Chất sinh trưởng là những chất hữu cơ cần thiết đối với hoạt động sống mà một loài vi sinh vật nào đó không tự tổng hợp được ra chúng từ các chất khác. Cùng một chất có thể
hoàn toàn không cần thiết đối với loài sinh vật này vì chúng có thể tự tổng hợp được chất
đó nhưng lại có tác dụng kích thích sinh trưởng với vi sinh vật khác nếu vi sinh vật đó tự
tổng hợp được nhưng nhanh chóng tiêu thụ hết hoặc có thể là rất cần thiết đối với quá trình sinh trưởng của chúng nếu như chúng hoàn toàn không có khả năng tự tổng hợp chất đó. Nhu cầu về chất sinh trưởng ở vi sinh vật cũng giống như là nhu cầu vitamin ở
người và động vật.
Đặc điểm của môi trường sống một mặt ảnh hưởng đến khả năng tổng hợp chất sinh trưởng của vi sinh vật, mặt khác ảnh hưởng hưởng đến đặc điểm trao đổi chất của chúng. Chính thông qua những ảnh hưởng này mà môi trường sống của từng loài vi sinh vật đã góp phần quyết định nhu cầu về chất sinh trưởng của chúng. Khi sống lâu dài trong môi trường thiếu chất sinh trưởng, vi sinh vật sẽ dần dần tạo ra khả năng tự tổng hợp các chất sinh trưởng mà chúng cần thiết. Mặt khác, do sống trong các điều kiện môi trường khác nhau, các loại vi sinh vật có thể sẽ có những kiểu trao đổi chất khác nhau cũng có nghĩa là đòi hỏi các hệ thống enzim khác nhau do đó đòi hỏi các chất sinh trưởng khác nhau. Việc một loại vi sinh vật không đòi hỏi một chất sinh trưởng nào đó có thể do hai nguyên nhân: một là vi sinh vật này không tự tổng hợp ra được chất sinh trưởng đó, hai là quá trình trao đổi chất của loại vi sinh vật này không có sự tham gia của loại coenzim chứa chất sinh trưởng đó.
Bảng 2. Một số vitamin cấn thiết cho sự dinh dưỡng của vi sinh vật
Vitamin Dạng coenzim Chức năng
Tiamin (Anevrin, B1) Tiamin pirophotphat (TPP) Oxi hóa và khử cacboxyl, các
ketoaxit, chuyển nhóm aldehit
Riboflavin (Lactoflavin, B2) Flavinmononucleoitit
(FMN), flavin
adenindinucleotit (FAD)
Chuyển hidro
Axit Pantotenic (B3) CoenzimA Oxi hóa ketoaxit và tham gia vào
trao đổi chất của axit béo Niaxin (A. Nicotinic,
Nicotinamit, B5)
Nicotin adenindinucleotit (FAD) và NADP
Khử hidro và chuyển hidro Piridoxin (Piridoxal,
Piridoxamin, B6) Piridoxal photphat Chuycacboxyla raxemin hóa axit amin. ển amin, khử amin, khử
Biotin (B7, H) Biotin Chuyển CO2 và nhóm cacboxilic
Axit Folit (Folaxin, B9, M, Bc)
Axit tetrahidrofolic Chuyển đơn vị 1 cacbon, chuyển
CO2 các nhóm cacboxilic
Axit APAB
(Paraaminobenzoic, B10)
Axit tetrahidrofolic Chuyển đơn vị 1 cacbon
Xianocobalamin (Cobalamin, B12)
Metilxianocobalamit Chuyển nhóm metyl
Axit lipoic Lipoamit Chuyển nhóm axyl và nguyên tử
hidro
Axit ascocbic (vitamin C) - Là cofacto trong hidroxyl hóa
Ecrocanxiferol (vitamin D2) 1,25-
dihidroxicolecanxiferol
Trao đổi canxi và photpho
(Theo Nguyễn Lân Dũng, 2000)
Cùng một loài sinh vật nhưng nếu được nuôi cấy trong các điều kiện khác nhau cũng có thể có những nhu cầu khác nhau về chất sinh trưởng. Chẳng hạn nấm mốc Mucorouxi
được chứng minh chỉ cần biotin và tiamin khi phát triển trong điều kiện kị khí. Điều kiện pH và nhiệt độ của môi trường nhiều khi cũng ảnh hưởng rõ rệt đến nhu cầu và chất sinh trưởng của vi sinh vật. Sự có mặt của một số chất dinh dưỡng khác có khi cũng ảnh hưởng đến nhu cầu về chất sinh trưởng của vi sinh vật.
Thông thường các chất được coi là chất sinh trưởng đối với một loại nào đó có thể thuộc về một trong các lọai sau: các gốc kiềm purin, pirimidin và các dẫn xuất của chúng, các acid béo và các thành phần của màng tế bào, các vitamin thông thường. Hàm lượng các chất sinh trưởng cần thiết cũng khác nhau giữa các loài vi sinh vật. Vi sinh vật có sự khác nhau rất lớn về nhu cầu vitamin. Vai trò của một số vitamin trong hoạt động sống của vi sinh vật được tóm tắt ở bảng 2.