1、微生物的營(yíng)養(yǎng)，營(yíng)養(yǎng)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，營(yíng)養(yǎng)是微生物維持和延續(xù)其生命形式的生理過(guò)程。營(yíng)養(yǎng)素：可以滿(mǎn)足身體生長(zhǎng)、繁殖和完成各種生理活動(dòng)的需要。營(yíng)養(yǎng)物：微生物獲取和利用營(yíng)養(yǎng)物的過(guò)程。第一節(jié)微生物營(yíng)養(yǎng)六要素，1。微生物的化學(xué)組成，主要元素：碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣，微量元素：鋅、錳、氯、鉬、硒、鈷、銅等。占細(xì)菌干細(xì)胞重量的97%。2.微生物營(yíng)養(yǎng)元素，6種元素：碳源、氮源、能源、生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽和水。根據(jù)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)的不同生理功能，可將其分為6類(lèi)。碳源、在微生物生長(zhǎng)過(guò)程中能為微生物提供碳源的物質(zhì)、碳源譜、有機(jī)碳、無(wú)機(jī)碳、異養(yǎng)微生物、自養(yǎng)微生物等。目前，用于微生物工業(yè)發(fā)酵的碳源物質(zhì)主要有單

2、糖、淀粉、麩皮、米糠等。對(duì)于大量異養(yǎng)微生物來(lái)說(shuō)，碳源是一種具有能量功能的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。微生物利用的碳源物質(zhì)主要包括糖類(lèi)、有機(jī)酸、醇類(lèi)、脂類(lèi)、烴類(lèi)、CO2和碳酸鹽。任何能在菌體物質(zhì)或代謝物中形成氮源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都稱(chēng)為氮源。1。氮源，氮源譜，有機(jī)氮，無(wú)機(jī)氮，NH3硝酸銨N2，蛋白質(zhì)核酸氨基酸尿素，氨基酸自養(yǎng)生物：可以利用尿素、銨鹽、硝酸鹽甚至氮的生物，氨基酸自養(yǎng)生物：可以利用尿素、銨鹽、硝酸鹽甚至氮的生物。常見(jiàn)的蛋白質(zhì)氮源包括蛋白胨、魚(yú)粉、蠶蛹、豆粕、玉米漿、牛肉膏、酵母膏等。根據(jù)氮源，不同的生物體可以分為：能量，能量：營(yíng)養(yǎng)物或輻射能，其可以為微生物的生命活動(dòng)提供初始能量來(lái)源，能譜，化學(xué)物質(zhì)，輻射能，異

3、養(yǎng)微生物的能量，有機(jī)物質(zhì)，無(wú)機(jī)物質(zhì)，自養(yǎng)微生物的能量，光自養(yǎng)微生物的能量，光自養(yǎng)和光異養(yǎng)微生物的能量，和4。生長(zhǎng)因子，生長(zhǎng)因子：微生物生長(zhǎng)所必需的因子，其數(shù)量非常少。然而，有機(jī)化合物不能由微生物自身合成，或者其合成量不足以滿(mǎn)足生物體的生長(zhǎng)需要。微生物生長(zhǎng)因子需要量(ml-1型鏈球菌、膽堿6ug葡萄球菌、硫胺素0.5ng白喉棒狀桿菌、b-丙氨酸1.5ug破傷風(fēng)梭狀芽孢桿菌)尿嘧啶0-4ug、腸膜明串珠菌、吡哆醛0.025 ug、5。礦物元素，作用，參與微生物中氨基酸和酶的組成；調(diào)節(jié)微生物的原生質(zhì)膠體狀態(tài)，維持細(xì)胞浸潤(rùn)和平衡，并激活酶。微量元素是指那些在微生物生長(zhǎng)中起重要作用的元素，人體需要極少量

