碳通常是微生物细胞需要量最大的元素。一切可以被微生物利用,构成细胞代谢产物碳元素来源的物质,统称为碳源。从元素水平、化合物水平直至培养基原料水平来考察碳源,可见其数目是逐渐扩大的甚至可以多到无法计算。
微生物的碳源虽广,但异养型微生物在元素水平上的最适碳源则是“C·H·O”型,具体的说,糖类是最广泛利用的碳源,其次是有机酸类和醇类等。从微生物对碳源的利用率角度来讲,单糖优于双糖和多糖,己糖优于戊糖,葡萄糖、果糖优于甘露糖、半乳糖。在多糖中,淀粉明显优于纤维素或几丁质等纯多糖,纯多糖则优于琼脂等杂多糖。在有机碳源中,“C·H·O·N·X”和“C·H·O·N”类虽然也可以被利用,但是从微生物利用和成本以及易得性角度来说,应尽量避免在培养基中将其作为主要碳源来使用。
微生物利用碳源物质也具有选择性,糖类是一般微生物的良好碳源,但微生物对不同糖类物质的利用也有差别。例如在以葡萄糖和半乳糖作为碳源的培养基中,大肠埃希氏菌首先利用葡萄糖,然后利用半乳糖,前者称为大肠埃希氏菌的速效碳源,后者称为迟效碳源。
部分选择性分离培养基,常常利用不同微生物对碳源的利用特性不同来做出酸碱差异,从而与培养基中的指示剂配合,将目标菌显示出独特的颜色,从而与非目标菌进行区分。如在麦康凯琼脂中,以大量乳糖作为可发酵碳源,大肠埃希氏菌可以发酵乳糖产酸,而沙门氏菌则不可以。因此大肠埃希氏菌呈现出粉红色菌落带有胆盐沉淀环,沙门氏菌则为无色半透明菌落。
最后,应该认识到,进行碳源选择时,尤其对一些培养基的“天然碳源”,应充分认识其营养本质并非单纯的碳源,例如经常作为生产食用酵母发酵碳源的糖蜜,含有丰富的糖类、氨基酸、有机酸、维生素、无机盐和色素等,只是习惯上把它们都当作碳源使用,而事实上他们往往包含了多种微生物生长的营养要素,只是各要素之间的比例不同。同理,作为常用氮源的各种蛋白胨和浸膏浸粉类物质,也并非纯粹的氮源,因此在做严格无碳或无氮培养基时,要仔细考虑培养基碳氮源的选择。
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