微生物培養(yǎng)基的六大要素

微生物培養(yǎng)基的六大要素微生物生長必需的6大條件一、溫度溫度是影響微生物生長的一個重要原因。溫度對微生物的影響表現(xiàn)在：1.影響酶活性。當溫度升高時，細胞內(nèi)化學(xué)和酶反應(yīng)以較快的速率進行，生長速度加快；當溫度降低時，細胞內(nèi)化學(xué)和酶反應(yīng)以較慢的速率進行，生長速度減慢。2.影響細胞質(zhì)膜的流動性。溫度高流動性大，有利于物質(zhì)運輸；溫度低流動性降低，原生質(zhì)膜處于凝固狀態(tài)，不能正常地進行營養(yǎng)物質(zhì)的運輸，不利于物質(zhì)運輸，因此溫度變化影響著營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的分泌。3.影響物質(zhì)的溶解度。二、PHPH影響微生物的生長，因為PH通過影響細胞質(zhì)膜的透性、膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和物質(zhì)的溶解性或電離性來影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，從而影響微生物的生長速率。每一種微生物都有一個可生長的PH值范圍，以及最適宜生長PH。大多數(shù)自然環(huán)境PH為5-9，適合多數(shù)微生物生長。只有少數(shù)微生物能夠在低于PH2或大于PH10的環(huán)境中生長。根據(jù)微生物對PH的要求范圍，可分為嗜酸性微生物、嗜中性微生物、嗜堿性微生物。三、氧對于氧的需要，微生物有三種類型：好氧型、厭氧型、兼氧型。1.好氧型：氧氣是好氧型細菌的生活條件，也就是說沒有氧氣它們就不能存在。2.厭氧型：氧氣是厭氧型細菌的生活抑制物質(zhì)，氧氣對它們生活和生存形成抑制。3.兼氧型：兼氧型細菌在有氧和缺氧的條件下都能正常生活，有氧的情況下通常生長的更好，物質(zhì)能夠得到充分的利用。四、營養(yǎng)物質(zhì)的組成和濃度培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)的濃度對微生物的生長也有很大的影響。在微生物培養(yǎng)基中，某種基本營養(yǎng)物質(zhì)被耗盡也可使微生物的生長停止。即使培養(yǎng)基中沒有任何毒物存在，但是其他營養(yǎng)物質(zhì)仍很豐富，當添加少量這種營養(yǎng)物質(zhì)時則微生物的生長可以重新開始。人需要吃飯，動物需要捕食，連植物也需要在土壤中汲取營養(yǎng)。那么，我們?nèi)庋劭床坏絽s無處不在的微生物如何獲得營養(yǎng)呢？

微生物不是專用于生物分類學(xué)的名詞，而是指一般需借助顯微鏡才能看清的所有微小生物的統(tǒng)稱，數(shù)量龐大且多樣。微生物中的“微”便是它的特點之一，是人眼不能直接看到的，有些微生物只有粉塵那么大，而有些微生物更小，只有在放大幾千倍以上的情況下才能被看見。微生物也是生物，和人一樣，它的存活也需要汲取營養(yǎng)。營養(yǎng)是指生物體從外界環(huán)境中獲取生命活動所必須的能量和物質(zhì)，來滿足正常生長和繁殖的需要，它是生物的一種最基本的生理功能，為一切生命活動提供所必需的物質(zhì)基礎(chǔ)。而微生物對營養(yǎng)的需求和動植物很接近，其營養(yǎng)來源主要為碳源、氮源、能源、生長因子、礦質(zhì)元素和水六大類。1、碳源：碳是微生物細胞需求量最大的元素，占細胞干重的50％，能為微生物生存提供營養(yǎng)的碳（元）素或碳架的營養(yǎng)物質(zhì)被稱為碳源，種類極其廣泛。簡單的無機含碳化合物、比較復(fù)雜的有機物、復(fù)雜的有機大分子、天然含碳物質(zhì)（牛肉膏、蛋白胨、花生餅粉、糖蜜、石油等），都屬于能被不同的微生物利用的碳源。2、氮源：凡是能構(gòu)成微生物的細胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮素來源的物質(zhì)，都被稱為氮源。氮源的主要作用是能夠提供合成細胞物質(zhì)和代謝產(chǎn)物中的氮素來源，它一般不作為能量提供。