微生物的发酵培养基优化是提高发酵产量、降低生产成本等方面的重要途径。对于微生物的生长及发酵，其培养基成份非常复杂，特别是有关微生物发酵的培养基，各营养物质和生长因子之间的配比，以及它们之间的相互作用是非常微妙的。发酵培养基的优化在微生物产业化生产中举足轻重，是从实验室到工业生产的必要环节。能否设计出一个好的发酵培养基，是一个发酵产品工业化成功中非常重要的一步。以下是微生物发酵培养基优化常用的方法：
1.单因素试验法：通过改变单一因素，如碳源、氮源、矿物质盐等，来寻求最适宜的条件，以达到发酵产量最大化。
2.正交实验法：在多个因素同时影响下，利用正交表设计实验，通过分析结果，确定各因素对产量的贡献度，以达到优化培养基的目的。
3.响应面试验法：通过多次试验，建立响应面模型，以确定各因素间的相互作用关系，并预测改变各因素时的最佳条件，以达到优化培养基的目的。
4.遗传算法和模拟退火算法：通过计算机模拟和优化算法，寻求最佳的培养基配方，以达到最大化产量或最小化成本的目的。
由于发酵培养基成份众多，且各因素常存在交互作用，很难建立理论模型；另外，由于测量数据常包含较大的误差，也影响了培养基优化过程的准确评估，因此培养基优化工作的量大且复杂。
需要注意的是，在进行上述优化方法时，必须针对不同微生物种类及其生长特性进行不同的调整，才能达到最佳的优化效果。