4、的這些元素，通常數(shù)量為10-6-10-8摩爾/升：鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼等。它可分為大量元素：鈉、鉀、鎂、鈣、硫、磷等。根據(jù)微生物所需要的礦物質(zhì)元素的量。水的主要生理功能是：(1)作為溶劑和運(yùn)輸介質(zhì)；參與細(xì)胞內(nèi)的一系列化學(xué)反應(yīng)；(3)維持生物大分子如蛋白質(zhì)和核酸的穩(wěn)定自然構(gòu)象；(5)通過(guò)水合和脫水控制由多個(gè)亞基組成的結(jié)構(gòu)，(4)熱傳導(dǎo)良好；在第二節(jié)中，微生物的營(yíng)養(yǎng)和營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型，異養(yǎng)生物，自養(yǎng)生物，生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，生物生長(zhǎng)過(guò)程中的能量來(lái)源，光養(yǎng)類(lèi)型，化學(xué)養(yǎng)類(lèi)型，和微生物可分為：光有機(jī)自養(yǎng)根據(jù)不同的碳源，能源和電子供體的性質(zhì)。光有機(jī)雜晶、化學(xué)光自晶、化學(xué)有機(jī)雜晶)。1.光有機(jī)

5、自養(yǎng)，以CO2為主要唯一或主要碳源；光合作用獲得生長(zhǎng)所需的能量；無(wú)機(jī)物如H2、H2S、S等。用作氫供體或電子供體以將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)；例如，藻類(lèi)和藍(lán)細(xì)菌，像植物一樣，利用水作為電子供體(氫供體)進(jìn)行產(chǎn)氧光合作用和合成細(xì)胞物質(zhì)。使用H2S作為電子供體的紅色硫細(xì)菌產(chǎn)生細(xì)胞物質(zhì)，伴隨著硫元素的產(chǎn)生。CO2、H2S、光能、光合色素、CH2O 2SH2O、2。有機(jī)異養(yǎng)型光能(異養(yǎng)型光能)，不能使用CO2作為主要或唯一的碳源；利用有機(jī)物作為氫供體和光能將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)；它們大多數(shù)在生長(zhǎng)過(guò)程中需要外源生長(zhǎng)因子。例如，紅螺菌屬中的一些細(xì)菌可以使用異丙醇作為氫供體，在積累丙酮的同時(shí)將CO2還原為細(xì)胞物

6、質(zhì)。CHOH CO2，H3C，H3C，2，光能，光合色素，2ch3c0ch3 ch2o H2O，3?；瘜W(xué)自養(yǎng)無(wú)機(jī)的(化學(xué)自養(yǎng))，生長(zhǎng)所需的能量來(lái)自無(wú)機(jī)物質(zhì)氧化過(guò)程中釋放的化學(xué)能；當(dāng)CO2或碳酸鹽用作生長(zhǎng)的唯一或主要碳源時(shí)，H2、H2S、Fe2、NH3或NO2-等用作電子供體以將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)?；瘜W(xué)能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型僅存在于微生物中，能在完全無(wú)機(jī)和無(wú)光的環(huán)境中生長(zhǎng)。它們廣泛分布于土壤和水環(huán)境中，參與地球物質(zhì)循環(huán)。生長(zhǎng)所需的能量來(lái)自有機(jī)氧化過(guò)程中釋放的化學(xué)能。生長(zhǎng)的碳源主要是一些有機(jī)化合物，如淀粉、糖、纖維素、有機(jī)酸等。有機(jī)物通常既是碳源又是能源。大多數(shù)細(xì)菌、真菌和原生動(dòng)物都是有機(jī)異養(yǎng)微生物。所有

