細菌分泌胞外酶將多糖、蛋白質等大分子營養(yǎng)物質分解為單糖、小肽或氨基酸，然后吸收進入菌體，再經氧化或胞內酶分解形成菌體可利用的成分，此謂細菌的分解代謝。細菌以營養(yǎng)原料及生物氧化產生的能量，合成菌體及相應的代謝產的，此謂合成代謝。

細菌在分解和合成代謝中能產生多種代謝產物，在細菌的鑒定及生化反應中有實際意義。

（一）分解代謝產物的檢測

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

1．糖代謝測定

（1）糖發(fā)酵試驗：細菌對各種糖的分解能力及代謝產物不同，可借以鑒別細菌。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，產生甲酸等產物，并有甲酸解氫酶，可將其分解為CO2和H2，故生化反應結果為產酸產氣，以“⊕”表示。傷寒桿菌分解葡萄糖產酸，但無解氫酶。故生化結果為產酸不產氣，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：大腸桿菌與產氣桿菌均分解葡萄糖⊕，為區(qū)分兩菌可采用VP試驗及甲基紅試驗。產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，生成紅色化合物，稱VP陽性。大腸桿菌分解葡萄糖產生丙酮酸，VP陰性。

（3）甲基紅試驗：產氣桿菌使丙酮酸脫羧后形成中性產物，培養(yǎng)液pH＞5.4，甲基紅指示劑呈桔黃色，為甲基紅試驗陰性，大腸桿菌分解葡萄糖產生丙酮酸，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（Methyl red test,MR）陽性。

（4）枸櫞酸鹽利用試驗（Citrateultiliazation test）:能利用枸櫞酸鹽作為唯一碳源的細菌如產氣桿菌，分解枸櫞酸鹽生成碳酸鹽，同時分解培養(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（BTB）由淡綠轉為深藍，此為枸櫞酸鹽利用試驗陽性。、

2．蛋白質代謝測定

（1）吲哚試驗（Indoltest）：含有色氨酸酶的細菌（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，與吲哚結合，形成玫瑰吲哚，呈紅色，稱吲哚試驗陽性。

（2）硫化氫試驗：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，則生成黑色硫化鉛或硫化亞鐵，可借以鑒別細菌。

3．尿素分解試驗

變形桿菌具有尿素酶，可分解尿素產生氨，培養(yǎng)基呈堿性，以酚紅為指示劑檢測呈紅色，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，常用于鑒定腸道桿菌，合稱之為IMViC試驗。大腸桿菌呈“++--”，產氣桿菌為“--++”。

氣相、液相色譜法通過對細菌分解代謝產物中揮發(fā)性或不揮發(fā)性有機酸和醇類的檢測，可準確、快速地確定細菌的種類，是目前進行細菌生化鑒定的高新技術。

（二）合成代謝產物及臨床意義

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

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

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

2．毒素與酶：細菌可產生內、外毒素及侵襲性酶，與細菌的致病性密切相關。

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

某些細菌可產生具有侵襲性的酶，能損傷機體組織，促進細菌的侵襲、擴散，是細菌重要的致病因素，如鏈球菌的透明質酸酶等。

3．色素（Pigment）：有些細菌能產生色素，對細菌的鑒別有一定意義。

細菌色素有兩類：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，僅保持在菌落內使之呈色而培養(yǎng)基顏色不變，如金黃色葡萄球菌色素。細菌色素的產生需一定條件（營養(yǎng)豐富、氧氣充足、溫度適宜），無光合作用，對細菌的功能尚不清。

4．抗生素（Antibiotic）:某些微生物代謝過程中可產生一種能抑制或殺死某些其他微生物或癌細胞的物質，稱抗生素。抗生素多由放線菌和真菌產生，細菌僅產生少數(shù)幾種，如多粘菌素（Polymyxin）、桿菌肽(Bicitracin)等。

5．細菌素（Bactericin）:某些細菌能產生一種僅作用于有近緣關系的細菌的抗菌物質，稱細菌素。細菌素為蛋白類物質，抗菌范圍很窄，無治療意義，但可用于細菌分型和流行病學調查。

細菌素以生產菌而命名。大腸桿菌產生的細菌素稱大腸菌素，綠膿桿菌產生的稱綠膿菌素，霍亂弧菌產生的稱弧菌素。