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1、台州科技职业学院生物与食品教研室陈江萍2009年1月食品微生物学第四章微生物营养与代谢调控第一节微生物营养与营养类型第二节营养物质进入细胞的方式及机制第三节微生物的能量代谢第四节微生物的分解代谢第五节微生物的代谢调节第六节微生物代谢控制第一节微生物营养与营养类型新陈代谢(Metabolism):从外界不断的吸收适宜的营养物质加以利用,在细胞内将其转化为新的细胞物质和储藏物资,并从中获得生命活动所需的能量,同时排出代谢产物。营养物质与营养营养物质(nutrient)就是能够满足微生物生长、繁殖和完成各种生理活动所需
2、能量的物质,是微生物维持生命活动的基本物质。营养(nutrition)是微生物从外界吸收营养物质并在细胞内利用营养物质的过程。营养物质是微生物维持生命活动的物质基础,而营养是微生物利用营养物质的生理过程,两者互相影响,互相依赖。1.元素组成(1)大量元素:碳C、氮N、氢H、氧O、磷P、硫S(这六种元素占细菌细胞干重的97％)(2)常量元素:钾K、钙Ca、钠Na、镁Mg(3)微量元素:铁Fe、锌Zn、锰Mn、钴Co一、微生物细胞的化学组成微生物细胞中几种主要元素的含量（干重的百分数）元素细菌酵母菌霉菌碳50.449
3、.847.9氮12.312.45.24氢6.76.76.7氧30.5231.140.16磷3——硫1——微生物细胞物质中灰分元素含量的百分比灰分元素固氮菌酵母菌霉菌P2O5SO3K2ONa2OMgOCaOFe2O3SiO2CuO4.950.292.410.070.820.890.08----3.540.0392.34--0.4280.3830.0350.093--4.850.112.811.120.380.190.160.04--2.化学组成主要成分细菌酵母菌霉菌水分75～8570～8085～90(占细胞鲜重%)
4、占蛋白质50～8032～7514～15细碳水化合物12～2827～637～40胞脂肪5～202～154～40干核酸10～206～81重无机盐2～33.8～76～12%二、微生物生长繁殖营养要素及生理作用(一)水游离水和结合水结合水:不流动、不蒸发、不冻结、不渗透,不能作溶剂。(1)溶剂和媒介作用溶剂作用:为营养物质或代谢产物提供溶解前提和载体。媒介作用:水作为运输介质,提供了运输条件。(2)参与化学反应(3)维持蛋白质和核酸等重要生物大分子结构(4)控制细胞温度比热高、传热快,可调节细胞温度(5)细胞物质的组成成
5、分,维持细胞膨胀压的必要条件微生物生长所需最低相对湿度霉菌(mold)65～85%酵母菌(yeast)88～95%细菌(bacteria)90～98%芽孢、孢子(spore)40%凡是可被微生物利用,构成微生物细胞和代谢产物中碳架来源的物质称为碳源。1.碳源物质的生理功能(1)构成细胞物质(2)产生维持生命所需能量(二)碳源2.微生物的碳源谱无机含碳化合物:如CO2和碳酸盐等。有机含碳化合物:糖与糖的衍生物、脂类、醇类。有机酸、烃类、芳香族化合物以及各种含氮的化合物。微生物不同,利用含碳化合物能力不同,如假单胞菌
6、属中的某些种可以利用90种以上不同类型碳源;而某些甲基营养型细菌只能利用甲醇或甲烷等一碳化合物进行生长。类型元素水平化合物水平培养基原料水平有机碳C·H·O·N·X复杂蛋白质、核酸牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉等C·H·O·N多数氨基酸、简单蛋白质等一般氨基酸、明胶等C·H·O糖、有机酸、醇、脂类等葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、糖蜜等C·H烃类天然气、石油及其不同馏份、石蜡油等无机碳C·OCO2CO2C·O·XNaHCO3NaHCO3、CaCO3、白垩等微生物的碳源谱表3.微生物利用碳源物质的特点(1)不同种类微生物利用的碳
7、源物质不同。(2)微生物对碳源物质的利用具有选择性——葡萄糖阻遏效应选择性原则:结构简单相对分子量小的优先于结构复杂相对分子量大的。(三)氮源凡是提供微生物营养所需氮元素的营养源,称为氮源。微生物细胞中大约含氮5%～15%,是微生物细胞蛋白质和核酸的主要成分。微生物利用它在细胞内合成氨基酸,并进一步合成蛋白质、核酸等细胞成分。无机氮源一般不用作能源,只有少数化能自养细菌能利用铵盐、硝酸盐作为机体生长的氮源与能源。1.氮源类型(1)空气中分子态氮:N2(2)无机氮化合物:NH4+、NO3-、尿素(3)有机氮化合物:
8、蛋白质、氨基酸固氮菌2.氮源物质的生理功能(1)合成微生物细胞成分(2)调节微生物代谢(3)对于某些微生物可作为能量来源微生物的氮源谱表类型元素水平化合物水平培养基原料水平有机氮N·C·H·O·X复杂蛋白质、核酸牛肉膏、酵母膏、饼粕粉、蚕蛹粉N·C·H·O尿素、一般氨基酸、简单蛋白质等尿素、蛋白胨、明胶等无机氮N·HNH3、铵盐等(NH4)2SO4等N·O硝酸盐等KNO3
