有机氮源发展历史
氮肥发展史
氮肥发展史
氮肥是一类重要的化学肥料,主要用于作物的生长和提高作物产量。
氮肥的发展史可以追溯到20世纪初。
以下是氮肥发展史的一些关键时刻和事件:
- 1902年:由美国化学家路易斯·阿奇博尔德(Lewis Atchley)等人首次合成了氨,这是人类历史上首次合成的化学肥料。
- 1906年:德国化学家弗里德里希·卡尔·魏茨泽尔(Friedrich 卡尔·魏茨泽尔)首次制造出了尿素。
- 1922年:尿素被广泛应用于农业生产中,使得作物产量大幅度提高。
- 1935年:美国化学家乔治·阿莫瑞(George A.ARMSTRONG)等人首次合成了磷钾肥料,这种肥料被广泛应用于农业生产中。
- 1950年:随着农业生产技术的不断发展,氮肥的使用量开始减少。
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。
酵母浸出物科普(通俗版)
微生物发酵行业缘何青睐“酵母浸出物”？为微生物量身定制“食品”和“营养品”--微生物营养微生物是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活关系密切，广泛涉及健康、食品、医药、工农业、环保等诸多领域。
人类往往通过特定的手段筛选出适合工业化生产的微生物菌株，通过适当的营养条件、发酵设备和工艺手段，使微生物的数量快速积累，进而规模化生产各种微生物制品（如酸奶中的乳酸菌、双歧杆菌）以及合成有用的化学物质（如食品和饲料中添加氨基酸，维生素，酶等）。
而在这个过程中，微生物需要一定的营养条件支持自身快速生长或高效合成有用化学物质。
这种所谓的营养条件由“微生物培养基”来提供。
微生物培养基是供微生物生长和维持用的人工配制的固体或者液体养料，一般含有碳水化合物（碳源）、含氮物质（氮源）、无机盐（包括微量元素）以及生长因子和水等微生物必须的营养物质。
微生物研究人员和发酵工程师们通过对微生物营养需求的不断探索，用各种不同的原料以不同的比例配制成各种不同的培养基，以满足不同微生物的需求。
微生物培养基，就是人们为不同的微生物量身定制的“食品”和“营养品”。
在这些“食品”和“营养品”中，碳源、氮源和生长因子的作用尤为重要；碳源可以比作微生物所需的富含碳水化合物的主食--“米饭、馒头和面条”，氮源可以比作微生物需的富含蛋白质或多肽的主菜—“鸡蛋、肉和大豆”，生长因子可以比作微生物所需的富含氨基酸、维生素或核酸的辅食—“水果、蔬菜、牛奶和鱼”。
各种营养物质的合理搭配方可保障微生物的生长和合成。
其中，氮源的作用非常关键，通常来说，微生物含有大约14%的氮元素，而微生物体内的含氮物质包括蛋白质、多肽、氨基酸、核酸、酶，这些含氮物质对微生物的生长和代谢起着至关重要的作用。
因此，好的氮源应当包含易于被微生物吸收和利用的含量丰富的氮元素以及各类可溶的含氮有机物，我们称之为有机氮源。
发酵常用的有机氮源的成分
发酵常用的有机氮源的成分
发酵常用的有机氮源包括以下成分：
1. 蛋白质：例如大豆蛋白、鱼粉、肉粉等，它们含有丰富的氨基酸，是微生物生长所需的重要氮源。
2. 酵母提取物：这是一种从酵母细胞中提取的混合物，富含氨基酸、多肽和其他营养物质，是一种优质的有机氮源。
3. 酪蛋白：这是一种从牛奶中提取的蛋白质，含有丰富的氨基酸，常用于微生物培养和发酵过程。
4. 玉米浆：玉米加工过程中的副产品，含有蛋白质、氨基酸、多糖和维生素等营养成分，是一种常用的有机氮源。
5. 大豆粕：大豆榨油后的剩余物，富含蛋白质和其他营养物质，常用于微生物发酵。
6. 尿素：这是一种含有高浓度氮的化合物，常用于一些特定的发酵过程中，但使用时需要注意对发酵体系的影响。
这些有机氮源在发酵过程中提供了微生物生长所需的氮元素，同时还可能提供其他营养物质，有助于维持微生物的生长和代谢活动。
选择合适的有机氮源需要根据具体的发酵体系和微生物需求进行考虑。
固氮培养基的氮源
固氮培养基的氮源
固氮培养基是一种专门设计用于固定氮气的培养基。
其中含有一定浓度的氮源，使得
细菌和植物能够将氮气转化为氨元素，从而用于合成氨基酸和蛋白质等生物大分子。
固氮
培养基可以使用各种类型的氮源，包括无机氮源和有机氮源。
下面将介绍一些常用的固氮
培养基氮源及其特点。
无机氮源:
1. 氨（NH3）：是最常用的无机氮源之一，可以通过氨水或氨气等方式添加到培养基中。
