第四章 微生物的营养和培养第四章 微生物的营养和培养基第四章 微生物的营养和培养基第四章 微生物的营养和培养基.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”。 第一节 微生物的六类营养要素 一、微生物细胞的化学组成 二、微生物的营养物质及其生理功能 碳源 氮源better 能源 生长因子 无机盐 水 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：生物体从外部环境中摄取对生命活动必需的能量和物质，以满足正常生长和繁殖需要的一种最基本的生理功能。 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。 微生物细胞的化学组成物来自于周围环境的营养物 对营养物质的要求 能透过细胞屏障（壁、膜） 在细胞内经酶作用变成细胞物质、能量、调节物 从营养要素水平看微生物的营养物质包括六大类 水（Water）或水分活度（Aw） 碳源（Source of Carbon） 氮源 无机盐 生长因子 能源 1、水 微生物所能利用的是游离水 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：在空气中放干燥剂或用真空干燥后不能从细胞内脱掉，须加温才能失去，与细胞物质结合在一起，不能作为溶剂。不易挥发， 0℃下不冻结 ，不具流动性、渗透性.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：在空气中放干燥剂或用真空干燥后可以从细胞内脱掉，作为溶剂参与体内生理活动可以被微生物所利用的水 营养体的游离水和结合水的比例为4：1，芽孢和孢子结合水与游离水的比例高于其他细胞，故芽孢有较强的抗逆性 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 C素构成细胞及代谢产物的骨架 C素是大多数微生物代谢所需的能量来源 碳源物质 有机碳化物 各种糖类，其次是有机酸、醇类、 脂类和烃类化合物 无机碳化物 CO2、碳酸盐，只能被自养微生物利用 异养微生物：必须利用有机碳源的微生物 自养微生物：凡以无机碳源作为主要碳源的微生物 微生物几乎能利用所有的碳化合物 异养微生物最适碳源为C-H-O，其中糖类最广泛。 单糖胜于双、多糖；葡萄糖、果糖优于半乳糖；淀粉优于纤维素或几丁质等纯多糖、纯多糖优于琼脂等杂多糖；其次是有机酸、醇类和脂类。 不同种的微生物其具体碳源利用范围悬殊 假单孢菌属Pseudomonas cepacia：90种以上 甲烷氧化菌仅能利用甲烷和甲醇。 碳源培养基原料的选择 原料水平的物质营养成分相当复杂 具体天然培养基原料的复杂性 糖 蜜 Molasses 富含糖类、氨基酸、有机酸、维生素、无机盐和色素 甜 薯 干 马 铃 薯 玉 米 粉 红 糖 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 功能 1）提供合成细胞中含氮物，如蛋白质、核酸，以及含氮代谢物等的原料。 2）少数细菌可以铵盐、硝酸盐等氮源为能源。 氮源的种类 无机氮、有机氮、气体氮 4.无机盐类mineral salts 生理功能 参与能量转移； 构成微生物细胞的组成成分 调解微生物细胞的渗透压， pH值和氧化还原电位。 有些无机盐如S、Fe还可做为自养微生物的能源 。 构成酶活性基的组成成分，维持E活性。Mg、Ca、K是多种E的激活剂。 大量（主要/宏量）元素 macroelements P、S、K、Na、 Fe、 Ca、Mg等 需要量：10-3~10-4M (mol