第三微生物的营养与生长精要.ppt

微生物的营养与生长 从生物学的观点来看，微生物活细胞是个新陈代谢的动力系统，它从环境不断地吸收营养物质，通过新陈代谢，实现生长和繁殖，同时排出“废物”。 笫一节微生物的营养 营养物质nutriment：微生物在生命活动中从环境中吸取的用以提供能量、调节新陈代谢以及合成细胞物质的物质。在发酵工业上也包括用于合成产物。 营养(过程)nutrition：微生物吸收和利用营养物质的过程。 一、微生物细胞的化学组成 1、元素组成：C、H、O、N、P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Co、Zn、Mo。 其中C、H、O、N、P占细胞干重的97%。 2、物质组成 (1)水：约占细胞湿重的90%。 (2)有机物：主要有蛋白质、碳水化合物、脂类、核酸、维生素以及它们的合成中间体和降解物。 (3)无机盐：灰分元素是指参与有机物组成及单独存在于细胞原生质内的无机盐等灰分物质中的元素。 3．影响微生物细胞化学组成的因素 (1)微生物的种类：硫细菌、铁细菌、海洋细菌含有较多的S、Fe、Cl和Na。 (2)菌龄：幼龄菌中含氮量较高。 (3)培养条件：在氮源丰富的环境中生长的微生物含氮量较高。 微生物细胞元素组成 二.微生物的营养物质 1、水 水的生理功能 细胞的重要组分 微生物进行代谢活动的介质 参与部分生化反应 调节和控制细胞温度 环境中水的存在状态 结合水：与溶质或其它分子结合而不能被微生物所利用状态的水； 游离水：可以被微生物所利用的水 水活度water activity aw= p/p0 微生物生长要求：aw=0.63~0.99 2.碳源 carbon source 凡是能被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的营养物质。 生理功能 提供C元素 提供能量 碳源物质 有机碳化物 无机碳化物 3.氮源 nitrogen source 凡是能被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源 是构成细胞中核酸和蛋白质的重要元素，只为少数细菌提供能量 氮源的种类 无机氮、有机氮、气体氮 速效性氮源 能够被微生物细胞直接吸收和利用的有机氮源。 迟效性氮源 不能被微生物直接吸收，必须先经相应的水解酶降解以后，才能被细胞吸收利用的有机氮源 “生理酸性盐”与“生理碱性盐” 生理酸性盐 由于其阳离子中的氮被微生物选择性吸收利用而造成培养基的pH下降的盐。如(NH4)2SO4 生理碱性盐 由于其阴离子中的氮被微生物选择性吸收利用而造成培养基的pH上升的盐。如NaNO3 部分发酵产物的氮源 4.无机盐类mineral salts 生理功能 参与细胞结构物质的组成； 参与酶的组成及调节酶的活性； 参与能量转移； 调节并维持细胞渗透压的平衡； 作为某些微生物的能源物质 大量（主要/宏量）元素 macroelements P、S、K、Na、Ca、Mg等 需要量：10-3~10-4M 微量元素 microelements Fe、Mn、Cu、Co、Zn、Mo等 需要量： 10-6~10-8M 无机盐一般采用的浓度范围 对一些产物有影响的微量元素 5.生长因子 growth factor 生长因子是指微生物生长不可缺少的微量有机物质。 种类 维生素、氨基酸、碱基 需要量 维生素：1—50ug/L 氨基酸：20—50ug/L 碱 基：10—20ug/L 核苷或核苷酸：200—2000ug/L 几种微生物的生长因子 向培养基中添加生长因子的措施 直接添加 添加富含生长因子的物质 酵母膏，玉米浆，肝浸汁，麦芽汁 玉米浆含的氨基酸 6、能源 energy source 7、气体 三、微生物的营养类型 1、微生物营养类型的分类 2、微生物的营养类型 光能无机营养型 photolithotroph 能源：光 主要碳源：CO2 供氢体：H2S、Na2S2O3 光能有机营养型 photoorganotroph 能源：光； 主要碳源：有机物，但可以将CO2还原成细胞物质。 供氢体：有机物 化能无机营养型 chemolithotroph 能源：无机物，NH3 ， NO2， H2，H2S，S等 主要碳源：CO2 电子供体：无机物 化能有机营养型 chemoorganotroph 能源：有机物 主要碳源：有机物 例：大部分种类的微生物，工业用菌种多为此类。