標題微生物的六類營養要素

營養物質應滿足微生物的生長、繁殖和完成各種生理活動的需要。構成微生物的營養物質有六大類要素，即水、碳源、氮源、無機鹽、生長因子和能源。這些物質對微生物生命活動的主要作用有：供給微生物合成細胞物質的原料，產生微生物在合成反應及生命活動中所需的能量，調節新陳代謝。

1.水 水是微生物的重要組成部分，在代謝中占有重要地位。其存在形式有結合水和游離水兩種。結合水與溶質或其他分子結合在一起，很難利用它們；游離水是菌體內重要的溶劑，參與一系列的生化反應。只有溶于水，菌體所需要的營養物質才能進入細胞，代謝產物才能排出體外。另外水也可以直接參加代謝過程，如蛋白質、碳水化合物和脂肪的水解作用都是在水的參與下進行的。

2.碳源 碳在微生物細胞的干物質中約占50%，所以微生物對碳的需求最大。凡是作為微生物細胞結構或代謝產物中碳架來源的營養物質，統稱為碳源。能作為微生物營養的碳源物質種類很多，從簡單的無機碳化物（二氧化碳、碳酸鹽等）到結構復雜的有機碳化物（糖及糖的衍生物、脂類、醇類、有機酸、芳香化合物及各種含碳化合物等）。微生物在利用碳源物質時具有選擇性，一般來說，糖類是微生物良好的碳源，但不同種類的微生物對不同糖類物質的利用也有差異。如當葡萄糖和半乳糖在同一培養基時，大腸桿菌首先利用的是葡萄糖，當葡萄糖消耗完之后才利用半乳糖。此外，微生物的種類不同，利用碳源的能力也有差異，如假單胞菌屬可利用90種以上的碳源，甲烷氧化菌僅能利用2種有機物———甲烷和甲醇，某些纖維素分解菌只能利用纖維素。

3.氮源 氮源物質為微生物提供氮素，這類物質主要用來合成細胞中的含氮物質，是組成核酸和蛋白質的重要元素，對微生物的生長發育起著重要作用。不同種類的微生物對氮源的需要也不同，某些固氮微生物，可以利用分子態氮作為氮源合成自身所需的氨基酸和蛋白質。此外，有些光合細菌、藍藻和真菌也有固氮作用。許多腐生微生物和病原微生物不能固氮，一般以銨鹽或其他含氮鹽為氮源，其中硝酸鹽必須先還原為氨根離子后，才能用于生物合成。能被微生物利用的氮源物質主要有蛋白胨及其各級降解產物，工業上常用黃豆餅粉、花生餅粉和魚粉等作為氮源。

4.無機鹽 無機鹽也是微生物生長不可缺少的一類營養物質，它們的主要功能有：①作為細胞的組成成分；②作為酶的組成成分；③維持酶的活性；④調節細胞的滲透壓。微生物生長所需的無機鹽一般有磷酸鹽、硫酸鹽、氯化物及含有鉀、鈉、鈣、鎂、鐵等金屬元素的化合物。微生物對它們的需求量較大，稱為“主要元素”。沒有它們微生物就無法生長。此外，在微生物生長過程中還需要一些微量元素（指在微生物生長過程中起重要作用，而機體對這些元素需要量極其微小的元素），如錳、銅、鈷、鋅、鉬等，它們的需要量雖然極微，但往往能強烈地刺激微生物的生命活動，多參與酶的組成或使酶活化。不同微生物對以上各種元素的需求量也不相同，鐵元素介于主要元素和微量元素之間。在配制培養基時，可通過添加有關化學試劑來補充主要元素，其中首選磷酸氫二鉀和硫酸鎂。微量元素在一些化學試劑、天然水和天然培養基組分中都以雜質等狀態存在，在玻璃器皿等實驗用品上也有少量存在，所以不必另行加入。

5.生長因子 是指微生物生長時不可缺少但自身又不能合成的微量有機物質，主要包括維生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶及它們的衍生物等。各種微生物所需的生長因子的種類和數量是不同的。自養微生物和一些異養微生物本身可以合成這類物質，以滿足自身生長繁殖的需要。而大多數異養微生物特別是病原微生物則需要一種甚至數種生長因子，才能正常發育。有時對某些微生物生長所需生長因子的本質不清楚時，通常在培養基中加入酵母膏、牛肉膏及動植物組織液等天然物質即可以滿足需要。

6.能源 微生物的生命活動也需要能量，也是為微生物的生命活動提供最初能量來源的物質，包括一些營養物質和輻射能。如大部分的碳源物質在細胞內進行生化反應過程中能為微生物提供維持生命活動所需的能源，少數微生物能利用銨鹽及硝酸鹽作為能源，而一些自養菌常常利用光能把無機物質或簡單有機物質合成復雜的有機物質組成自身的成分。在微生物的營養要素中，有些要素僅有一種功能，有些則具有多種功能。如光照僅提供能量，而氨基酸和蛋白質具有氮源、碳源和能源三種功能。根據微生物所需碳源和能源的不同，將其分成以下營養類型（表3-4）。

上述四大營養類型的劃分并不是絕對的，在自養型與異養型之間，在光能與化能之間都有中間過渡類型存在。