微生物對氮源的利用能力差異很大，大多數(shù)微生物只能利用銨鹽、其他含氮鹽、有機含氮化合物作為氮源，而有少數(shù)固氮微生物則能利用分子態(tài)氮作為氮源來合成自身的氨基酸、蛋白質(zhì)。3、能源：凡是能提供微生物生命活動所需能量的物質(zhì)，都稱為能源。例如太陽光的光能，能夠在光合作用下為微生物提供能源。能源因微生物種類不同而各有差別。例如，對異養(yǎng)微生物來說，碳源就是能源；對自養(yǎng)微生物而言，有利用日光作為能源的光能自養(yǎng)菌，化能自養(yǎng)菌則可以氧化無機物來獲得能量。4、生長因子：有些微生物還必須補充微量的有機物質(zhì)才能生長，這些微量有機物質(zhì)叫做生長因子。它們的主要作用是提供微生物細胞重要化學(xué)物質(zhì)（蛋白質(zhì)、核酸和脂質(zhì)）、輔助因子（輔酶、輔基）的組分和參與代謝。生長因子通常包括維生素、氨基酸、堿基、固醇、胺類等。如酵母膏、蛋白胨、麥芽汁、玉米漿、動植物組織或細胞浸液等，都是能夠提供生長因子的天然物質(zhì)。5、無機鹽：它們是組成生命物質(zhì)的必要成分，微生物的生命活動需要元素包括硫、磷、鈉、鉀、鎂、鈣、鐵等，還有某些微量的金屬元素，如鉆、鋅、鉬、鎳、鎢、銅等。這些元素大多以鹽的形式提供給微生物，所以也稱為無機鹽或礦質(zhì)營養(yǎng)。6、水：水是萬物之源，對微生物而言也是一樣。水是微生物細胞的主要化學(xué)成分之一。微生物生命活動中的化學(xué)反應(yīng)絕大多數(shù)是在水中進行的。細胞內(nèi)外物質(zhì)的交換，通常也是溶解在水中進行的。擁有以上6大營養(yǎng)來源，微生物才得以正常生存。經(jīng)常會在網(wǎng)上看到面膜等于細菌培養(yǎng)基的謠言，許多人聽多了也就信了。那為什么會出現(xiàn)這種傳言呢？原因就在于微生物的繁殖是需要營養(yǎng)的，而面膜含有多種的有機物，因此許多人聽信了謠言。在本文最后部分，我將就這個謠言做簡單解釋，在此之前，我們一起探討一下微生物們需要吃什么呢？不同形狀的微生物微生物在生長過程中，需要不斷從外界環(huán)境吸收物質(zhì)，并加以利用，以獲得能量和合成細胞物質(zhì)，這個過程稱為微生物的營養(yǎng)。而被微生物吸收和利用的物質(zhì)，稱為微生物的營養(yǎng)物質(zhì)。營養(yǎng)物質(zhì)(nutrient)：那些能夠滿足微生物機體生長、繁殖和完成各種生理活動所需的物質(zhì)(具有營養(yǎng)功能的物質(zhì)），還包括非常規(guī)物質(zhì)形式的光輻射能在內(nèi)營養(yǎng)(nutrition)：指生物體從外部環(huán)境中攝取對其生命活動必需的能量和物質(zhì)，以滿足正常生長和繁殖需要的一種最基本的生理功能營養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而營養(yǎng)是生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過程。了解微生物營養(yǎng)規(guī)律的目的：可以自覺地、有目的地選用、改造和設(shè)計符合微生物生理要求的培養(yǎng)基，以便進行科學(xué)研究或用于生產(chǎn)實踐。一、微生物細胞的化學(xué)組成為了了解微生物的營養(yǎng)特點，需要我們先知道微生物細胞的化學(xué)組成，如下圖可知微生物細胞的水分的含量最高，剩下的干物質(zhì)主要是各種無機物和有機物。對細胞的成分做化學(xué)元素分析主要元素有碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣、鐵等；微量元素：鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼等。微生物細胞的化學(xué)組成微生物、動物、植物的化學(xué)元素組成基本一致，它們之間存在“營養(yǎng)上的統(tǒng)一性”。二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能微生物的營養(yǎng)物質(zhì)種類繁多，自然界中也有成千上萬種物質(zhì)可被不同微生物利用。