，因?yàn)楫a(chǎn)物中含氮多，所以碳氮比就要相對高一些。例如谷氨酸生產(chǎn)中取碳氮比100：15－21，若碳氮比為100：0.5－2.0，則會(huì)出現(xiàn)只長菌體，而幾乎不合成谷氨酸的現(xiàn)象。碳氮比隨碳水化合物及氮源的種類以及通氣攪拌等條件而異，很難確定一個(gè)統(tǒng)一的比值。第三，要注意生理酸、堿性鹽和pH緩沖劑的加入和搭配。這是根據(jù)該菌種在現(xiàn)有工藝設(shè)備條件下，其生長合成產(chǎn)物時(shí)pH變化情況，以及zui適pH控制范圍等，綜合考慮選用什么生理酸堿性物質(zhì)及其用量，從而保證在整個(gè)發(fā)酵過程中pH都能維持在*狀態(tài)（有時(shí)也可考慮用中間補(bǔ)料來控制pH）。培養(yǎng)基成分的用量的多少，大部分是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而來。但有些主要代謝的產(chǎn)物因?yàn)樗鼈兊拇x途徑比較清楚，所以可以根據(jù)物料平衡計(jì)算來加以確定，例如在酒精生產(chǎn)中可根據(jù)淀粉的用量計(jì)算灑精的理論產(chǎn)率。從上式可計(jì)算出青霉素G的理論得率為每克葡萄糖得1.1克青霉素G。在確定培養(yǎng)基中碳源數(shù)量時(shí)，還要考慮用于菌體生長和維持所需的消耗。在選擇培養(yǎng)基所用的有機(jī)氮源時(shí)，特別要注意原料的來源、加工方法和有效成分的含量。有機(jī)氮源大部分為農(nóng)副產(chǎn)品，其中所含的成分受產(chǎn)地、加工、貯藏等的影響較大，常會(huì)引起產(chǎn)量的波動(dòng)。例如黃豆餅粉、花生餅粉、棉子餅粉等，它們的產(chǎn)地不同有機(jī)氮的成分和含量也不同，東北大豆含胱氨酸和蛋氨酸的量比華北、江南產(chǎn)的黃豆含量高，有利于鏈霉素的生產(chǎn)。又如豆餅粉加工有熱榨和冷榨兩種，它們對發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量影響就各不相同。在醬油生產(chǎn)中采用熱榨豆餅較好，因?yàn)闊嵴ザ癸炛兴趾可?，蛋白質(zhì)含量高，易破碎且使用方便。而鏈霉素生產(chǎn)卻以冷榨豆餅為宜。兩種處理方法的豆餅其所含成分見表7－6。低溫貯藏可延長貯存期，若于室溫存放，尤其是夏天，豆餅中的油酯等易氧化變質(zhì)，影響微生物生物合成。發(fā)霉變質(zhì)的餅粉對產(chǎn)量也有明顯影響。國外為了穩(wěn)定生產(chǎn)，把棉籽餅粉加工制得成分穩(wěn)定的商品藥用培養(yǎng)基，已用于青霉素等發(fā)酵生產(chǎn)。 熱榨豆餅和冷榨豆餅的主要成分含量成分 加工方法 水分（%） 粗蛋白（%）粗脂（%碳水化合物（%）灰分（%） 冷榨 12.12/46.45/6.12/26.24/5.44 熱榨 3.38/47.94/ 3.74/22.84/6.31 糖蜜是制糖工業(yè)的副產(chǎn)物，其工藝有碳酸法和亞硫酸法，這兩種工藝所得糖蜜的成分有所不同，見表7－7。即使同種工藝不同產(chǎn)地的甘蔗（土質(zhì)、氣候）和存放期不同都影響糖蜜的質(zhì)量，所以它的有效成分波動(dòng)甚大。用甜菜制作的糖蜜，轉(zhuǎn)化糖含量低，PH呈堿性。甘蔗糖蜜轉(zhuǎn)化糖含量，PH呈酸性。還有些發(fā)酵工廠用葡萄糖結(jié)晶后所得的母液作碳源。在制備培養(yǎng)基時(shí)水質(zhì)的影響也應(yīng)注意，各地區(qū)的深井水和自來水的質(zhì)量有很大差別。其中微量元素的含量，對成分簡單的孢子培養(yǎng)基或種子培養(yǎng)基有較大的影響。在制酒或啤酒工業(yè)中更要注意選擇水瓶、控制水的硬度、含鐵量、含氯量及氨態(tài)、硝酸態(tài)和亞硝酸態(tài)的氮含量，一般常用電滲析或離子交換樹脂等進(jìn)行水的純化國。培養(yǎng)基的原料在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中用量很大。在選用時(shí)，應(yīng)盡就近利用較豐富的廉價(jià)原料，設(shè)法降低成本。例如原來生產(chǎn)賴氨酸用山芋漃粉，后來改用山芋粉為碳源，這樣不僅價(jià)廉，而且山芋粉中還含有生物素、鎂鹽等，當(dāng)培養(yǎng)基改用山芋粉后，就將可省去原來要加的玉米漿，硫酸鎂，并整個(gè)成本降低15%。有些原料在使用前要進(jìn)行預(yù)處理。如一些谷物或山芋干等農(nóng)產(chǎn)品。使用前要去除雜草、泥塊、石頭、小鐵丁等雜物以免損壞粉碎機(jī)。又如要酒精、丙酮、丁醇等的生產(chǎn)中，淀粉原料使用量大，需要預(yù)先進(jìn)行蒸煮、糊化，使酵母能有效地將其糖化。糊化程度與溫度、時(shí)間有關(guān)，蒸煮溫度過低使糊化不充分，影響糖化率；反之，則會(huì)發(fā)生焦化等情況，影響營養(yǎng)成分，甚至產(chǎn)生黑色素等有害物質(zhì)。為了避免長時(shí)間的蒸煮，可將大塊干薯加以粉碎過篩。國外生產(chǎn)抗生素用培養(yǎng)基均通過200目篩子。有些谷物如大麥、高粱、橡子等原料先云皮殼，這樣一方面可防止?中有害物和單寧等帶入發(fā)酵醪（液），影響微生物生長和產(chǎn)物形成；另一方面大量皮殼占去一定體積，降低了設(shè)備的利用率，且堵塞管道，增加流動(dòng)阻力。在使用糖蜜時(shí)，在必要時(shí)，也要進(jìn)行預(yù)處理。例如在檸檬酸生產(chǎn)時(shí)，為了去除糖蜜中鐵離子，防止異檸檬酸的產(chǎn)生，要預(yù)先加入黃血鹽云除鐵離子。在酒精生產(chǎn)或酵母生產(chǎn)中若使用糖蜜，則需要預(yù)先進(jìn)行稀釋、酸化、滅菌、燈清和添加營養(yǎng)鹽等處理。因?yàn)樘敲壑懈晌镔|(zhì)濃度很大，糖分高、產(chǎn)酸細(xì)菌多，灰分和膠體物質(zhì)也很多，酵母無法生長。