有机氮源在微生物发酵中的应用分析

在生物技术飞速发展下，微生物发酵产品受到人们的广泛喜爱。

氮源作为微生物生长的主要营养物质之一，通常分为有机和无机两种，较为常见的有机氮源有蛋白胨、玉米浆、酵母粉等，尤其是酵母类氮源在发酵行业中的应用十分普遍，如乳酸菌发酵、生物防腐剂、透明质酸等等，具有天然无污染等特性，被广大发酵企业认可和使用。

1　有机氮源的主要类型
1.1　蛋白胨
此种氮源的类型众多，各类蛋白胨中含有的营养成分不尽相同，且微生物所需营养源也有所区别，为特定菌种寻找最佳蛋白胨以满足细胞生长需求十分关键。

蛋白胨的主要构成为多种氨基酸与多肽，制作原料以肉、明胶、酪素为主，可借助生物技术将原料水解后浓缩为粉末状，颜色为浅黄色。

根据来源不同，可将其分为动物型、植物型、微生物型3种。

其中，动物型包括肉胨、骨胨等，大豆蛋白胨属于植物型代表，内含丰富的营养物质，可为细胞生长提供充足供给，在微生物发酵、医药行业、科研领域中得以普及。

因不同生物体生长所需的营养物有所区别，每种蛋白胨内的营养物质也不尽相同，如何科学利用蛋白胨有待深入研究[1]。

1.2　酵母粉
酵母粉类型有两种，即天然酵母与酵母浸粉，前者由多种酵母菌自然繁殖产生，酵母菌附着在谷物、花朵、果实上，其营养物主要由附着物决定，属于绿色、无污染的营养源；后者是由人工制作而成，在特定条件下，将面包酵母自溶或采用酶法破壁，使蛋白质等营养物质充分释放和降解，最终通过干燥、浓缩等变成粉末状，有
助于吸收和使用。

1.3　玉米浆
与其他有机氮源相比，玉米浆在
成本方面具有较大优势，其主要是利
用湿磨法生产玉米淀粉时的副产物，
内含糖类、氨基酸、多肽等营养物质，
内部维生素、氨基酸、生长因子的含
量均超过酵母浸出物，不但有助于菌
体生长，还可促进发酵产酸与糖酸转
化率的提升。

2　酵母类有机氮源在发酵中的
应用
2.1　在透明质酸生产中的应用
该物质的发酵菌种以兽疫链球菌、
马疫链球菌为主。

以后者为例，其
TCA循环（三羧酸循环）不够完善，在
代谢期间无法合成必需氨基酸、核苷
酸等物质，对营养要求较为严格，需
要可提供多样化生长因子的有机氮源。

酵母浸膏因带有大量多肽、维生素等
物质，在透明质酸发酵中应用广泛。

大量研究表明，与蛋白胨、玉米浆相
比，以酵母浸膏为氮源可促进菌株的
良好生长、提高产量，使产品分子量
增加，且发酵液后期处理成本投入较
少[2]。

采用遗传算法对利用马疫链球
菌生产透明质酸的培养基进行分析，
以40个实验样本完成培养基成分的选
择，在优化完毕后，培养基内氮源组
合分别为：酵母浸膏、牛肉膏、蛋白胨，
三者的含量分别为5.2 g/L、9.8 g/L与
8.4 g/L；根据实验结果可知，当牛肉
膏与酵母膏的比例为1∶1时，兽疫
链球菌发酵生成的透明质酸达到理想
状态。

通过该物质营养条件研究还可
得出，在利用复合氮源时，酵母浸粉
与牛肉膏比例为2∶1时，透明质酸
中菌体含量与产量达到最大值。

2.2　生物防腐剂
酵母有机氮源在生物防腐剂中的
典型应用包括两种，①乳酸链球菌素
的生产。

该物质是由乳酸链球菌生成
的多肽物质，包括34个氨基酸残基，
具有安全环保、无毒无害等特点，适
用于食品防腐。

采用响应面法对乳酸
链球菌素的培养基进行优化，得出培
养基中的最佳氮源为混合氮源，包括
蛋白胨、牛肉膏、酵母粉等[3]，最佳
浓度为10、5 g/L与9 g/L，此时效价
为最佳状态，为1 440 IU/mL；②纳他
霉素的生产。

该物质产生的菌褐黄孢
链霉素对氮源提出了较高的要求。

在
以往研究中，重点对不同氮源、碳源
与培养基起始pH值对高产菌株产量的
影响进行分析。

在实验中，酵母提取
物对纳他霉素产生较大影响，最好以
大豆蛋白胨作为氮源，采用正交实验
明确菌株高产纳他霉素培养基的配方，
即3%的玉米淀粉、2%的大豆蛋白胨
与葡萄糖、0.5%的酵母浸出物。

实验
研究还表明，在纳他霉素发酵阶段使
用复合氮源，可以酵母提取物为速效
氮源，剩余有机氮源可作为迟效氮源
使用，再根据特定比例复合，便可事
半功倍。

2.3　乳酸菌发酵
乳酸菌是发酵糖类中的主要产物
总称，包括革兰氏染色阳性细菌、无
芽孢细菌等等。

乳酸菌作为化能异养
微生物，大部分乳酸菌生长对营养条
件要求严格，酵母提取物中带有维生
素、多肽、核苷酸等等，可当作发
酵培养基的主要内容[4]。

在以往的研
究中，采用响应面法对嗜酸乳杆菌
增殖培养基进行优化，以氮源为酵
母浸粉，加入量为8.657%，利用优
有机氮源在微生物发酵中的应用分析
□ 雷一鸣　夏　舒　湖北工业职业技术学院
摘　要：在发酵企业发展中，酵母类有机氮源的开发是酵母开发应用的重要内容。

