微生物的六大營養(yǎng)要素劉桂香41課件

微生物的——六大營養(yǎng)要素主講教師：劉桂香蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院SuzhouAgriculturalVocationalandTechnicalCollege微生物的六大營養(yǎng)要素合成細胞提供能量調(diào)節(jié)代謝微生物吸收何種營養(yǎng)物質(zhì)取決于微生物細胞的化學組成。營養(yǎng)微生物種類CHON細菌5082015酵母菌49.86.731.112.4霉菌47.96.740.25.2微生物細胞中碳、氫、氧、氮占干物質(zhì)的比例（單位：%）微生物的化學元素組成幾種微生物細胞中主要物質(zhì)含量（單位：%）微生物水分干物質(zhì)總量蛋白質(zhì)核酸碳水化合物脂肪無機鹽類細菌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微生物的化學元素組成微生物與動植物及人類在攝取營養(yǎng)物質(zhì)時存在著“營養(yǎng)上的統(tǒng)一性”。元素水平上都需20種左右，且以碳、氫、氧、氮、硫、磷6種元素為主。在營養(yǎng)要素水平上則都在六大類的范圍內(nèi)，即碳源、氮源、能源、生長因子、無機鹽和水。微生物的化學元素組成凡可構(gòu)成微生物細胞和代謝產(chǎn)物中碳素來源的營養(yǎng)物質(zhì)，統(tǒng)稱為碳源。01碳源碳源是組成培養(yǎng)基的最基本的營養(yǎng)要素。對異養(yǎng)微生物來說，它的碳源同時又可作能源。01碳源碳源有機碳源無機碳源利用利用異養(yǎng)微生物自養(yǎng)微生物01碳源類型元素水平化合物水平培養(yǎng)基原料水平有機碳C·H·O·N·X復雜蛋白質(zhì)，核酸等牛肉膏、蛋白胨等C·H·O·N多數(shù)氨基酸，簡單蛋白質(zhì)等一般氨基酸、明膠等C·H·O糖、有機酸、醇、脂類等葡萄糖、蔗糖、各種淀粉、糖蜜等C·H烴類天然氣、石油及其不同餾分等無機碳C·OCO2CO2C·O·XNaHCO3、CaCO3等NaHCO3、CaCO3等01碳源幾乎每種微生物都能利用葡萄糖和果糖，所以葡萄糖常作為培養(yǎng)基的一種主要成分。絕大多數(shù)細菌以及全部放線菌和真菌都以有機物作為碳源。微生物的無機碳源包括二氧化碳和碳酸氫鈉和碳酸鈣等無機鹽。在發(fā)酵工業(yè)中，常根據(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、甘薯、馬鈴薯以及各種野生植物的淀粉，作為廉價碳源。這些碳源往往包含了幾種營養(yǎng)要素。02氮源凡可構(gòu)成微生物細胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮素來源的營養(yǎng)物質(zhì)，統(tǒng)稱為氮源。氮源是組成核酸和蛋白的重要元素。02氮源類型元素水平化合物水平培養(yǎng)基原料水平有機氮N·C·H·O·X復雜蛋白質(zhì)、核酸等牛肉膏、酵母膏等N·C·H·O尿素、一般氨基酸、簡單蛋白質(zhì)等尿素、蛋白胨、明膠等無機氮N·HNH3、銨鹽等(NH4)2SO4等N·O硝酸鹽等KNO3NN2空氣02氮源牛肉膏酵母膏食用明膠又稱牛肉浸膏，是采用新鮮牛肉經(jīng)過去除脂肪、水解濃縮而得到的一種棕黃色至棕褐色的膏狀物。常用于培養(yǎng)細菌培養(yǎng)基原料。新鮮酵母通過自溶、酶解、分離、濃縮等。過程精制而成的一種棕黃色可溶性膏狀（酵母浸膏）或淺黃色粉狀（酵母浸粉）純天然制品。使用新鮮動物皮、骨經(jīng)脫脂、水解等十幾道工序提取的膠原蛋白質(zhì)，淡無色至淡黃色薄片狀或粉粒狀末，無臭、無味，含有人體必需的18種氨基酸。