Many microorganisms are unable to synthesise certain organic compounds necessary for growth and must therefore be provided with them in their growth medium. These are termed growth factors (Table 4.2), of which three main groups can be identified: amino acids, purines and pyrimidines (required for nucleic acid synthesis) and vitamins. You will already have read about the first two of these groups in Chapter 2. Vitamins are complex organic compounds required in very small amounts for the cells normal functioning. They are often either coenzymes or their precursors (see Chapter 6). Microorganisms vary greatly in their vitamin requirements. Many bacteria are completely self-sufficient, while protozoans, for example, generally need to be supplied with a wide range of these dietary supplements. A vitamin requirement may be absolute or partial; an organism may be able, for example, to synthesise enough of a vitamin to survive, but grow more vigorously if an additional supply is made available to it.Banyak mikroorganisme tidak mampu untuk mensintesis senyawa organik tertentu yang diperlukan untuk pertumbuhan dan oleh karena itu harus diberikan dengan mereka dalam media pertumbuhan mereka . Ini disebut faktor pertumbuhan ( Tabel 4.2 ) , dimana tiga kelompok utama dapat diidentifikasi : asam amino , purin dan pirimidin ( diperlukan untuk sintesis asam nukleat ) dan vitamin . Anda sudah akan telah membaca tentang dua pertama dari kelompok ini dalam Bab 2 . Vitamin adalah senyawa organik kompleks yang dibutuhkan dalam jumlah yang sangat kecil untuk fungsi normal sel . Mereka sering baik koenzim atau prekursor mereka ( lihat Bab 6 ) . Mikroorganisme sangat bervariasi dalam kebutuhan vitamin mereka . Banyak bakteri yang benar-benar mandiri , sedangkan protozoa , misalnya , umumnya harus disertakan dengan berbagai suplemen makanan . Persyaratan vitamin mungkin mutlak atau parsial ; organisme mungkin dapat , misalnya , untuk mensintesis cukup vitamin untuk bertahan hidup , tetapi tumbuh lebih keras jika pasokan tambahan yang tersedia untuk itu .

An enriched medium contains complex organic substances such as blood, serum, hemoglobin, or special growth factors that certain species must be provided in order to grow. These growth factors are organic compounds such as vitamins and amino acids that the microbes cannot synthesize themselves. Bacteria that require growth factors and complex nutrients are termed fastidious. Blood agar, which is made by adding sterile animal blood (usually from sheep) to a sterile agar base ( figure 3.7 a ) is widely employed to grow fastidious streptococci and other pathogens. Pathogenic Neisseria (one species causes gonorrhea) are grown on Thayer-Martin medium or chocolate agar, which is made by heating blood agar and does not contain chocolateit just has that appearanceMedia diperkaya mengandung zat organik kompleks seperti darah, serum, hemoglobin, atau faktor pertumbuhan khusus yang spesies tertentu harus disediakan untuk tumbuh. Faktor pertumbuhan ini adalah senyawa organik seperti vitamin dan asam amino bahwa mikroba tidak dapat mensintesis sendiri. Bakteri yang membutuhkan faktor pertumbuhan dan nutrisi kompleks disebut teliti. Agar darah, yang dibuat dengan menambahkan darah binatang steril (biasanya dari domba) ke basis agar steril (gambar 3.7 a) secara luas digunakan untuk tumbuh streptokokus teliti dan patogen lainnya. Pathogenic Neisseria (satu spesies menyebabkan gonore) ditanam di Thayer-Martin media atau agar coklat, yang dibuat dengan memanaskan agar darah dan tidak mengandung cokelat itu hanya memiliki penampilan yang

