細(xì)菌分泌胞外酶將多糖、蛋白質(zhì)等大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分解為單糖、小肽或氨基酸，然后吸收進(jìn)入菌體，再經(jīng)氧化或胞內(nèi)酶分解形成菌體可利用的成分，此謂細(xì)菌的分解代謝。細(xì)菌以營(yíng)養(yǎng)原料及生物氧化產(chǎn)生的能量，合成菌體及相應(yīng)的代謝產(chǎn)的，此謂合成代謝。

細(xì)菌在分解和合成代謝中能產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物，在細(xì)菌的鑒定及生化反應(yīng)中有實(shí)際意義。

（一）分解代謝產(chǎn)物的檢測(cè)

細(xì)菌的分解代謝產(chǎn)物因各種細(xì)菌具備的酶不完全相同，而有所差異。各代謝產(chǎn)物可通過生化試驗(yàn)的方法檢測(cè)，通常稱為細(xì)菌的生化的反應(yīng)。

1．糖代謝測(cè)定

（1）糖發(fā)酵試驗(yàn)：細(xì)菌對(duì)各種糖的分解能力及代謝產(chǎn)物不同，可借以鑒別細(xì)菌。一般非致病菌能發(fā)酵多種單糖，如大腸桿菌能分解葡萄糖有乳糖，產(chǎn)生甲酸等產(chǎn)物，并有甲酸解氫酶，可將其分解為CO2和H2，故生化反應(yīng)結(jié)果為產(chǎn)酸產(chǎn)氣，以“⊕”表示。傷寒桿菌分解葡萄糖產(chǎn)酸，但無解氫酶。故生化結(jié)果為產(chǎn)酸不產(chǎn)氣，以“+”表示。傷寒桿菌及一般致病菌大都不能分解乳糖，以“-”表示。

（2）VP試驗(yàn)：大腸桿菌與產(chǎn)氣桿菌均分解葡萄糖⊕，為區(qū)分兩菌可采用VP試驗(yàn)及甲基紅試驗(yàn)。產(chǎn)氣桿菌能使丙酮酸脫羧、氧化（在堿性溶液中）生成二乙酰，后者可與含胍基的化合物反應(yīng)，生成紅色化合物，稱VP陽(yáng)性。大腸桿菌分解葡萄糖產(chǎn)生丙酮酸，VP陰性。

（3）甲基紅試驗(yàn)：產(chǎn)氣桿菌使丙酮酸脫羧后形成中性產(chǎn)物，培養(yǎng)液pH＞5.4，甲基紅指示劑呈桔黃色，為甲基紅試驗(yàn)陰性，大腸桿菌分解葡萄糖產(chǎn)生丙酮酸，培養(yǎng)液呈酸性pH＜5.4，指示劑甲基紅呈紅色，稱甲基紅試驗(yàn)（Methyl red test,MR）陽(yáng)性。

（4）枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)（Citrateultiliazation test）:能利用枸櫞酸鹽作為唯一碳源的細(xì)菌如產(chǎn)氣桿菌，分解枸櫞酸鹽生成碳酸鹽，同時(shí)分解培養(yǎng)基的銨鹽生成氨，由此使培養(yǎng)基變?yōu)閴A性，使指示劑溴麝香草酚藍(lán)（BTB）由淡綠轉(zhuǎn)為深藍(lán)，此為枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)陽(yáng)性。、

2．蛋白質(zhì)代謝測(cè)定

（1）吲哚試驗(yàn)（Indoltest）：含有色氨酸酶的細(xì)菌（如大腸桿菌、變形桿菌等）可分解色氨酸生成吲哚，若加入二甲基氨基苯甲醛，與吲哚結(jié)合，形成玫瑰吲哚，呈紅色，稱吲哚試驗(yàn)陽(yáng)性。

（2）硫化氫試驗(yàn)：變形桿菌、乙型副傷寒桿菌等能分解含硫氨基酸如胱氨酸、甲硫氨酸等，生成硫化氫。在有醋酸鉛或硫酸亞鐵存在時(shí)，則生成黑色硫化鉛或硫化亞鐵，可借以鑒別細(xì)菌。

3．尿素分解試驗(yàn)

變形桿菌具有尿素酶，可分解尿素產(chǎn)生氨，培養(yǎng)基呈堿性，以酚紅為指示劑檢測(cè)呈紅色，由此區(qū)別于沙門氏菌。

吲哚（I）、甲基紅（M）、VP（V）、枸櫞酸鹽利用（C）四種試驗(yàn)，常用于鑒定腸道桿菌，合稱之為IMViC試驗(yàn)。大腸桿菌呈“++--”，產(chǎn)氣桿菌為“--++”。