02氮源蛋白質(zhì)類氮源很難進入細胞，只有一些真菌和少數(shù)細菌能分泌胞外蛋白酶，將大分子蛋白質(zhì)降解后利用，而多數(shù)細菌只能利用相對分子質(zhì)量較小的降解產(chǎn)物。微生物的無機氮源包括氨氣、銨鹽、硝酸鹽以及空氣中的氮氣三種類型。絕大多數(shù)微生物利用銨鹽和硝酸鹽等無機氮的能力較強，NH4+被細胞吸收后可直接被利用。（NH4）2SO4等銨鹽被稱為速效氮源，而NO3-被吸收后需進一步還原成NH4后才能被微生物利用。02氮源03水水占細胞鮮重的90%以上。水的含量同其他成分一樣，隨著微生物的菌種、菌齡、培養(yǎng)條件而不同。微生物類型細菌霉菌酵母菌芽孢孢子水分含量（%）75~8585~9075~804038幼齡菌體比老齡菌體含水量多。水分活度大的環(huán)境比干燥條件下的微生物含水量大。03水水的作用：起到溶劑與運輸介質(zhì)的作用；參與細胞內(nèi)一系列化學反應(yīng)；維持蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子穩(wěn)定的天然構(gòu)像；維持細胞內(nèi)溫度恒定；維持細胞正常形態(tài)。04無機鹽無機鹽主要可為微生物提供除碳、氮源以外的各種重要元素。大量元素（指生長所需濃度在10-3~10-4mol/L范圍內(nèi)的元素）P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe等。微量元素（指生長所需濃度在10-6~10-8mol/L范圍內(nèi)的元素）Cu、Zn、Mn、Mo、Co等。Fe實際上介于大量元素和微量元素之間，故放兩處均可。02作為酶的組成成分或酶的激活劑。如鐵是過氧化氫酶的組成成分，鈣是蛋白酶的激活劑等。04無機鹽無機鹽的作用01構(gòu)成細胞組成成分，如磷是核酸組成元素之一。03調(diào)節(jié)微生物生長的物化條件。如調(diào)節(jié)細胞的滲透壓、氧化還原電位等。05生長因子生長因子是一類對微生物正常代謝必不可少且不能用簡單的碳源或氮源自行合成的有機物。它的需要量一般很少。廣義的生長因子包括維生素、堿基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺類、C4~C6的分枝直鏈脂肪酸，以及需要量較大的氨基酸。狹義的生長因子僅包括維生素。05生長因子生長因子的主要功能包括：構(gòu)成細胞的組成部分，如嘌呤、嘧啶構(gòu)成核酸；調(diào)節(jié)代謝，維持生命的正常活動，如許多維生素是各種酶的輔基。05生長因子各種微生物與生長因子的關(guān)系可分為以下幾類：生長因子自養(yǎng)型微生物生長因子異養(yǎng)型微生物生長因子過量合成微生物多數(shù)真菌、放線菌和不少細菌都是不需要外界提供生長因子的生長因子自養(yǎng)型微生物。它們需要多種生長因子，如乳酸細菌、各種動物致病菌、原生動物和支原體等。有些微生物在其代謝活動中，會分泌出大量的維生素等生長因子，因此，它們可以作為維生素等的生產(chǎn)菌。05生長因子在科研和生產(chǎn)中，常常應(yīng)用酵母膏、玉米漿、麥芽汁或其他動植物組織浸出液等作為生長因子的來源。許多作為碳源和氮源的天然成分，如麥芽汁、牛肉膏、麩皮、米糠、土豆汁等本身就含有極為豐富的生長因子，一般在這類培養(yǎng)基中，無需再另外添加生長因子。06能源是指為微生物提供生命活動提供能量的營養(yǎng)物質(zhì)。少數(shù)微生物可利用光能，大多數(shù)微生物是依靠各種生物化學反應(yīng)，氧化各種化合物獲得能量。多數(shù)有機物既是能源、又是碳源。