微生物利用包括食品、醫(yī)藥、環(huán)境保護、化工、冶金、輕紡、農(nóng)牧、能源、電子、信息、海洋、宇宙等人類經(jīng)濟生活遼闊領(lǐng)域，在經(jīng)濟和社會發(fā)展中起著主要作用，微生物資源開發(fā)利用所形成產(chǎn)業(yè)，已成為繼動物、植物兩大生物產(chǎn)業(yè)之間第三大生物產(chǎn)業(yè)。全世界當(dāng)前微生物產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值已高達(dá)多億美元以上。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第1頁總體上看微生物應(yīng)用能夠歸納以下幾個方面：①微生物菌體應(yīng)用：如單細(xì)胞蛋白、生物殺蟲劑（Bt、白僵菌）食用菌、活性酵母等；②代謝產(chǎn)物應(yīng)用：如氨基酸、抗生素、有機酸、維生素、醇類、核酸、酶制劑等。③微生物特征應(yīng)用：如甾體轉(zhuǎn)化、濕法冶金、細(xì)菌肥料、石油勘探等。④微生物基因利用：如蘇云金桿菌毒蛋白基因、產(chǎn)堿桿菌聚-羥基丁酸鹽基因等。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第2頁第一節(jié)微生物接種劑一、微生物接種劑概述1，定義：通常將直接應(yīng)用微生物活體作為接種材料一類制劑稱為微生物接種劑。在微生物接種劑中，把為植物提供有效養(yǎng)料和促進生長一類微生物接種劑稱為生物肥料；把防治植物病蟲害和消除雜草一類為生物接種劑稱為微生物農(nóng)藥。（廣義微生物農(nóng)藥還包含微生物代謝產(chǎn)物如農(nóng)用抗生素等。）微生物學(xué)微生物應(yīng)用第3頁2，微生物接種劑主要特點：（1）單位面積上用量微少。比如，最慣用草炭吸附接種劑，普通用量7.5~15千克/公頃，每克含5億個活細(xì)菌菌劑，1千克含菌總數(shù)為5000億個細(xì)胞，以一個細(xì)胞0.1立方微米計算，它總體積僅為0.5立方厘米，重量約0.5克。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第4頁（2）不是直接作為植物養(yǎng)料或藥劑，而是靠他們在土壤中或植物表面大量繁殖、進行旺盛代謝而起作用。

（3）易受環(huán)境影響，穩(wěn)定性差（效果、制劑等）。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第5頁3，微生物接種劑吸附劑固體或液體培養(yǎng)物能夠直接施用，不過為了便于保留和使用，普通都將培養(yǎng)物放入吸附劑中保留、使用。常見吸附劑主要有以下幾類：微生物學(xué)微生物應(yīng)用第6頁（1）草炭、土壤及添加劑。草炭被認(rèn)為是最好材料。

（2）植物材料：如谷殼粉、糖渣、玉米穗軸粉、腐熟堆肥等。

（3）惰性無機和有機材料：如蛭石、珍珠石、粉末磷灰石、硫酸鈣、聚丙酰胺膠粒等。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第7頁二、微生物肥料微生物肥料是依據(jù)微生物在自然界物質(zhì)循環(huán)中分解和合成作用，所產(chǎn)生含有促進植物生長和降低植物危害作用，精心選育菌種，生產(chǎn)而成生物肥料。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第8頁當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)一些微生物肥料主要有固氮菌肥料、根瘤菌肥料、磷細(xì)菌肥料、鉀細(xì)菌肥料、“5406”抗生菌肥、菌根菌肥料、植物促生根際菌肥等。還有將固氮、解磷、轉(zhuǎn)化礦物、抗病害微生物混合配養(yǎng)制成復(fù)合微生物肥料。當(dāng)前微生物肥料還是一個輔助性肥料，不能完全代替有機肥料和無機肥料。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第9頁1，根瘤菌劑因為豆科植物種類不一樣和土壤類型差異，接種效果有很大差異，多數(shù)情況下有一定增產(chǎn)作用。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第10頁（1）應(yīng)用方法種子拌種：固氮增產(chǎn)效果較差，但用量少、操作簡便土壤混菌：固氮增產(chǎn)效果很好，但用量大、操作不便（2）應(yīng)用時間播種前：拌種或做成丸衣化種子（使用方便、成本高）。播種時：拌種或土壤混菌。播種后：追施1~2次。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第11頁2，固氮菌肥料用于生產(chǎn)主要是固氮菌屬和固氮螺菌屬一些種和菌株。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第12頁（1）固氮菌劑固氮菌劑只有在生長繁殖過程中固定分子態(tài)氮，而且僅滿足本身需要。要待它們死亡之后，細(xì)胞自溶或被分解時才能釋放出化合態(tài)氮供植物和其它微生物利用。對疏菜類作物效果很好，尤其是同時使用有機肥情況下增產(chǎn)效果更顯著。固氮菌劑應(yīng)用最好結(jié)合秸稈還田、堆肥制作、苗床準(zhǔn)備等來進行。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第13頁（2）聯(lián)合固氮菌制劑固氮螺菌除含有固氮作用外，還能夠促進植物吸收NO3-，NH4+，PO43-，K+，F(xiàn)e2+等無機養(yǎng)料和水分。存在問題：細(xì)菌在根圈定植和繁殖不理想。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第14頁第二節(jié)微生物農(nóng)藥微生物農(nóng)藥：是指利用微生物本身或其代謝產(chǎn)物防治病、蟲、雜草制劑。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第15頁一、防治害蟲微生物農(nóng)藥