氣相、液相色譜法通過對(duì)細(xì)菌分解代謝產(chǎn)物中揮發(fā)性或不揮發(fā)性有機(jī)酸和醇類的檢測(cè)，可準(zhǔn)確、快速地確定細(xì)菌的種類，是目前進(jìn)行細(xì)菌生化鑒定的高新技術(shù)。

（二）合成代謝產(chǎn)物及臨床意義

細(xì)菌通過新陳代謝不斷合成菌體成分，如多糖、蛋白質(zhì)、脂肪、核酸、細(xì)胞壁及各種輔酶等。此外，細(xì)菌還能合成很多在醫(yī)學(xué)上具有重要意義的代謝產(chǎn)物。

1．熱原質(zhì)（Pyrogen）:熱原質(zhì)即菌體中的脂多糖，大多是革蘭氏陰性菌產(chǎn)生的。注入人或動(dòng)物體內(nèi)能引起發(fā)熱反應(yīng)，故名熱原質(zhì)。

熱原質(zhì)耐高熱，高壓蒸汽滅菌（121℃，20’）不能使其破壞，加熱（180℃4h;250℃45�℃1'）才使熱原質(zhì)失去作用。熱原質(zhì)可通過一般細(xì)菌濾器，但沒有揮發(fā)性，所以，除去熱原質(zhì)最好的方法是蒸餾。藥液、水等被細(xì)菌污染后，即使高壓滅菌或經(jīng)濾過除菌仍可有熱原質(zhì)存在，輸注機(jī)體后可引起嚴(yán)重發(fā)熱反應(yīng)。生物制品或注射液制成后除去熱原質(zhì)比較困難，所以，必須使用無熱原質(zhì)水制備。

2．毒素與酶：細(xì)菌可產(chǎn)生內(nèi)、外毒素及侵襲性酶，與細(xì)菌的致病性密切相關(guān)。

內(nèi)毒素（Endotoxin）即革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的脂多糖，其毒性成分為類脂A。菌體死亡崩解后釋放出來。外毒素(Exotoxin)是由革蘭氏陽(yáng)性菌及少數(shù)革蘭氏陰性菌在生長(zhǎng)代謝過程中釋放至菌體外的蛋白質(zhì)。具有抗原性強(qiáng)、毒性強(qiáng)、作用特異性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。

某些細(xì)菌可產(chǎn)生具有侵襲性的酶，能損傷機(jī)體組織，促進(jìn)細(xì)菌的侵襲、擴(kuò)散，是細(xì)菌重要的致病因素，如鏈球菌的透明質(zhì)酸酶等。

3．色素（Pigment）：有些細(xì)菌能產(chǎn)生色素，對(duì)細(xì)菌的鑒別有一定意義。

細(xì)菌色素有兩類：①水溶性色素，能彌形至培養(yǎng)基或周圍組織，如綠膿桿菌產(chǎn)生的綠膿色素使培養(yǎng)基或膿汗呈綠色。②脂溶性色素，不溶于水，僅保持在菌落內(nèi)使之呈色而培養(yǎng)基顏色不變，如金黃色葡萄球菌色素。細(xì)菌色素的產(chǎn)生需一定條件（營(yíng)養(yǎng)豐富、氧氣充足、溫度適宜），無光合作用，對(duì)細(xì)菌的功能尚不清。

4．抗生素（Antibiotic）:某些微生物代謝過程中可產(chǎn)生一種能抑制或殺死某些其他微生物或癌細(xì)胞的物質(zhì)，稱抗生素?？股囟嘤煞啪€菌和真菌產(chǎn)生，細(xì)菌僅產(chǎn)生少數(shù)幾種，如多粘菌素（Polymyxin）、桿菌肽(Bicitracin)等。

5．細(xì)菌素（Bactericin）:某些細(xì)菌能產(chǎn)生一種僅作用于有近緣關(guān)系的細(xì)菌的抗菌物質(zhì)，稱細(xì)菌素。細(xì)菌素為蛋白類物質(zhì)，抗菌范圍很窄，無治療意義，但可用于細(xì)菌分型和流行病學(xué)調(diào)查。

細(xì)菌素以生產(chǎn)菌而命名。大腸桿菌產(chǎn)生的細(xì)菌素稱大腸菌素，綠膿桿菌產(chǎn)生的稱綠膿菌素，霍亂弧菌產(chǎn)生的稱弧菌素。