【正文】 從而獲得菌體密度高、生長(zhǎng)速度恒定的微生物細(xì)胞的連續(xù)培養(yǎng)液。有的微生物在這時(shí)產(chǎn)生抗生素等次生代謝產(chǎn)物；對(duì)于芽孢桿菌，芽孢釋放往往也發(fā)生在這一時(shí)期。穩(wěn)定期的微生物，在數(shù)量上達(dá)到了最高水平，產(chǎn)物的積累也達(dá)到了高峰。又叫最高生長(zhǎng)期或恒定期。同種細(xì)菌，營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基，其代時(shí)就短，反之則長(zhǎng)。 影響微生物對(duì)數(shù)期增代時(shí)間的因素較多，主要有： ①菌種。 在對(duì)數(shù)期中，以下三個(gè)參數(shù)尤為重要。 ⑵對(duì)數(shù)期 (logarithmic phase)。一般采用 3％～ 8％的接種量，根據(jù)生產(chǎn)上的具體情況而定， 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 二 .微生物的群體生長(zhǎng)規(guī)律 最高不超過(guò) 10％。因?qū)?shù)期的菌體生長(zhǎng)代謝旺盛，繁殖力強(qiáng)，抗不良環(huán)境和噬菌體的能力強(qiáng)，采用對(duì)數(shù)期的菌體作種子，延滯期就短。延滯期細(xì)胞數(shù)目不增加， 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 二 .微生物的群體生長(zhǎng)規(guī)律 甚至還可能減少。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 二 .微生物的群體生長(zhǎng)規(guī)律 根據(jù)微生物的生長(zhǎng)速率常數(shù) (growth rate constant)，即每小時(shí)的分裂代數(shù)的不同，一般把典型的生長(zhǎng)曲線粗分為延滯期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期四個(gè)時(shí)期。 ㈠典型的生長(zhǎng)曲線 微生物生長(zhǎng)繁殖的速度非常快，一般細(xì)菌在適宜的條件下， 20～30min就可以分裂一次。用刻度吸管取一定的樣品液于濾紙上或浸取樣品液，置于密封包裝袋中， 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 一 .微生物生長(zhǎng)量的測(cè)定方法 經(jīng)短期培養(yǎng)，在濾紙上就會(huì)出現(xiàn)一定密度的玫瑰紅色微小菌落。 ②液體稀釋法。 ①平板菌落計(jì)數(shù)法。詳細(xì)方法見實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。將已知顆粒(例如霉菌的孢子或紅細(xì)胞等 )濃度的液體與待測(cè)細(xì)胞濃度的菌液按一定比例均勻混合，然后鏡檢各自的數(shù)目，求出未知菌液中的細(xì)胞濃度。 直接法即是在顯微鏡下直接觀察細(xì)胞并進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法。在可見光 450～ 650nm波長(zhǎng)內(nèi)均可測(cè)定。 微生物在液體培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，由于原生質(zhì)含量的增加，引起培養(yǎng)物混濁度的增高。微生物新陳代謝的結(jié)果，必然要消耗或產(chǎn)生一定量的物質(zhì)，以表示微生物的生長(zhǎng)量。 與生長(zhǎng)量相平行的生理指標(biāo)很多，它們均可用作生長(zhǎng)測(cè)定的相對(duì)值。 采用離心法或過(guò)濾法測(cè)定，一般干重為濕重的 10％～ 20％。 ①測(cè)體積。 個(gè)體生長(zhǎng) → 個(gè)體繁殖 → 群體生長(zhǎng) 群體生長(zhǎng) =個(gè)體生長(zhǎng) +個(gè)體繁殖 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 一 .微生物生長(zhǎng)量的測(cè)定方法 微生物特別是單細(xì)胞微生物，體積很小，個(gè)體生長(zhǎng)很難測(cè)定，意義也不大。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 第二節(jié) 微生物的生長(zhǎng) 微生物在適宜的外界環(huán)境條件下，不斷地吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并按自身的代謝方式進(jìn)行新陳代謝，如同化作用大于異化作用，其結(jié)果是原生質(zhì)的總量 (包括重量、體積、大小 )不斷地增加，稱為微生物的生長(zhǎng)現(xiàn)象。 ①選擇性培養(yǎng)基 (selected medium)。 ⑵半固體培養(yǎng)基 (semisolid medium) 在凝固性固體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基呈現(xiàn)在容器倒放時(shí)不致流下，但劇烈振蕩后能成破散的狀態(tài)，這種固體培養(yǎng)基即稱半固體培養(yǎng)基，瓊脂一般添加％。 是一種堅(jiān)韌且?guī)в袩o(wú)數(shù)微孔的醋酸纖維薄膜。 ②非可逆性凝固培養(yǎng)基。 外觀呈固體狀態(tài)的培養(yǎng)基，叫固體培養(yǎng)基。 ③半組合培養(yǎng)基 (semidefined medium)。 ①天然培養(yǎng)基 (plex medium；undefined medium)。 微生物在等滲的溶液中生長(zhǎng)最好；在低滲的溶液中微生物細(xì)胞會(huì)吸水膨脹破裂；在高滲的溶液中會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離，均不利于微生物的生長(zhǎng)。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 四 .培養(yǎng)基 這種通過(guò)培養(yǎng)基內(nèi)添加成分發(fā)揮的調(diào)節(jié)作用，就叫做 pH的內(nèi)在調(diào)節(jié)。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 四 .