1，細(xì)菌殺蟲劑已發(fā)覺昆蟲致病菌由蘇云金芽孢桿菌（Bacillusthuringiensis），金龜子芽孢桿菌（B.popilise），緩死芽孢桿菌（B.lentimorbus），球形芽孢桿菌(B.sphaericus)，天幕蟲梭菌(Clostridiummalacosome)，銅綠假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)和金龜子立克次氏體(Rickettsiellapopiliae)等。其中幾個芽胞桿菌已制成商品菌劑在生產(chǎn)中應(yīng)用。其中研究最深入，應(yīng)用最廣是蘇云金桿菌。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第16頁（1）蘇云金芽孢桿菌殺蟲劑蘇云金芽孢桿菌殺蟲劑，簡稱Bt殺蟲劑，對磷翅目、雙翅目、膜翅目、鞘翅目、直翅目中200各種昆蟲都有毒殺作用，而且各亞種、各菌株所毒殺昆蟲對象不完全相同。有對某種昆蟲殺滅專一性很強，毒力很高。Bt殺蟲機理主要靠其芽孢和毒素。蘇云金桿菌在菌體一端形成芽孢，另一端形成近菱形蛋白質(zhì)晶體即伴孢晶體。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第17頁這些晶體本身并不殺蟲，它只是毒素前體。當(dāng)昆蟲吞食伴孢晶體后，在腸道中堿性條件下，伴孢晶體被分解，產(chǎn)生毒素前體（也稱原毒素），在腸道中特異性堿性蛋白酶作用下，水解出有活性不一樣相對分子量毒性多肽（被稱為蘇云金芽孢桿菌δ內(nèi)毒素）。δ內(nèi)毒素特異性結(jié)合在腸道上皮細(xì)胞糖蛋白受體上，造成K+、Na+—泵失去作用，細(xì)胞代謝停頓，昆蟲死亡。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第18頁蘇云金芽孢桿菌芽孢被昆蟲吞食后，在腸道中萌發(fā)成營養(yǎng)體大量繁殖，并穿透腸壁進入血液繁殖，是昆蟲得敗血癥死亡。蘇云金桿菌中有些變種除產(chǎn)生伴孢晶體毒素外，還分泌一個蘇云金素(又稱β-外毒素)，它是一個非特異性小分子腺嘌呤核苷酸衍生物，其熱穩(wěn)定性好，可溶于水，是RNA聚合酶競爭性抑制劑，干擾與昆蟲發(fā)育相關(guān)激素合成，造成幼蟲發(fā)育畸形或不能正常化蛹。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第19頁Bt殺蟲劑不足之處：Bt殺蟲劑不足之處：①防效受環(huán)境影響大；②各種Bt菌株僅對其敏感昆蟲有效，殺蟲譜窄；③昆蟲對Bt逐步產(chǎn)生了可遺傳抗性；④必須經(jīng)過吞食作用才能進入昆蟲體內(nèi)殺死昆蟲，而且只能在昆蟲發(fā)育某一階段才能有好使用效果。Bt大量可采取深層好氧發(fā)酵法，也可采取固體發(fā)酵法。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第20頁將蘇云金桿菌毒素基因轉(zhuǎn)入其它微生物或植物，不但能夠處理Bt需要吞食等不足問題，而且也是農(nóng)藥和防治害蟲戰(zhàn)略重大變革。轉(zhuǎn)基因植物中起抗蟲作用絕大多數(shù)都是蘇云金芽孢桿菌毒素基因。

應(yīng)注意，蠶對毒素極為敏感，在養(yǎng)蠶地域不能使用蘇云金芽孢桿菌制劑。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第21頁（2）金龜子芽孢桿菌金龜子芽孢桿菌是金龜子幼蟲（蠐螬）專性病原，蠐螬吞食其芽孢后，芽孢萌發(fā)侵入血腔并大量繁殖，使幼蟲血淋巴呈乳狀，死亡幼蟲呈乳白色，故又稱乳狀病。該種殺蟲劑能夠使50各種蠐螬致病，而且藥效可連續(xù)9年以上，是一個成功地用于防治金龜子蟲害長期有效微生物農(nóng)藥。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第22頁2，殺蟲抗生素----阿維菌素（AvermectinAv）阿維菌素（AvermectinAv）是從除蟲鏈霉菌（Streptomycesavermitilis）菌體中提取大環(huán)內(nèi)脂類抗生素。殺蟲機理：在阿維菌素（AvermectinAv）作用下，蟲體內(nèi)γ--氨基丁酸增多，造成靶標(biāo)生物神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生抑制，進而麻痹死亡。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第23頁優(yōu)點：廣譜殺蟲殺螨活性。擊倒速度快，持效期較長。毀滅抗藥性害蟲效果顯著。對人畜安全，不污染環(huán)境。使用成本低。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第24頁3，真菌殺蟲劑現(xiàn)在已知有500各種真菌能寄生于昆蟲和螨類，造成寄主發(fā)病死亡。殺蟲真菌分屬于卵菌、結(jié)合菌、子囊菌、擔(dān)子菌和半知菌。經(jīng)典代表是白僵菌（Beauveriabassiana）（球孢白僵菌），屬半知菌絲孢霉目，絲孢霉科。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第25頁白僵菌：白僵菌（Beauveriabassiana）（球孢白僵菌），屬半知菌絲孢霉目，絲孢霉科。分生孢子著生于小梗頂端，球形；分生孢子梗屢次分叉、集聚成團，呈花瓶狀；菌落平坦呈絨毛狀，后期呈粉狀，表面白色至淡黃色。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第26頁白僵菌是一個廣譜性寄生菌，能侵染磷翅目、雙翅目、膜翅目、鞘翅目、同翅目等昆蟲和螨類。防治松毛蟲、玉米螟、大豆食心蟲等農(nóng)林害蟲效果顯著。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第27頁機制：白僵菌接觸蟲體感染，適宜條件下分生孢子萌發(fā)，分泌幾丁質(zhì)酶，溶解昆蟲表皮，侵入蟲體增殖，并分泌毒素（白僵菌素）和草酸鈣結(jié)晶，破壞寄主組織，是代謝機能紊亂，最終因蟲體上長出白色棉絮狀菌絲和分生孢子梗及孢子堆，整個蟲體水分被菌體吸收變成白色僵尸。。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第28頁4，病毒殺蟲劑昆蟲病毒種類多，分布廣，專性強。常見昆蟲病毒有核多角體病毒（NPV）、質(zhì)多角體病毒（CPV）、顆粒體病毒（GV）和無包含體病毒。核多角體病毒（NPV）是一致發(fā)覺種類最多昆蟲病毒，在寄主細(xì)胞核內(nèi)寄生和增殖，感染后寄主普通需4~20天才死亡。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第29頁我國有一定生產(chǎn)規(guī)模而且應(yīng)用效果很好病毒殺蟲劑有：中國棉鈴蟲NPV，斜紋夜俄NPV，油桐尺蠖NPV，松毛蟲NPV，菜粉蝶NPV等等。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第30頁病毒殺蟲劑發(fā)展限制原因：①需經(jīng)過寄主昆蟲才能增殖，培養(yǎng)困難。②專性強、殺蟲譜太窄。③使昆蟲致死時間太長（殺蟲慢）。④易受環(huán)境、溫度、陽光、氣候影響。利用DNA重組技術(shù)改造和構(gòu)建用于殺蟲病毒——基因工程病毒殺蟲劑。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第31頁二、防治病害微生物農(nóng)藥1，抗生菌和抗生素產(chǎn)生抗生素菌種稱為抗生菌。包含放線菌、真菌、和細(xì)菌。其中最主要是放線菌，在已知放線菌種類中幾乎半數(shù)以上都有拮抗性?？股睾羞x擇性，各種抗生素抗菌范圍稱為抗菌譜，敏感微生物種類極少抗生素稱為窄譜抗生素，敏感微生物種類很多抗生素稱為廣譜抗生素。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第32頁抗生素抗菌機制：①妨礙菌體細(xì)胞壁合成②影響菌體細(xì)胞膜通透性③抑制核酸合成④抑制菌體蛋白質(zhì)合成。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第33頁微生物學(xué)微生物應(yīng)用第34頁微生物學(xué)微生物應(yīng)用第35頁2，應(yīng)用抗生素防治植物病害抗生素普通都在很低濃度下對病菌產(chǎn)生作用，各種抗生素對不一樣微生物產(chǎn)生抑制作用有效濃度各不相同。通常以抑制微生物生長最低濃度作為抗生素抗菌強度，簡稱有效濃度。有效濃度越低，抗菌作用越強。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第36頁