7、致病微生物都是異養(yǎng)有機(jī)微生物。不同營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型之間的界限不是絕對(duì)的，異養(yǎng)微生物也不是絕對(duì)不能利用CO2。自養(yǎng)微生物并非不能利用有機(jī)物進(jìn)行生長(zhǎng)；當(dāng)一些微生物在不同的生長(zhǎng)條件下生長(zhǎng)時(shí)，它們的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型也會(huì)發(fā)生變化。例如紫色硫酸鹽細(xì)菌：當(dāng)沒(méi)有有機(jī)物時(shí)，它吸收CO2并且是自養(yǎng)微生物；當(dāng)有機(jī)物存在時(shí)，它被用于生長(zhǎng)，是一種異養(yǎng)微生物。在光照和厭氧條件下，利用光能生長(zhǎng)，是一種光能營(yíng)養(yǎng)微生物。在黑暗和有氧條件下，生長(zhǎng)依賴(lài)于有機(jī)物質(zhì)氧化產(chǎn)生的化學(xué)能。對(duì)于營(yíng)養(yǎng)微生物，微生物營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型的可變性無(wú)疑有利于提高其對(duì)環(huán)境條件變化的適應(yīng)性。在第三部分，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是否進(jìn)入細(xì)胞取決于三個(gè)因素：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)本身的性質(zhì)

8、(相對(duì)分子量、質(zhì)量、溶解度、電負(fù)性等)。)和微生物所處的環(huán)境(溫度、酸堿度等)。)；(3)微生物細(xì)胞(原生質(zhì)膜、細(xì)胞壁、莢膜等)的通透性屏障。)。根據(jù)物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程的特點(diǎn)，物質(zhì)的運(yùn)輸方式可分為自由擴(kuò)散、便利擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸和群體轉(zhuǎn)移。1.自由擴(kuò)散。原生質(zhì)膜是一種半透膜。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)原生質(zhì)膜的孔從高濃度胞外環(huán)境擴(kuò)散到低濃度胞內(nèi)。(1)在物質(zhì)擴(kuò)散過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生反應(yīng)；(2)不消耗能源；不允許反集中運(yùn)輸；轉(zhuǎn)運(yùn)速率與膜內(nèi)外的濃度差成正比。水是唯一能通過(guò)擴(kuò)散自由穿過(guò)原生質(zhì)膜的分子。脂肪酸、乙醇、甘油、一些氣體(O2、CO2)和一些氨基酸也能在一定程度上自由地進(jìn)出細(xì)胞。有助于擴(kuò)散，特性：無(wú)能量消耗，參與轉(zhuǎn)運(yùn)的物

9、質(zhì)分子結(jié)構(gòu)無(wú)變化，無(wú)反濃度轉(zhuǎn)運(yùn)，轉(zhuǎn)運(yùn)速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比，需要載體參與，通過(guò)促進(jìn)擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要包括氨基酸、單糖、維生素和無(wú)機(jī)鹽。通常，微生物通過(guò)特定的載體蛋白運(yùn)輸相應(yīng)的物質(zhì)，但是一些微生物通過(guò)一種以上的載體蛋白運(yùn)輸相同的物質(zhì)。主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊粋€(gè)重要特點(diǎn)是在物料運(yùn)輸過(guò)程中需要消耗能量和載體，運(yùn)輸可以逆向集中進(jìn)行。主動(dòng)運(yùn)輸是微生物中廣泛存在的一種主要的物質(zhì)運(yùn)輸方式?；鶊F(tuán)易位也稱(chēng)為磷酸烯醇式丙酮酸-磷酸糖基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)(PTS)。PTS通常由五種蛋白質(zhì)組成，包括酶、酶(包括三個(gè)亞基A、B和C)和一種低相對(duì)分子量的熱穩(wěn)定蛋白。集團(tuán)轉(zhuǎn)移是另一種主動(dòng)運(yùn)輸方式，與主動(dòng)運(yùn)輸不同的是，它有一

