有机氮源在微生物发酵中的应用分析

赵迎迎

摘要：科技在进步，生物技术也在不断的发展着。有机氮源作为一种富含维生素和矿物质的有机物，能够为微生物发酵种子培养供应营养成分，因此利用有机氮源来进行微生物发酵的优势也越来越显著。本文通过对有机氮源的主要类型进行介绍，分析其在微生物发酵中的应用，以便于进一步研究有机氮源，并进行发展。

关键词：有机氮源;微生物发酵;应用

【中图分类号】G644.5             【文献标识码】A             【文章编号】2107-2306（2021）07--01

氮源对于微生物发酵来说，主要性营养的作用明确。性质不同，划分的出来的也不同，因此氮源可以分为有机氮源和无机氮源。因为有机氮源的作用更重要，可以直接参与到微生物体内的转氨脱氨作用，和无机氮源放在一起比较的话，它的利用速度相對慢一些，所以也被叫做迟效氮源。像酵母粉、蛋白胨、玉米浆等就是我们比较常见的有机氮源，其中运用最广的是酵母类氮源，它在发酵行业可谓是风生水起，乳酸菌发酵、生物防腐剂等这些词，相信大家都不陌生。

一、常见的有机氮源

（一）酵母粉

酵母粉也分为两种，一种是天然酵母粉，一种是酵母浸粉。顾名思义，天然酵母粉是自然繁殖产生的，是健康、无污染的。酵母菌一般会附在花朵、果实或者谷物上。比如说它附着在花朵上，它的营养物质就是由花朵来决定。酵母浸粉呢就属于人工制造，在专门的条件下，把面包酵母自溶或者用酶法进行破壁，等蛋白质等营养物质充分释放和降解后，用干燥、浓缩等方法使其变成粉末状，方便吸收和使用。

（二）蛋白胨

作为常见的氮源--蛋白胨，它的种类较多，微生物需要的营养源不一样，其营养成分也不一样。针对指定菌种而言，需要最佳的蛋白胨来保障细胞生长的需求。蛋白胨主要是由多肽与多种氨基酸组成，需要通过水解后才能发挥用处，不同程度的水解对细胞产生不同的作用。

究其来源，我们可以把蛋白胨分为3种类型，为植物型、动物型、微生物型。我们经常听说的大豆蛋白胨就是植物型的典范、营养物质充足，是细胞茁壮生长的“得力助手”，像科研、医药、微生物发酵就经常提及到它。需要注意的是，每种物质之间都是相辅相成的作用。比如说：微生物进行生长繁殖的时候就需要酵母浸粉和蛋白胨进行配合使用。酵母浸粉帮助菌体吸收蛋白分子，蛋白胨维护其生长繁殖的稳定性。

（三）玉米浆

日常生活免不了玉米的存在。那玉米浆呢？玉米浆是使用湿磨法生产玉米淀粉时所产生的副产物，富含多种营养物质，对菌体生长有很大的好处，还能促进发酵产酸和糖酸的转化率，最重要的是它的成本很低。虽然玉米浆比较常用，但是它的利用率其实是比较低的。因为工艺使用、生产时间、储存条件及运输过程的不同，都会对微生物发酵的后续产生影响。比如说：在大肠杆菌发酵积累乳酸的过程中，我们使用玉米浆为主要的培养基，将无机盐换下来，发现乳酸的积累量明显的上升了。在将来的发展中，玉米浆可以利用自身成本低这个特性，降低微生物发酵的成本，进一步扩大发展范围。

二、其他有机氮源

除了以上我们日常比较常用的有机氮源外，还有花生饼粉、黄豆饼粉、豆粕水解液这些氮源。

在详细的微生物发酵的过程中，可以使用花生饼粉来生产α-淀粉酶，而花生饼粉也可以添加到食品中进一步提升食品的营养价值。此外，花生饼粉也可以用在枯草芽孢杆菌、米曲霉的生产中，其产生的淀粉酶利用率相对较高。

黄豆饼粉和黄豆粉，根据生产工艺不用严格来说是两种产物。黄豆粉是黄豆经过浸泡后进行粉碎后的粉。黄豆饼粉是把黄豆的豆油榨干以后，用剩下的豆粕处理后粉碎烘干的粉。通常在培养真菌的时候会加入黄豆饼粉，它能促使产生孢子，能帮助生产活动的顺利开展。

通过使用豆粕水解液作为氮源，能满足发酵需要的氨基酸要求，为生产缬氨酸等的发酵，进一步给到营养成分，并且减少发酵的时常。需要注意的是，豆粕水解液的成本相对来说比较高，研究时通常利用玉米浆来代替，降低生产成本。

三、酵母类有机氮源在微生物发酵中的应用

（一）透明质酸生产

透明质酸：一种种酸性粘糖，在动物和人体的各个部分广泛地存在着。它跟蛋白质、核酸一样，都是生命过程中的基本物质。人从婴儿时期到老年，人体透明质酸的含量也在随着年龄的变化而减少。因此，为了补充人体机能所需，科学们致力于研究生产大批量跟人体内透明质酸极度同源的透明质酸。在透明质酸的发酵中，大多会使用到酵母菌膏，因其含有大量多肽以及维生素等物质。有研究表明，跟蛋白胨、玉米浆进行对比，用酵母浸膏作为氮源可以让菌株更好的生长。

（二）生物防腐剂

乳酸链球菌素和纳他霉素的生产是酵母有机氮源在生物防腐剂中的典型应用。乳酸链球菌素的安全性是极高的，它是由34个氨基酸组成的，而且无毒无害，适用于食品防腐。但是乳酸链球菌素的生产成本比较高，售价一般高于化学防腐剂。纳他霉素是由链霉菌发酵而成的。有实验研究表明，在纳他霉素发酵的阶段使用复合氮源，利用酵母提取物为速效氮源，剩余有机氮源可作为迟效氮源使用，在通过专门的比例复合，效果事半功倍。

（三）乳酸菌发酵

乳酸菌是发酵糖类中的主要产物总称，乳酸发酵使用产乳酸菌（主要来自乳酸杆菌属）以及一些酵母。这些细菌能够分解食物中的糖分，形成乳酸，有时还会产生酒精或二氧化碳。作为化能异养微生物的乳酸菌，其大部分对生长营养条件的要求很严格，酵母提取物中含有多肽、维生素等等，可作为发酵培养基的主要内容。当我们用固态法来进行白酒的发酵时，乳酸菌能起到促进美拉德反应的作用，对酿酒发酵有帮助，并且能保护酿酒的微生态环境。

（四）抗生素

土霉素和阿维菌素是酵母有机氮源在抗生素的发酵中最具代表性的两种典型。土霉素是四环素类的一种广谱抗生素，现在主要用于作兽药。人用非常局限，用于支原体、衣原体和立克次体等感染。阿维菌素，主要由一组大环内酯类化合物构成，适用于杀虫、杀螨。

结论：如上文所述，酵母粉、玉米浆、蛋白胨等有机氮源在微生物的发酵培养中，占据了一席之地。不同物质对其也存在着不同的作用，我们应该深入研究有机氮源的组分和发酵作用的机制，方便后期高效合理的利用有机氮源。

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