微生物与微量元素

微生物蛋白合成原料
微生物蛋白合成原料指的是利用微生物（如细菌、酵母等）进行蛋白质合成的原料，通常包括以下几种：
1. 碳源：如葡萄糖、淀粉、纤维素等，是微生物需要的主要营养物质，供给微生物合成蛋白质所需要的碳元素。

2. 氮源：如硝酸盐、铵盐、氨基酸等，是微生物合成蛋白质所需要的主要元素，可以直接参与蛋白质核酸的结构组成。

3. 磷源：如磷酸盐、磷酸酯等，是微生物合成核酸所必须的元素。

4. 钾、钙等微量元素：如铁、锌、铜、锰等，参与酵素的活性中心，对微生物的生长和合成蛋白质都具有重要作用。

综上所述，微生物蛋白合成原料的选择和提供能否满足微生物合成蛋白质所需要的基本要求，对于提高生产效率、降低成本、保证蛋白质质量等方面都有重要的影响。

土壤微生物对植物所需各大中微量元素的转化作用作者：ets时间：2009-5-15浏览：【字体：小大】作物生长所必需的元素按其需求量分为大、中、微量三种，共13种。

这些元素在土壤中以不同形式存在，有些元素的形式不经转化是不能被植物吸收利用的。

而元素的转化必须在微生物的作用下才能进行。

因此微生物的生命活动在矿质营养元素的转化中起着十分重要的作用。

下面就微生物对这13种元素中的N、P、K、S、Fe、Mn 6种元素的转化作用进行简单介绍。

一、微生物在氮转化中的作用氮循环由6种转化氮化合物的反应组成，包括固氮、同化、氨化（脱氨）、硝化作用、反硝化作用及硝酸盐还原。

氮是生物有机体的主要组成元素，氮循环是重要的生物地球化学循环。

（1）固氮：固氮是大气中氮被转化成氨（铵）的生化过程。

固氮微生物都具有固氮基因和由其编码合成的固氮酶，生物固氮是只有微生物或有微生物参与才能完成的生化过程。

（2）氨化作用:氨化作用是有机氮化物转化成氨的过程。

它是通过微生物的胞外和胞内酶系以及土壤动物释放的酶催化的。

首先是胞外酶降解含氮有机多聚体，然后形成的单聚体被微生物吸收到细胞内代谢，产生的氨释放到土壤中。

氨化作用放出的氨可被微生物固定利用和进一步转化。

（3）硝化作用：硝化作用是有氧条件下氨被氧化成硝酸盐的过程。

硝化作用是由两群化能自养细菌进行的，先是亚硝酸单胞菌将氨氧化为亚硝酸；然后硝酸杆菌再将亚硝酸氧化为硝酸。

氨和亚硝酸是它们的能源。

（4）硝酸盐还原和反硝化作用：土壤中的硝酸盐可以经由不同途径而被还原，包括同化还原和异化还原两方面，还原产物可以是亚硝酸、氧化氮、氧化亚氮等。

同化还原是指微生物将吸收的硝酸盐逐步还原成氨用于细胞物质还原的过程。

植物、真菌和细菌都能够进行NO3-的同化还原，在同化硝酸酶系催化下先形成NO2-继而还原成NH2OH,最后成为NH3，由细胞同化为有机态氮。

硝酸盐的异化还原比较复杂，有不同途径。

因微生物和条件不同，可以只还原为NO和N2O，也可以还原为分子氮。

发酵对食品中镁、钾等微量元素的浓度影响发酵是一种利用微生物代谢作用进行的生物化学反应过程，可以应用于食品加工过程中。

在食品发酵过程中，微生物会产生各种酶和代谢产物，这些物质不仅影响食品的味道和质地，还会对食品中的微量元素浓度产生一定的影响。

本文将探讨发酵对食品中镁、钾等微量元素的浓度的影响。

首先，我们来了解一下发酵对镁、钾等微量元素浓度的影响机制。

发酵过程中的微生物主要通过代谢产物对食品中的微量元素发挥作用。

首先是酸性代谢产物，比如乳酸和醋酸，这些酸性代谢产物可以与食品中的钙、镁等元素结合形成可溶性盐，从而提高食品中的微量元素浓度。

其次，微生物在发酵过程中还会产生蛋白质水解酶和肽酶等酶类物质，这些酶可以促进食物中蛋白质的水解，释放出一些原本结合在蛋白质中的微量元素，从而增加食品中微量元素的含量。