有效濃度大于100mg/L，作用強度較低抗生素。

有效濃度小于100mg/L，作用強度高抗生素。

我國已應(yīng)用農(nóng)用抗生素主要有鏈霉素、農(nóng)霉素100、滅瘟素、春雷霉素、慶豐霉素、井岡霉素、多抗霉素、放線菌酮等。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第37頁抗生素應(yīng)用方法：①浸種，防種傳病害。②噴灑，防葉部病害。③涂敷或涂刷，防果木樹干病害，如用放線菌酮涂刷樹干防白松孢銹病。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第38頁3，抗生菌直接利用對植物病害，尤其是根部病害防治可直接應(yīng)用抗生菌。比如：伏革菌（Corticium.sp）玉米粉培養(yǎng)物混合在土壤中防治由終極腐霉（Pythiumultimkm）引發(fā)甜菜根腐病。哈棲木霉（Trichodermaharzianum）培養(yǎng)物混入土壤中防治由立枯絲核菌（Rhizoctoniasolani）引發(fā)番茄菌核病等等。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第39頁三、微生物農(nóng)藥防治雜草比如：①用5×10-6放線菌酮殺除浮萍。②12.5×10-6茴香菌素抑制稗草。③魯保一號（黑盤孢目盤長孢屬Gloeosporium）防治農(nóng)田菟絲子效果可達(dá)70~90%。④澳大利亞用粉苞苣柄銹菌防治燈心草粉苞苣。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第40頁四、昆蟲病毒因為病毒治蟲優(yōu)點能夠?qū)οx有長久控制作用，同時病毒專一性很強，對人、畜無害。如美國棉鈴蟲病毒，日本赤松毛蟲病毒，已成為正式農(nóng)藥。我國曾開展斜紋夜蛾核型多用體病毒、桑毛蟲核型多角體病毒、棉鈴蟲核型多角體病毒治蟲，并取得了良好效果。

病毒不能在人工培養(yǎng)基上生長

只能用養(yǎng)蟲法增殖病毒，做成制劑。使用方法有噴霧、噴粉、直接施于土壤和釋放帶病毒昆蟲到害蟲中去等。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第41頁第三節(jié)微生物制藥微生物在制藥領(lǐng)域起著主要作用，如當(dāng)前被廣泛用于治療疾病抗生素就是微生物代謝產(chǎn)物，其它如維生素、氨基酸、酶制劑、酶抑制劑、菌體制劑等都是微生物代謝產(chǎn)物或利用微生物菌體本身。能夠說微生物在制藥工業(yè)上含有舉足輕重作用。我們以抗生素為例，介紹微生物制藥相關(guān)知識。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第42頁一、抗生素1929年英國細(xì)菌學(xué)家弗萊明發(fā)覺青霉素至今，已從自然界發(fā)覺和分離了5000各種抗生素，并以其中一些主要抗生素為原料，深入進行化學(xué)結(jié)構(gòu)改造，制備了約30000各種半合成抗生素。當(dāng)前，世界各國實際生產(chǎn)和應(yīng)用于醫(yī)療事業(yè)抗生素大約有120各種，連同各種半合成衍生物及鹽類共約350各種，其中以青霉素類、頭孢霉素類、四環(huán)素類及氨基糖苷類和大環(huán)內(nèi)脂類為最多。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第43頁定義：抗生素是指生物在其生命活動中產(chǎn)生（或用化學(xué)、生物或生物化學(xué)方法所衍生），在低微濃度下能選擇地抑制它種生物機能化學(xué)物質(zhì)。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第44頁2，抗生素分類（1）依據(jù)抗生素生物起源分類：①放線菌產(chǎn)生抗生素：主要有氨基糖苷類（鏈霉素、卡那霉素等），四環(huán)素類（四環(huán)素、金霉素等），大環(huán)內(nèi)脂類（紅霉素、螺旋霉素等），多烯類（制霉素等），放線菌素類（放線菌素D等）。主要微生物種類是鏈霉菌屬，諾卡氏菌屬，小單孢菌屬。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第45頁

②真菌產(chǎn)生抗生素：如青霉素，頭孢霉素等。主要微生物種類是青霉屬和頭孢霉屬。

③細(xì)菌產(chǎn)生抗生素：如多粘菌素，短桿菌素等。主要微生物種類是多粘桿菌和枯草芽孢桿菌、短芽孢桿菌。

④植物及動物產(chǎn)生抗生素：如地衣酸、蒜素、魚素等

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第46頁（2）依據(jù)抗生素作用（對象）分類：①抗G-細(xì)菌抗生素：如青霉素、紅霉素。②抗G+細(xì)菌抗生素：如鏈霉素、多粘菌素。③抗真菌抗生素：如灰黃霉素、制霉素。④抗病毒抗生素：如四環(huán)素類對立克次氏體和較大病毒有一定作用⑤抗癌抗生素：如絲列霉素、阿霉素對癌有一定作用

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第47頁（3）依據(jù)抗生素作用機制分類：①抑制細(xì)胞壁合成抗生素：如青霉素、頭孢霉素（先鋒）桿菌肽②影響細(xì)胞膜功效抗生素：如兩性霉素B、制霉素、短桿菌素③抑制蛋白質(zhì)合成抗生素：如四環(huán)素、鏈霉素、卡那霉素、紅霉素、氯霉素④抑制核酸合成抗生素：絲裂霉素C、灰黃霉素、利福霉素、放線菌素D

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第48頁（4）依據(jù)抗生素化學(xué)結(jié)構(gòu)分類：①β—內(nèi)酰胺類：（含有一個四元內(nèi)酰胺環(huán)）如青霉素、頭孢霉素②氨基糖苷類：（即含有氨基糖苷，有含有氨基環(huán)醇結(jié)構(gòu)）如鏈霉素、卡那霉素③大環(huán)內(nèi)脂類：（含有一個大環(huán)內(nèi)脂作為配糖體，以苷鍵和1~3個分子糖相連）如紅霉素、麥迪霉素④四環(huán)素類：（以四并苯為母核）如四環(huán)素、金霉素⑤多肽類：如多粘菌素、桿菌肽等

