微生物的“食物”

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，需要不斷從外部環境中吸收各種營養物質，通過新陳代謝獲得能量，合成細胞，同時排出代謝產物，保證機體正常生長繁殖。微生物所需要的營養物質，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，水還能有效調節細胞內的溫度。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，同種微生物處于發育的不同時期或不同環境中，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物質稱為碳源，碳源是微生物的能量來源。多數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時，為了提高小家伙的繁殖速度，增加繁殖數量，會給它們準備葡萄糖和蔗糖。工業生產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化為自身的氮源，滿足生長所需。微生物喜歡的氮源物質包括牛肉膏、蛋白胨、魚粉、豆餅粉、花生粉等，和我們人類食物的蛋白質來源很接近。這類物質類似于人類日常飲食中的蛋白質。

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%。根據所需濃度的區別，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。“微量元素”在培養基中的濃度為每升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也離不開礦物質。

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物質。

通過對比，我們可以發現，微生物和人類所需的營養物質十分相似。這是因為，人體和微生物構成生命的基本物質都是細胞，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。

培養基讓微生物

“吃”得更好

人類和微生物利用一定的營養物質可以正常生長。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展。比如，運動員食用由營養師特別定制的營養套餐。這些食物可以讓運動員的體能和身體素質達到更高的水平。

“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等目的，必須要使微生物達到一定數量時，需要為其提供營養含量更為豐富的套餐，即培養基。培養基是經人工配制而成，適合微生物生長繁殖，積累代謝產物的營養基質。根據用途，可將其分為富集培養基、選擇培養基等。

1.富集培養基

通俗地講，富集培養基是“標準配置”式“食物”。這種培養基類似于我們人類的饅頭、米飯、大餅，所有人都可以吃，可以滿足最基本的生存需求。

2.選擇培養基

選擇培養基則是“高端配置”式“食物”，是根據某一類微生物特殊的營養要求，配制而成的培養基。比如，霉菌和酵母菌最愛吃糖，實驗人員培養這兩類菌時，培養基的含糖量可達到65%。此外，培養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。比如，海產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境下則無法生存。因此，在培養基中加入高濃度的氯化鈉，可以培養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、蛋白質等物質變性，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，小腸結腸炎耶爾森菌已經在嚴陣以待了。

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。