有機氮源在微生物發酵中的應用分析

趙迎迎

摘要：科技在進步，生物技術也在不斷的發展著。有機氮源作為一種富含維生素和礦物質的有機物，能夠為微生物發酵種子培養供應營養成分，因此利用有機氮源來進行微生物發酵的優勢也越來越顯著。本文通過對有機氮源的主要類型進行介紹，分析其在微生物發酵中的應用，以便于進一步研究有機氮源，并進行發展。

關鍵詞：有機氮源;微生物發酵;應用

【中圖分類號】G644.5 ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】A ? ? ? ? ? ? 【文章編號】2107-2306（2021）07--01

氮源對于微生物發酵來說，主要性營養的作用明確。性質不同，劃分的出來的也不同，因此氮源可以分為有機氮源和無機氮源。因為有機氮源的作用更重要，可以直接參與到微生物體內的轉氨脫氨作用，和無機氮源放在一起比較的話，它的利用速度相對慢一些，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氮源，其中運用最廣的是酵母類氮源，它在發酵行業可謂是風生水起，乳酸菌發酵、生物防腐劑等這些詞，相信大家都不陌生。

一、常見的有機氮源

（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生的，是健康、無污染的。酵母菌一般會附在花朵、果實或者谷物上。比如說它附著在花朵上，它的營養物質就是由花朵來決定。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行破壁，等蛋白質等營養物質充分釋放和降解后，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，微生物需要的營養源不一樣，其營養成分也不一樣。針對指定菌種而言，需要最佳的蛋白胨來保障細胞生長的需求。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揮用處，不同程度的水解對細胞產生不同的作用。

究其來源，我們可以把蛋白胨分為3種類型，為植物型、動物型、微生物型。我們經常聽說的大豆蛋白胨就是植物型的典范、營養物質充足，是細胞茁壯生長的“得力助手”，像科研、醫藥、微生物發酵就經常提及到它。需要注意的是，每種物質之間都是相輔相成的作用。比如說：微生物進行生長繁殖的時候就需要酵母浸粉和蛋白胨進行配合使用。酵母浸粉幫助菌體吸收蛋白分子，蛋白胨維護其生長繁殖的穩定性。

（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玉米淀粉時所產生的副產物，富含多種營養物質，對菌體生長有很大的好處，還能促進發酵產酸和糖酸的轉化率，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是比較低的。因為工藝使用、生產時間、儲存條件及運輸過程的不同，都會對微生物發酵的后續產生影響。比如說：在大腸桿菌發酵積累乳酸的過程中，我們使用玉米漿為主要的培養基，將無機鹽換下來，發現乳酸的積累量明顯的上升了。在將來的發展中，玉米漿可以利用自身成本低這個特性，降低微生物發酵的成本，進一步擴大發展范圍。

二、其他有機氮源

除了以上我們日常比較常用的有機氮源外，還有花生餅粉、黃豆餅粉、豆粕水解液這些氮源。

在詳細的微生物發酵的過程中，可以使用花生餅粉來生產α-淀粉酶，而花生餅粉也可以添加到食品中進一步提升食品的營養價值。此外，花生餅粉也可以用在枯草芽孢桿菌、米曲霉的生產中，其產生的淀粉酶利用率相對較高。

黃豆餅粉和黃豆粉，根據生產工藝不用嚴格來說是兩種產物。黃豆粉是黃豆經過浸泡后進行粉碎后的粉。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。通常在培養真菌的時候會加入黃豆餅粉，它能促使產生孢子，能幫助生產活動的順利開展。

通過使用豆粕水解液作為氮源，能滿足發酵需要的氨基酸要求，為生產纈氨酸等的發酵，進一步給到營養成分，并且減少發酵的時常。需要注意的是，豆粕水解液的成本相對來說比較高，研究時通常利用玉米漿來代替，降低生產成本。

三、酵母類有機氮源在微生物發酵中的應用

（一）透明質酸生產

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

（二）生物防腐劑

乳酸鏈球菌素和納他霉素的生產是酵母有機氮源在生物防腐劑中的典型應用。乳酸鏈球菌素的安全性是極高的，它是由34個氨基酸組成的，而且無毒無害，適用于食品防腐。但是乳酸鏈球菌素的生產成本比較高，售價一般高于化學防腐劑。納他霉素是由鏈霉菌發酵而成的。有實驗研究表明，在納他霉素發酵的階段使用復合氮源，利用酵母提取物為速效氮源，剩余有機氮源可作為遲效氮源使用，在通過專門的比例復合，效果事半功倍。

（三）乳酸菌發酵

乳酸菌是發酵糖類中的主要產物總稱，乳酸發酵使用產乳酸菌（主要來自乳酸桿菌屬）以及一些酵母。這些細菌能夠分解食物中的糖分，形成乳酸，有時還會產生酒精或二氧化碳。作為化能異養微生物的乳酸菌，其大部分對生長營養條件的要求很嚴格，酵母提取物中含有多肽、維生素等等，可作為發酵培養基的主要內容。當我們用固態法來進行白酒的發酵時，乳酸菌能起到促進美拉德反應的作用，對釀酒發酵有幫助，并且能保護釀酒的微生態環境。

（四）抗生素

土霉素和阿維菌素是酵母有機氮源在抗生素的發酵中最具代表性的兩種典型。土霉素是四環素類的一種廣譜抗生素，現在主要用于作獸藥。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，主要由一組大環內酯類化合物構成，適用于殺蟲、殺螨。

結論：如上文所述，酵母粉、玉米漿、蛋白胨等有機氮源在微生物的發酵培養中，占據了一席之地。不同物質對其也存在著不同的作用，我們應該深入研究有機氮源的組分和發酵作用的機制，方便后期高效合理的利用有機氮源。

參考文獻：

[1]馮美琴，欒曉旭，孫健.3株發酵香腸源乳酸菌體外功能特性的比較[J].食品科學，2020，41（24）：39-45.

[2]何峰，李科，張曉紅，等.不同有機氮源對發酵法生產肌苷影響的研究[J].中國釀造，2018（4）：88-92.

[3]裴志朵.微生物發酵工程對食品營養及保健功能的影響探究[J].糧現代食品，2020，1（2）：81-84.