用于酒精生产的曲霉菌和酵母菌,所用的培养基配制原则有两方面,即供生长、繁殖、代谢产物培养基的配制和保藏曲霉菌、酵母菌菌体所用培养基的配制。但不管它们是什么培养基的配制,都必须具备下列配制原则。
(一)要有曲霉菌、酵母菌生长、繁殖所需的碳源。
因为,碳源是构成曲霉菌、酵母菌细胞的重要组成部分,也是排出各种代谢产物和细胞内贮的原材料;同时又是菌体活动的能量来源。根据曲霉菌和酵母菌的组成可以知道,在它们的细胞中曲霉菌含碳水化合物占细胞内固形物的7—40%,酵母菌细胞中占27-—63%,只要我们清楚细胞的组成和排出的代谢产物,就不难知道它们在生长、繁殖的过程中所需的各种营养物质。培养基中的碳源主要来自各种醪液,原料中的糖分、淀粉、纤维素等的水解产物。
(二)要有酵母菌、曲霉菌生长、繁殖所需的氮源。
氮源是构成菌体细胞蛋白质和核酸的主要成分,而蛋白质和核酸又是组成菌体原生质(原生质就是细胞中具有生命活动的物质)的重要组成分。从分析菌体细胞的组成可以知道,曲霉菌细胞中含有蛋白质为细胞中干物质的14—20%左右,酵母细胞中含蛋白质为干物质的32—75%左右。由此可见,氮源也是培养基中不可缺少的物质。在菌种的纯培养阶段,通常添加适量的蛋白胨、肽。在大生产中则多以加入硫铵或尿素为主,补充发酵液中氮源的不足。其用量常在0.1—0.3%左右。
(三)培养基中要有适宜的水分。
水分是菌体细胞中含量最高的物质,一般情况下,酵母菌细胞含水占整个细胞重的70—85%,曲霉菌含水占整个细胞重的85—90%,并且它们所需的各种营养物只有溶解于水后,才能被菌体细胞质膜所吸收,在细胞内进行合成与代谢。所以,制备的培养基,必须含有适宜的水分。一般说来,曲霉菌所用培养基水分不宜过高,过多的水分使曲霉菌菌丝生长茂盛,形成孢子较少,容易引起发生变异,使糖化力下降,还易发生杂苗污染。所以,培养过程中,制备的新鲜固体培养基,要放在室温下干燥10天左右后,才接种入内。酵母菌所用的固体培养基表面应无明显的水珠,曲霉菌所用的固体培养基则就更应干燥一些。
(四)培养基中要有菌钵细胞不可缺少的无机盐。
主要指磷、硫、镁、钾、铁等微量元素,尽管它们在细胞中含量甚微,但不可缺少。特别是当细胞中缺少磷时,对菌体细胞合成及排出代谢产物带来困难,对各种辅酶的形成也将受到阻碍,所以,微量的无机盐在培养基中不可缺少。培养过程中,通常以添加磷酸、硫酸亚铁、硝酸钠等来供给无机盐。
(五)培养基中还要有适宜的生长素。
其中主要是B族维生素,培养过程中的生长素主要来源于原料之中,如玉米、麸皮中就含有比较丰富的生长素。所以,在培养基中添加适量的玉米浆、麸皮对菌种的生长、繁殖有一定的好处。
(六)培养基还必须控制菌体生长繁殖适宜的pH值。
pH值不当,会影响菌体对营养物质的吸收,影响菌体细胞的生长代谢等。通常情况下培养基中pH值一般控制在4.0—5.0之间。
综合上述,我们所配制的培养基,必须具有足够的碳源、氮源、无机盐、水分、生长素和适宜的pH值等,用于保藏菌种的培养基,一般不要求有足量的营养物,主要是为菌体细胞处于营养贫乏的休眠状态创造条件。