10、個(gè)復(fù)雜的運(yùn)輸系統(tǒng)來(lái)完成物質(zhì)的運(yùn)輸，而且物質(zhì)在運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)發(fā)生化學(xué)變化。PEP-P-HPrHPr-P-丙酮酸鹽P-HPr糖糖-P-HPr，群體轉(zhuǎn)移主要存在于厭氧和兼性厭氧細(xì)胞中，主要用于糖的運(yùn)輸。脂肪酸、核苷、堿等。也可以用這種方式運(yùn)輸。嘿。比較項(xiàng)目包括促進(jìn)擴(kuò)散活性轉(zhuǎn)運(yùn)基團(tuán)的簡(jiǎn)單擴(kuò)散以轉(zhuǎn)移特定的載體蛋白，存在或不存在緩慢、快速、快速的溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方向從厚到薄、從厚到薄、從薄到厚、從薄到厚，當(dāng)內(nèi)、外濃度相等時(shí)，內(nèi)、外濃度相等，內(nèi)、外濃度相等，內(nèi)高內(nèi)高轉(zhuǎn)運(yùn)分子是非特異性的， 運(yùn)輸前后的比能量消耗不需要恒定，溶質(zhì)分子不需要改變，載體飽和效應(yīng)不需要與溶質(zhì)類(lèi)似物競(jìng)爭(zhēng)和競(jìng)爭(zhēng)遞送抑制劑、無(wú)遞送對(duì)象、水、O2糖、S

11、O42-氨基酸、乳糖葡萄糖嘌呤的例子、四種遞送營(yíng)養(yǎng)方法的比較，第4節(jié)營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ)，培養(yǎng)基是一種適合微生物生長(zhǎng)和繁殖或代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的人工營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。培養(yǎng)基是幾乎所有微生物研究和利用的基礎(chǔ)。任何培養(yǎng)基都應(yīng)該有微生物生長(zhǎng)所需的六種營(yíng)養(yǎng)元素：碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、能源、生長(zhǎng)因子和水。一旦準(zhǔn)備好任何培養(yǎng)基，必須立即滅菌。常規(guī)高壓滅菌：1.05公斤/平方厘米，121.315-30分鐘；0.56公斤/平方厘米，112.615-30分鐘，1.培養(yǎng)基選擇和設(shè)計(jì)原則和方法，目的明確，營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)，理化條件適宜，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，1.目的明確，根據(jù)不同微生物的營(yíng)養(yǎng)需求，配制強(qiáng)培養(yǎng)基。用于培養(yǎng)自養(yǎng)硫桿菌的培養(yǎng)基組成為：S10 GmGSO

12、 4.7 H2O 0.5 gnh 4)2so 40.4 feso 40.01 gh2po 44 CaCl 20.25 gh2o 1000ml。一種用于培養(yǎng)異養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基，由以下化學(xué)成分組成：葡萄糖5 Gn H4 H2 PO 41 g氯化鈉5Gm GSO 4.7 H2O 0.2 GK 2 HPO 41g H2O 1000毫升，培養(yǎng)四大類(lèi)微生物、細(xì)菌的常用培養(yǎng)基(牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基):牛肉膏3g蛋白胨10gNaCl5gH2O1000ml。放線(xiàn)菌(高食1號(hào))淀粉20g k2hpo 40.5g氯化鈉0.5g GSO 4.7h2o 0.5 gkono 31gf ESO 40.01g H2O 100

13、0ml，酵母(麥汁培養(yǎng)基)干麥芽粉加入4倍量的水，在50-60糖化3-4h，用碘溶液試驗(yàn)檢查直至糖化完成，并將糖溶液濃度調(diào)節(jié)至10。巴林，煮沸后，過(guò)濾，霉菌(查氏合成培養(yǎng)基)NaNO 33 2 41 GKCL 0.5 GM GSO 4.7 H2O 0.5 GFESO 40.01g蔗糖30 g H 2O 1000 ml，2.營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)。只有當(dāng)培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)濃度合適時(shí)，微生物才能生長(zhǎng)良好。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)濃度過(guò)低時(shí)，就不能滿(mǎn)足微生物正常生長(zhǎng)的要求。當(dāng)濃度過(guò)高時(shí)，可能會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)。培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度比也直接影響微生物的生長(zhǎng)和繁殖以及代謝產(chǎn)物的形成和積累，其中碳氮比的影響更大。碳氮比是指培養(yǎng)基中碳氮

