有機(jī)氮源在微生物發(fā)酵中的應(yīng)用分析

趙迎迎

摘要：科技在進(jìn)步，生物技術(shù)也在不斷的發(fā)展著。有機(jī)氮源作為一種富含維生素和礦物質(zhì)的有機(jī)物，能夠?yàn)槲⑸锇l(fā)酵種子培養(yǎng)供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)成分，因此利用有機(jī)氮源來進(jìn)行微生物發(fā)酵的優(yōu)勢(shì)也越來越顯著。本文通過對(duì)有機(jī)氮源的主要類型進(jìn)行介紹，分析其在微生物發(fā)酵中的應(yīng)用，以便于進(jìn)一步研究有機(jī)氮源，并進(jìn)行發(fā)展。

關(guān)鍵詞：有機(jī)氮源;微生物發(fā)酵;應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】G644.5 ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】2107-2306（2021）07--01

氮源對(duì)于微生物發(fā)酵來說，主要性營(yíng)養(yǎng)的作用明確。性質(zhì)不同，劃分的出來的也不同，因此氮源可以分為有機(jī)氮源和無機(jī)氮源。因?yàn)橛袡C(jī)氮源的作用更重要，可以直接參與到微生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)氨脫氨作用，和無機(jī)氮源放在一起比較的話，它的利用速度相對(duì)慢一些，所以也被叫做遲效氮源。像酵母粉、蛋白胨、玉米漿等就是我們比較常見的有機(jī)氮源，其中運(yùn)用最廣的是酵母類氮源，它在發(fā)酵行業(yè)可謂是風(fēng)生水起，乳酸菌發(fā)酵、生物防腐劑等這些詞，相信大家都不陌生。

一、常見的有機(jī)氮源

（一）酵母粉

酵母粉也分為兩種，一種是天然酵母粉，一種是酵母浸粉。顧名思義，天然酵母粉是自然繁殖產(chǎn)生的，是健康、無污染的。酵母菌一般會(huì)附在花朵、果實(shí)或者谷物上。比如說它附著在花朵上，它的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)就是由花朵來決定。酵母浸粉呢就屬于人工制造，在專門的條件下，把面包酵母自溶或者用酶法進(jìn)行破壁，等蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分釋放和降解后，用干燥、濃縮等方法使其變成粉末狀，方便吸收和使用。

（二）蛋白胨

作為常見的氮源--蛋白胨，它的種類較多，微生物需要的營(yíng)養(yǎng)源不一樣，其營(yíng)養(yǎng)成分也不一樣。針對(duì)指定菌種而言，需要最佳的蛋白胨來保障細(xì)胞生長(zhǎng)的需求。蛋白胨主要是由多肽與多種氨基酸組成，需要通過水解后才能發(fā)揮用處，不同程度的水解對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生不同的作用。

究其來源，我們可以把蛋白胨分為3種類型，為植物型、動(dòng)物型、微生物型。我們經(jīng)常聽說的大豆蛋白胨就是植物型的典范、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足，是細(xì)胞茁壯生長(zhǎng)的“得力助手”，像科研、醫(yī)藥、微生物發(fā)酵就經(jīng)常提及到它。需要注意的是，每種物質(zhì)之間都是相輔相成的作用。比如說：微生物進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖的時(shí)候就需要酵母浸粉和蛋白胨進(jìn)行配合使用。酵母浸粉幫助菌體吸收蛋白分子，蛋白胨維護(hù)其生長(zhǎng)繁殖的穩(wěn)定性。

（三）玉米漿

日常生活免不了玉米的存在。那玉米漿呢？玉米漿是使用濕磨法生產(chǎn)玉米淀粉時(shí)所產(chǎn)生的副產(chǎn)物，富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)菌體生長(zhǎng)有很大的好處，還能促進(jìn)發(fā)酵產(chǎn)酸和糖酸的轉(zhuǎn)化率，最重要的是它的成本很低。雖然玉米漿比較常用，但是它的利用率其實(shí)是比較低的。因?yàn)楣に囀褂?、生產(chǎn)時(shí)間、儲(chǔ)存條件及運(yùn)輸過程的不同，都會(huì)對(duì)微生物發(fā)酵的后續(xù)產(chǎn)生影響。比如說：在大腸桿菌發(fā)酵積累乳酸的過程中，我們使用玉米漿為主要的培養(yǎng)基，將無機(jī)鹽換下來，發(fā)現(xiàn)乳酸的積累量明顯的上升了。在將來的發(fā)展中，玉米漿可以利用自身成本低這個(gè)特性，降低微生物發(fā)酵的成本，進(jìn)一步擴(kuò)大發(fā)展范圍。

