一、微生物

        自古以來，人類在日常生活和生產實踐中，已經覺察到微生物的生命活動及其所發生的作用。中國利用微生物進行釀酒的歷史，可以追溯到4000多年前的龍山文化時期，北魏賈思勰（xie）的《齊民要術》（533～544）中，列有谷物制曲、釀酒、制醬、造醋和腌菜等方法。

        17世紀，荷蘭人列文虎克用自制的簡易顯微鏡第一次發現細菌，之后德國、意大利的科學家發現更多的細菌種類。進入19世紀，法國科學家巴斯德對微生物生理學的研究奠定現代微生物學基礎。人們逐漸開始利用微生物進行乙醇、丙酮、丁醇、甘油、各種有機酸、氨基酸、蛋白質、油脂等的工業化生產，及醫用抗生素、動植物病害防治和食品保藏等方面的應用。

       發展到現在微生物已經形成一門獨立學科，是現代基因工程、細胞工程、酶工程及發酵工程的理論與技術基礎，也是生物類專業發展及農林業現代化的重要基石之一。

       微生物包括細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動物如放線菌、立克次體、支原體、衣原體、螺旋體等。影響微生物繁殖的主要物質就是微生物營養素。微生物營養素包括碳源、氮源、無機鹽、生長因子和水。

1、碳源

        碳是微生物細胞需要量最大的元素，占細胞干重的50%。能提供微生物營養所需碳素或碳架的營養物質稱為碳源。

2、氮源

        氮是微生物細胞蛋白蛋和核酸的主要成分。氮素對微生物的生長發育有著重要的意義,微生物利用它在細胞內合成氨基酸和堿基,進而合成蛋白質,核酸等細胞成分,以及含氮的代謝產物。本文將詳細介紹氮源在微生物發酵培養中的作用。

3、無機鹽

        無機鹽是構成細胞的組成成分、作為酶的組成成分、 維持酶的活性、調節細胞的滲透壓、氫離子濃度和氧化還原電位以及作為某些自氧菌的能源。

4、生長因子

        生長因子主要促進微生物的生長。

5、游離水

        水作為細胞吸收營養物質和排出代謝產物的溶劑及生化反應的介質、一定量的水分又是維持細胞滲透壓的必要條件、由于水的比熱高又是熱的良導體,能有效地調節細胞內的溫度。

二、氮源

        氮源是指構成微生物細胞和代謝產物中的氮素的營養物質，能提供微生物生長繁殖所需氮元素，是構成生物體的蛋白質、核酸及其他氮素化合物的主要材料。

 1. 氮源的種類

        常用的氮源有有機氮源和無機氮源兩大類。動物和一部分細菌，主要利用有機氮化合物作為氮源。作為植物的氮源最重要的是無機化合物的硝酸鹽和氨鹽。硝酸鹽一般需還原成氨鹽后才能進入有機體中， 但由于生物的性質和環境條件的不同，作為氮源來說，有時氨鹽適宜，有時硝酸鹽適宜。如濃度適宜，亞硝酸鹽、羥胺等也可作為氮源。作為氮源的有機化合物有氨基酸、酰胺和胺等。特殊的細菌，也有時需要以極其特殊的氮素化合物作為唯一的氮源來進行培養。有機氮一般有各種餅粉、植物動物浸粉、酵母提取物、蛋白胨和乳清等,無機氮有銨鹽和尿素等。

        微生物可以同時使用無機氮源和有機氮源，盡管個別微生物有時傾向于使用其中一種。對有機食品的偏好可能僅僅表明對有機食品中所含的一種或其他氨基酸或維生素的需求。只有在必要時，氨基酸和維生素可以單獨添加到含無機物的營養培養基中，但這很昂貴，因此僅限于小規模的生物過程。

2. 有機氮源

        有機氮源除含有豐富的蛋白質、肽類、游離的氨基酸以外，還含有少量的糖類、脂肪、無機鹽和生長因子等，是較理想的營養物質。微生物在有機氮源的培養基中，可以直接利用游離氨基酸或其他有機化合物的碳架，合成用于構成細胞的蛋白質和其他細胞物質。

        花生餅粉、黃豆餅粉、棉子餅粉、玉米漿、酵母粉、魚粉、蠶蛹粉、蛋白胨、酵母浸出液、麩皮、廢菌絲體蛋等都是工業發酵常用的有機氮源。蛋白胨多由動物組織和植物(酸或酶)水解制備的。在發酵過程中，酵母浸粉和蛋白胨已被視為必需營養物質，為達到最佳發酵效果，兩者總是會搭配使用。

        酵母浸粉蛋白分子與蛋白胨分子相比較小，水解物分子量介于月示?和肽之間，小分子的酵母浸粉有利于菌體吸收，促進菌體生長，蛋白胨的使用則利于產物穩定期的延長，促進產物代謝，大分子蛋白質有利于刺激蛋白的表達，促進產物代謝。發酵培養基一般是選用含有快速和慢速利用的混合氮源。

        有機氮源在發酵培養基中除提供氮源外，有些有機氮源還提供大量的無機鹽及生長因子，誘導某些酶的產生，提高新陳代謝率。

1. 無機氮源

        常用的無機氮源包括各種銨鹽、硝酸鹽、尿素和氨水等。

在發酵培養基中，氮主要以還原形式存在于細胞的有機化合物中，主要以氨基形式存在。

大多數光合作用生物體以氧化無機狀態同化這種元素，如硝酸鹽和硫酸鹽。許多非光合作用的細菌和真菌也能從硝酸鹽和硫酸鹽滿足對氮和硫的需求。有些微生物不能使一種或兩種陰離子還原，必須以還原形式提供這些元素。在這種情況下，氮可以以氨鹽的形式供應，硫可以以硫化物或含有巰基的有機化合物半胱氨酸的形式供應。

        有機營養物質如氨基酸和更復雜的蛋白質降解產物如蛋白胨也可以提供還原形式的氮和硫以及碳和能量。

2. 氮源作用

        氮是許多生命必需的重要成分化學成分，是構成DNA的基石，也是構成氨基酸的重要元素，當它們結合在一起就形成了酶，驅動生命所有的生化反應。對于大多數生物來說，固定的氮源是合成蛋白質、核酸和其他細胞成分所必需的成分。根據生物體的酶能力，氮可以以大量蛋白質的形式提供，如豆粕;或以消解的多肽形式，如蛋白胨或胰蛋白酶;或者作為以氨或硝酸鹽形式。

        總之，在工業發酵領域使用越來越多復雜的有機氮源，其主要是農業和食品加工工業的副產品，如玉米漿、干蒸餾液、酵母、魚或骨粉、玉米胚芽或面筋粉、蛋白胨、水解物和酪蛋白、酵母、棉籽、牛奶蛋白等。北京鴻潤寶順作為成立十多年的培養基原料廠家，生產各種有機氮源，同時這些氮源還富含許多其他營養物質，滿足各種微生物培養的需求，并且價格合理，成為微生物發酵行業廠家的主要選擇，歡迎各界朋友來