源:凡是能为微生物提供所需碳元素的营养物质,就叫做碳源.在自然界,从C02,NaHC03,到糖类,脂肪酸等含碳有机物,甚至花生粉饼,石 等成分复杂的天然物质,都可以作为微生物的碳源.其中,糖类是最常用的碳源,尤其是葡萄糖.碳源主要用于构成微生物的细胞物质和一 些代谢产物,有些碳源还是异养微生物的主要能源物质,因此微生物对碳源的需要量最大.但不同种类的微生物,对碳源的需要情况却差别 很大例如,甲基营养细菌只能利用甲醇,甲烷作碳源,而某些细菌(如假单胞菌)却能利用90多种含碳化合物 自养型和异养型微生物分别能利用哪类碳源物质 氮源:凡是能为微生物提供所需氮元素的营养物质,就叫做氮源.可以作为微生物氮源的营养物质很多,有分子态氮,氨,铵盐,硝酸盐,尿素, 牛肉膏和蛋白胨等.其中铵盐,硝酸盐等是最常用的氮源.氮源主要用于合成蛋白质,核酸以及含氮的代谢产物.对于异养微生物来说,含 C,H,O,N的化合物既是碳源,又是氮源 哪些微生物能够利用分子态氮氮源能否为微生物提供能量 长因子:在充足的碳源,氮源,无机盐和水等条件下,有些微生物仍不能正常生长,还需要额外补充一些有机物,如乳酸杆菌需要补充多种 维生素,氨基酸等,但补充的量很小,通常每升培养基中只需加几微克左右.这些微生物生长不可缺少的微量有机物就叫做生长因子,主要包 括维生素,氨基酸和碱基等,它们一般是酶和核酸的组成成分微生物之所以需要补充生长因子,往往是由于缺乏合成这些物质所需的酶或 合成能力有限.一些天然物质如酵母膏,蛋白胨(牛肉膏和蛋白胨中含有大量的由蛋白质降解而成的多肽类物质),动植物组织提取液等,可 以为微生物提供生长因子 那么,怎样根据某种微生物所需的营养物质,配制成适合这种微生物生长的培养基呢 为什么培养基中的营养物质浓度过高会抑制微生物的生长 培养基的配制原则 科研人员根据多年来的实践经验,总结出了培养基配制的几个基本原则.第一,目的要明确.这就是说,要根据所培养的微生物的种类,培养 的目的(用于生产还是实验)等,选择原料配制培养基.例如,自养微生物能够自己合成所需的有机物,它们的培养基可由简单的无机物组成 第二,营养要协调.配制培养基时,必须注意各种营养物质的浓度和比例,否则会产生不良后果.例如,蔗糖是多种微生物的主要营养物质,但 高浓度的蔗糖反而会抑制微生物的生长在各种营养物质的比例中,碳源与氮源的比最为重要.例如,在谷氨酸生产中,当培养基中的碳源与 氮源的比为4:1时,菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少;当碳源与氮源比为3:1时,菌体繁殖受抑制,但谷氨酸的合成量大増.第三,pH要适宜 这是由于各种微生物适宜生长的p范围不同,如细菌的最适p为6.5~7.5,放线菌的最适pH在7.5~8.5 配制培养基时应尽量利用廉价且易于获得的原料作为培养基成份,特别是在发酵工业中,以降低生产成本. 以粗代精:对微生物来说,各种粗原料营养更加完全,效果更好.在经济上也节约 以″野"代″家″:以野生植物原料代替栽培植物原料,如木薯,橡子,薯芋等都是富含淀粉质的野生植物,可以部分取代粮食用于工业发酵的碳 以废代好:以工农业生产中易污染环境的废弃物作为培养微生物的原料. 以简代繁:几用稀薄的培养基成分或成分较少的培养基来取代原有的培养基成分,以求取得更好的效果 以烃代粮:以石油或天然气副产品代替糖质原料来培养微生物 以纤代糖:开发利用纤维素这种世界上含量最丰富的可再生资源 以无机氮代蛋白质:即以大气氮,铵盐,硝酸盐或尿素等一类非蛋白质或非氨基酸廉价原料用作发酵培养基的原料,让微生物转化成菌体蛋 白质或含氮的发酵产物供人们利用 培养基的种类 培养基的种类很多.根据物理性质的不同,可以将培养基分为液体,半固体和固体培养基.固体和半固体培养基需加入凝固剂,如琼脂.