(一)水分

水分是微生物細(xì)胞的主要組成成分，大約占鮮重的70%～90%.不同種類微生物細(xì)胞含水量不同.同種微生物處于發(fā)育的不同時(shí)期或不同的環(huán)境其水分含量也有差異，幼齡菌含水量較多，衰老和休眠體含水量較少.微生物所含水分以游離水和結(jié)合水兩種狀態(tài)存在，兩者的生理作用不同.結(jié)合水不具有一般水的特性，不能流動(dòng)，不易蒸發(fā)，不凍結(jié)，不能作為溶劑，也不能滲透.游離水則與之相反，具有一般水的特性，能流動(dòng)，容易從細(xì)胞中排出，并能作為溶劑，幫助水溶性物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞.微生物細(xì)胞游離態(tài)的水同結(jié)合態(tài)的比例為4：1.

微生物細(xì)胞中的結(jié)合態(tài)水約束于原生質(zhì)的膠體系統(tǒng)之中，成為細(xì)胞物質(zhì)的組成成份，是微生物細(xì)胞生活的必要條件.游離水是細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)和排出代謝產(chǎn)物的溶劑及生化反應(yīng)的介質(zhì);一定量的水分又是維持細(xì)胞滲透壓的必要條件.由于水的比熱高又是熱的良導(dǎo)體，能有效地調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的溫度.微生物如果缺乏水分，則會(huì)影響代謝作用的進(jìn)行.

(二)碳源物質(zhì)

凡是可以被微生物利用，構(gòu)成細(xì)胞代謝產(chǎn)物碳素來源的物質(zhì)，統(tǒng)稱為碳源物質(zhì).碳源物質(zhì)通過細(xì)胞內(nèi)的一系列化學(xué)變化，被微生物用于合成各代謝產(chǎn)物.微生物對碳素化合物的需求是極為廣泛的，根據(jù)碳素的來源不同，可將碳源物質(zhì)分為無機(jī)碳源物質(zhì)和有機(jī)碳源物質(zhì).糖類是較好的碳源，尤其是單糖(葡萄糖，果糖)，雙糖(蔗糖，麥芽糖，乳糖)，絕大多數(shù)微生物都能利用.此外，簡單的有機(jī)酸，氨基酸，醇，醛，酚等含碳化合物也能被許多微生物利用.所以我們在制作培養(yǎng)基時(shí)常加入葡萄糖，蔗糖作為碳源.淀粉，果膠，纖維素等，這些有機(jī)物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)分解代謝提供小分子碳架外，還產(chǎn)生能量供合成代謝需要的能量，所以部分碳源物質(zhì)既是碳源物質(zhì)，同時(shí)又是能源物質(zhì).

在微生物發(fā)酵工業(yè)中，常根據(jù)不同微生物的需要，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.這類碳源往往包含了幾種營養(yǎng)要素.

(三)氮源物質(zhì)

微生物細(xì)胞中大約含氮5%～13%，它是微生物細(xì)胞蛋白蛋和核酸的主要成分.氮素對微生物的生長發(fā)育有著重要的意義，微生物利用它在細(xì)胞內(nèi)合成氨基酸和堿基，進(jìn)而合成蛋白質(zhì)，核酸等細(xì)胞成分，以及含氮的代謝產(chǎn)物.無機(jī)的氮源物質(zhì)一般不提供能量，只有極少數(shù)的化能自養(yǎng)型細(xì)菌如硝化細(xì)菌可利用銨態(tài)氮和硝態(tài)氮在提供氮源的同時(shí)，通過氧化產(chǎn)生代謝能.

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