二、其他有機(jī)氮源

除了以上我們?nèi)粘１容^常用的有機(jī)氮源外，還有花生餅粉、黃豆餅粉、豆粕水解液這些氮源。

在詳細(xì)的微生物發(fā)酵的過程中，可以使用花生餅粉來生產(chǎn)α-淀粉酶，而花生餅粉也可以添加到食品中進(jìn)一步提升食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。此外，花生餅粉也可以用在枯草芽孢桿菌、米曲霉的生產(chǎn)中，其產(chǎn)生的淀粉酶利用率相對(duì)較高。

黃豆餅粉和黃豆粉，根據(jù)生產(chǎn)工藝不用嚴(yán)格來說是兩種產(chǎn)物。黃豆粉是黃豆經(jīng)過浸泡后進(jìn)行粉碎后的粉。黃豆餅粉是把黃豆的豆油榨干以后，用剩下的豆粕處理后粉碎烘干的粉。通常在培養(yǎng)真菌的時(shí)候會(huì)加入黃豆餅粉，它能促使產(chǎn)生孢子，能幫助生產(chǎn)活動(dòng)的順利開展。

通過使用豆粕水解液作為氮源，能滿足發(fā)酵需要的氨基酸要求，為生產(chǎn)纈氨酸等的發(fā)酵，進(jìn)一步給到營(yíng)養(yǎng)成分，并且減少發(fā)酵的時(shí)常。需要注意的是，豆粕水解液的成本相對(duì)來說比較高，研究時(shí)通常利用玉米漿來代替，降低生產(chǎn)成本。

三、酵母類有機(jī)氮源在微生物發(fā)酵中的應(yīng)用

（一）透明質(zhì)酸生產(chǎn)

透明質(zhì)酸：一種種酸性粘糖，在動(dòng)物和人體的各個(gè)部分廣泛地存在著。它跟蛋白質(zhì)、核酸一樣，都是生命過程中的基本物質(zhì)。人從嬰兒時(shí)期到老年，人體透明質(zhì)酸的含量也在隨著年齡的變化而減少。因此，為了補(bǔ)充人體機(jī)能所需，科學(xué)們致力于研究生產(chǎn)大批量跟人體內(nèi)透明質(zhì)酸極度同源的透明質(zhì)酸。在透明質(zhì)酸的發(fā)酵中，大多會(huì)使用到酵母菌膏，因其含有大量多肽以及維生素等物質(zhì)。有研究表明，跟蛋白胨、玉米漿進(jìn)行對(duì)比，用酵母浸膏作為氮源可以讓菌株更好的生長(zhǎng)。

（二）生物防腐劑

乳酸鏈球菌素和納他霉素的生產(chǎn)是酵母有機(jī)氮源在生物防腐劑中的典型應(yīng)用。乳酸鏈球菌素的安全性是極高的，它是由34個(gè)氨基酸組成的，而且無毒無害，適用于食品防腐。但是乳酸鏈球菌素的生產(chǎn)成本比較高，售價(jià)一般高于化學(xué)防腐劑。納他霉素是由鏈霉菌發(fā)酵而成的。有實(shí)驗(yàn)研究表明，在納他霉素發(fā)酵的階段使用復(fù)合氮源，利用酵母提取物為速效氮源，剩余有機(jī)氮源可作為遲效氮源使用，在通過專門的比例復(fù)合，效果事半功倍。

（三）乳酸菌發(fā)酵

乳酸菌是發(fā)酵糖類中的主要產(chǎn)物總稱，乳酸發(fā)酵使用產(chǎn)乳酸菌（主要來自乳酸桿菌屬）以及一些酵母。這些細(xì)菌能夠分解食物中的糖分，形成乳酸，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生酒精或二氧化碳。作為化能異養(yǎng)微生物的乳酸菌，其大部分對(duì)生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)條件的要求很嚴(yán)格，酵母提取物中含有多肽、維生素等等，可作為發(fā)酵培養(yǎng)基的主要內(nèi)容。當(dāng)我們用固態(tài)法來進(jìn)行白酒的發(fā)酵時(shí)，乳酸菌能起到促進(jìn)美拉德反應(yīng)的作用，對(duì)釀酒發(fā)酵有幫助，并且能保護(hù)釀酒的微生態(tài)環(huán)境。

（四）抗生素

土霉素和阿維菌素是酵母有機(jī)氮源在抗生素的發(fā)酵中最具代表性的兩種典型。土霉素是四環(huán)素類的一種廣譜抗生素，現(xiàn)在主要用于作獸藥。人用非常局限，用于支原體、衣原體和立克次體等感染。阿維菌素，主要由一組大環(huán)內(nèi)酯類化合物構(gòu)成，適用于殺蟲、殺螨。

結(jié)論：如上文所述，酵母粉、玉米漿、蛋白胨等有機(jī)氮源在微生物的發(fā)酵培養(yǎng)中，占據(jù)了一席之地。不同物質(zhì)對(duì)其也存在著不同的作用，我們應(yīng)該深入研究有機(jī)氮源的組分和發(fā)酵作用的機(jī)制，方便后期高效合理的利用有機(jī)氮源。

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