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第49頁二、抗生素生產(chǎn)過程及特點抗生素大多數(shù)是由微生物細(xì)胞分泌次級代謝產(chǎn)物，是產(chǎn)生菌在一定條件下，利用各種養(yǎng)料，經(jīng)過本身產(chǎn)生酶作用合成，所以要制備抗生素首先要取得大量微生物細(xì)胞，然后再由這些微生物細(xì)胞分泌抗生素，此過程稱為發(fā)酵。除氯霉素、磷霉素等少數(shù)結(jié)構(gòu)簡單抗生素外，絕大多數(shù)抗生素采取發(fā)酵法進行生物合成。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第50頁抗生素發(fā)酵過程普通在通氣下進行，所用培養(yǎng)基和設(shè)備都必須經(jīng)過滅菌，與培養(yǎng)基接觸罐體、管件都應(yīng)該嚴(yán)格不泄漏，以確保培養(yǎng)過程中保持純種狀態(tài)，防止污染雜菌。在培養(yǎng)過程中要求通入大量滅菌空氣，所以需要考慮輸入空氣除菌問題。當(dāng)代抗生素工業(yè)生產(chǎn)過程主要包含發(fā)酵和提取兩部分，前者屬于微生物發(fā)酵工業(yè)范圍，后者屬于化學(xué)工業(yè)范圍，

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第51頁普通詳細(xì)過程以下：菌種——孢子制備——種子制備——發(fā)酵——發(fā)酵液預(yù)處理——提取和精制-——成品檢驗——成品包裝

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第52頁微生物學(xué)微生物應(yīng)用第53頁1，菌種：應(yīng)性狀優(yōu)良

2，孢子制備

生產(chǎn)用孢子必須經(jīng)過純種和生產(chǎn)能力檢驗，符合要求才能用來制備種子。制備孢子是普通是將保藏處于休眠狀態(tài)孢子，經(jīng)過嚴(yán)格滅菌操作，將其接種滅菌固體培養(yǎng)基上，擴大培養(yǎng)。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第54頁3，種子制備目標(biāo)是使孢子發(fā)芽、繁殖，取得足夠數(shù)量菌絲，方便接種到發(fā)酵罐中。種子培養(yǎng)普通在種子罐中進行，逐層擴大培養(yǎng)。普通擴大培養(yǎng)級數(shù)是二級，一級種子罐接種量是0.1~2%，二級種子罐接種量普通為5~20%（相對于罐容積）。在培養(yǎng)過程中要通入無菌空氣和攪拌，控制罐溫和罐壓，并定時取樣作無菌試驗、觀察菌絲形態(tài)和進行生化分析等，確保種子質(zhì)量。到達(dá)要求標(biāo)準(zhǔn)方可接種。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第55頁4，發(fā)酵目標(biāo)是使微生物分泌大量抗生素。發(fā)酵過程特點是深層發(fā)酵、需氧和純種培養(yǎng)。發(fā)酵開始前，相關(guān)設(shè)備和培養(yǎng)基必須滅菌，然后接種種子，普通接種量為5~20%。發(fā)酵周期普通為4~5天，需不停地通氣和攪拌，加入消泡劑。維持一定PH、罐溫、罐壓，并隔一定時間取樣進行生化分析和無菌試驗，觀察代謝改變、抗生素產(chǎn)生情況和有沒有雜菌污染等。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第56頁影響發(fā)酵主要原因①發(fā)酵培養(yǎng)基及補料工藝。②前體與抑制劑，其影響抗生素合成方向和增加產(chǎn)量。③PH，發(fā)酵過程中PH不停改變，為使PH恒定，可在培養(yǎng)基配方中加入生理酸性、生理堿性或緩沖物質(zhì)，也可不停滴加酸、堿。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第57頁④溫度，發(fā)酵產(chǎn)熱使溫度升高，必須經(jīng)過夾層或蛇形管導(dǎo)入冷水或冰鹽水降溫，控制罐溫。

⑤通氣攪拌，必須大量通入無菌空氣，機械攪拌和擋板作用是增加空氣與發(fā)酵液接觸面積和時間，降低菌絲結(jié)團現(xiàn)象和防止產(chǎn)生渦流。（增加溶解氧量）。

⑥消沫，多使用聚醚類聚氧乙烯丙烯（俗稱泡敵），防止逃液和染菌。

⑦消毒滅菌。

⑧正確掌握放罐時間。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第58頁5，提取和精制通常在提取前先進行過濾，將菌絲和濾液分開。假如抗生素分泌在液體內(nèi)，則需將濾液進行預(yù)處理，以除去雜質(zhì)和蛋白質(zhì)，有利于以后提取。假如抗生素存在于菌體中，則通常需先用有機溶液萃取。提取方法主要有：

