微生物的營養(yǎng)需求

第第頁微生物的營養(yǎng)需求微生物同其它生物一樣，需要不斷地從它的外部環(huán)境中汲取所需要的各種物質,來合成本身的細胞物質和供給機體進行各種生理活動所需的能量，使機體能進行正常的生長與繁殖，才能保證生命能夠維持與延續(xù)下去，保持生命的連續(xù)性。那些能夠充足機體生長、繁殖和完成各種生理活動所需要的物質通常稱為營養(yǎng)物質（nutrient）。這些營養(yǎng)物質在機體中的作用可以概括為參加細胞構成、構成酶的活性成分與物質運輸系統(tǒng)和供給機體進行各種生理活動所需要的能量。微生物獲得與利用營養(yǎng)物質的過程通常稱為營養(yǎng)（nutrition）。營養(yǎng)物質是機體進行各種生理活動的物質基礎。依據(jù)對各類微生物細胞物質成分的分析，發(fā)覺微生物細胞的化學構成和其它生物相比較，沒有本質上的差別。微生物細胞平均含水分80％左右。其余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、鐵等重要化學元素構成，其中碳、氫、氧、氮是構成有機物質的四大元素，大約占干物質的90％～97％。其余的3％～10％是礦物質元素（表3—1）。除上述磷、硫、鉀、鈣、鎂、鐵外，還有一些含量極微的鉬、鋅、錳、硼、鈷、碘、鎳、釩等微量元素。這些礦質元素對微生物的生長也起側緊要的作用。一、水水是微生物細胞重要的構成成分，它大約占鮮重的70%∽90%。不同種類微生物細胞含水量不同。同種微生物處于發(fā)育的不同時期或不同的環(huán)境其水分含量也有差異，幼齡菌含水量較多，變老和休眠體含水量較少。微生物所含水分以游離水和結合水兩種狀態(tài)存在，兩者的生理作用不同。結合水不具有一般水的特性，不能流動，不易蒸發(fā)，不凍結，不能作為溶劑，也不能滲透。游離水則與之相反，具有一般水的特性，能流動，簡單從細胞中排出，并能作為溶劑，幫忙水溶性物質進出細胞。微生物細胞中的結合水管束于原生質的膠體系統(tǒng)之中，成為細胞物質的構成成份，是微生物細胞生活的必要條件。游離態(tài)的水是細胞汲取營養(yǎng)物質和排出代謝產(chǎn)物的溶劑及生化反應的介質；肯定量的水分又是維持細胞滲透壓的必要條件。由于水是熱的良導體，故能有效地汲取代謝過程中產(chǎn)生的熱量，使細胞溫度不致于突然上升，能有效地調整細胞內(nèi)的溫度。微生物假如缺乏水分，則會影響代謝作用的進行。二、碳源凡是可以被微生物用來構成細胞物質或代謝產(chǎn)物中碳素來源的物質通稱碳源。碳源通過機體內(nèi)一系列多而雜的化學變化被用來構成細胞物質或供給機體完成整個生理活動所需要的能量。因此，碳源通常也是機體生長的能源。能作為微生物生長的碳源的種類極其廣泛，既有簡單的無機含碳化合物CO2和碳酸鹽等，也有多而雜的天然的有機含碳化合物，它們是糖和糖的衍生物、脂類、醇類、有機酸、烴類、芳香族化合物以及各種含碳的化合物。但是微生物不同，利用這些含碳化合物的本領也不相同。目前在微生物發(fā)酵工業(yè)中，常依據(jù)不同微生物的需要，利用各種農(nóng)副產(chǎn)品如玉米粉、米糠、麥麩、土豆、甘薯以及各種野生植物的淀粉，作為微生物生產(chǎn)廉價的碳源。三、氮源微生物細胞中大約含氮5%—15%，它是微生物細胞蛋白質和核酸的重要成分。微生物利用它在細胞內(nèi)合成氨基酸，并進一步合成蛋白質、核酸等細胞成分。因此，氮素對微生物的生長發(fā)育有側緊要的意義。無機氮源一般不用作能源，只有少數(shù)化能自養(yǎng)**能利用銨鹽、硝酸鹽作為機體生長的氮源與能源。對于很多微生物來說，通?？梢岳脽o機含氮化合物作為氮源，也可以利用有機含氮化合物作為氮源。很多腐生型**、腸道菌、動植物致病菌一般都能利用銨鹽或硝酸鹽作為氮源。例如大腸桿菌、產(chǎn)氣桿菌、枯草桿菌、銅綠假單胞菌等都可以利用硫酸銨、***作為氮源，放線菌可以利用硝酸鉀作為氮源，霉菌可以利用硝酸鈉作為氮源等。在試驗室和發(fā)酵工業(yè)中，常用的有機氮源有牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、魚粉、蠶蛹粉、黃豆餅粉、花生餅粉、玉米漿等。四、無機鹽無機鹽（mineralsalts）是微生物生長必不可少的一類營養(yǎng)物質，也是構成微生物細胞結構物質不可缺少的級成成分。很多無機礦物質元素在機體中的生理作用有參加酶的合成成或酶的激活劑，并具有調整細胞的滲透壓，掌控細胞的氧化還原電位和作為有些自養(yǎng)型微生物生長的能源物質等。依據(jù)微生物對礦物質元素需要量的不同，將其分為大量元素和微量元素。大量礦物質元素是磷、硫、鉀、鈉、鈣、鎂、鐵等。磷和硫需要量*大，磷在微生物生長與繁殖過程中起側緊要的作用。它既是合成核酸、核蛋白、磷脂與其它含磷化合物的緊要元素，也是很多酶與輔酶的緊要元素。硫是胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸的構成元素之一，因而它也是構成蛋白質的重要元素之一、鈉、鈣、鎂等是細胞中某些酶的激活劑。微量元素是鋅、鉬、錳、鈷、硼、碘、鎳、銅、釩等，這些元素一般是參加酶蛋白的構成，或者能使很多酶活化，它們的存在會大大提高機體的代謝本領，假如微生物在生長過程中，缺乏這些元素，會導致機體生理活性降低，或導致生長過程停止。微量元素通?；祀s存在其它營養(yǎng)物質中，假如沒有特別原因，在配制培育基的過程中沒有必要另外加入，由于過量的微量元素支而對微生物起到毒害作用。五、生長因子生長因子（growthfactor）通常指