有机氮源中蕴含丰富的维生素与矿物质，可为微生物发酵种子培养提供充足养分，在各类发酵行业中得到广泛应用。

对此，本文介绍了典型的有机氮源，如蛋白胨、酵母粉、玉米浆等，并以酵母氮源为例，对其在微生物发酵中的应用方法与效果进行研究。

关键词：有机氮源；微生物发酵；应用效果
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问题；农作物成分复杂等也对酶抑制剂会产生不良影响；其次酶作为一种特殊蛋白，pH值、反应温度、处理时间、酶的质量都会影响测试结果的准确性。

生物检测器技术虽然在一定程度上可以保证实验结果的准确性，但特异性抗体选择难度大、筛选较为复杂、价格昂贵等问题也限制了其的进一步应用。

针对上述问题，开发新的检测产品和技术也是迫在眉睫。

针对西部地区以农牧业为主，基层检验力量薄弱，高精尖设备稀少等现状，应设计更加简便、快捷、灵敏度高的检测技术，以促进农产品检测技术的提高。

4　结语
如上所述，随着科学技术的不断发展和日渐进步，农药残留快速检测
技术将发展成为涉及多学科的一个研
究热点。

快速检测技术的发展对有效
发挥基层检验检疫力量十分有利，人
民群众的生命财产安全也可以因此得
到有效保障。

此外，农药残留检测技
术涉及农产品种植、生产、加工、流
通等各个环节，每个阶段对于农药残
留检测都有一定的市场需求，将快速
检测技术应用到农产品领域是大势所
趋，对于实现农产品种植、加工等各
领域的检测工作将发挥重要作用。

参考文献
[1]许炳雯,葛祥武,刘雪红,等.蔬
菜水果中有机磷农药的基质效应分析及
检测方法选择[J].食品安全质量检测学
报,2020,11(23):8784-8792.
[2]赵来成,张建华,朱建飞,等.农
药使用对食品安全的影响及防范措施
[J].农业与技术,2020,40(24):56-58.
[3]张嘉坤,钱训,郑振山,等.韭
菜农药残留问题分析[J].现代农村科
技,2020(12):96.
[4]刘天一.我国食品微生物快速
检测技术发展现状及趋势[J].现代食
品,2020(22):86-88.
[5]郭彦希,王哲明.食品快速检测
常规技术与质量安全控制措施初探[J].
现代食品,2020(21):152-154.
作者简介：刘朔（1986—），男，
汉族，甘肃秦安人，本科，助理工程师。

研究方向：食品检验检测。

化过的培养基，细胞密度为16.57× 109 cfu/mL，与以往MRS培养基相比，活菌率提升了20%左右，节约成本30%左右。

在使用固态法进行白酒发酵时，乳酸菌可起到促进美拉德反应的作用，有助于酿酒发酵，维护与保障酿酒微生态环境。

通过正交实验，对干酪乳杆菌培养基进行改善，使最佳培养基中的有机氮源得以明确，即牛肉膏、酪蛋白胨与酵母膏，其添加量分别为1.2%、0.7%与0.5%。

2.4　抗生素
酵母有机氮源还可应用于抗生素发酵中，最具代表性的有两种。

①土霉素，其属于四环素类型的抗生素，可治疗立克次体病症，如支原体感染、斑疹伤害等等。

据调查，选取浓度为0.15%的酵母精粉替代浓度为0.5%的酵母粉，将其应用到土霉素发酵中，可使发酵效价提升4.5%～17.8%，
起到明显的增产效果。

②阿维菌素。

该物质主要由一组大环内酯类化合物
构成，适用于杀虫、杀螨。

实验表明，
利用生物氮素替代酵母粉进行研究，
随着替代比例的不断增加，摇瓶效价
逐渐降低，且pH值也随之降低。

由
此可见，酵母粉作为氮源物质在阿维
菌素发酵中的作用不容忽视[5]。

3　结论
综上所述，当前有机氮源发展速
度较快，在微生物培养中人们常常按
照特定比例将多种氮源加入培养基中，
以促进微生物健康生长。

但是，复合
单元的添加配比应通过实验不断摸索，
合理选择有机氮源与配比，避免因营
养缺乏导致微生物生长受限造成的有机
氮源浪费。

同时，还应深入挖掘有机氮
源的组分与发酵作用机制，为后续有机
氮源的合理高效利用打下良好基础。

参考文献
[1]杜丽红,郝亚男,陈宁,等.有机
氮源及其在微生物发酵中的应用[J].发
酵科技通讯,2019,48(1):6-9.
[2]汪伟,蔡海波,谭文松.pH调控
方式和温度对透明质酸发酵过程的影响
[J].现代食品科技,2019,35(8):207-213.
[3]周志江.生物防腐剂及其在食品防
腐中的应用[J].保鲜与加工,2015,15(1):1-8.
[4]冯美琴,栾晓旭,孙健.3株发酵
香肠源乳酸菌体外功能特性的比较[J].
食品科学,2020,41(24):39-45.
[5]张术臻.优质氮源——药媒在
抗生素发酵行业中的应用[J].世界农
药,2019,31(z2):22-23.
作者简介：雷一鸣（1984—），男，
湖北丹江口人，本科，讲师。

研究方向：
药品生物技术。

夏舒（1986—），女，湖北仙桃人，
本科，助教。

研究方向：药品生物技术。

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