固体 培养基主要用于微生物的分离,鉴定等,半固体培养基主要用于观察微生物的运动,保藏菌种等,液体培养基则常用于工业生产 根据培养基的化学成分,可以将它们分为天然培养基,合成培养基等.前者是用化学成分已知的化学物质配成的,这类培养基因成分明确,常 于分类,鉴定等.后者是用化学成分不明确的天然物质配成的,如玉米粉,牛肉膏等,常用于工业生产 根据培养基的用途,可以将它们分为选择培养基,鉴别培养基等. 选择培养基是在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长.例如,当需要酵母菌和霉菌时,可 以在培养基中加入青霉素,以抑制细菌,放线菌的生长,从而分离到酵母菌和霉菌.又如,在培养基中加入高浓度的食盐可以抑制多种细菌的 生长,但不影响金黄色葡萄球菌的生长,从而可以将该菌分离出来. 鉴别培养基是根据微生物的代谢特点,在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的,用以鉴别不同种类的微生物.例如,在培养基中 加入伊红和美蓝[1],可以用来鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌:如果有大肠杆菌,其代谢产物(有机酸)就与伊红和美蓝结 使菌落呈深紫色,并带有金属光泽 微生物的代谢 微生物的代谢是指微生物细胞内所发生的全部化学反应.与其他生物相比,微生物的代谢异常旺盛,这是由于微生物的表面积与体积的比很 大,约是同等重量的成年人的30万倍,使它们能够迅速与外界环境进行物质交换.研究资料表明,在适宜的条件下,大肠杆菌每小时分解的糖 是自身重量的两千倍,乳酸菌每小时产生的乳酸能达到自身重量的成千上万倍,简直就像一个个活的小型"化工厂"!那么,这些形形色色的 化工厂”能够生产出哪些”产品"呢碳源:凡是能为微生物提供所需碳元素的营养物质,就叫做碳源.在自然界,从 CO2,NaHCO3,到糖类,脂肪酸等含碳有机物,甚至花生粉饼,石 油等成分复杂的天然物质,都可以作为微生物的碳源.其中,糖类是最常用的碳源,尤其是葡萄糖.碳源主要用于构成微生物的细胞物质和一 些代谢产物,有些碳源还是异养微生物的主要能源物质,因此微生物对碳源的需要量最大.但不同种类的微生物,对碳源的需要情况却差别 很大.例如,甲基营养细菌只能利用甲醇,甲烷作碳源,而某些细菌(如假单胞菌)却能利用 90 多种含碳化合物. 自养型和异养型微生物分别能利用哪类碳源物质 氮源:凡是能为微生物提供所需氮元素的营养物质,就叫做氮源.可以作为微生物氮源的营养物质很多,有分子态氮,氨,铵盐,硝酸盐,尿素, 牛肉膏和蛋白胨等.其中铵盐,硝酸盐等是最常用的氮源.氮源主要用于合成蛋白质,核酸以及含氮的代谢产物.对于异养微生物来说,含 C,H,O,N 的化合物既是碳源,又是氮源. 哪些微生物能够利用分子态氮 氮源能否为微生物提供能量 生长因子:在充足的碳源,氮源,无机盐和水等条件下,有些微生物仍不能正常生长,还需要额外补充一些有机物,如乳酸杆菌需要补充多种 维生素,氨基酸等,但补充的量很小,通常每升培养基中只需加几微克左右.这些微生物生长不可缺少的微量有机物就叫做生长因子,主要包 括维生素,氨基酸和碱基等,它们一般是酶和核酸的组成成分.微生物之所以需要补充生长因子,往往是由于缺乏合成这些物质所需的酶或 合成能力有限.一些天然物质如酵母膏,蛋白胨(牛肉膏和蛋白胨中含有大量的由蛋白质降解而成的多肽类物质),动植物组织提取液等,可 以为微生物提供生长因子. 那么,怎样根据某种微生物所需的营养物质,配制成适合这种微生物生长的培养基呢 为什么培养基中的营养物质浓度过高会抑制微生物的生长 培养基的配制原则 科研人员根据多年来的实践经验,总结出了培养基配制的几个基本原则.第一,目的要明确.