微生物的营养需求

第第页微生物的营养需求微生物同其它生物一样，需要不断地从它的外部环境中汲取所需要的各种物质,来合成本身的细胞物质和供给机体进行各种生理活动所需的能量，使机体能进行正常的生长与繁殖，才能保证生命能够维持与延续下去，保持生命的连续性。那些能够充足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质通常称为营养物质（nutrient）。这些营养物质在机体中的作用可以概括为参加细胞构成、构成酶的活性成分与物质运输系统和供给机体进行各种生理活动所需要的能量。微生物获得与利用营养物质的过程通常称为营养（nutrition）。营养物质是机体进行各种生理活动的物质基础。依据对各类微生物细胞物质成分的分析，发觉微生物细胞的化学构成和其它生物相比较，没有本质上的差别。微生物细胞平均含水分80％左右。其余20％左右为干物质，在干物质中有蛋白质、核酸、碳水化合物、脂类和矿物质等。这些干物质是由碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁等重要化学元素构成，其中碳、氢、氧、氮是构成有机物质的四大元素，大约占干物质的90％～97％。其余的3％～10％是矿物质元素（表3—1）。除上述磷、硫、钾、钙、镁、铁外，还有一些含量极微的钼、锌、锰、硼、钴、碘、镍、钒等微量元素。这些矿质元素对微生物的生长也起侧紧要的作用。一、水水是微生物细胞重要的构成成分，它大约占鲜重的70%∽90%。不同种类微生物细胞含水量不同。同种微生物处于发育的不同时期或不同的环境其水分含量也有差异，幼龄菌含水量较多，变老和休眠体含水量较少。微生物所含水分以游离水和结合水两种状态存在，两者的生理作用不同。结合水不具有一般水的特性，不能流动，不易蒸发，不冻结，不能作为溶剂，也不能渗透。游离水则与之相反，具有一般水的特性，能流动，简单从细胞中排出，并能作为溶剂，帮忙水溶性物质进出细胞。微生物细胞中的结合水管束于原生质的胶体系统之中，成为细胞物质的构成成份，是微生物细胞生活的必要条件。游离态的水是细胞汲取营养物质和排出代谢产物的溶剂及生化反应的介质；肯定量的水分又是维持细胞渗透压的必要条件。由于水是热的良导体，故能有效地汲取代谢过程中产生的热量，使细胞温度不致于突然上升，能有效地调整细胞内的温度。微生物假如缺乏水分，则会影响代谢作用的进行。二、碳源凡是可以被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的物质通称碳源。碳源通过机体内一系列多而杂的化学变化被用来构成细胞物质或供给机体完成整个生理活动所需要的能量。因此，碳源通常也是机体生长的能源。能作为微生物生长的碳源的种类极其广泛，既有简单的无机含碳化合物CO2和碳酸盐等，也有多而杂的天然的有机含碳化合物，它们是糖和糖的衍生物、脂类、醇类、有机酸、烃类、芳香族化合物以及各种含碳的化合物。但是微生物不同，利用这些含碳化合物的本领也不相同。目前在微生物发酵工业中，常依据不同微生物的需要，利用各种农副产品如玉米粉、米糠、麦麸、土豆、甘薯以及各种野生植物的淀粉，作为微生物生产廉价的碳源。三、氮源微生物细胞中大约含氮5%—15%，它是微生物细胞蛋白质和核酸的重要成分。微生物利用它在细胞内合成氨基酸，并进一步合成蛋白质、核酸等细胞成分。因此，氮素对微生物的生长发育有侧紧要的意义。无机氮源一般不用作能源，只有少数化能自养**能利用铵盐、硝酸盐作为机体生长的氮源与能源。对于很多微生物来说，通常可以利用无机含氮化合物作为氮源，也可以利用有机含氮化合物作为氮源。很多腐生型**、肠道菌、动植物致病菌一般都能利用铵盐或硝酸盐作为氮源。例如大肠杆菌、产气杆菌、枯草杆菌、铜绿假单胞菌等都可以利用硫酸铵、***作为氮源，放线菌可以利用硝酸钾作为氮源，霉菌可以利用硝酸钠作为氮源等。在试验室和发酵工业中，常用的有机氮源有牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼粉、玉米浆等。四、无机盐无机盐（mineralsalts）是微生物生长必不可少的一类营养物质，也是构成微生物细胞结构物质不可缺少的级成成分。很多无机矿物质元素在机体中的生理作用有参加酶的合成成或酶的激活剂，并具有调整细胞的渗透压，掌控细胞的氧化还原电位和作为有些自养型微生物生长的能源物质等。依据微生物对矿物质元素需要量的不同，将其分为大量元素和微量元素。大量矿物质元素是磷、硫、钾、钠、钙、镁、铁等。磷和硫需要量*大，磷在微生物生长与繁殖过程中起侧紧要的作用。它既是合成核酸、核蛋白、磷脂与其它含磷化合物的紧要元素，也是很多酶与辅酶的紧要元素。硫是胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸的构成元素之一，因而它也是构成蛋白质的重要元素之一、钠、钙、镁等是细胞中某些酶的激活剂。微量元素是锌、钼、锰、钴、硼、碘、镍、铜、钒等，这些元素一般是参加酶蛋白的构成，或者能使很多酶活化，它们的存在会大大提高机体的代谢本领，假如微生物在生长过程中，缺乏这些元素，会导致机体生理活性降低，或导致生长过程停止。微量元素通常混杂存在其它营养物质中，假如没有特别原因，在配制培育基的过程中没有必要另外加入，由于过量的微量元素支而对微生物起到毒害作用。五、生长因子生长因子（growthfactor）通常指