Growth Factors: Essential Organic NutrientsFew microbes are as versatile as Escherichia coli in assembling molecules from scratch. Many fastidious bacteria lack the genetic and metabolic mechanisms to synthesize every organic compound they need for survival. An organic compound such as an amino acid, nitrogenous base, or vitamin that cannot be synthesized by an organism and must be provided as a nutrient is a growth factor. For example, all cells require 20 different amino acids for proper assembly of proteins, but many cells cannot synthesize all of them. Those that must be obtained from food are called essential amino acids. A notable example of the need for growth factors occurs in Haemophilus influenzae, a bacterium that causes meningitis and respiratory infections in humans. It can grow only when hemin (factor X), NAD 1 (factor V), thiamine and pantothenic acid (vitamins), uracil, and cysteine are provided by another organism or a growth medium.Faktor Pertumbuhan: Nutrisi Organik Esensial Beberapa mikroba adalah sebagai serbaguna sebagai Escherichia coli dalam perakitan molekul dari awal. Banyak bakteri teliti kekurangan mekanisme genetik dan metabolik untuk mensintesis senyawa organik setiap yang mereka butuhkan untuk bertahan hidup. Suatu senyawa organik seperti asam amino, basa nitrogen, atau vitamin yang tidak dapat disintesis oleh organisme dan harus disediakan sebagai nutrisi merupakan faktor pertumbuhan. Sebagai contoh, semua sel membutuhkan 20 asam amino yang berbeda untuk perakitan yang tepat dari protein, tapi banyak sel tidak dapat mensintesis semua dari mereka. Mereka yang harus diperoleh dari makanan disebut asam amino esensial. Sebuah contoh penting dari kebutuhan faktor pertumbuhan terjadi di Haemophilus influenzae, bakteri yang menyebabkan meningitis dan pernapasan infeksi pada manusia. Hal ini dapat tumbuh hanya ketika hemin (factor X), NAD 1 (factor V), tiamin, dan asam pantotenat (vitamin), urasil, dan sistein disediakan oleh organisme lain atau medium pertumbuhan.Protozoan cells often receive growth factors from symbiotic bacteria and algae that are mutually nurtured by the protozoan cell. One peculiar ciliate propels itself by affixing symbiotic bacteria to its cell membrane to act as oars. Other ciliates and amoebas require specialized bacteria or algae inside their cells to provide nutrients. This kind of relationship is especially striking in the complex mutualism of termites, which harbor protozoans specialized to live only inside their intestine. The protozoans, in turn, contain endosymbiotic bacteria. Wood ingested by the termite gets processed by the protozoan and bacterial enzymes, and all three organisms thrive on the nutrients that the digested wood provides.

Sel protozoa sering menerima faktor pertumbuhan dari bakteri dan ganggang simbiotik yang saling dipelihara oleh sel protozoa. Satu Ciliata aneh mendorong dirinya sendiri dengan membubuhkan bakteri simbiotik untuk membran sel untuk bertindak sebagai "dayung." Ciliates lain dan amuba memerlukan bakteri khusus atau ganggang di dalam sel mereka untuk memberikan nutrisi. Hubungan semacam ini terutama mencolok di mutualisme kompleks rayap, yang pelabuhan protozoa khusus untuk hidup hanya di dalam usus mereka. Protozoa, pada gilirannya, mengandung bakteri endosymbiotic. Wood dicerna oleh rayap akan diproses oleh protozoa dan enzim bakteri, dan ketiga organisme berkembang pada nutrisi yang kayu dicerna menyediakan.

Nitrogen can generally be obtained from ammonium ions but is also available by deamination of amino acids, which can thus provide both carbon and nitrogen sources simultaneously. Many classes of bacteria are auxotrophic and can grow on simple sugars together with ammonium ions, a source of potassium and trace elements. Such bacteria can synthesize for themselves all the amino acids and ancillary factors required for growth and division.Nitrogen secara umum dapat diperoleh dari ion amonium tetapi juga tersedia dengan deaminasi asam amino, yang dengan demikian bisa memberikan, baik karbon dan sumber nitrogen secara bersamaan. Banyak kelas bakteri auksotrofik dan dapat tumbuh pada gula sederhana bersama-sama dengan ion amonium, sumber kalium dan elemen. Bakteri tersebut dapat mensintesis untuk diri mereka sendiri semua asam amino dan faktor pendukung yang diperlukan untuk pertumbuhan dan pembagian.The rate of growth of such organisms depends not only on temperature and pH but also on the nature of the carbon and nitrogen sources. Thus, a faster rate of growth is often obtained when glucose or succinate is the carbon source rather than lactose or glycerol, and when amino acids are provided as sources of nitrogen rather than ammonium salts. If faced with a choice of carbon and nitrogen sources then the bacteria will adapt their physiology to the preferred substrate and only when this is depleted will theyturn their attention to the less preferred substrate. Growth in liquid cultures with dual provision of substrate such as this is often characterized by a second lag phase during the logarithmic growth period while this adaptation takes place. This is called diauxic growth

