《食品微生物学》电子教案 第4章 微生物的营养课件.ppt

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1、第四章微生物的营养第一节微生物的营养需求第二节微生物对营养物质的吸收第三节微生物的营养类型第四节培养基第一节微生物的营养需求一、微生物细胞的化学组成（一）细胞中的化学元素大量元素包括包括碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等；微量元素包括锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。（二）元素在细胞内的存在形式二、微生物生长的营养物质及其生理功能（一）碳源凡能供给微生物碳素来源的各种含碳化合物称为碳源。碳源一方面为合成微生物的细胞物质和代谢产物提供了原料，另一方面为微生物生长、繁殖及运动提供能量。能作为微生物碳源物质的种类极其广泛，既包括无机碳化合物，如CO2或碳酸盐等，也有复杂的有机碳化

2、合物，如糖类及其衍生物、脂类、醇类、有机酸、烃类、芳香族化合物等，其中糖类是最广泛利用的碳源，其次是醇类、有机酸类和脂类等。实验室内常用的碳源主要有葡萄糖、蔗糖、淀粉、甘露醇、有机酸等。工业发酵中利用碳源主要是糖类物质如即单糖、饴糖、淀粉、麸皮、米糠、酒糟、废糖蜜、造纸厂的亚硫酸废液等。此外，为了解决工业发酵用粮与人们食用粮、畜禽饲料用粮的矛盾，目前已广泛开展了以纤维素、石油、C02等作为碳源的代粮发酵的研究工作，并取得了显著成绩。（二）氮源凡是能供给微生物氮素来源的含氮化合物称为氮源。氮源主要用于合成细胞及代谢产物中的含氮化合物，一般不提供能量。只有少数自养细菌，如硝化细菌能利用铵盐、硝酸

3、盐作为氮源和能源。能够被微生物利用的氮源物质也可分为简单的无机氮，如氮气、铵盐和硝酸盐等，以及复杂的有机氮，如蛋白质、氨基酸、核酸、尿素、嘌呤、嘧啶等。实验室中常以碳酸铵、硫酸铵、硝酸盐、尿素、牛肉膏、蛋白胨、酵母膏等作为氮源物质。而工业发酵中常用鱼粉、蚕蛹粉、黄豆饼粉、玉米浆、酵母粉等作氮源。其中铵盐、硝酸盐、尿素等是水溶性的，而玉米浆、牛肉膏、蛋白胨、醇母膏等是蛋白质的分解产物，因此都可以被菌体直接吸收利用，故称为速效性氮源。而鱼粉、蚕蛹粉、黄豆饼粉等中氮主要以蛋白质的形式存在，菌体利用起来困难，故称迟效性氮源。速效性氮源有利于菌体的生长，迟效性氮源有利于代谢产物的形成。在实际工业发酵中

4、，常将速效性氮源与迟效性氮源按一定的比例制成混合氮源加入培养基，以控制微生物的生长时期与代谢产物形成期的长短，提高产量。（三）无机盐无机盐是指为微生物细胞生长提供碳、氮源以外的多种重要元素的物质。它是微生物生长必不可少的一类营养物质。它们在细胞内有着很多重要的功能，有的构成微生物细胞的各种组分，有的具有调节细胞的渗透压、pH和氧化还原电位的功能，有的是酶的激活剂（如Mg2+、Cu2+、Mn2+、Zn2+），还有的可以作为某些微生物生长的能源物质等。具体功能见表4-3。（四）生长因子生长因子通常指那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物

5、，一般包括维生素、氨基酸及嘌吟、嘧啶等。维生素在机体中所起的作用主要是作为酶的辅基或辅酶参与新陈代谢，有些微生物自身缺乏合成某些氨基酸的能力，因此必须在培养基中补充这些氨基酸或含有这些氨基酸的小肽类物质，微生物才能正常生长，那些缺乏合成生长因子能力的微生物称为“营养缺陷型”微生物。嘌呤与嘧啶作为生长因子在微生物机体内的作用主要是作为酶的辅酶或辅基，以及用来合成核苷、核苷酸和核酸。（五）水水是微生物细胞的主要成分，大约占鲜重的70%～90%。细胞中生化反应的良好介质；比热高，是热的良好导体，从而有效地控制细胞内温度的变化；是细胞维持自身正常形态的重要因素；是许多有机物中氢和氧的来源。水在细胞中

6、以结合水和游离水两种存在形式:结合水不具有一般水的特性，不能流动，不易蒸发，不冻结，不能作为溶剂,也不能渗透。游离水则具有一般水的特性，能流动，容易从细胞中排出，并能作为溶剂，帮助水溶性物质进出细胞。不同细胞及不同细胞结构中游离水的含量有较大差别。一般微生物的孢子中所含游离水的量都较营养体低，这也是孢子耐干旱的原因之一。第二节微生物对营养物质的吸收一、单纯扩散单纯扩散也称被动扩散，它是指被输送的物质，靠细胞内外浓度为动力，以透析或扩散的形式从高浓度区向低浓度区的扩散。单纯扩散是通过细胞膜进行内外物质交换的最简单的方式。这种扩散是非特异性的，为纯粹的物理学过程，在扩散过程中不消耗能量。二、促进

7、扩散促进扩散又称易化扩散、协助扩散，或帮助扩散。是指非脂溶性物质或亲水性物质,借助细胞膜上的载体蛋白的帮助顺浓度梯度或顺电化学浓度梯度,不消耗ATP进入膜内的一种运输方式。载体蛋白是多回旋折叠的跨膜蛋白质，它与被传递的分子特异结合使其越过质膜。其机制是载体蛋白分子的构象可逆地变化，与被转运分子的亲和力随之改变而将分子传递过去。通过促进扩散进入细胞的营养物质主要有氨基酸、单糖、维生素及无机盐等。三、主动运输主动