根據(jù)營養(yǎng)物質(zhì)的性質(zhì)和作用可分為六種營養(yǎng)要素：碳源、氮源、能源、生長因子、無機鹽和水。營養(yǎng)物質(zhì)培養(yǎng)得到的微生物（一）碳源：一切能滿足微生物生長繁殖所需碳元素的營養(yǎng)物，稱為碳源。微生物細胞含C量約占干重的50%，故又稱為大量營養(yǎng)物。異養(yǎng)微生物：凡必需利用有機C源的微生物。最適C源為：C.H.O型，即糖、有機酸、醇、脂類等。自養(yǎng)微生物：凡以無機C源做主要C源的微生物。雙功能營養(yǎng)物：對一切異養(yǎng)微生物來說，其C源同時又兼做能源。（二）氮源（nitrogensource)：凡能提供微生物生長繁殖所需N元素的營養(yǎng)源。N占細菌干重的12%~15%，是構(gòu)成蛋白質(zhì)和核酸的主要元素；微生物對N源的利用順序：“N.C.H.O”或“N.C.H.O.X”類優(yōu)于“N.H”類，更優(yōu)于“N.O”類，而最不易利用的則是“N”類。微生物營養(yǎng)上需要的氮源物質(zhì)：1）空氣中的分子態(tài)氮；2）無機氮化合物；3）有機氮化合物。（三）能源（energysource):能為微生物生命活動提供最初能量來源的營養(yǎng)物或輻射能。能源譜：1）、化學(xué)物質(zhì)（化能營養(yǎng)型）：以有機物為能源的叫化能異養(yǎng)微生物的能源；以無機物（NH4+、NO2-、S、H2S、H2等）為能源為化能自養(yǎng)微生物的能源。一些原核生物如亞硝酸細菌、硝酸細菌、硫化細菌、硫細菌、氫細菌等。2）、輻射能（光能營養(yǎng)型）：光能自養(yǎng)和異養(yǎng)微生物的能源.光輻射能是單功能營養(yǎng)物（能源）、還原態(tài)的NH4+是雙功能營養(yǎng)物（能源、N源）、氨基酸類則是三功能營養(yǎng)物（C源、N源、能源）（四）生長因子（growthfactor):是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需，但不能用簡單的C、N源自行合成的有機物。需要量很少。狹義的生長因子僅指維生素。但并非每一種微生物都需要外界為它提供生長因子。（1）生長因子自養(yǎng)型微生物（auxoautotrophs)：不需要外界提供任何生長因子。包括多數(shù)真菌、放線菌和不少細菌。（2）生長因子異養(yǎng)型微生物（auxoheterophs):包括各種乳酸菌、動物致病菌、支原體和原生動物等（3）生長因子過量合成型:少數(shù)微生物在其代謝活動中，能合成并分泌某些維生素等生長因子。（五）無機鹽（mineralsalts)或礦質(zhì)元素:大量元素：含量在10-3~10-4范圍內(nèi)的元素微量元素：10-6~10-8培養(yǎng)基最好用K2HPO4和MgSO4(六）水水作為微生物的營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)揮著重要作用：優(yōu)良的溶劑、維持各種生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并參與某些重要的化學(xué)反應(yīng)；水還有其優(yōu)良的理化性質(zhì)能保證微生物的生命活動正常進行；藍細菌還可以利用水中的H來還原CO2。水是生命之源，某種意義上是有依據(jù)的。。三、微生物的培養(yǎng)基培養(yǎng)基是人工配制的，適合微生物生長繁殖或積累代謝產(chǎn)物用的營養(yǎng)基質(zhì)。也就是我們通常說的微生物“吃”的東西。培養(yǎng)基上的細菌菌落培養(yǎng)基幾乎是一切對微生物進行研究和利用工作的基礎(chǔ)。任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物生長所需要六大營養(yǎng)要素。為了研究微生物的生命活動規(guī)律和生產(chǎn)微生物制品，配好培養(yǎng)基是取重要的基礎(chǔ)工作。一個好的培養(yǎng)基要能充分保證微生物生長繁殖和積累代謝產(chǎn)物，為此在配制培養(yǎng)基時，針對微生物的不同營養(yǎng)類型，滿足其六大營養(yǎng)要素，