Laju pertumbuhan organisme seperti tidak hanya tergantung pada suhu dan pH, tetapi juga pada sifat sumber karbon dan nitrogen. Dengan demikian, tingkat yang lebih cepat dari pertumbuhan sering diperoleh ketika glukosa atau suksinat adalah sumber karbon daripada laktosa atau gliserol, dan ketika asam amino disediakan sebagai sumber nitrogen daripada garam amonium. Jika dihadapkan dengan pilihan sumber karbon dan nitrogen maka bakteri akan beradaptasi fisiologi mereka ke substrat disukai dan hanya jika ini habis maka mikroorganismemengalihkan perhatian ke substrat kurang disukai. Pertumbuhan kultur cair dengan penyediaan ganda substrat seperti ini sering ditandai dengan fase lag kedua selama masa pertumbuhan logaritmik sedangkan adaptasi ini berlangsung. Ini disebut pertumbuhan diauxic

Acute pathogens require specific growth factors normally associated with the tissues they infect but which are often absent in pharmaceutical formulations. They are thus unlikely to multiply in them, although they may remain viable and infective for an appreciable time in some dry products where the conditions are suitably protective.

Patogen akut memerlukan faktor pertumbuhan spesifik biasanya terkait dengan jaringan mereka menginfeksi tapi yang sering absen dalam formulasi farmasi. Mereka dengan demikian tidak mungkin untuk berkembang biak di dalamnya, meskipun mereka mungkin tetap layak dan infektif untuk waktu yang cukup dalam beberapa produk kering dimana kondisi sesuai protektif.

Vitamins, amino acids and organic acidsSeveral chemicals used in medicinal products areproduced by fermentation (Table 25.2).

Vitamin, asam amino dan asam organik Beberapa bahan kimia yang digunakan dalam produk obat yang diproduksi oleh fermentasi (Tabel 25.2).2.2.1 VitaminsVitamin B2 (riboflavin) is a constituent of yeast extract and is incorporated into many vitamin preparations. Vitamin B2 deficiency is characterized by symptoms that include an inflamed tongue, dermatitis and a sensation of burning in the feet. In genuine

cases of malnutrition, these symptoms will accompany those induced by other vitamin deficiencies. Riboflavin is produced commercially in good yields by the moulds Eremothecium ashbyii and Ashbya gossypii grown on a protein-digestmedium. Pernicious anaemia was a fatal disease first reported in 1880. It was not until 1926 that it was discovered that eating raw liver effected a remission. The active principle was later isolated and called vitamin B12 or cyanocobalamin. It was initially obtained from liver but during the 1960s it was noted that it could be obtained as a by-product of microbial metabolism (Table 25.2). Hydroxycobalamin is the form of choice for therapeutic use and can be derived either by chemical transformation of cyanocobalamin or directly as a fermentation product. Biotin is a member of the vitamin B family and is an essential factor in the processes and maintenance of normal metabolism in human beings. It is an es-sential growth factor for some bacteria. Its chemical structure was established in the early 1940s and a practical, highly stereospecific, chemical synthesis enabled D-biotin, identical to that found in yeasts and other cells, to be produced.2.2.1 VitaminVitamin B2 ( riboflavin ) merupakan konstituen dari ekstrak ragi dan dimasukkan ke dalam banyak persiapan vitamin . Kekurangan Vitamin B2 ditandai dengan gejala yang mencakup lidah meradang , dermatitis dan sensasi terbakar di kaki . dalam aslikasus gizi buruk , gejala ini akan menyertai orang-orang yang disebabkan oleh kekurangan vitamin lainnya . Riboflavin diproduksi secara komersial dalam hasil yang baik dengan cetakan Eremothecium ashbyii dan Ashbya gossypii tumbuh pada protein - mencernamedia . Anemia pernisiosa adalah penyakit fatal pertama kali dilaporkan pada tahun 1880 . Ia tidak sampai 1926 bahwa itu ditemukan bahwa makan hati mentah dipengaruhi remisi . Prinsip aktif kemudian diisolasi dan disebut vitamin B12 atau sianokobalamin . Pada awalnya diperoleh dari hati tetapi selama tahun 1960 tercatat bahwa itu bisa diperoleh sebagai produk sampingan dari metabolisme mikroba ( Tabel 25.2 ) . Hydroxycobalamin adalah bentuk pilihan untuk digunakan terapi dan dapat diturunkan baik oleh transformasi kimia dari cyanocobalamin atau langsung sebagai produk fermentasi . Biotin adalah anggota dari keluarga vitamin B dan merupakan faktor penting dalam proses dan pemeliharaan metabolisme normal pada manusia . Ini merupakan faktor pertumbuhan es - sential untuk beberapa bakteri . Struktur kimianya didirikan pada awal 1940-an dan praktis , sangat stereospesifik , sintesis kimia diaktifkan D - biotin , identik dengan yang ditemukan dalam ragi dan sel lain , yang akan diproduksi .