培養(yǎng)基 各種微生物有它們的最適生長(zhǎng)pH范圍。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 四 .培養(yǎng)基 嚴(yán)格地講， C/N比是指微生物培養(yǎng)基中所含的碳源中碳原子的摩爾數(shù)與氮源中氮原子的摩爾數(shù)之比，如理解為某碳源的重量與某氮源的重量之比就不妥。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 四 .培養(yǎng)基 這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是確定培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物的濃度和比例的重要依據(jù)。 ⑵營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)。所以，任何培養(yǎng)基都應(yīng)具備微生物所需要的六大營(yíng)養(yǎng)元素，而且比例是合適的。 ㈣基團(tuán)移位 基團(tuán)移位 (group translocation)是另一種類型的主動(dòng)運(yùn)送。促進(jìn)擴(kuò)散只對(duì)生長(zhǎng)在高營(yíng)養(yǎng)濃度下的微生物發(fā)揮作用。 單純擴(kuò)散不是微生物細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要方式，因?yàn)榧?xì)胞既不能通過(guò)這種方式來(lái)選擇必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也不能逆濃度運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 三 .營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式 一般認(rèn)為，細(xì)胞膜以四種方式控制物質(zhì)的運(yùn)送，即單純擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)送和基團(tuán)移位。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 二 .微生物的營(yíng)養(yǎng)類型 ㈢光能異養(yǎng)型（光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)微生物） 能源 :光能 ,碳源 :CO2，以有機(jī)物為供體以還原 CO2合成有機(jī)物。 專性寄生：只能單一的營(yíng)寄生生活。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 二 .微生物的營(yíng)養(yǎng)類型 通常依據(jù)微生物獲取能源和碳源的方式，可以區(qū)分為光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)、光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)、化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)和化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng) 4種不同的營(yíng)養(yǎng)類型。一般微生物生長(zhǎng)所需要的無(wú)機(jī)鹽濃度在 103～ 104mol?L1范圍內(nèi)的，可稱為常量元素，例如磷、硫、鉀、鎂、鈣、鈉和鐵等。最突出的是生產(chǎn)維生素的阿舒假囊酵母(Eremothecium ashbya)，其 B2產(chǎn)量可達(dá) ，棉阿舒囊霉 (Ashbya gossypii)也生產(chǎn)維生素 B2，謝氏丙酸菌(Propionibacterium shermanii)生產(chǎn)維生素 B12。 ⑵生長(zhǎng)因子異養(yǎng)型微生物(auxoheterotrophs)。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 一 .微生物的六大營(yíng)養(yǎng)素 有機(jī)物常有雙功能或三功能，如“N ??O” 類營(yíng)養(yǎng)物常是異養(yǎng)微生物的能源、碳源兼氮源。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 一 .微生物的六大營(yíng)養(yǎng)素 ③有機(jī)氮化合物，大多數(shù)寄生性微生物和一部分腐生性微生物需要有機(jī)氮化合物 (如蛋白質(zhì)、氨基酸 )為必須的氮素營(yíng)養(yǎng)，這類微生物可稱 “ 氨基酸異養(yǎng)型微生物 ” 。一般說(shuō)來(lái)，異養(yǎng)微生物對(duì)氮源利用的順序是 “N ?C?H?O” 或“N ?C?H?O?X” 類優(yōu)于 “N ?H” 類，更優(yōu)于 “N ?O” 類，而最不易被利用的則是“N” 類。這類碳源往往包含了幾種營(yíng)養(yǎng)要素，只是其中各要素的比例不一定適合各種微生物的要求罷了。這時(shí)，可認(rèn)為碳源是一種雙功能的營(yíng)養(yǎng)物。 微生物的碳源譜雖然很廣，但對(duì)異養(yǎng)微生物來(lái)說(shuō)，其最適碳源是“C ?H?O” 型。微生物的營(yíng)養(yǎng)物可為它們正常生命活動(dòng)提供結(jié)構(gòu)物質(zhì)、能量、代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)和良好的生理環(huán)境。