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      微生物的“食物”

      2023-04-18 22:16:34好音
      食品與健康 2023年4期
      關(guān)鍵詞:營養(yǎng)物質(zhì)氮源碳源

      好音

      俗話說,民以食為天。對于微生物而言,“食物”同樣很重要。這些小家伙們,究竟“吃”什么才能“茁壯成長”呢?

      微生物“吃”什么

      微生物在生命活動中,需要不斷從外部環(huán)境中吸收各種營養(yǎng)物質(zhì),通過新陳代謝獲得能量,合成細胞,同時排出代謝產(chǎn)物,保證機體正常生長繁殖。微生物所需要的營養(yǎng)物質(zhì),主要為水分、碳源、氮源、無機鹽和生長因子五大類。

      1.水分

      水分是微生物細胞的主要組成成分,占其重量的70%~90%。微生物所有的生理活動都必須有水才能進行。一定量的水分是維持細胞滲透壓的必要條件,水還能有效調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的溫度。微生物如果缺乏水分,會影響代謝作用。不同微生物細胞的含水量不同,同種微生物處于發(fā)育的不同時期或不同環(huán)境中,其水分含量也有差異。人類同樣需要水分維持生命。

      2.碳源

      凡是能為微生物提供碳素來源的營養(yǎng)物質(zhì)稱為碳源,碳源是微生物的能量來源。多數(shù)微生物以有機物作為碳源和能源,其中糖類是微生物最喜歡的碳源。研究人員在實驗室做微生物培養(yǎng)時,為了提高小家伙的繁殖速度,增加繁殖數(shù)量,會給它們準備葡萄糖和蔗糖。工業(yè)生產(chǎn)給微生物提供的糖類更多樣,一般有飴糖、谷類淀粉(玉米、大米、小米等)、薯類(木薯、馬鈴薯等)。這類物質(zhì)之于微生物,類似于人類日常飲食中的碳水化合物。

      3.氮源

      氮是微生物細胞蛋白質(zhì)和核酸的主要成分,含量為5%~13%。銨鹽和硝酸鹽幾乎可被所有微生物吸收利用。有的微生物還可以將空氣中的氮氣吸收轉(zhuǎn)化為自身的氮源,滿足生長所需。微生物喜歡的氮源物質(zhì)包括牛肉膏、蛋白胨、魚粉、豆餅粉、花生粉等,和我們?nèi)祟愂澄锏牡鞍踪|(zhì)來源很接近。這類物質(zhì)類似于人類日常飲食中的蛋白質(zhì)。

      4.無機鹽

      無機鹽是指微生物生長必需的,除碳源、氮源以外的各種礦物元素。無機鹽具有多種生理功能,是細胞組成的成分,能夠維持細胞的滲透壓、維持酶的活性等。微生物細胞中的礦物元素占其干重的3%~10%。根據(jù)所需濃度的區(qū)別,微生物需要的礦物元素分為“宏量元素”和“微量元素”。“宏量元素”在培養(yǎng)基中的濃度為每升10-4~10-3摩爾,包括鈣、鎂、磷、硫等。沒有它們,微生物就無法生長?!拔⒘吭亍痹谂囵B(yǎng)基中的濃度為每升10-8~10-6摩爾,包括鋅、錳、鉬、硒等。這些元素一般是酶的輔因子。人體中的各種氧化還原反應(yīng)也離不開礦物質(zhì)。

      5.生長因子

      生長因子是微生物生長不可缺少,本身不能合成或合成量不足以滿足機體生長需要的微量有機化合物,包括維生素類、氨基酸類、嘌呤、嘧啶等特殊有機營養(yǎng)物質(zhì)。

      通過對比,我們可以發(fā)現(xiàn),微生物和人類所需的營養(yǎng)物質(zhì)十分相似。這是因為,人體和微生物構(gòu)成生命的基本物質(zhì)都是細胞,其新陳代謝的原理基本一致。這也從另外一個角度解釋了微生物總是喜歡“吃”(污染)人類食物的原因。

      培養(yǎng)基讓微生物

      “吃”得更好

      人類和微生物利用一定的營養(yǎng)物質(zhì)可以正常生長。在某些特殊的情況下,人類依靠食物可以在體能、智力等方面得到更好的發(fā)展。比如,運動員食用由營養(yǎng)師特別定制的營養(yǎng)套餐。這些食物可以讓運動員的體能和身體素質(zhì)達到更高的水平。

      “私人定制食物”也能對微生物起到類似的作用。當人類為了研究和生產(chǎn)等目的,必須要使微生物達到一定數(shù)量時,需要為其提供營養(yǎng)含量更為豐富的套餐,即培養(yǎng)基。培養(yǎng)基是經(jīng)人工配制而成,適合微生物生長繁殖,積累代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。根據(jù)用途,可將其分為富集培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基等。

      1.富集培養(yǎng)基

      通俗地講,富集培養(yǎng)基是“標準配置”式“食物”。這種培養(yǎng)基類似于我們?nèi)祟惖酿z頭、米飯、大餅,所有人都可以吃,可以滿足最基本的生存需求。

      2.選擇培養(yǎng)基

      選擇培養(yǎng)基則是“高端配置”式“食物”,是根據(jù)某一類微生物特殊的營養(yǎng)要求,配制而成的培養(yǎng)基。比如,霉菌和酵母菌最愛吃糖,實驗人員培養(yǎng)這兩類菌時,培養(yǎng)基的含糖量可達到65%。此外,培養(yǎng)基中也可以加入所需微生物不抑制,而對其他微生物有抑制作用的物質(zhì)。比如,海產(chǎn)品中高濃度的氯化鈉有利于副溶血性弧菌的生長,而很多微生物在這種環(huán)境下則無法生存。因此,在培養(yǎng)基中加入高濃度的氯化鈉,可以培養(yǎng)并篩選出副溶血性弧菌。

      微生物與人類共存

      在日常生活中,食物未加工前的微生物含量非常高。人類將食物做“熟”,一方面,可將食物中的淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)變性,以利于消化吸收;另一方面,也可殺滅食物中的有害微生物,保證飲食安全。

      未吃完的食物會被微生物“盯上”。常溫下,大腸埃希菌、沙門菌等細菌虎視眈眈;將其放入冰箱冷藏保存時,單核細胞增生李斯特菌會偷偷潛入;用冰箱冷凍食物時,小腸結(jié)腸炎耶爾森菌已經(jīng)在嚴陣以待了。

      就像人類追尋美食的腳步從未停下來一樣,微生物無論何時何地,都在伺機尋找美味的棲息地。我們唯一能做的就是,通過潔凈餐具、清洗雙手、充分加熱等手段,降低食物中有害微生物的含量,確保食品安全。

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