微生物的培養基通常指人工配制的適合微生物生長繁殖,或積累代謝產物的營養基質。廣義上說,凡是支持微生物生長繁殖的介質或材料,均可作為微生物的培養基。一個適當的培養基配方,對發酵產品的產量和質量有著極大的影響。
針對不同微生物,不同的營養要求,可以有不同的培養基。但它們的配制必須遵循一定原則。
① 營養物質應滿足微生物的需要。不同營養類型的微生物對營養的需求差異很大,應根據菌種對各營養要素的不同要求進行配制。
② 營養物的濃度及配比應恰當。營養物濃度太低,不能滿足微生物生長的需要；濃度太高,又會抑制微生物生長。糖和鹽濃度高有抑菌作用。碳氮比（C∶N,以還原糖含量與粗蛋白含量的比值表示）：一般培養基為C∶N=100∶0.5～2。在設計培養基配比時,還應考慮避免培養基中各成分之間的相互作用,如蛋白胨、酵母膏中含有磷酸鹽時,會與培養基中鈣或鎂離子在加熱時發生沉淀作用；在高溫下,還原糖也會與蛋白質或氨基酸相互作用而產生褐色物質。
③ 物理、化學條件適宜。pH：各種微生物均有其生長繁殖的最適pH,細菌為7.0～8.0,放線菌為7.5～8.5,酵母為3.8～6.0,霉菌為4.0～5.8。對于具體的微生物菌種,都有各自的特定的最適pH范圍,有時會大大突破上述界限。在微生物生長繁殖過程中,會產生能夠引起培養基的pH改變的代謝產物,尤其是不少微生物有很強的產酸能力,如不適當地加以調節,就會抑制甚至于殺死其自身。在設計培養基時,要考慮培養基的pH調節能力。一般應加入緩沖液或CaCO3,使培養基的pH穩定。
其他：培養基的其他理化指標,如水活度、滲透壓也會影響微生物的培養。在配制培養基時,通常不必測定這些指標,因為培養基中各種成分及其濃度等指標的優化,已間接地確定了培養基的水活度和滲透壓。此外,各種微生物培養基的氧化還原電位等也有不同的要求。
④ 培養目的：培養基的成分直接影響培養目標。在設計培養基時,必須考慮是要培養菌體,還是要積累菌體代謝產物；是實驗室培養,還是大規模發酵等問題。
用于培養菌體的種子培養基營養成分應豐富,氮源含量宜高,即碳氮比值應低；相反,用于大量積累代謝產物的發酵培養基,氮源應比種子培養基稍低；當然,若目的產物是含氮化合物時,有時還應該提高培養基的氮源含量。
在設計培養基時,還應該特別考慮到代謝產物是初級代謝產物,還是次級代謝產物。如果是次級代謝產物,還要考慮是否需加入特殊元素（如維生素B12中Co）或特殊的前體物質（如生產青霉素G時,應加入苯乙酸）。在設計培養基,尤其是大規模發酵生產用的培養基時,還應該重視培養基組分的來源和價格,應該優先選擇來源廣、價格低廉的培養基。