这就是说,要根据所培养的微生物的种类,培养 的目的(用于生产还是实验)等,选择原料配制培养基.例如,自养微生物能够自己合成所需的有机物,它们的培养基可由简单的无机物组成. 第二,营养要协调.配制培养基时,必须注意各种营养物质的浓度和比例,否则会产生不良后果.例如,蔗糖是多种微生物的主要营养物质,但 高浓度的蔗糖反而会抑制微生物的生长.在各种营养物质的比例中,碳源与氮源的比最为重要.例如,在谷氨酸生产中,当培养基中的碳源与 氮源的比为 4:1 时,菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少;当碳源与氮源比为 3:1 时,菌体繁殖受抑制,但谷氨酸的合成量大增.第三,pH 要适宜. 这是由于各种微生物适宜生长的 pH 范围不同,如细菌的最适 pH 为 6.5～7.5,放线菌的最适 pH 在 7.5～8.5. 配制培养基时应尽量利用廉价且易于获得的原料作为培养基成份,特别是在发酵工业中,以降低生产成本. 以粗代精:对微生物来说,各种粗原料营养更加完全,效果更好.在经济上也节约. 以"野"代"家":以野生植物原料代替栽培植物原料,如木薯,橡子,薯芋等都是富含淀粉质的野生植物,可以部分取代粮食用于工业发酵的碳 源. 以废代好:以工农业生产中易污染环境的废弃物作为培养微生物的原料. 以简代繁:几用稀薄的培养基成分或成分较少的培养基来取代原有的培养基成分,以求取得更好的效果. 以烃代粮:以石油或天然气副产品代替糖质原料来培养微生物. 以纤代糖:开发利用纤维素这种世界上含量最丰富的可再生资源. 以无机氮代蛋白质:即以大气氮,铵盐,硝酸盐或尿素等一类非蛋白质或非氨基酸廉价原料用作发酵培养基的原料,让微生物转化成菌体蛋 白质或含氮的发酵产物供人们利用. 培养基的种类 培养基的种类很多.根据物理性质的不同,可以将培养基分为液体,半固体和固体培养基.固体和半固体培养基需加入凝固剂,如琼脂.固体 培养基主要用于微生物的分离,鉴定等,半固体培养基主要用于观察微生物的运动,保藏菌种等,液体培养基则常用于工业生产. 根据培养基的化学成分,可以将它们分为天然培养基,合成培养基等.前者是用化学成分已知的化学物质配成的,这类培养基因成分明确,常 用于分类,鉴定等.后者是用化学成分不明确的天然物质配成的,如玉米粉,牛肉膏等,常用于工业生产. 根据培养基的用途,可以将它们分为选择培养基,鉴别培养基等. 选择培养基是在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长.例如,当需要酵母菌和霉菌时,可 以在培养基中加入青霉素,以抑制细菌,放线菌的生长,从而分离到酵母菌和霉菌.又如,在培养基中加入高浓度的食盐可以抑制多种细菌的 生长,但不影响金黄色葡萄球菌的生长,从而可以将该菌分离出来. 鉴别培养基是根据微生物的代谢特点,在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的,用以鉴别不同种类的微生物.例如,在培养基中 加入伊红和美蓝 [1],可以用来鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌:如果有大肠杆菌,其代谢产物(有机酸)就与伊红和美蓝结 合,使菌落呈深紫色,并带有金属光泽. 微生物的代谢 微生物的代谢是指微生物细胞内所发生的全部化学反应.与其他生物相比,微生物的代谢异常旺盛,这是由于微生物的表面积与体积的比很 大,约是同等重量的成年人的 30 万倍,使它们能够迅速与外界环境进行物质交换.研究资料表明,在适宜的条件下,大肠杆菌每小时分解的糖 是自身重量的两千倍,乳酸菌每小时产生的乳酸能达到自身重量的成千上万倍,简直就像一个个活的小型"化工厂"!那么,这些形形色色的" 化工厂"能够生产出哪些"产品"呢