一、氮源

凡是微生物利用以構成細胞物質中或代謝產物中氮素來源的營養(yǎng)物質統(tǒng)稱為氮源。氮源分為無機氮源和有機氮源，有機氮源：花生餅粉、黃豆餅粉、棉籽餅粉、麩皮水解液、玉米漿、廢菌絲體水解液、毛發(fā)水解液、糖蜜、尿素、蛋白胨、魚粉、牛肉膏。無機氮源：氨水、銨鹽（硫酸銨、氯化銨）。

無機氮源：無機氮源主要是氨水、硝酸鹽、銨鹽，成分單一，只有NH4+能夠進行生物合成，在無機氮的培養(yǎng)基中會表現為生理酸性或生理堿性。

有機氮源：成分復雜，含蛋白質、肽類、氨基酸以及少量的糖類、脂肪、無機鹽、生長因子等。豆粕和花生餅粉主要以大分子蛋白質形式存在，需要進一步降解成小肽和氨基酸才能被利用，為遲效氮源，在微生物培養(yǎng)過程中需要搭配速效和遲效氮源，以控制菌體生長和代謝產物合成。

玉米漿，是制玉米淀粉的副產物，原料為玉米糝、水、玉米汁。制造玉米淀粉須將玉米粒先用亞硫酸浸泡，將浸泡液濃縮即制成黃褐色的液體，叫玉米漿，含有豐富的可溶性蛋白、生長素和一些前體物質，含大約40%～50%固體物質。味道微咸，是微生物生長很普遍應用的有機氮源，其主要為較易吸收的蛋白質降解產物，特別是氨基酸通過轉氨作用直接被機體利用，為速效氮源。它還能促進青霉素等抗生素的生物合成，含氮量3.6%以上。

蛋白胨：廣義的講是所有蛋白胨的總稱。在國內習慣把蛋白胨特指為蛋白胨（主要原料是牛骨），價格低廉；被廣大用戶用于要求不太高的實驗和生物發(fā)酵中。進口的蛋白胨沒有專指一個具體的一種蛋白胨，如：BD、 OXOID、Pronadisa都會按照技術標準和原料的不同進行細分。

蛋白胨(peptone)國產 (狹義)是采用新鮮牛骨及牛肉混合提取，經過消化、過濾、濃縮、噴霧干燥而得到的一種淺黃色至類白色的干燥粉末。易溶于水，水溶液呈淡黃色。其不僅含有豐富的氨基酸，特別是含硫氨基酸較多，而且含有更多的細菌生長需要的維生素和其它生長因子。是生物制藥發(fā)酵及各種培養(yǎng)基制備的基礎原材料。在當中它起的主要作用是提供氮源。一般的用量為0.5%～5%能為微生物提供C源、N源、生長因子等營養(yǎng)物質?！?/span>

胰蛋白胨：國產和進口有很大差別，主要是原料來源不同。

1、胰蛋白胨（國產）

是以新鮮牛肉和牛骨經胰酶消化，濃縮干燥而成的淺黃色粉末。具有色淺、易溶、透明、無沉淀等良好的物理性狀。含有豐富的氮源、氨基酸等，可配制各種微生物培養(yǎng)基，生化制品及微生物學科研等領域中。

2、胰蛋白胨（進口）Tryptone

進口胰蛋白胨與國產的酪蛋白胨相同，也叫胰酪蛋白胨都是采用酪蛋白為原料，經過消化、脫色、過濾、濃縮、噴霧干燥而得到的一種淺黃色至類白色的干燥粉末。易溶于水，水溶液呈淡黃色。酪蛋白又稱干酪素是從牛奶中提取的一種營養(yǎng)價值很高的磷蛋白，是生產蛋白胨常用的原料。用此原料生產的蛋白胨，其氨基酸比較齊全，特別是色氨酸的含量比較高。所以它在細菌生化試驗中宜于做靛基質和糖發(fā)酵試驗。但它缺乏胱氨酸、蛋氨酸等含硫氨基酸，故不適宜做硫化氫試驗。

胰蛋白胨的特點：

適宜于：厭氧菌、真菌、肺炎球菌、乳酸桿菌、棒狀桿菌、梭狀桿菌的生長以及水和水乳等細菌檢驗；適宜于硝酸鹽還原試驗。

用于原生物的培養(yǎng)和抑菌或殺菌劑的檢測、抗生素和其它抗菌素的檢測及配制無菌試驗用培養(yǎng)基等，是生物制藥發(fā)酵及各種培養(yǎng)基制備的基礎原材料。在當中它起的主要作用是提供氮源以及生長因子。一般的用量為0.5%～5%。

酵母產品介紹

酵母系列產品，我們可以看到酵母粉、酵母浸粉、酵母膏、酵母浸膏等不同名稱，其中酵母粉和酵母膏是直接將酵母細胞用高溫等方式殺死，其仍以單個個體存在，只是已經沒有生物活性（不能用來發(fā)面），生產較為簡單；酵母浸出物和酵母浸膏也以酵母細胞為原料，經過自溶酶解、分離、真空濃縮、噴霧干燥等工序精制而成，富含蛋白質、多肽、氨基酸、核苷酸、維生素、微量元素等營養(yǎng)成分，其生產工藝較為復雜，產品更精細，要求更高。

