(一)水分

水分是微生物細胞的主要組成成分，大約占鮮重的70%～90%.不同種類微生物細胞含水量不同.同種微生物處于發育的不同時期或不同的環境其水分含量也有差異，幼齡菌含水量較多，衰老和休眠體含水量較少.微生物所含水分以游離水和結合水兩種狀態存在，兩者的生理作用不同.結合水不具有一般水的特性，不能流動，不易蒸發，不凍結，不能作為溶劑，也不能滲透.游離水則與之相反，具有一般水的特性，能流動，容易從細胞中排出，并能作為溶劑，幫助水溶性物質進出細胞.微生物細胞游離態的水同結合態的比例為4：1.

微生物細胞中的結合態水約束于原生質的膠體系統之中，成為細胞物質的組成成份，是微生物細胞生活的必要條件.游離水是細胞吸收營養物質和排出代謝產物的溶劑及生化反應的介質;一定量的水分又是維持細胞滲透壓的必要條件.由于水的比熱高又是熱的良導體，能有效地調節細胞內的溫度.微生物如果缺乏水分，則會影響代謝作用的進行.

(二)碳源物質

凡是可以被微生物利用，構成細胞代謝產物碳素來源的物質，統稱為碳源物質.碳源物質通過細胞內的一系列化學變化，被微生物用于合成各代謝產物.微生物對碳素化合物的需求是極為廣泛的，根據碳素的來源不同，可將碳源物質分為無機碳源物質和有機碳源物質.糖類是較好的碳源，尤其是單糖(葡萄糖，果糖)，雙糖(蔗糖，麥芽糖，乳糖)，絕大多數微生物都能利用.此外，簡單的有機酸，氨基酸，醇，醛，酚等含碳化合物也能被許多微生物利用.所以我們在制作培養基時常加入葡萄糖，蔗糖作為碳源.淀粉，果膠，纖維素等，這些有機物質在細胞內分解代謝提供小分子碳架外，還產生能量供合成代謝需要的能量，所以部分碳源物質既是碳源物質，同時又是能源物質.

在微生物發酵工業中，常根據不同微生物的需要，利用各種農副產品如玉米粉，米糠，麥麩，馬鈴薯，甘薯以及各種野生植物的淀粉，作為微生物生產廉價的碳源.這類碳源往往包含了幾種營養要素.

(三)氮源物質

微生物細胞中大約含氮5%～13%，它是微生物細胞蛋白蛋和核酸的主要成分.氮素對微生物的生長發育有著重要的意義，微生物利用它在細胞內合成氨基酸和堿基，進而合成蛋白質，核酸等細胞成分，以及含氮的代謝產物.無機的氮源物質一般不提供能量，只有極少數的化能自養型細菌如硝化細菌可利用銨態氮和硝態氮在提供氮源的同時，通過氧化產生代謝能.

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