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第59頁（1）溶媒萃取法：此方法又可分為液--液萃取和固--液萃取等。前者適用過濾后清液進行萃取。利用在不一樣PH下，抗生素在水相及有機溶劑相內(nèi)分配系數(shù)不一樣而提取，如酸性抗生素（如青霉素）在酸性情況下溶于有機溶劑，而在堿性條件下不溶于水，堿性抗生素（如紅霉素）在堿性條件下，溶于有機溶劑，酸性情況下溶于水。這么，從水相轉(zhuǎn)有機溶劑相，再從有機溶劑相轉(zhuǎn)水相，重復(fù)提取，體積逐步縮小，到達(dá)提取濃縮抗生素目標(biāo)。而所謂固液萃取是用過濾所得菌絲濾餅進行萃取（如灰黃霉素）。菌絲濾餅經(jīng)處理后，用丙酮浸取，減壓濃縮。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第60頁（2）離子交換法：利用離子交換樹脂和抗生素之間親和力，將抗生素從發(fā)酵液選擇性地吸附于樹脂上，然后在適宜條件下，以少許洗脫液洗脫下來。堿性抗生素選擇陽離子交換樹脂，酸性抗生選擇陰離子交換樹脂，氨基糖苷類抗生素慣用此法提取。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第61頁（3）吸附法：是將抗生素先吸附在吸附劑上，再以洗脫劑洗脫，慣用吸附劑有活性炭、氧化鋁和大網(wǎng)格聚合物吸附劑等。適合用于不能利用離子交換樹脂弱電解質(zhì)或非離子型抗生素提取，如頭孢菌素、林可霉素等。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第62頁（4）沉淀法：利用等電點或能與酸、堿、金屬鹽類形成不溶或溶解度極小復(fù)鹽方法，沉淀出抗生素。如四環(huán)素提取。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第63頁7，成品包裝抗生素產(chǎn)品普通分裝為大包裝原料藥，供制劑廠進行小包裝或制劑加工。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第64頁二、微生物多糖微生物多糖可由許多細(xì)菌和真菌產(chǎn)生。依據(jù)多糖在微生物細(xì)胞中位置，可分為胞內(nèi)多糖、胞壁多糖和胞外多糖。其中胞外多糖因為產(chǎn)生量大，且易與菌體分離，而得到廣泛關(guān)注。微生物多糖有著獨特藥品療效和獨特理化特征，使其成為新藥品主要起源，并被作為穩(wěn)定劑、膠凝劑、增稠劑、成膜劑、乳化劑、懸浮劑和潤滑劑等廣泛應(yīng)用于石油、化工、食品和制藥等各個行業(yè)。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第65頁真菌主要功效性成份即是真菌多糖和齊全各種氨基酸。真菌多糖對于人體含有免疫調(diào)整和激活巨噬細(xì)胞功效，從而能夠提升人體抵抗各種感染和抗腫瘤等方面能力。如試驗表明香菇多糖能增加小鼠腹腔巨噬細(xì)胞絕對數(shù)量。從靈芝、銀耳、黑木耳、猴頭菌、黑柄炭角菌、冬蟲夏草等真菌中分離提取多糖都能顯著增強腹腔巨噬細(xì)胞吞噬功效。真菌多糖能夠激活淋巴細(xì)胞，加強免疫功效，可作為免疫增強劑。香菇多糖(lentinan)就是一個經(jīng)典T細(xì)胞激活劑,它在體內(nèi)和體外均能促進特異性細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞(CTL)產(chǎn)生，并提升CTL殺傷活性.微生物學(xué)微生物應(yīng)用第66頁三、微生物免疫制劑針對人類和動植物疾病致病菌，制作免疫制劑來預(yù)防疾病是幾千年來我國人們慣用方法。免疫防治是經(jīng)過免疫方法使動物含有針對某種傳染病特異性抵抗力。機體取得特異性免疫力有各種路徑，主要分為天然取得性免疫和人工取得性免疫兩大類型。人工取得性免疫又可分為人工自動免疫和人工被動免疫兩種。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第67頁四、微生物生產(chǎn)酶抑制劑一切生物生命活動過程實質(zhì)上都是由酶催化生物化學(xué)反應(yīng)過程。所以一旦某種酶基因表示或其催化活性發(fā)生改變，機體無疑會顯示出某種病變癥狀。利用微生物生產(chǎn)各種酶抑制劑來調(diào)整酶表示量或酶活性，有已在臨床上得到應(yīng)用。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第68頁(1)、與蛋白質(zhì)代謝相關(guān)酶抑制劑。包含內(nèi)肽酶抑制劑，如由玫瑰鏈霉菌(Streptomycesroseus)產(chǎn)生以纖維蛋白酶微靶酶亮肽素(leupeptin)、由蠟狀芽孢桿菌（Bacilluscereus）產(chǎn)生以硫醇蛋白酶微靶酶硫醇蛋白酶抑素(thiolstatin)和外肽酶抑制劑，如由放線菌MF-931-A2生產(chǎn)以氨肽酶B微靶酶a-aminoacylarginines等。

(2)、與糖代謝相關(guān)酶抑制劑。如由灰孢鏈霉菌（S.griseosporeus）生產(chǎn)以a-淀粉酶微靶酶haimI,II。

(3)、與脂質(zhì)代謝相關(guān)酶抑制劑。如由檸檬酸青霉(Penicillumcitrinum)生產(chǎn)以HMG-CoA還原酶微靶酶compactin等。

(4)、其它酶抑制劑。如由棍孢鏈霉菌(S.staurosporeus)生產(chǎn)以蛋白激酶C為靶酶棍孢素(staurosporine)，等。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第69頁五、微生物毒素藥品應(yīng)用

許多細(xì)菌和真菌能夠產(chǎn)生毒素。細(xì)菌毒素有葡萄球菌毒素、鏈球菌外毒素、肺炎鏈球菌毒素、肉毒毒素、霍亂弧菌毒素、志賀氏菌毒素、大腸桿菌毒素、白喉桿菌毒素、炭疽桿菌毒素、梭菌毒素、藍(lán)細(xì)菌毒素等等。真菌毒素有黃曲霉毒素、棕曲霉毒素、麥角、雜色曲霉素、煙曲霉震顫素、玉米赤霉烯酮、交鏈孢毒素、毒蘑菇毒素等等

依據(jù)微生物毒素化學(xué)成份，可分為蛋白質(zhì)類毒素、多肽類毒素、糖蛋白類毒素和生物堿類毒素。

依據(jù)毒素作用機理，有溶細(xì)解毒素、抑制蛋白質(zhì)合成毒素、神經(jīng)毒素、作用于離子通道毒素、作用于突觸毒素、凝血和抗凝血毒素，等。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第70頁

依據(jù)造成疾病可分，引發(fā)光敏和過敏反應(yīng)毒素、引發(fā)精神和神經(jīng)系統(tǒng)病變毒素、引發(fā)胃腸道和肝臟病變毒素、致畸致癌毒素和引發(fā)呼吸系統(tǒng)病變毒素。

人類和動物一旦誤食這些微生物毒素，輕則引發(fā)各種疾病，重則引發(fā)致畸致癌甚至死亡，有可在極短時間內(nèi)致人死亡，難以搶救。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第71頁微生物毒素一樣是人類主要醫(yī)藥寶庫，尤其是尋找新藥資源庫。這些毒素：（1）可直接用作藥品，如肉毒毒素可用于治療重癥肌無力和功效性失明眼瞼及內(nèi)斜視。利用白喉毒素A鏈與各種癌癥細(xì)胞抗體連接研制出導(dǎo)向抗癌藥品。（2）以微生物毒素為模板，改造和設(shè)計抗病抗癌和治療新藥.（3）作為外毒素菌苗使用，大多數(shù)外毒素是蛋白質(zhì)，注射進人體和動物體后能產(chǎn)生對應(yīng)抗體，這些抗體可與毒素有效結(jié)合，干擾毒素與其靶細(xì)胞結(jié)合，抑制其轉(zhuǎn)運，如肉毒毒素、白喉類毒素、炭疽毒素、金黃色葡萄球菌毒素、破傷風(fēng)毒素，等。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第72頁（4）作為超抗原（SAg）使用，許多微生物毒素本身就是超抗原，是多克隆有絲分裂原，激活淋巴細(xì)胞增殖能力遠(yuǎn)比植物凝集素高10~100倍，含有刺激頻率高等特點，可用于治療本身免疫性疾病。（5）從毒蘑菇毒素中尋找抗癌新藥。毒蘑菇毒素已顯示出抗癌和延緩癌變進程良好前景。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第73頁第四節(jié)微生物菌體應(yīng)用一、單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)與應(yīng)用單細(xì)胞蛋白（singlecellprotein,SCP）生產(chǎn)即是利用一些含有豐富營養(yǎng)源廢水廢液或其它低氮或無氮原料培養(yǎng)一些細(xì)菌或酵母菌（有時為絲狀霉菌）生產(chǎn)取得蛋白質(zhì)方式。微生物菌體細(xì)胞含有極為豐富而全方面營養(yǎng)成份，高量蛋白質(zhì)和較各種類氨基酸，維生素等。另外微生物菌體生產(chǎn)能夠工業(yè)化生產(chǎn)而不受環(huán)境條件影響，且微生物生久遠(yuǎn)較動、植物生長快得多，微生物合成同等數(shù)量蛋白質(zhì)比植物快500倍，比動物快2000倍。又能夠利用廉價原料進行工廠化規(guī)?；a(chǎn)。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第74頁可用于單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)原料可分為碳水化合物類，碳?xì)浠衔镱?，石油產(chǎn)品類，無機氣類，有機工業(yè)廢水類，城市廢棄物類，農(nóng)畜牧業(yè)廢棄物類，海產(chǎn)廢棄物類、泥炭類等等，起源十分廣泛，尤其是利用城市、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有機廢水廢棄物如檸檬酸生產(chǎn)廢水、味精廢水、酒精廢水、豆制品廢水、淀粉廠生產(chǎn)廢水、精密廢水等進行單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)，不但可取得有價值蛋白質(zhì)，且能夠去除有機污染物，變廢物為資源，保護環(huán)境。國內(nèi)都已經(jīng)有成功規(guī)模化生產(chǎn)。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第75頁