酵母粉主要采用糖蜜進行發(fā)酵而成，發(fā)酵完成后添加各種酶將其降解處理，然后經過三步濃縮至固形物含量在30%，然后進行噴霧干燥。食品級酵母浸粉FA、生物級別FP的區(qū)別在于廠家內控指標不同，食品級酵母浸粉要求鮮味、微生物指標、肽類含量比較集中，如正態(tài)分布一樣，在某個區(qū)域較為集中；而微生物級別的要求稍低一點，但是其氨基酸和肽類分布比較廣泛，適合微生物發(fā)酵。

二、碳源

凡是能夠構成微生物細胞結構和代謝產物中碳素來源的營養(yǎng)物質統(tǒng)稱為碳源，常見碳源包括：糖類、淀粉類、糖蜜、纖維素類、醇酸有機物、脂肪類等。

在工業(yè)生產中，將淀粉水解為葡萄糖的過程稱淀粉的糖化，制得的溶液叫淀粉水解糖。其主要糖分是葡萄糖。根據水解條件不同，尚有數量不等的少量麥芽糖及其它一些二糖，低聚糖等復合糖。

淀粉水解制糖的意義：

1、大多數微生物不能直接利用淀粉（所有的氨基酸生產菌不能直接利用）；

2、有些微生物能夠直接利用淀粉作原料，但必須在微生物產生淀粉酶后才能進行，過程緩慢，發(fā)酵周期延長；

3、若直接利用淀粉作原料，滅菌過程的高溫會導致淀粉結塊，發(fā)酵液粘度劇增。

三、無機鹽

1、構成細胞的組分成分；

2、作為酶的組成部分和維持酶的活性；

3、維持生物體內的酸堿平衡，調節(jié)氫離子濃度，調節(jié)氧化還原電位；

4、維持細胞的滲透壓。

作為微生物對無機元素的需求，分為主要無機元素和微量無機元素兩種，其中磷、硫、鉀、鈉、鎂、鐵，磷硫鉀鎂可以添加磷酸二氫鉀和硫酸鎂即可滿足，其他元素不必添加，可以在碳源和氮源中得到補充。

工業(yè)發(fā)酵中應用微生物的生長繁殖和產物合成中都需要無機鹽和微量元素，如：

磷、硫、鐵、錳、鈣、鎂等。許多金屬離子對微生物生理活性的作用與其濃度相關，低濃度往往呈現刺激作用，高濃度卻表現出抑制作用。

錳是枯草芽孢桿菌生長的必需元素，當培養(yǎng)基中缺少Mn2+時，不適合枯草芽孢桿菌的生長，促進芽孢的生成，提高Mn2+濃度將會導致培養(yǎng)基成分比例失調，滲透壓升高等一系列變化，從而誘導芽孢生成。、

磷在菌體生長、繁殖和代謝活動中起著極其重要的作用。一方面，磷是構成核酸、磷脂、許多輔酶或輔基（輔酶I、輔酶Ⅱ、輔酶A、NAD和NADP等)以及高能磷酸化合物的重要原料，另一方面，磷在代謝調節(jié)方面也起著重要的作用，磷能促進糖代謝的進行，促進微生物的生長。因此，磷源是枯草芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基中另一個重要的組成成分，它的濃度直接影響著枯草芽孢桿菌菌體的生長和芽孢的形成。

鉀雖不參與細胞結構成分，但它是許多酶作用的激活劑，鉀還對細胞原生質的膠體狀態(tài)和細胞膜的透性起調控作用。

鈣主要參與調節(jié)細胞的生理狀態(tài)，如：維持細胞的膠體狀態(tài)，降低細胞膜的通透性，調節(jié)pH值等，郭榮君等在研究生防菌BH1時也發(fā)現速效氮源如蛋白胨等對菌株芽孢的形成效果較差。在單一無機鹽影響試驗中，發(fā)現CaCO3有利于芽孢的形成。芽孢富含鈣離子，而且大多數鈣離子與芽孢所的化學成分吡啶二羧酸結合，形成的鈣－吡啶二羧酸復合物約占芽孢干重的10%，復合物通過降低芽孢含水量增加芽孢抗逆性。CaCO3的添加可以為芽孢的形成提供大量的鈣離子，可促進芽孢形成。Greene曾報道大量CaCO3能夠通過調節(jié)pH來強烈啟動芽孢的生成。而本試驗在初始pH影響研究中發(fā)現，pH為中性時芽孢數量，推測CaCO3也有可能通過緩沖pH促進芽孢生成。

四、生長因子

生長因子，是一類調節(jié)微生物正常生長代謝所必需，但不能用簡單的碳、氮源自行合成的有機物。廣義的生長因子除了維生素外，還包括堿基、嘌呤、嘧啶、生物素和煙酸等，有時還包括氨基酸營養(yǎng)缺陷突變株所需要的氨基酸在內。

生物素是作為酶的活性基，其濃度范圍1-50ug/L，需求量很好。

氨基酸，微生物生長需要L-氨基酸，在細菌細胞壁合成的D-丙氨酸等合成肽聚糖，是組成蛋白質和酶的主要結構。玉米漿中氨基酸含量高，含有11種氨基酸，其中D-丙氨酸占25%。

（1）玉米漿：雖然主要用作氮源，但含有乳酸，少量還原糖和多糖，含有豐富的氨基酸，核酸，維生素，無機鹽等。常作為提供生長因子的物質。

（2）麩皮水解液：可代替玉米漿，但蛋白質，氨基酸等營養(yǎng)成分比玉米漿少。

（3）糖蜜：兩種糖蜜（cane molasses，beet molasses）均可代替玉米漿。但氨基酸等有機氮含量較低。

（4）酵母：可用酵母膏，酵母浸出液或直接用酵母粉。

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