营养

微生物有生命，但没人知道他们是否有七情六欲，也没人知道他们是喜欢川菜还是鲁菜，苏菜还是徽菜？但是全面丰富的营养肯定是需要的，而且与人类相比，微生物的食谱更加广泛，我们的食物不仅他们照单全收，我们不能享用的，也会成为他们的美肴，比如石油、纤维素，人类和动物产生的生活垃圾，以及工业废物等，正因为此，我们应该感谢这些可爱的精灵，是他们保证了地球的生态循环，因为可以将空气中的二氧化碳转化成碳水化合物，将空气中的氮气固定下来形成植物可利用的的铵盐。微生物可以离开人类存活，人类却一天也离不开微生物。

营养分类

微生物的食物，在发酵上的术语，称作培养基。培养基是指供给微生物生长繁殖的，由不同营养物质组合，由人类配制而成的营养基质。碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）、维生素和水等几大类物质是培养基应该包含的成份。

碳源营养物质

碳源主要指碳水化合物，它是碳、氢和氧三种元素组成的化合物，包括葡萄糖，淀粉等，前者是单糖，后者是多糖。它们在生命体内分解，然后形成能量和重要的基本单元，这些能源和基本单元成为微生物体内合成蛋白质，核酸等功能性大分子的基础。

氮源营养物质

氮源是指含有氮元素的营养物质，分两类，一类是无机氮源，如氨水，硫酸铵，尿素等；另一类是有机氮源，如氨基酸，蛋白质等。它们在微生物体内被分解和利用，是合成蛋白质的重要原料。

其他营养物质

无机盐也起到重要作用，一方面它们是微生物体内催化剂的激活剂，另一方面可以调节细胞的渗透压。

培养基分类

人类史也是利用微生物的历史，而且随着在生命科学领域广泛而深入的研究，人类对微生物的利用也越来越得心应手了。而且这种进步也会传递到培养基的开发上。培养基可根据不同的目的或视角进行分类，本文仅列举三种分类方式。

根据原料分类

根据配制原料的来源可分为天然培养基、合成培养基、半合成培养基。天然培养基，顾名思义，原料取自天然，或者将天然产物简单处理后获得的营养物质组合，比如玉米，玉米粉，玉米浆，比如牛肉，牛肉膏，酵母粉，鱼粉，淀粉等。合成培养基是指化学成分清楚，在制作时使用纯净物或近似纯净物，如葡萄糖、氯化钠，氨基酸，维生素等，配制用的水一般也选择纯水。半合成培养基又称半组合培养基，指用天然原料加入一定的化学试剂配制而成的培养基。其中天然成分提供碳、氮源和生长素。化学试剂补充各种无机盐。

根据形态分类

可分为固体培养基、液体培养基、半固体培养基；固体培养基可让微生物生长在表面，液体培养基可让微生物沉浸在其中，而且可以自由游动。半固体培养介于两者之间，既以让微生物沉浸在其中，但是不可自由流动。固体培养基一般是在液体培养中加入一些在常温可凝固的物质，如琼脂等。

琼脂在高温时为液态，40度以下为胶冻状，而且不是多数微生物的食物，所以将2%用量的琼脂加到液体中，然后煮沸，再冷凝至40度以下时，培养基便如果冻一般有弹性，表面湿润可供微生物享用，由于是固体所以微生物长在其表面，形成特定的菌落形态。有经验的育种工程师通过菌落的形态识别出高产菌株。

根据功能分类

根据目的和功能可分类，其中最重要的两类是选择培养基和鉴别培养基。选择培养基是指在营养介质中加入了一些特殊物质，让我们需要的微生物才能够生长。比如在培养基中加入了庆大霉素，那么只有能够抵抗庆大霉素的微生物才能够生长，而这种抵抗多数情况下是我们在这些微生物的基因中插入了抗性基因后才具有的功能。

鉴别培养基用于鉴别不同类型微生物的培养基。在培养基中加入某种特殊的化学物质后，导致不同微生物在培养基上生长后，产生明显的特征性变化，根据这种特征性变化，可将该种微生物与其他微生物区分开来。比如使用酸碱指示剂可以区别产酸菌和产碱菌。

1、概念和分类一方面让人便于理解，另一方面却限制了人们的认知。本文提到的蛋白质，虽然被认为是氮源，但是，对于发酵工程师，一定要清楚：蛋白质同时又可提供碳骨架，提供硫元素、磷元素、金属元素等。所以获得的启发是概念或分类的目的在理解上的意义大于对其本质的描述，因此发酵工程师更应该将眼光聚焦在具体成份对发酵的影响上，而非拘泥于探究某个营养物质是属于碳源还是氮源的模式上。所以纪伯伦说：思想是一只属于天空的鸟,在语言的牢笼中它或许能展翅,却不能飞翔，如果是佛性青年，或许更能够明白其中的道理。

2、发酵工业上经常使用天然原料，因为这种原料成本低，易采购。但是其质量却难以控制，因为，如玉米，这些原材料经常受地域、天气、种子、农药等多方面的影响。当微生物营养波动大的时候，他们也可能会生病，不愿意生产。所以发酵工程师经常让小部分微生物试吃这些原料，如果他们喜欢，才能在大生产上使用。