各類生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白原料及包括微生物

類別原料主要微生物碳水化合物淀粉、糖、纖維素水解物等酵母菌（Saccharomyces）碳?xì)漕惢衔锸宛s分物

石蠟

天然氣、甲烷、乙烷、丙烷假絲酵母（Candida）

圓酵母（Torulopsis）

假絲酵母

甲烷假單胞菌（Pseudomonasmethanica）石油產(chǎn)品物甲醇、乙醇、乙酸假絲酵母

釀酒酵母

畢赤氏酵母(Pichia)

曲霉屬（Aspergillus）無機氣體CO2，CO，H2，其它水球藻（Chlorella）

螺旋藻（Spirullina）

顫藻（Diatoma）

氫單胞菌（Hydrogenomonas）有機工業(yè)廢水淀粉廢水，糖蜜廢水、酒精廢水、豆制品廢水、味精廢水等以上各類微生物農(nóng)畜有機廢棄物各種牲畜糞尿，果汁加工廢液，各種秸桿、木屑、蔗渣等等發(fā)酵水解液以上各類微生物微生物學(xué)微生物應(yīng)用第76頁二、微生態(tài)調(diào)整劑生產(chǎn)微生態(tài)調(diào)整劑（microecologicalmodulator）就是以微生態(tài)學(xué)理論為基礎(chǔ)、用于調(diào)整微生態(tài)平衡，預(yù)防微生態(tài)失調(diào)，以到達(dá)提升動物、植物和人健康水平或促進健康佳態(tài)有益微生物及其代謝產(chǎn)物微生物制品。

微生態(tài)調(diào)整劑包含益生菌（Probiotics）、益生元（prebiotics）和合生元（synbiotics）三類。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第77頁益生菌是指能經(jīng)過改進微生態(tài)平衡，發(fā)揮有益作用而幫助寄主提升健康水平或改進健康狀態(tài)微生物及其代謝產(chǎn)物。當(dāng)前對于人類應(yīng)用較多有雙歧桿菌（Bifidobacterium）、乳桿菌(Lactobacterium)、腸球菌（Enterococcus）、大腸桿菌（Escherichiacoli）、枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）、蠟樣芽孢桿菌（B.cereus）、地衣芽孢桿菌(B.licheniformis)和酵母菌等。益生元是指能夠促進益生菌生長繁殖物質(zhì)，如雙歧因子（bifidusfactor），各種只能為有益菌利用，卻不能為大部分腸細(xì)菌分解和利用寡聚糖以及一些中草藥等等，能夠扶植正常菌群生長，調(diào)整菌群失調(diào)，提升有益菌定殖能力。合生元是指益生菌和益生元同時并存制劑。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第78頁微生態(tài)調(diào)整劑制品近年來得到了很大發(fā)展，很多已成為商品。其生產(chǎn)過程如同其它發(fā)酵物一樣。固體劑型是在液體發(fā)酵后干燥、再加人填充料灌裝成膠囊。質(zhì)量是確保微生態(tài)調(diào)整劑有效關(guān)鍵?；罹w制劑應(yīng)使含菌量在（107~108）個/ml或g。微生態(tài)調(diào)整劑作用主要是：①調(diào)整失調(diào)微生態(tài)系統(tǒng)，使之保持平衡。②對非自然微生物產(chǎn)生拮抗，抑制有害微生物。③利用其代謝產(chǎn)物改進環(huán)境，有利于保持生態(tài)平衡。④促進動植物生長。⑤預(yù)防和治療一些動植物和人類疾病，有利于健康。人類利用微生態(tài)調(diào)整劑預(yù)防和治療或輔助治療許多疾病已經(jīng)有眾多報導(dǎo)，如對胃腸道疾病、肝臟疾病、高血脂癥、一些醫(yī)源性疾病、嬰幼兒保健、癌癥、一些婦科疾病等等都有很好預(yù)防和治療或輔助治療作用。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第79頁三、食用菌及其生產(chǎn)食品中應(yīng)用微生物菌體最廣泛和直接是食用菌。食用菌是能夠食用一類大型真菌（主要是擔(dān)子菌），普通直接作為人類食品，現(xiàn)也有經(jīng)過各種精細(xì)加工，制成更精美飲料、滋補保健品和醫(yī)療藥品。

食用菌干物質(zhì)中，平均粗蛋白含量為25%，脂肪8%，碳水化合物60%（其中糖52%，纖維素8%），灰分7%。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第80頁其蛋白質(zhì)和氨基酸含量較普通水果和蔬菜高，在鮮蘑菇中蛋白質(zhì)含量為3.5%，而白蘿卜僅0.6%，大白菜1.1%。食用菌中氨基酸種類較全，有17~18種之多，即含有些人體所必需8種必需氨基酸。許各種類氨基酸含量能夠與牛乳、肉和魚粉相當(dāng)。食用菌中脂類主要是脂肪、磷脂、蠟和固醇等脂溶性化合物，這些脂類可與蛋白質(zhì)結(jié)合成脂蛋白質(zhì)。食用菌脂類似于植物脂肪，含有較高不飽和脂肪酸如油酸、亞油酸，其中亞油酸可占中性脂肪部分脂肪食量70%，占極性類脂部分脂肪酸量90%。食用菌灰分中含有些人體必需各種礦物元素，尤以鉀和磷含量最高，鉀可高達(dá)灰分58%，磷達(dá)20%，鈉2%左右，再是鈣和鐵。而且許多食用菌含有豐富維生素。如雙孢蘑菇中含有VB12、VB2、VC、VK、泛酸、煙酸、葉酸等。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第81頁各種藥用或食療作用真菌，其功效分類包含：解表類、利尿滲濕類、消導(dǎo)類、止血活血類、祛痛類、止咳化痰類、健胃類、清熱類、通便類、安神類、補益類、驅(qū)蟲類、祛風(fēng)濕類、平肝息風(fēng)類、降血壓類、調(diào)整機體代謝類，抗腫瘤類，外用消炎等17類。如白木耳有提神生津、滋補強身功用，是寶貴滋補品。黑木耳含有潤肺和消化纖維素功用。香菇含有香菇素能降低血液膽固醇。猴頭菌制片對胃及十二指腸潰瘍含有良好療效，并可緩解消化系統(tǒng)癌癥。靈芝菌含有治療神經(jīng)衰弱和延緩衰老作用。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第82頁第五節(jié)微生物工業(yè)發(fā)酵產(chǎn)品1、發(fā)酵生產(chǎn)食醋食醋是人們?nèi)粘Ｉ钏匦枵{(diào)味品，也是最古老利用微生物生產(chǎn)食品之一。食醋生產(chǎn)是利用醋酸菌在充分供氧條件下將乙醇氧化為醋酸。反應(yīng)式為：