此外，发酵还能改变食品的酸碱度，促进微量元素的释放和吸收。

接下来，我们以两种常见的发酵食品——酸奶和蔬菜酱菜为例，来具体分析发酵对镁、钾等微量元素浓度的影响。

首先是酸奶。

酸奶是利用乳酸菌对乳制品进行乳酸发酵得到的一种食品。

在酸奶发酵过程中，乳酸菌会产生乳酸，乳酸可以与食品中的钾、钙等元素形成可溶性盐，增加酸奶中这些微量元素的含量。

此外，酸奶中乳酸菌还会分泌蛋白质水解酶和肽酶，促进乳制品中蛋白质的水解，释放出原本结合在蛋白质中的微量元素。

因此，酸奶中镁、钾等微量元素的含量相对于原料乳制品来说可能会略有提高。

其次是蔬菜酱菜。

蔬菜酱菜是利用乳酸菌对蔬菜进行发酵得到的一种食品。

在蔬菜酱菜的发酵过程中，乳酸菌会产生乳酸，与蔬菜中的钙、钾等元素结合形成可溶性盐，增加酱菜中微量元素的含量。

此外，乳酸菌还会分泌酶类物质，促进蔬菜中蛋白质的水解，释放出微量元素。

同时，酱菜中的盐分也会有一定的促进作用，增加微量元素的释放和吸收。

因此，蔬菜酱菜中镁、钾等微量元素的含量相比于原料蔬菜可能会有所增加。

总的来说，发酵对食品中镁、钾等微量元素的浓度有一定的影响。

【学时1】第四章微生物营养和能量代谢§4-1 微生物营养一、营养物质微生物与人类营养要求相似，对微生物细胞化学成分及分泌物分析为：1.营养元素大量元素包括C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、K、Fe、Na；微量元素包括Mn、Mo、Cu、Zn、Co。

一般含量超过10—4mol/L的为大量元素，低于该浓度的为微量元素。

硅藻土中含Si大于50%，所以大量元素和微量元素只是统计数。

2.营养物质包括碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子和水。

（1）碳源种类：糖（单糖、双糖、多糖）、醇、酸、脂肪、烃类、纤维素。

有些微生物能利用无机碳CO2、CO、CO32—等。

作用：一部分作为碳架结构；另一部分做能量来源：G彻底分解生成CO2、H2O和ATP。

（2）氮源种类：有机氮有AA、蛋白质、核酸；无机氮有NH4+、NO3—；分子氮N2（由N2→NH3→NH4+，工业氮=1/4生物固氮量）作用：细胞结构成分和合成原生质（3）能源凡是能提供微生物生命活动所需能量来源物质。

异养微生物碳源就是能源，只少数情况氮源充当能源或利用日光作为能源。

对自养微生物来说，光能自养菌需要日光作能源；化能自养菌利用氧化无机物而获得能量。

有机物：化能异养微生物的能源（同碳源）无机物：化能自养微生物的能源（不同于碳源）化学物质（化能营养型）能源谱光能（光能营养型）：光能自养和光能异养微生物的能源化能自养微生物的能源为还原态的无机物：NH4+、NO2—、S、H2S、H2、Fe2+，包括的微生物种类为亚硝酸细菌、硝酸细菌、硫化细菌、硫细菌、氢细菌、铁细菌。

某一具体营养物可同时兼具有几种营养要素功能：光能是单功能营养物（能源），NH4+是双功能营养物（能源、氮源），AA类则是三功能营养物（C、N、能源）。

（4）矿质营养（无机盐，除C、N外的元素）主要元素：S、P、Fe、Mg、Ca、Na、K；微量元素：Zn、Mn、Mo、Co。

对于大量元素需加入相应的化学试剂，首选K2HPO4和MgSO4，它们可同时提供4种需要量大的元素，其他需要量较小的不必专门添加。

硝化细菌所需微量元素
硝化细菌是一类好氧微生物，它们在氮循环过程中起着关键作用，将氨（NH3）氧化成亚硝酸盐（NO2^-）和硝酸盐（NO3^-）。

硝化细菌对环境条件有一定的要求，包括对温度、pH值、溶解氧和营养物质的特定需求。

在微量元素方面，硝化细菌需要一些特定的元素来维持其生长和代谢，这些元素包括：
1.钾（K+）：钾是许多生物体必需的微量元素，对于维持细胞内外的渗透平衡和电位平衡至关重要。

2.钙（Ca2+）：钙对于细胞壁的稳定性和细胞信号的传递具有重要作用。

3.镁（Mg2+）：镁是叶绿素分子的中心离子，对于光合作用和DNA/RNA的合成至关重要。

4.铁（Fe2+/Fe3+）：铁是许多酶的组成部分，参与氧的转移和电子传递过程。

5.锰（Mn2+）：锰参与酶的活性和催化反应，特别是在氧化还原过程中。

6.钼（Mo）：钼是硝酸还原酶（nitratereductase）的组成部分，该酶催化硝酸盐的还原反应。

7.铜（Cu）：铜在细胞色素c氧化酶中起作用，参与氧的利用和电子传递。

8.锌（Zn）：锌参与多种酶的活性，对细胞分裂和生长至关重要。

9.铬（Cr）：铬是某些硝化细菌中所需的微量元素，尽管其确切作用尚不完全清楚。

10.硒（Se）：硒是一种抗氧化剂，可以保护细胞免受氧化应激的伤害。

硝化细菌的微量元素需求可能会因不同的细菌种类和环境条件而有所不同。

在实际应用中，如水产养殖或农业土壤中，通过补充这些微量元素可以帮助维持硝化细菌的种群数量和活性，从而提高氮循环的效率。