第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 食品微生物學(xué) 伍國(guó)明 副教授 075785505558(O) 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院 食品科學(xué)與工程系 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 微生物學(xué) 本課程曾獲： 2023:佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院首屆十優(yōu)課程 2023:佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院教學(xué)成果一等獎(jiǎng) 2023:廣東省教育廳高等學(xué)校電課三等獎(jiǎng) 2023.:廣東省教育廳優(yōu)秀教學(xué)軟件獎(jiǎng)三等獎(jiǎng) 2023:佛山市直院校計(jì)算機(jī)軟件制作比賽一等獎(jiǎng) 2023.:佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院教學(xué)成果一等獎(jiǎng) 2023:廣東省教育廳計(jì)算機(jī)教育軟件三等獎(jiǎng) 2023:廣東省教育廳高校 “151工程 ”教改項(xiàng)目 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng) 微生物與其他生物一樣，需要不斷地從生長(zhǎng)的外部環(huán)境中吸取所需要的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，合成自身的細(xì)胞物質(zhì)和提供機(jī)體進(jìn)行各種生理活動(dòng)所需要的能量，才能使機(jī)體進(jìn)行正常的生長(zhǎng)與繁殖，保證其生命的連續(xù)性。在微生物學(xué)中，還包括光能這種非物質(zhì)形式的能源在內(nèi)。凡能利用無(wú)機(jī)碳源的微生物，則是自養(yǎng)微生物。對(duì)異養(yǎng)微生物來(lái)說(shuō)，它的碳源同時(shí)又充作能源。 在微生物發(fā)酵工業(yè)中，常根據(jù)不同微生物的營(yíng)養(yǎng)需要，利用各種農(nóng)副產(chǎn)品如玉米粉、米糠、麥麩、馬鈴薯、甘薯以及各種野生植物的淀粉，作為微生物生產(chǎn)廉價(jià)的碳源。 微生物的氮源譜有許多特點(diǎn)，與碳源相似，微生物的氮源譜也大大廣于動(dòng)物或植物。它們能把非氨基酸的簡(jiǎn)單氮源 (如尿素、銨鹽、硝酸鹽和氮?dú)?)自行合成所需要的氨基酸，可稱為“ 氨基酸自養(yǎng)型微生物 ” 。 異養(yǎng)微生物的能源就是其碳源，因此，微生物的能源就顯得十分簡(jiǎn)單：化能自養(yǎng)微生物的能源物質(zhì)都是一些還原態(tài)的無(wú)機(jī)物質(zhì)，例如， NH4+、N02+、 S、 H2S、 H2和 Fe2+等 ,能氧化利用這些物質(zhì)的微生物都是細(xì)菌。廣義的生長(zhǎng)因子除了維生素外，還包括堿基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺類、 C4C6的分枝或直鏈脂肪酸， 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 一 .微生物的六大營(yíng)養(yǎng)素 以及需要量較大的氨基酸；狹義的生長(zhǎng)因子一般僅指維生素。 有些微生物在其代謝活動(dòng)中， 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 一 .微生物的六大營(yíng)養(yǎng)素 會(huì)合成出大量的維生素及其他生長(zhǎng)因子，因此，它們可以作為維生素等的生產(chǎn)菌。這些金屬元素在機(jī)體中的生理作用：參與酶的組成、調(diào)節(jié)酶的活性、維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、調(diào)節(jié)與維持細(xì)胞的滲透壓平衡、控制細(xì)胞的氧化還原電位和作為某些微生物生長(zhǎng)的能源物質(zhì)等。水的生理功能：①水是微生物細(xì)胞的重要組成成分，占活細(xì)胞總量的 90％左右； 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 一 .微生物的六大營(yíng)養(yǎng)素 ②機(jī)體內(nèi)的一系列生理生化反應(yīng)都離不開水；③營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收與代謝產(chǎn)物的分泌都是通過(guò)水來(lái)完成的；④水的比熱高，又是熱的良好導(dǎo)體，因而能有效地吸收代謝過(guò)程中放出的熱，并迅速地散發(fā)出去，避免細(xì)胞內(nèi)溫度突然升高，故能有效地控制溫度的變化。 寄生性：寄生于活的有機(jī)體內(nèi)獲取營(yíng)養(yǎng)（營(yíng)寄生生活）。以無(wú)機(jī)物為供 H體，以還原二氧化碳合成細(xì)胞有機(jī)物質(zhì)，藻類和蘭細(xì)菌及高等植物具有光合作用。據(jù)目前所知，細(xì)胞壁起的作用不大，僅僅是簡(jiǎn)單地排阻分子量過(guò)大 (600u)的溶質(zhì)進(jìn)入，而起作用的是磷脂雙分子層和嵌合蛋白分子的細(xì)胞膜，它成為控制營(yíng)養(yǎng)物進(jìn)入和代謝產(chǎn)物排出的主要屏障 。一般分子量小、脂溶性、極性小的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)容易吸收， 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 三 .營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式 例如氧、二氧化碳、乙醇和某些氨基酸分子，是由高濃度的胞外環(huán)境向低濃度的胞內(nèi)環(huán)境擴(kuò)散。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 三 .營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式 此類載體蛋白類似于酶的作用特性，而且必須是誘導(dǎo)產(chǎn)生的。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 三 .營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式 載體蛋白與被運(yùn)送物質(zhì)之間親和力大小的改變是由于載體蛋白構(gòu)型變化而引起的。 第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng) 四 .培養(yǎng)基 培養(yǎng)基 (medium和 culture medium)是人工配制的適合于不同微生物生長(zhǎng)繁殖或積累代謝產(chǎn)物的混合營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。