氮源是指构成微生物细胞和代谢产物中的氮素来源的营养物质。常用的氮源可分为两大类:无机氮源和有机氮源。无机氮源如硫酸铵、硝酸盐、氨水和尿素等,有机氮源有黄豆饼粉、花生饼粉、棉子饼粉、玉米浆、动物源蛋白胨、鱼粉、大豆蛋白胨、酵母粉、酵母蛋白胨、酵母浸出物等。
无机氮源成分单一,质量较稳定,可被快速利用。如硫酸铵,对于可以利用无机氮源的部分微生物,其中的氮可直接被微生物利用。无机氮源最显著的缺点是缺乏营养物质,与无机氮源相比,有机氮源具有以下特点:
1. 营养丰富,成分复杂。有机氮源除含有丰富的蛋白质、肽类、游离的氨基酸以外,还含有少量的糖类、脂肪和生长因子等。由于有机氮源营养丰富,因而微生物在含有机氮源的培养基中常表现出生长旺盛、菌体浓度增长迅速等特点。
2. 被菌体利用的速度可调节。如酵母浸出物和玉米浆中的氮源物质主要以较易吸收的蛋白质降解产物形式存在,而降解产物特别是氨基酸可以通过转氨作用直接被机体利用,有利于菌体生长,为速效氮源;而酵母粉、酵母蛋白胨、黄豆饼粉和花生饼粉等中的氮主要以大分子蛋白质形式存在,需要进一步降解成小分子的肽和氨基酸后才被微生物吸收利用,其利用速度缓慢,有利于代谢产物的形成,为迟效氮源。在生产中,常控制速效氮源和迟效氮源的比例,以控制菌体生长期和代谢产物形成期的协调,达到提高产量的目的。
3. 是引起发酵水平波动的主要因素。天然原料中的有机氮源由于产地不同,加工方法不同,其质量不稳定,常引起发酵水平波动:最典型的是玉米浆,不同厂家的玉米浆里面的成分不一样,同一厂家不同批次之间玉米浆的成分也不一样,如生物素、还原糖、氨基酸和微量元素等,所以容易引起发酵水平波动。其它如黄豆饼粉、花生饼粉等植物源有机氮源,生产的原料都是利用各自的废渣生产的,里面的营养成分大打折扣。
4. 动、植物源有机氮源具有一定的风俗禁忌和致病性风险。动物源的有机氮源大都利用动物的内脏器官和骨头制成,如牛骨蛋白胨,鱼粉等。动物源的有机氮源可能用到得了病的动物制成,这样存在安全隐患,如得了疯牛病的牛骨制成的蛋白胨。再者就是风俗禁忌问题,动物源的有机氮源不容易通过Kosher,Halal等认证。
综上所述,只有酵母源,特别是纯培养高蛋白面包酵母有机氮源具有显著的优点,因同属于微生物,其营养结构与微生物更接近,也更易被微生物吸收利用,且不存在植物,动物源有机氮源的转基因、致病性、过敏源等问题,是一种新型的有机氮源,具有安全、稳定、高效和清洁的特点,是发酵工业理想的有机氮源。