氨可以直接被微生物和植物利用，转化为氨基酸和蛋白质等有机物。
但是，氨易挥发，在操作过程中需要特别注意。
2. 硝酸盐（NO3-）：是另一种常用的无机氮源，可以通过添加硝酸钠等盐类来提供。
硝酸盐需要还原成氨元素，需要具有硝酸还原酶等特殊酶类的微生物参与。
这种氮源在大
多数情况下比氨更加稳定。
1. 蛋白质水解物：是一种常用的有机氮源，可以由天然蛋白质水解而来。
蛋白质水
解物提供多种氮源和其他生长要素，比如维生素和微量元素等，有助于促进微生物生长。
2. 胶体蛋白：是一种由于含有大分子蛋白质而较难分解的有机氮源，有益于细菌的
生长和增殖。
胶体蛋白可以由蛋白质酶或胰蛋白酶等水解成具有生长营养成分的胨类化合物。
3. 氨基酸：是一类对于微生物和植物生长所必需的有机氮源。
光合细菌和光合藻类
本身就含有丰富的氨基酸，但许多其他微生物需要在环境中寻找这些化合物。
总的来说，选择适当的氮源对于固氮效率的提高和微生物生长的促进起着重要作用。
当然，实验者还需要考虑培养基中其他成分的影响，以便获得与研究目标相关的最佳结
果。
培养基中氮源的作用
培养基中氮源的作用Nitrogen is an essential element for plant growth and development, playing a crucial role in various physiological processes. In the context of plant tissue culture, the role of nitrogen sources in the medium is of utmost importance in supporting the growth and multiplication of plant cells.氮是植物生长和发育的必需元素，在各种生理过程中发挥关键作用。
在植物组织培养的背景下，培养基中的氮源在支持植物细胞的生长和繁殖方面起着至关重要的作用。
Nitrogen is a key component of amino acids, proteins, nucleic acids, and chlorophyll, all of which are essential for plant growth. It is a major component in the structure of cells and is involved in energy transfer processes, enzyme activation, and plant metabolism. In tissue culture, the absence or imbalance of nitrogen sources can lead to stunted growth, abnormal development, and ultimately cell death.氮是氨基酸、蛋白质、核酸和叶绿素的关键组分，所有这些对植物生长至关重要。
氮元素的发现过程
氮元素的发现过程氮元素是一种化学元素，化学符号为N，原子序数为7。
它是地球大气中最丰富的元素之一，占据空气总体积的78%。
氮元素的发现过程可以追溯到18世纪末和19世纪初的一系列实验和观察。
在1772年，英国化学家约瑟夫·普利斯特利（Joseph Priestley）首次进行了一系列与氮元素相关的实验。
他注意到当他用镁条燃烧时，会产生一种无法维持燃烧的气体。
他将这种气体称为“烧不燃烧的空气”。
然而，直到1777年，氮元素的真正发现者安托万·拉瓦锡（Antoine Lavoisier）才能够准确地解释约瑟夫·普利斯特利的实验结果。
拉瓦锡进行了一系列关于燃烧和氧气的实验，他意识到普利斯特利所观察到的气体实际上是一种不支持燃烧的气体。
他将这种气体命名为“氮气”，并确定了其在空气中的存在。
拉瓦锡还发现，氮气是一种惰性气体，不参与常见的燃烧反应。
这使得氮气在许多化学和工业应用中具有重要的作用。
拉瓦锡的发现对后来氮化学的发展产生了重要影响。
在19世纪初，法国化学家让-巴蒂斯特·杜马斯（Jean-Baptiste Dumas）和德国化学家弗里德里希·维勒（Friedric h Wöhler）独立地发现了氨（NH3）。
氨是氮元素的一种化合物，由氮和氢组成。
这个发现进一步丰富了对氮元素的了解。