能用于食醋生產(chǎn)醋酸菌有紋膜醋酸菌（Acetobacteraceti）、許氏醋酸菌(A.schutzenbachii)、惡臭醋酸菌(A.rancens)和巴氏醋酸菌(A.pasteurianus)等。不一樣原料還需加入不一樣微生物。以淀粉為原料時加入霉菌和酵母菌，糖類為原料時加入酵母菌。取得風(fēng)味迥異食醋品種。我國名優(yōu)食醋有鎮(zhèn)江香醋、山西陳醋、江浙玫瑰醋、四川麩醋等。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第83頁2．酒類酒類發(fā)酵生產(chǎn)主要是利用酵母菌在厭氧條件下將葡萄糖發(fā)酵為酒精過程。不一樣酒類釀造所選取酵母菌不一樣。所選取原料、水質(zhì)、甚至環(huán)境都會影響酒類品質(zhì)和風(fēng)味。純凈礦泉水往往較河水和自來水好。有些人發(fā)覺，貴州茅臺酒之所以含有其獨特芬芳風(fēng)味，與其釀酒廠環(huán)境中存在微生物區(qū)系相關(guān)。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第84頁微生物學(xué)微生物應(yīng)用第85頁3、發(fā)酵生產(chǎn)乳制品利用乳酸細(xì)菌進行發(fā)酵，使成為含有獨特風(fēng)味食品很多。如酸制奶油、干酪、酸牛乳、嗜酸菌乳（活性乳）、馬奶酒、面包格瓦斯以及酸泡菜、乳黃瓜等等。這些乳制品不但含有良好而獨特風(fēng)味，而且因為易于吸收而提升了其營養(yǎng)價值。有些乳制品還有抑制腸胃內(nèi)異常發(fā)酵和其它腸道病原菌生長，因而含有療效作用，受到人們喜愛。發(fā)酵乳制品主要乳酸菌有干酪乳桿菌（Lactobacilluscasei）、保加利亞乳桿菌（L.bulgaricus）、嗜酸乳桿菌(L.acidophilus)、植物乳桿菌（L.plantraum）、瑞士乳桿菌（L.heltyieus）、乳酸乳桿菌（L.lactis）、乳鏈球菌(Streptococcuslactis)、乳脂鏈球菌（S.cremoris）、嗜熱鏈球菌（S.thermophilus）、噬檸檬酸鏈球菌（S.citrovorus）、副檸檬酸鏈球菌(S.paracitrovorus）等許各種。嗜檸檬酸鏈球菌還能夠把檸檬酸代謝為含有香味丁二酮等，使乳制品含有芳香味。不一樣乳制品往往需要由不一樣乳酸菌發(fā)酵，以確保不一樣口味和質(zhì)量。而且常由兩種或兩種以上菌種配合發(fā)酵，既可使風(fēng)味獨特多樣，又可預(yù)防噬菌體危害。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第86頁4、發(fā)酵生產(chǎn)醬油醬油是包含霉菌、酵母菌和細(xì)菌等各種微生物參加原料物質(zhì)轉(zhuǎn)化混合作用結(jié)果。對發(fā)酵速度、成品色澤、味道鮮美程度影響最大是米曲霉（Aspergillusoryzae）和醬油曲霉(A.sojae），而影響其風(fēng)味是酵母菌和乳酸菌。米曲霉含有豐富蛋白酶、淀粉酶、谷氨酸胺酶和果膠酶、半纖維素酶、酯酶等。包括醬油發(fā)酵酵母菌有7個屬23個種，其中影響最大是魯氏酵母（Saccharomycesrouxii），易變圓酵母（Torulopsisversatilis）等。而乳酸菌則以醬油四聯(lián)球菌（Tetrcoccussoyae)、嗜鹽片球菌（Pediococcushalophilus）和醬油片球菌（P.soyae）等與醬油風(fēng)味形成關(guān)系最為親密。因為它們利用糖形成乳酸，再與乙醇反應(yīng)形成特異香味乳酸乙酯。也已發(fā)覺一些芽孢桿菌是影響醬油風(fēng)味主要微生物。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第87頁在醬油生產(chǎn)過程中必須預(yù)防霉菌，尤其是那些能產(chǎn)生黃曲霉毒素和其它毒素曲霉、青霉、鐮刀霉（Fusarium）污染，還有其它致病細(xì)菌和耐鹽性產(chǎn)膜酵母如鹽生接合酵母（Zygosaccharomycesalsus），粉狀畢赤氏酵母（Pichiafarinosa）等污染。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第88頁5、腐乳發(fā)酵生產(chǎn)腐乳是大豆制品經(jīng)各種微生物及其產(chǎn)生酶，將蛋白質(zhì)分解為胨、多肽和氨基酸類物質(zhì)以及一些有機酸，有機醇和酯類而制成含有特殊色香味豆制品。包括微生物主要是毛霉(Mucor）中腐乳毛霉（M.sufu）、魯氏毛霉（M.rouxianus)、五通橋毛霉（M.wutungkial）、總狀毛霉（M.recemosus）、華根霉（Rhizopuschinensis）等，另外也有利用微球菌（Micrococcus）或枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)釀造。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第89頁6、氨基酸和維生素C等發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸不但是人體所必需，而且是眾多食品工業(yè)不可缺乏鮮味劑、甜味劑和添加劑，使食品提升了營養(yǎng)價值和蛋白質(zhì)利用率，增加風(fēng)味。如象谷氨酸鈉即是人們?nèi)粘Ｉ钪胁穗日{(diào)味刺，賴氨酸作為大米或飼料添加劑，有利于蛋白質(zhì)合理和高效利用。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第90頁用于發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸微生物有谷氨酸棒桿菌（Corynebacteriumglutaraicum）、黃色短桿菌（Brevibacteriumflavum）等。它們都是球形、短桿至棒狀；無鞭毛，不運動，不形成芽孢，G+，需O2需生物素細(xì)菌。合成路徑是在形成丙酮酸后，深入生成乙酰-COA，進入三羧酸循環(huán)，生成α-酮戊二酸。在有NH4+存在時由谷氨酸脫氨酶催化生成L-谷氨酸。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第91頁維生素C合成發(fā)酵系由兩步完成。首先由弱氧化醋桿菌（A.subaxydans）、黑色醋桿菌（A.melanogenum）、膠醋桿菌（A.xylinum）等將山梨醇轉(zhuǎn)化成山梨糖，然后山梨糖由雙黃假單胞菌氧化為α-酮基-L-古龍酸，古龍酸再在堿性溶液中轉(zhuǎn)化為烯醇化合物，加入酸后即轉(zhuǎn)化成為L-抗壞血酸。

