微量元素磷、硫、钾、镁、铁、钙等是生产所用菌种生长、繁殖、代谢时所必需的物质。尽管其需要量很少,但是离开了这些物质,酵母菌和曲霉菌就无法进行正常的生长和代谢。这些元素的主要功能如下。
1.磷
酸是合成酵母菌、曲霉菌的菌体细胞中核酸、核蛋白、磷酯和其它含磷化合物的重要组成元素,是菌体细胞中许多辅酶(辅酶就是一种在酶的催化反应中作为电子、原子或某些化学基团的传递者,是一种非蛋白质分子的活性基。)的重要组成部分,其高能磷酸健在细胞的能量贮藏和传递、转运中起主要作用,同时磷与其它化合物结合的磷酸盐,又是培养基中重要的pH值缓冲剂之一。当细胞中缺少磷时,就会引起各种代谢产物的紊乱。特别是酵母菌在发酵时如果缺少磷、发酵醪中葡萄糖利用速度就会减慢,发酵周期延长,成熟醪中残余糖分增加。所以,生产中要用磷酸、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾等作为磷的补充来源,其用量为0.05%或者0.005—0.01克分子浓度。
2.硫
存在于菌体细胞蛋白质中,它主要是在酵母菌和曲霉的代谢活动中起作用。生产中通常把硫酸亚铁、硫酸镁和含硫可溶性化合物添加到溶液中,作为硫源供菌体利用。
3.钾
是酵母菌、曲霉菌细胞中许多主酶和辅酶的激活剂,起着控制菌体原生质胶态和细胞膜渗透性,特别是在代谢碳水化合物时起作用。生产中一般添加硝酸钾、磷酸氢二钾作为钾源,其用量大约为0.00l—0.004克分子浓度。
4.镁
镁是菌体细胞中各种酶的激活剂,能起到稳定细胞中核酸、核糖体、核蛋白的作用,使菌体细胞能在一定的时间内不发生变异,还对某些有毒物质具有一定的抗性作用。生产中常添加硫酸镁作为镁源,其用量约为0.001克分子浓度。
5.铁
铁是菌体细胞中许多氧化还原酶的构成组分。在细胞中起传递电子、消除毒性的作用。其浓度为0.1-—0.3ppm。
6.钙
钙一般不参与酵母菌、曲霉菌的细胞组成,它常以游离状态控制着细胞的生理形态,起着保护细胞的作用。
从以上叙述中可以看出,微量元素的主要功能就是构成菌体细胞、作为酶的活性基和保持酶的活性,可起调节细胞内外渗透压、pH值,促进酵母菌和曲霉菌的生长相代谢。这些微量元素,一般在组成培养基的原料中含量已足够,所以,生产中一般并不直接添加,也能使菌种良好地生长。