培養基是富含多種營養物質的混合物，碳源是堆肥組成培養基的主要成分之一，其主要作用是用枯芽孢优化構成菌體細胞成分並為生命活動提供所需能量，葡萄糖、草芽X产蔗糖、孢杆麥芽糖、工艺乳糖和可溶性澱粉均是好氧易被微生物利用的碳源。作者選擇價廉易得的堆肥葡萄糖、蔗糖和可溶性澱粉為碳源，用枯芽孢优化進行碳源篩選及質量濃度優化，草芽X产結果如圖2所示。孢杆
由圖2(a)可知，工艺與對照不添加碳源相比，好氧添加蔗糖的堆肥細胞濃度略高，A600nm達0.917，用枯芽孢优化而其他兩種碳源的細胞濃度均低於對照，說明蔗糖有利於GX2的快速繁殖。其中，葡萄糖的4值顯著低於對照，其可能是因為滅菌時會與其他物質反應生成抑製菌株生長的有毒物質，即“美拉德反應”產物。此外，隨著蔗糖濃度的升高，細胞濃度先增加後降低(圖2(b))，蔗糖添加量為5g/L時，細胞濃度最大，發酵液的A600nm為1.175。故確定GX2的最佳碳源為蔗糖，添加質量濃度為5g/L。
氮源主要用來構成微生物細胞和代謝產物的營養物質，常用的氮源有無機氮源和有機氮源。無機氮源成分單一，吸收利用較快；有機氮源含有豐富的蛋白質和遊離的氨基酸，可以被生物緩慢利用。氮源種類及質量濃度優化結果如圖3(a)和圖3(1))所示。
溶解氧為好氧微生物生長所必需，是進行能量代謝的重要物質，供氧條件直接影響菌體生長繁殖以及細胞代謝。搖瓶培養的溶解氧濃度主要通過轉速和裝液量進行控製，相同攪拌轉速條件下，裝液量越大，溶解氧濃度越低，裝液量直接影響菌體在生長過程。250mL搖瓶中裝液量分別為50、100、150、200mL時，研究溶解氧對細胞濃度的影響，結果如圖4所示。當裝液量為100mL時，枯草芽孢杆菌GX2的細胞濃度最大，0D值達1.554，比未優化前提高了44.3％。
綜上，好氧堆肥用芽孢杆菌GX2的搖瓶培養條件優化結果表明：GX2的最佳培養基為搖瓶基礎培養基，5g/L蔗糖和5g/LNaN03，裝液量為250mL搖瓶裝液100mL。通過搖床培養基及培養條件優化，可有效提高枯草芽孢杆菌GX2的細胞濃度。
在實際的分批發酵過程中，連續或問隔補加限製性營養物質或新鮮培養基，稱為分批補料發酵，可延長微生物的對數生長期和穩定期的持續時問，提高細胞濃度。分批發酵過程在細胞濃度不斷增加進而耗盡可利用底物時，細胞濃度不再增加，而分批補料發酵可有效解決這一問題，提高發酵效率。
在搖瓶培養條件優化的基礎上，以3L發酵罐進行擴大培養，當蔗糖質量濃度低於初始質量濃度的一半以下時，補加質量質量濃度50g/L的蔗糖溶液至初始質量濃度，研究發酵罐分批補料對枯草芽孢杆菌GX2細胞濃度的影響，結果如圖5所示。
可見，與搖瓶培養不同，由於發酵罐可實現發酵條件特別是pH的在線實時控製，為枯草芽孢杆菌GX2提供了良好的生長環境，細胞繁殖速度加快，發酵至4h後即進入對數生長期，碳源(蔗糖)也快速被消耗，存第8小時時蔗糖質濃度由起始的5.0g/L左右降低至1.8g/L，成為製約菌體生長的關鍵因素，此時，補加50g/L的蔗糖溶液至4.5g/L左右，細胞濃度再次呈快速增長趨勢，在第9小時時完成第二次補料，最終分批補料的發酵液最大A600nm達2.250，而分批發酵的A600nm為1.900，對應的活菌數分別為1.8×1010、1.2×1010CFU/mL，南此可見，分批補料操作可有效提高發酵液的營養細胞濃度。
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