14、的數(shù)量比，有時(shí)也指培養(yǎng)基中還原糖與粗蛋白的比例。例如，在微生物發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸的過(guò)程中，當(dāng)培養(yǎng)基的碳氮比為4/1時(shí)，菌體數(shù)量倍增，谷氨酸積累較少；當(dāng)培養(yǎng)基中碳氮比為3/1時(shí)，菌體繁殖受到抑制，谷氨酸產(chǎn)量大大增加。理化條件適宜，培養(yǎng)基的酸堿度、水分活度、氧化還原電位、酸堿度、酸堿度必須控制在一定范圍內(nèi)，以滿(mǎn)足不同類(lèi)型微生物的生長(zhǎng)和繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。通常培養(yǎng)條件：細(xì)菌和放線(xiàn)菌：酵母和霉菌，pH 7-7.5: pH77.5-6。為了保持培養(yǎng)基的相對(duì)恒定的酸堿度，通常向培養(yǎng)基中加入酸堿度緩沖液，或者在工業(yè)發(fā)酵過(guò)程中加入酸和堿。水活度，即微生物在自然環(huán)境中實(shí)際可以使用的自由水或自由水的含量，通常表示為在

15、一定溫度和壓力條件下溶液的蒸汽壓力與純水蒸汽壓力的比值，即w=Pw/Pow，其中Pw代表溶液蒸汽壓力，Pow代表純水蒸汽壓力。純水的 w為1.00，溶液中溶質(zhì)越多，w越小。一般來(lái)說(shuō)，微生物生長(zhǎng)的條件是w為0.60 0.99。當(dāng)w過(guò)低時(shí)，微生物的生長(zhǎng)停滯期延長(zhǎng)，比生長(zhǎng)率和總生長(zhǎng)量降低。不同的微生物有不同的生長(zhǎng)最適w。氧化還原電位，也稱(chēng)為氧化還原電位，是一種指示器，用于測(cè)量還原劑釋放電子或氧化劑在氧化還原系統(tǒng)中接受電子的趨勢(shì)。它的單位是伏特或毫伏。不同類(lèi)型的微生物對(duì)氧化還原電位有不同的要求。需氧微生物在0.1 V以上，優(yōu)選0.3 0.4 V時(shí)能正常生長(zhǎng)；厭氧微生物：在低于0.1伏的條件下生長(zhǎng)；兼性

16、厭氧微生物：需氧呼吸在電壓高于0.1伏時(shí)進(jìn)行，發(fā)酵在電壓低于0.1伏時(shí)進(jìn)行。經(jīng)濟(jì)，經(jīng)濟(jì)，以粗代細(xì)，以野生代家庭，以廢物代好，以國(guó)家代先進(jìn)，以簡(jiǎn)單代增殖，以氮代朊蛋白，以碳?xì)浠衔锎任?，以纖維代糖，等等。2.文化媒體的類(lèi)型和應(yīng)用文化媒體有多種類(lèi)型，根據(jù)其組成、物理狀態(tài)和用途可分為多種類(lèi)型。根據(jù)成分的不同，可分為天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基、含有化學(xué)成分不清楚或不穩(wěn)定的天然有機(jī)物的培養(yǎng)基、牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、麥芽提取物培養(yǎng)基、由化學(xué)成分完全的物質(zhì)制成的培養(yǎng)基、科氏1號(hào)培養(yǎng)基、查氏培養(yǎng)基等。根據(jù)不同的物理狀態(tài)，有固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基等。在液體培養(yǎng)基中加入一定量的凝固劑，使其成為固態(tài)，瓊脂含量一般為1.5%-2.0%，瓊脂含量一般為0.2%-0.7%，不含任何凝固劑、半固體培養(yǎng)基、固體培養(yǎng)基等。通常用于分離和鑒定微生物、計(jì)數(shù)活菌和保存菌株、觀(guān)察微生物的運(yùn)動(dòng)特征、分類(lèi)和鑒定微生物和滴定噬菌體滴度、在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)和微生物基礎(chǔ)理論和應(yīng)用的研究。根據(jù)不同的目的，基本培養(yǎng)