2.2.2 Amino acidsAmino acids find applications as ingredients of infusion solutions for parenteral nutrition and individually for treatment of specific conditions. They are obtained either by fermentation processes similar to those used for antibiotics or in cell-free extracts employing enzymes isolated from bacteria (Table 25.2). Details of the many and varied processes reported in the literature will be found in the appropriate references in the Further reading section at the end of the chapter.

2.2.2 Asam amino Asam amino menemukan aplikasi sebagai bahan larutan infus untuk nutrisi parenteral dan individual untuk pengobatan kondisi tertentu. Mereka diperoleh dengan proses fermentasi yang sama dengan yang digunakan untuk antibiotik atau dalam ekstrak sel bebas menggunakan enzim yang diisolasi dari bakteri (Tabel 25.2). Rincian dari banyak dan beragam proses yang dilaporkan dalam literatur akan ditemukan dalam referensi yang tepat dalam bagian bacaan lebih lanjut di akhir bab ini.

2.2.3 Organic acidsExamples of organic acids (citric, lactic, gluconic) produced by microorganisms, together with pharmaceutical and medical uses, are depicted in Table 25.2. Citric and lactic acids also have widespread uses in the food and drink and plastics industries, respectively. Gluconic acid is also used as a metalchelating agent in, for example, detergent products.

2.2.3 Asam Organik Contoh asam organik (sitrat, laktat, glukonat) yang dihasilkan oleh mikroorganisme, bersama-sama dengan farmasi dan keperluan medis, digambarkan dalam Tabel 25.2. Sitrat dan laktat asam juga memiliki kegunaan yang luas dalam industri makanan dan minuman dan plastik, masing-masing. Asam glukonat juga digunakan sebagai agen metalchelating dalam, misalnya, produk deterjen.

Vitamin and amino acid bioassaysThe principle of microbiological bioassays for growth factors such as vitamins and amino acids is quite simple. Unlike antibiotic assays (see section 4.1) which are based on studies of growth inhibition, these assays are based on growth exhibition. All that is required is a culture medium that is nutritionally adequate for the test microorganism in all essential growth factors except the one being assayed. If a range of limiting concentrations of the test substance is added, the growth of the test microorganism will be proportional to the amount added. A calibration curve of concentration of substance being assayed against some parameter of microbial growth, e.g. cell dry weight, optical density or acid production, can be plotted. One example of this is the assay for pyridoxine (vitamin B6) which can be assayed using a pyridoxine-requiring mutant of the mould Neurospora. Lactic acid bacteria have extensive growth requirements and are often used in bioassays. It is possible to assay a variety of different growth factors with a single test organism simply by preparing a basal medium with different growth-limiting nutrients. Table 25.5 summarizes some of the vitamin and amino acid bioassays currently available. In practice, high performance liquid chromatography (HPLC) has replaced bioassays as the method of choice for most amino acids and several B vitamins.Vitamin dan asam amino bioassayPrinsip bioassay mikrobiologi untuk faktor pertumbuhan seperti vitamin dan asam amino cukup sederhana . Tidak seperti tes antibiotik ( lihat bagian 4.1 ) yang didasarkan pada studi inhibisi pertumbuhan , tes ini didasarkan pada pameran pertumbuhan . Semua yang dibutuhkan adalah sebuah medium kultur yang bergizi cukup untuk mikroorganisme uji dalam semua faktor pertumbuhan penting kecuali yang sedang diuji . Jika berbagai membatasi konsentrasi bahan uji menambahkan, pertumbuhan mikroorganisme uji akan sebanding dengan jumlah tambahan . Kurva kalibrasi konsentrasi zat yang diuji terhadap beberapa parameter pertumbuhan mikroba , misalnya berat kering sel , densitas optik atau produksi asam , dapat diplot . Salah satu contoh dari hal ini adalah tes untuk pyridoxine ( vitamin B6 ) yang dapat diuji menggunakan mutan pyridoxine - membutuhkan cetakan Neurospora . Bakteri asam laktat memiliki persyaratan pertumbuhan yang luas dan sering digunakan dalam bioassay . Hal ini dimungkinkan untuk assay berbagai faktor pertumbuhan yang berbeda dengan organisme tes tunggal hanya dengan menyiapkan media basal dengan berbagai nutrisi pertumbuhan - membatasi . Tabel 25.5 merangkum beberapa vitamin dan asam amino bioassay yang tersedia saat ini . Dalam prakteknya , kromatografi cair kinerja tinggi ( HPLC ) telah menggantikan bioassay sebagai metode pilihan untuk sebagian besar asam amino dan beberapa vitamin B .