標籤:微生物營養類型

微生物營養的豐富和轉化,是未來人類營養鏈的重要一環。

1一,微生物細胞的化學組成

分析微生物細胞的化學成分,發現微生物細胞與其他生物細胞的化學組成並沒有本質上的差異.微生物細胞平均含水分80%左右.其餘20%左右為干物質,在干物質中有蛋白質,核酸,碳水化合物,脂類和礦物質等.這些干物質是由碳,氫,氧,氮,磷,硫,鉀,鈣,鎂,鐵等主要化學元素組成,其中碳,氫,氧,氮是組成有機物質的四大元素,大約佔干物質的90%~97%.其餘的3%~10%是礦物質元素,這些礦質元素對微生物的生長也起著重要的作用.

2二,微生物的營養物質及其生理功能

通過了解微生物的化學組成,可見微生物在新陳代謝活動中,必須吸收充足的水分以及構成細胞物質的碳源和氮以及鈣,鎂,鉀,鐵等多種多樣的礦質無素和一些必須的生長輔助因子,才能正常地生長發育.
碳源物質
凡是可以被微生物利用,構成細胞代謝產物碳素來源的物質,統稱為碳源物質.碳源物質通過細胞內的一系列化學變化,被微生物用於合成各代謝產物.微生物對碳素化合物的需求是極為廣泛的,根據碳素的來源不同,可將碳源物質分為無機碳源物質和有機碳源物質.糖類是較好的碳源,尤其是單糖(葡萄糖,果糖),雙糖(蔗糖,麥芽糖,乳糖),絕大多數微生物都能利用.此外,簡單的有機酸,氨基酸,醇,醛,酚等含碳化合物也能被許多微生物利用.所以我們在製作培養基時常加入葡萄糖,蔗糖作為碳源.澱粉,果膠,纖維素等,這些有機物質在細胞內分解代謝提供小分子碳架外,還產生能量供合成代謝需要的能量,所以部分碳源物質既是碳源物質,同時又是能源物質.
在微生物發酵工業中,常根據不同微生物的需要,利用各種農副產品如玉米粉,米糠,麥麩,馬鈴薯,甘薯以及各種野生植物的澱粉,作為微生物生產廉價的碳源.這類碳源往往包含了幾種營養要素.
無機元素
微生物細胞中的礦物元素約佔乾重的3%~10%左右,它是微生物細胞結構物質不可缺少的組成成分和微生物生長不可缺少的營養物質.許多無機礦物質元素構成酶的活性基團或酶的激活劑;並具有調節細胞的滲透壓,調節酸鹼度和氧化還原電位以及能量的轉移等作用.微生物需要的無機礦質元素分為常量元素和微量元素.
常量礦質元素是磷,硫,鉀,鈉,鈣,鎂,鐵等.磷,硫的需要量很大,磷是微生物細胞中許多含磷細胞成分,如核酸,核蛋白,磷脂,三磷酸腺苷(ATP),輔酶的重要元素.硫是細胞中含硫氨基酸及生物素,硫胺素等輔酶的重要組成成分.鉀,鈉,鎂是細胞中某些酶的活性基團,並具有調節和控制細胞質的膠體狀態,細胞質膜的通透性和細胞代謝活動的功能.
微量元素有鉬,鋅,錳,鈷,銅,硼,碘,鎳,溴,釩等,一般在培養基中含有0.1mg/L或更少就可以滿足需要.
① 水
水是微生物的重要組成部分,在代謝中佔有重要地位。水在細胞中有兩種存在形式:結合水和遊離水。結合水與溶質或其他分子結合在一起,很難加以利用。遊離水(或稱為非結合水)則可以被微生物利用。
③ 氮源
凡是構成微生物細胞的物質或代謝產物中氮元素來源的營養物質,稱為氮源。細胞干物質中氮的含量僅次於碳和氧。氮是組成核酸和蛋白質的重要元素,氮對微生物的生長發育有著重要作用。從分子態的N2到複雜的含氮化合物都能夠被不同微生物所利用,而不同類型的微生物能夠利用的氮源差異較大。
固氮微生物能利用分子態N2合成自己需要的氨基酸和蛋白質,也能利用無機氮和有機氮化物,但在這種情況下,它們便失去了固氮能力。此外,有些光合細菌、藍藻和真菌也有固氮作用。
許多腐生細菌和動植物的病原菌不能固氮,一般利用銨鹽或其他含氮鹽作氮源。硝酸鹽必須先還原為NH+4后,才能用於生物合成。以無機氮化物為唯一氮源的微生物都能利用銨鹽,但它們並不都能利用硝酸鹽。
有機氮源有蛋白腖、牛肉膏、酵母膏、玉米漿等,工業上能夠用黃豆餅粉、花生餅粉和魚粉等作為氮源。有機氮源中的氮往往是蛋白質或其降解產物。
氮源一般只提供合成細胞質和細胞中其他結構的原料,不作為能源。只有少數細菌,如硝化細菌利用銨鹽、硝酸鹽作氮源和能源。
⑤ 生長因子
一些異養型微生物在一般碳源、氮源和無機鹽的培養基中培養不能生長或生長較差。當在培養基中加入某些組織(或細胞)提取液時,這些微生物就生長良好,說明這些組織或細胞中含有這些微生物生長所必須的營養因子,這些因子稱為生長因子。
生長因子可定義為:某些微生物本身不能從普通的碳源、氮源合成,需要額外少量加入才能滿足需要的有機物質,包括氨基酸、維生素、嘌呤、嘧啶及其衍生物,有時也包括一些脂肪酸及其他膜成分%A

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