一、滅菌後顏色變深的原因
葡萄糖是微生物培養過程中常用的有效碳源，但含葡萄糖的培養基經高溫滅菌後，容易產生有害色素，其色素成分比較複雜，俗稱焦糖色，主要是還原糖與氨基酸物質高溫條件下發生的美拉德反應所致。
下麵大概介紹一下這種反應的機理：
1912年法國化學家路易斯﹒卡米拉﹒美拉德在實驗中偶然發現：羰基化合物（還原糖）的羰基可以與氨基化合物（氨基酸/多肽/蛋白質）中的氨基發生反應，該反應經過一係列複雜曆程最終生成棕黑色的大分子物質類黑素或稱擬黑素，該羰氨反應又稱美拉德反應。
經過各國學者多年研究，目前公認的美拉德反應機理可分以下三個階段：
起始階段：還原糖與氨基酸或蛋白質發生縮合反應，生成具有亞胺或甲亞胺特性基團的有機化合物，即席夫堿；席夫堿環化生成氨基糖；氨基糖經重排生成1-氨基-1-脫氧-2-酮糖。
中間階段：在酸性條件下，1-氨基-1-脫氧-2-酮糖經1,2-烯醇化反應，生成5-羥甲基糠醛；堿性條件下，1-氨基-1-脫氧-2-酮糖經2,3-烯醇化反應，生成還原酮類和脫氫還原酮類；1-氨基-1-脫氧-2-酮糖經降解反應生成醛類和吡嗪類等化合物。
最終階段：該階段反應較為複雜，曆程尚未完全明確，大致是中間階段的產物與氨基化合物聚合反應生成高分子結構不明的類黑素，此外還有一係列中間體還原酮及揮發性雜環化合物生成。
二、美拉德反應的危害
有研究表明，美拉德反應的反應速率隨溫度的增長呈現急劇升高的趨勢，且美拉德反應部分中間產物和最終產物具有抑製微生物生長的作用，因此在微生物發酵工業中為避免還原糖類碳源與氨基化合物類氮源在高溫下發生美拉德反應，通常將碳源和氮源分開滅菌，待冷卻後再將其混合進行微生物發酵，而該工藝手段通常存在滅菌能耗較高、設備投入成本較大的問題。同時，美拉德反應產物還具有人們不需要的色澤和一定的致癌性，因此目前關於降低或抑製美拉德反應的文獻報道主要集中在食品、醫藥等領域，而在微生物發酵領域的相關報道較少。
三、預防措施
有人在實際工作中發現微量焦糖對許多細菌和酵母菌有明顯的抑製作用，建議在配製細菌或酵母菌的含糖培養基時不宜采用高溫滅菌手段，應采用過濾除菌方法。有報道稱，采用亞硫酸鈉可部分抑製美拉德反應，但亞硫酸鈉本身有抑菌作用，在微生物培養中不能借鑒，而過濾除菌操作繁瑣，還有人專門研究，將KH2PO4與葡萄糖一起滅菌在pH5.5時單獨滅菌或與非氨類的無機鹽共同滅菌，能減少色素的產生，但滅菌後的培養基還要再按各種要求調整pH，勢必又會引入未知的雜菌，這種方法也缺乏可操作性。
基於上麵的理論知識，結合實際工作中的一些經驗，我們提出：
（1）對於一些含糖量高的培養基，一定要嚴格控製滅菌溫度和滅菌時間，通常在115℃滅菌20分鍾即可；
（2）滅菌完畢，及時取出，不要在鍋內放置很長時間；
（3）滅菌時，鍋內物品不要堆放過滿，以免由於不同部位受熱不均，造成不同瓶內培養基顏色差異。
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