随着时间的推移，科学家们对氮元素的研究越来越深入。
他们发现氮元素在生物体中起着重要的作用，是生命体所必需的一部分。
氮元素在蛋白质、核酸和许多其他生物分子中都起着关键的结构和功能作用。
除了地球上的氮气，科学家们还发现了其他形式的氮元素存在。
例如，硝酸盐是一种含有氮元素的化合物，常用于肥料和爆炸物。
此外，氨基酸、尿素和许多其他有机化合物中也含有氮元素。
总结一下，氮元素的发现过程可以追溯到18世纪末和19世纪初的一系列实验和观察。
约瑟夫·普利斯特利首次观察到了氮气的存在，而安托万·拉瓦锡则对其进行了进一步的研究和命名。
微生物营养物质有哪些(二)
引言概述：微生物营养物质是微生物生存和繁殖所必需的物质，包括碳源、氮源、能量源以及微量元素等。
这些营养物质对于微生物的生物代谢和生长发育起着重要的作用。
本文将从碳源、氮源、能量源和微量元素四个方面详细阐述微生物营养物质的种类和作用。
一、碳源1.有机碳源：有机碳源是微生物最常使用的碳源，包括葡萄糖、果糖、麦芽糖等。
有机碳源能够通过微生物的代谢途径进行分解和利用，提供能量和碳骨架。
2.无机碳源：无机碳源主要是二氧化碳，往往与光合作用相关。
在光合作用中，微生物通过吸收光能将二氧化碳转化为有机物质，同时产生氧气。
3.痕量碳源：痕量碳源是微生物所需的微量有机物质，包括酵母浸粕和胰蛋白胨等。
这些痕量碳源不仅可以提供微生物生长所需的碳源，还可以作为生物催化剂和增加微生物代谢产物的培养物。
二、氮源1.无机氮源：无机氮源包括氮气、硝酸盐和铵盐等。
氮气是一种最常见的氮源，只有一些特定的微生物能够利用氮酸菌酶将氮气还原为氨，从而将氮气转化为有机氮。
硝酸盐和铵盐是微生物的常用氮源，能够通过微生物的代谢途径进行利用。
2.有机氮源：有机氮源主要包括氨基酸和蛋白质等。
微生物通过分解和代谢氨基酸和蛋白质来获取氮源，同时也能够合成自身所需的氨基酸和蛋白质。
3.痕量氮源：痕量氮源是微生物所需的微量氮源，包括酵母浸粕和氮酸盐等。
这些痕量氮源在微生物的生长和代谢中起着重要的调节和催化作用。
三、能量源1.光能：光能是光合微生物的能量源，包括光合细菌和光合藻类等。
这些微生物通过光合作用将光能转化为化学能，其中最典型的是光合作用中的光合色素。
2.有机物能量源：有机物能量源是微生物最常使用的能量源，包括糖类、脂肪和蛋白质等。
微生物能通过糖酵解、脂肪酵解和蛋白质分解等代谢途径将有机物转化为能量。
3.无机物能量源：无机物能量源主要是无机物质的氧化还原反应，包括无机盐、硫化物和氨化物等。
这些无机物能量源通常被一些特定的微生物利用，通过氧化还原反应获得能量。
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有机氮源发展历史
1879年，Naegeli最先发现微生物在含有部分水解蛋白质的培养基上生长良好，标识着有机氮源做为微生物培养的一个重要组分正式为人类所认识。
1880年，他将此研究过程撰写成论文并发表，1882年，他将此部分水解物命名为“蛋白胨”。
距Naegeli发现“蛋白胨”130多年后生物技术与产业高速发展的今天，有机氮源已经被广泛应用于微生物发酵领域。
有机氮源在微生物发酵中的重要性也被越来越多的发酵行业从业者们所认识。
最初，有机氮源主要直接来源于动物组织和植物萃取液，如最初的马铃薯培养基、麦芽汁培养基，但受制于来源、稳定性也很差，还存在安全风险，不适合大规模工业发酵，现在仅在菌种保藏、摇瓶培养阶段使用。
而后，农畜产品加工的副产品，通过特定处理，加工成有机氮源，这类有机氮源得益于其经济性、及稳定的原料供应在发酵行业得到广泛应用。
1945年，Knigt SG 开始使用玉米浆作为氮源在Penicillin发酵中应用，上个世纪50年代，豆粕最先作为氮源在螺旋霉素发酵中使用。
随后，各种不同组织来源的有机氮源逐步被开发应用在微生物发酵过程中。
譬如动物来源的各种类型蛋白胨，毛发水解液，脑心提取物等等；植物来源的大豆蛋白胨、小麦水解蛋白、花生饼粉、棉子粉；微生物来源的酵母粉、酵母水解物、酵母浸出物、各种发酵菌粉等。
有机氮源发展至今，其对微生物发酵的重要性已被行业广泛认识，其对整个发酵工业的贡献也是至关重要的。
但纵观整个有机氮源行业
的发展一直可以说是处于“自由”发展状态，随着现代生物科技的发展，人们对环保、和安全性的日益重视。
这种“自由”的发展模式已经逐渐不能满足现代发酵工业发展的需要。