營養

微生物有生命，但沒人知道他們是否有七情六欲，也沒人知道他們是喜歡川菜還是魯菜，蘇菜還是徽菜？但是全面豐富的營養肯定是需要的，而且與人類相比，微生物的食譜更加廣泛，我們的食物不僅他們照單全收，我們不能享用的，也會成為他們的美肴，比如石油、纖維素，人類和動物產生的生活垃圾，以及工業廢物等，正因為此，我們應該感謝這些可愛的精靈，是他們保證了地球的生態循環，因為可以將空氣中的二氧化碳轉化成碳水化合物，將空氣中的氮氣固定下來形成植物可利用的的銨鹽。微生物可以離開人類存活，人類卻一天也離不開微生物。

營養分類

微生物的食物，在發酵上的術語，稱作培養基。培養基是指供給微生物生長繁殖的，由不同營養物質組合，由人類配制而成的營養基質。碳水化合物、含氮物質、無機鹽（包括微量元素）、維生素和水等幾大類物質是培養基應該包含的成份。

碳源營養物質

碳源主要指碳水化合物，它是碳、氫和氧三種元素組成的化合物，包括葡萄糖，淀粉等，前者是單糖，后者是多糖。它們在生命體內分解，然后形成能量和重要的基本單元，這些能源和基本單元成為微生物體內合成蛋白質，核酸等功能性大分子的基礎。

氮源營養物質

氮源是指含有氮元素的營養物質，分兩類，一類是無機氮源，如氨水，硫酸銨，尿素等；另一類是有機氮源，如氨基酸，蛋白質等。它們在微生物體內被分解和利用，是合成蛋白質的重要原料。

其他營養物質

無機鹽也起到重要作用，一方面它們是微生物體內催化劑的激活劑，另一方面可以調節細胞的滲透壓。

培養基分類

人類史也是利用微生物的歷史，而且隨著在生命科學領域廣泛而深入的研究，人類對微生物的利用也越來越得心應手了。而且這種進步也會傳遞到培養基的開發上。培養基可根據不同的目的或視角進行分類，本文僅列舉三種分類方式。

根據原料分類

根據配制原料的來源可分為天然培養基、合成培養基、半合成培養基。天然培養基，顧名思義，原料取自天然，或者將天然產物簡單處理后獲得的營養物質組合，比如玉米，玉米粉，玉米漿，比如牛肉，牛肉膏，酵母粉，魚粉，淀粉等。合成培養基是指化學成分清楚，在制作時使用純凈物或近似純凈物，如葡萄糖、氯化鈉，氨基酸，維生素等，配制用的水一般也選擇純水。半合成培養基又稱半組合培養基，指用天然原料加入一定的化學試劑配制而成的培養基。其中天然成分提供碳、氮源和生長素。化學試劑補充各種無機鹽。

根據形態分類

可分為固體培養基、液體培養基、半固體培養基；固體培養基可讓微生物生長在表面，液體培養基可讓微生物沉浸在其中，而且可以自由游動。半固體培養介于兩者之間，既以讓微生物沉浸在其中，但是不可自由流動。固體培養基一般是在液體培養中加入一些在常溫可凝固的物質，如瓊脂等。

瓊脂在高溫時為液態，40度以下為膠凍狀，而且不是多數微生物的食物，所以將2%用量的瓊脂加到液體中，然后煮沸，再冷凝至40度以下時，培養基便如果凍一般有彈性，表面濕潤可供微生物享用，由于是固體所以微生物長在其表面，形成特定的菌落形態。有經驗的育種工程師通過菌落的形態識別出高產菌株。

根據功能分類

根據目的和功能可分類，其中最重要的兩類是選擇培養基和鑒別培養基。選擇培養基是指在營養介質中加入了一些特殊物質，讓我們需要的微生物才能夠生長。比如在培養基中加入了慶大霉素，那么只有能夠抵抗慶大霉素的微生物才能夠生長，而這種抵抗多數情況下是我們在這些微生物的基因中插入了抗性基因后才具有的功能。

鑒別培養基用于鑒別不同類型微生物的培養基。在培養基中加入某種特殊的化學物質后，導致不同微生物在培養基上生長后，產生明顯的特征性變化，根據這種特征性變化，可將該種微生物與其他微生物區分開來。比如使用酸堿指示劑可以區別產酸菌和產堿菌。

1、概念和分類一方面讓人便于理解，另一方面卻限制了人們的認知。本文提到的蛋白質，雖然被認為是氮源，但是，對于發酵工程師，一定要清楚：蛋白質同時又可提供碳骨架，提供硫元素、磷元素、金屬元素等。所以獲得的啟發是概念或分類的目的在理解上的意義大于對其本質的描述，因此發酵工程師更應該將眼光聚焦在具體成份對發酵的影響上，而非拘泥于探究某個營養物質是屬于碳源還是氮源的模式上。所以紀伯倫說：思想是一只屬于天空的鳥,在語言的牢籠中它或許能展翅,卻不能飛翔，如果是佛性青年，或許更能夠明白其中的道理。

2、發酵工業上經常使用天然原料，因為這種原料成本低，易采購。但是其質量卻難以控制，因為，如玉米，這些原材料經常受地域、天氣、種子、農藥等多方面的影響。當微生物營養波動大的時候，他們也可能會生病，不愿意生產。所以發酵工程師經常讓小部分微生物試吃這些原料，如果他們喜歡，才能在大生產上使用。