無機(jī)氮源的分子結(jié)構(gòu)簡單,屬于無機(jī)物.例如硫酸銨、硝酸銨、氨水等原料中的氨都以銨鹽形式存在,銨鹽可直接分解生成氨而被微生物利用.
有機(jī)氮源是指存在于含氮有機(jī)物中的氮源,常用的有機(jī)氮源有花生餅粉、黃豆餅粉、酵母粉、蛋白胨、尿素等.
氮源是指構(gòu)成微生物細(xì)胞和代謝產(chǎn)物中的氮素來源的營養(yǎng)物質(zhì).常用的氮源可分為兩大類：無機(jī)氮源和有機(jī)氮源.無機(jī)氮源如硫酸銨、硝酸鹽、氨水和尿素等,有機(jī)氮源有黃豆餅粉、花生餅粉、棉子餅粉、玉米漿、蛋白胨、酵母浸出物和魚粉等.
無機(jī)氮源成分單一,質(zhì)量較穩(wěn)定,可被快速利用.如硫酸銨,對(duì)于可以利用無機(jī)氮源的部分微生物,其中的氮可直接被微生物利用.
與無機(jī)氮源相比,有機(jī)氮源具有以下特點(diǎn)：
1.成分比較復(fù)雜,有機(jī)氮源除含有豐富的蛋白質(zhì)、肽類、游離的氨基酸以外,還含有少量的糖類、脂肪和生長因子等.由于有機(jī)氮源營養(yǎng)豐富,因而微生物在含有機(jī)氮源的培養(yǎng)基中常表現(xiàn)出生長旺盛、菌體濃度增長迅速等特點(diǎn).
2.被菌體利用的速度不同.如酵母浸出物和玉米漿中的氮源物質(zhì)主要以較易吸收的蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物形式存在,而降解產(chǎn)物特別是氨基酸可以通過轉(zhuǎn)氨作用直接被機(jī)體利用,有利于菌體生長,為速效氮源；而黃豆餅粉和花生餅粉等中的氮主要以大分子蛋白質(zhì)形式存在,需要進(jìn)一步降解成小分子的肽和氨基酸后才被微生物吸收利用,其利用速度緩慢,有利于代謝產(chǎn)物的形成,為遲效氮源.在生產(chǎn)中,?？刂扑傩У春瓦t效氮源的比例,以控制菌體生長期和代謝產(chǎn)物形成期的協(xié)調(diào),達(dá)到提高產(chǎn)量的目的.
3.微生物對(duì)有機(jī)氮源中氨基酸的利用有選擇性.微生物在有機(jī)氮源的培養(yǎng)基中,可以直接利用游離氨基酸,合成用于構(gòu)成細(xì)胞的蛋白質(zhì)和其它細(xì)胞物質(zhì).微生物對(duì)氨基酸的利用是有選擇性的,如纈氨酸既可用于紅霉素鏈霉菌的生長,又可以氮源的形式參加紅霉素的生物合成.在螺旋霉素發(fā)酵中,發(fā)酵培養(yǎng)基里加入L-色氨酸可使可使螺旋霉素的產(chǎn)量顯著提高,但L-賴氨酸則完全抑制螺旋霉素的生物合成.另外,有機(jī)氮源中含有的某些氨基酸是菌體合成次級(jí)代謝產(chǎn)物的前體,如α-氨基己二酸、半胱氨酸和纈氨酸是合成青霉素和頭孢菌素的直接前體,玉米漿中含有的苯乙胺和苯丙氨酸有合成青霉素G的前體作用.色氨酸是合成硝吡咯菌素和麥角堿的前體.
4.是引起發(fā)酵水平波動(dòng)的主要因素.天然原料中的有機(jī)氮源由于產(chǎn)地不同,加工方法不同,其質(zhì)量不穩(wěn)定,常引起發(fā)酵水平波動(dòng)：
如抗生素發(fā)酵中常用的黃豆餅粉,根據(jù)油脂的含量可將黃豆餅粉分為全脂黃豆粉（油脂含量在18%以上）、低脂黃豆粉（油脂含量在9%以下）和脫脂黃豆粉（油脂含量在2%以下）三類.我國東北產(chǎn)的大豆加工制備的黃豆餅粉質(zhì)量較好,這主要是此種大豆中含硫氨基酸含量較高,有的含量達(dá)4.0%以上.此外,黃豆餅粉質(zhì)量還受到加工方法的影響,熱榨黃豆餅粉和冷榨黃豆餅粉,因其中蛋白質(zhì)及水分含量存在差異,對(duì)發(fā)酵生產(chǎn)影響是不同的.
玉米漿是常用的有機(jī)氮源,對(duì)許多品種的發(fā)酵水平有顯著影響.玉米漿是用亞硫酸浸泡玉米的水經(jīng)過濃縮加工制成的,呈鮮黃至暗褐色,為不透明的絮狀懸浮物,固體物質(zhì)含量在50%以上.玉米漿含有豐富的氨基酸、還原糖、磷、微量元素和生長素,其中玉米漿中含有的磷酸肌醇對(duì)紅霉素、鏈霉素、青霉素和土霉素等的生產(chǎn)有積極促進(jìn)作用.此外,玉米漿還含有較多的有機(jī)酸,如乳酸等,所以玉米漿的pH在4.0左右.由于玉米產(chǎn)地不同,浸漬工藝不同,玉米漿質(zhì)量是不同的.一般,玉米漿的用量根據(jù)淀粉原料的不同、糖濃度及發(fā)酵條件不同而異,一般用量為0.4%―0.8%.
又如配制培養(yǎng)基常用的蛋白胨有肉胨、血胨、骨胨、魚胨、植物胨等.由于制備蛋白胨使用的原材料和加工方法的不同,每種蛋白胨中所含的氨基酸品種和含量、磷含量都有較大差異,質(zhì)量難以控制,均對(duì)發(fā)酵有較大影響.