微生物的六大营养要素刘桂香41课件

微生物的——六大营养要素主讲教师：刘桂香苏州农业职业技术学院SuzhouAgriculturalVocationalandTechnicalCollege微生物的六大营养要素合成细胞提供能量调节代谢微生物吸收何种营养物质取决于微生物细胞的化学组成。营养微生物种类CHON细菌5082015酵母菌49.86.731.112.4霉菌47.96.740.25.2微生物细胞中碳、氢、氧、氮占干物质的比例（单位：%）微生物的化学元素组成几种微生物细胞中主要物质含量（单位：%）微生物水分干物质总量蛋白质核酸碳水化合物脂肪无机盐类细菌75～8525～1550～8010～2012～285～201.4～14酵母菌70～8030～2032～756～827～632～57～10霉菌85～9515～514～5217～404～406～12微生物的化学元素组成微生物与动植物及人类在摄取营养物质时存在着“营养上的统一性”。元素水平上都需20种左右，且以碳、氢、氧、氮、硫、磷6种元素为主。在营养要素水平上则都在六大类的范围内，即碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。微生物的化学元素组成凡可构成微生物细胞和代谢产物中碳素来源的营养物质，统称为碳源。01碳源碳源是组成培养基的最基本的营养要素。对异养微生物来说，它的碳源同时又可作能源。01碳源碳源有机碳源无机碳源利用利用异养微生物自养微生物01碳源类型元素水平化合物水平培养基原料水平有机碳C·H·O·N·X复杂蛋白质，核酸等牛肉膏、蛋白胨等C·H·O·N多数氨基酸，简单蛋白质等一般氨基酸、明胶等C·H·O糖、有机酸、醇、脂类等葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、糖蜜等C·H烃类天然气、石油及其不同馏分等无机碳C·OCO2CO2C·O·XNaHCO3、CaCO3等NaHCO3、CaCO3等01碳源几乎每种微生物都能利用葡萄糖和果糖，所以葡萄糖常作为培养基的一种主要成分。绝大多数细菌以及全部放线菌和真菌都以有机物作为碳源。微生物的无机碳源包括二氧化碳和碳酸氢钠和碳酸钙等无机盐。在发酵工业中，常根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、甘薯、马铃薯以及各种野生植物的淀粉，作为廉价碳源。这些碳源往往包含了几种营养要素。02氮源凡可构成微生物细胞物质或代谢产物中氮素来源的营养物质，统称为氮源。氮源是组成核酸和蛋白的重要元素。02氮源类型元素水平化合物水平培养基原料水平有机氮N·C·H·O·X复杂蛋白质、核酸等牛肉膏、酵母膏等N·C·H·O尿素、一般氨基酸、简单蛋白质等尿素、蛋白胨、明胶等无机氮N·HNH3、铵盐等(NH4)2SO4等N·O硝酸盐等KNO3NN2空气02氮源牛肉膏酵母膏食用明胶又称牛肉浸膏，是采用新鲜牛肉经过去除脂肪、水解浓缩而得到的一种棕黄色至棕褐色的膏状物。常用于培养细菌培养基原料。新鲜酵母通过自溶、酶解、分离、浓缩等。过程精制而成的一种棕黄色可溶性膏状（酵母浸膏）或浅黄色粉状（酵母浸粉）纯天然制品。使用新鲜动物皮、骨经脱脂、水解等十几道工序提取的胶原蛋白质，淡无色至淡黄色薄片状或粉粒状末，无臭、无味，含有人体必需的18种氨基酸。02氮源蛋白质类氮源很难进入细胞，只有一些真菌和少数细菌能分泌胞外蛋白酶，将大分子蛋白质降解后利用，而多数细菌只能利用相对分子质量较小的降解产物。微生物的无机氮源包括氨气、铵盐、硝酸盐以及空气中的氮气三种类型。绝大多数微生物利用铵盐和硝酸盐等无机氮的能力较强，NH4+被细胞吸收后可直接被利用。（NH4）2SO4等铵盐被称为速效氮源，而NO3-被吸收后需进一步还原成NH4后才能被微生物利用。02氮源03水水占细胞鲜重的90%以上。水的含量同其他成分一样，随着微生物的菌种、菌龄、培养条件而不同。微生物类型细菌霉菌酵母菌芽孢孢子水分含量（%）75~8585~9075~804038幼龄菌体比老龄菌体含水量多。水分活度大的环境比干燥条件下的微生物含水量大。03水水的作用：起到溶剂与运输介质的作用；参与细胞内一系列化学反应；维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构像；维持细胞内温度恒定；维持细胞正常形态。04无机盐无机盐主要可为微生物提供除碳、氮源以外的各种重要元素。大量元素（指生长所需浓度在10-3~10-4mol/L范围内的元素）P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe等。微量元素（指生长所需浓度在10-6~10-8mol/L范围内的元素）Cu、Zn、Mn、Mo、Co等。Fe实际上介于大量元素和微量元素之间，故放两处均可。02作为酶的组成成分或酶的激活剂。如铁是过氧化氢酶的组成成分，钙是蛋白酶的激活剂等。04无机盐无机盐的作用01构成细胞组成成分，如磷是核酸组成元素之一。03调节微生物生长的物化条件。如调节细胞的渗透压、氧化还原电位等。05生长因子生长因子是一类对微生物正常代谢必不可少且不能用简单的碳源或氮源自行合成的有机物。它的需要量一般很少。广义的生长因子包括维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4~C6的分枝直链脂肪酸，以及需要量较大的氨基酸。狭义的生长因子仅包括维生素。05生长因子生长因子的主要功能包括：构成细胞的组成部分，如嘌呤、嘧啶构成核酸；调节代谢，维持生命的正常活动，如许多维生素是各种酶的辅基。05生长因子各种微生物与生长因子的关系可分为以下几类：生长因子自养型微生物生长因子异养型微生物生长因子过量合成微生物多数真菌、放线菌和不少细菌都是不需要外界提供生长因子的生长因子自养型微生物。它们需要多种生长因子，如乳酸细菌、各种动物致病菌、原生动物和支原体等。有些微生物在其代谢活动中，会分泌出大量的维生素等生长因子，因此，它们可以作为维生素等的生产菌。05生长因子在科研和生产中，常常应用酵母膏、玉米浆、麦芽汁或其他动植物组织浸出液等作为生长因子的来源。许多作为碳源和氮源的天然成分，如麦芽汁、牛肉膏、麸皮、米糠、土豆汁等本身就含有极为丰富的生长因子，一般在这类培养基中，无需再另外添加生长因子。06能源是指为微生物提供生命活动提供能量的营养物质。少数微生物可利用光能，大多数微生物是依靠各种生物化学反应，氧化各种化合物获得能量。多数有机物既是能源、又是碳源。