生化工程 - 03

第一篇：生化工程-03微生物的营养

微生物的营养（nutrition）是指微生物从环境获得它们合成自身的细胞物质和提供机体进行各种生理活动所需的能量，以及形成代谢产物所需的营养物质的全过程。

一、微生物的营养类型

根据碳源不同，分为自养微生物（autotrophicmicroorganism）和异养微生物（heterotrophicmicroorganism）；根据所需能量不同，分为光能营养（phototrophy）型和化能营养（chemotrophy）型。

上述营养型的分类并非绝对，在自养和异养、光能型和化能型之间都存在中间过渡类型，成为兼性营养型。比如：氢细菌可以利用氢和co2进行自养生活，也可以直接利用有机物进行异养生活；红螺菌既可利用光能又可利用化能。微生物的营养类型之间没有绝对的界限。

二、微生物的营养基质

（一）碳源（carbonsource）

碳源主要是碳水化合物，如葡萄糖、糖蜜、蔗糖、淀粉等。葡萄糖：活性碳源，微生物可以直接吸收利用。

淀粉。惰性碳源，先要经过微生物酶水解形成单糖才能被吸收利用。常用的淀粉原料有玉米、土豆、麸皮、米糠等，近年来木薯在发酵工业上广泛用于生产酒精、柠檬酸、谷氨酸、赖氨酸等。

糖蜜是制糖生产的副产品，含有丰富的糖、含氮化合物、无机盐和维生素等，物美价廉，是发酵工业常用的原料。

近年来，醇类、有机酸、石油烷烃也常被用作碳源来发酵生产一些特殊产品。比如用烷烃或脂肪酸发酵生产化工原料长链二元酸。

（二）氮源（nitrogensource）

有机氮源。花生饼、豆饼、棉籽饼、菜籽饼、玉米浆、酵母粉、牛肉膏、蛋白胨、鱼粉、蚕蛹、酒糟、米糠等。提供蛋白质、多肽、游离氨基酸，少量糖类、脂肪、无机盐、维生素和某些生长因子。

无机氮源：铵盐、硝酸盐、尿素、氨水等，与有机氮源配合使用往往效果更好。分子态氮：固氮微生物。

（三）无机元素（inorganicelement）

主要功能。（1）构成菌体的组成成分；（2）作为酶活性基团的组成部分；（3）调节微生物体内的ph和氧化还原电位；（4）某些自养菌的能源。

6种主要元素：c、h、o、n、p、s大量元素：c、h、o、n、p、s、k、mg、ca、fe微量元素：mn、co、cu、zn、ni等

（四）生长因子（growthfactor）

微生物生长发育过程中不可缺少而需要量极少的一类特殊营养物质，包括维生素、氨基酸、核苷酸等，以辅酶或辅基的形式参与菌体生长发育过程的酶促反应。许多天然碳源、氮源，比如玉米浆、麸皮、麦糠等含有丰富的生长因子。

三、微生物的培养基（culturemedium）

培养基。人工配制的适于微生物生长繁殖或累积代谢产物的营养基质。

（一）按物理状态分类

1.固体培养基（solidmedium）

麸皮、米糠、豆饼粉、花生饼粉+无机盐+水——白酒厂、酿造厂等生产用溶解的培养液+胶凝剂（琼脂、明胶等）——实验室用2.半固体培养基（semisolidmedium）

半固体培养基是在培养液中加入少量的凝固剂（如0.2%～0.5%的琼脂）。这种培养基常用于观察细菌的运动、厌氧菌的分离和菌种鉴定等。

3.液体培养基（liquidmedium）

把培养基成分溶解或悬浮在水中而进行液体培养的培养基。广泛用于微生物的培养、研究和大规模生产。

（二）按营养物质的来源分类

天然培养基（complexmedium）。动植物组织或微生物的浸出物、水解液等，如蛋白胨、牛肉膏、麦芽汁、马铃薯、玉米粉、米糠、豆饼粉等。

合成培养基（syntheticmedium）。由已知化学成分及数量的化学药品配制而成，适合于定性定量的研究工作。