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第92頁7、有機酸發(fā)酵

食品工業(yè)和其它工業(yè)中都需要大量有機酸。許多厭氧細(xì)菌和兼性厭氧細(xì)菌可發(fā)酵生產(chǎn)乙酸、乳酸丙酸、丁酸、甲酸以及丙酮等，而霉菌也能生產(chǎn)各種有機酸，如檸檬酸就是由黑曲霉(Aspergillusniger)或溫特曲霉（Asp.wentii）所發(fā)酵生產(chǎn)。

下表是一些霉菌產(chǎn)生有機酸微生物學(xué)微生物應(yīng)用第93頁有機酸產(chǎn)生菌發(fā)酵基質(zhì)D-阿拉伯抗壞血酸點青霉葡萄糖異檸檬酸產(chǎn)紫青霉葡萄糖康酸衣康酸曲霉、土曲霉葡萄糖酒石酸土曲霉，衣康酸曲霉蔗糖檸檬酸黑曲霉，泡盛曲霉

微紫青霉葡萄糖

(C10～C18)烷烴葡萄糖酸黑曲霉葡萄糖曲酸黑曲霉葡萄糖吡啶二羧酸桔青霉

青霉葡萄糖(C12～C18)烷烴L-乳酸米根霉葡萄糖丙酮酸魯氏毛霉

東北毛霉蔗糖

糖反丁烯二酸黑根霉淀粉蘋果酸黃曲霉葡萄糖微生物學(xué)微生物應(yīng)用第94頁第六節(jié)

清潔能源微生物生產(chǎn)甲烷、乙醇和氫氣等不但是可再生燃料，而且在燃燒過程中不產(chǎn)生嚴(yán)重危害環(huán)境污染問題，尤其是氫氣，燃燒后僅形成水，含有清潔、高效、可再生等突出特點。另首先，這些燃料可由微生物利用有機廢棄物生產(chǎn)，從而在取得清潔燃料同時，處理了有機廢物廢水，保護和改進了環(huán)境。利用生物技術(shù)將可利用廉價有機物甚至有機廢物轉(zhuǎn)化為清潔燃料替換“石油”等礦物燃料，將是世界性實施環(huán)境可連續(xù)發(fā)展長久戰(zhàn)略。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第95頁一、甲烷微生物學(xué)產(chǎn)生——沼氣發(fā)酵

沼氣：在自然界各種無氧環(huán)境中，如沼澤、池塘、海洋和水田底部，?？梢姷接袣馀菝俺鏊妗Ｈ魧⑦@些氣體搜集起來，能夠點燃，稱之為沼氣。

沼氣主要成份甲烷（約60~70%）和二氧化碳（約30~35%）

沼氣發(fā)酵：是指在厭氧條件下將有機化合物轉(zhuǎn)化為沼氣微生物學(xué)過程。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第96頁第一階段：水解發(fā)酵性細(xì)菌將復(fù)雜有機物水解成對應(yīng)單體，并對水解產(chǎn)物進行發(fā)酵；第二階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌利用第一階段發(fā)酵產(chǎn)物，形成乙酸和氫氣；

第三階段：產(chǎn)甲烷細(xì)菌把前幾個階段中產(chǎn)生乙酸裂解成甲烷和二氧化碳、或利用氫將二氧化碳還原成甲烷和水；

第四階段：一些同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌可將氫和二氧化碳還原成乙酸。沼氣發(fā)酵微生物作用微生物學(xué)微生物應(yīng)用第97頁沼氣發(fā)酵過程微生物學(xué)微生物應(yīng)用第98頁產(chǎn)甲烷菌特征和分類1989年出版Bergy’sManualofSystematicBacteriology,Vol.3)將產(chǎn)甲烷分成3目6科13屬，近40余種。

形態(tài)：桿狀、球狀、螺旋狀等。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第99頁部分產(chǎn)甲烷細(xì)菌形態(tài)微生物學(xué)微生物應(yīng)用第100頁產(chǎn)甲烷菌生長條件絕大多數(shù)產(chǎn)甲烷細(xì)菌利用氫和二氧化碳為基質(zhì)，少數(shù)產(chǎn)甲烷菌以一氧化碳為生長基質(zhì)，少數(shù)產(chǎn)甲烷細(xì)菌利用甲酸為生長和產(chǎn)甲烷基質(zhì)，更少產(chǎn)甲烷細(xì)菌可利用甲醇、乙酸和甲胺類物質(zhì)生長和產(chǎn)甲烷。

氮源：銨鹽最適生長溫度：30℃嗜熱產(chǎn)甲烷菌：65~70℃微生物學(xué)微生物應(yīng)用第101頁嗜熱自養(yǎng)產(chǎn)甲烷菌固定二氧化碳過程微生物學(xué)微生物應(yīng)用第102頁甲烷形成生化機制1.由氫和二氧化碳形成甲烷4H2+CO2——CH4+2H2O2.由乙酸形成甲烷（1）CH3C3OOH——CH4+CO2

（2）CH3COOH+2H2O——2CO2+4H2

3.由甲酸或甲醇形成甲烷

（1）4HCOOH——CH4+3CO2+2H2O（2）4CH3OH——3CH4+CO2+2H2O

微生物學(xué)微生物應(yīng)用第103頁沼氣發(fā)酵應(yīng)用生產(chǎn)沼氣，提供能源

處理廢物，保護環(huán)境微生物學(xué)微生物應(yīng)用第104頁沼氣發(fā)酵裝置1微生物學(xué)微生物應(yīng)用第105頁沼氣發(fā)酵裝置2微生物學(xué)微生物應(yīng)用第106頁沼氣發(fā)酵技術(shù)關(guān)鍵點嚴(yán)格維持厭氧條件

原料：各種有機廢棄物pH值：6.8~7.2溫度：中溫發(fā)酵32~38℃；

高溫發(fā)酵50~55℃

攪拌微生物學(xué)微生物應(yīng)用第107頁二、乙醇發(fā)酵生產(chǎn)

1、有機物糖化及其微生物

因為能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇酵母菌不能利用淀粉、纖維素等大分子有機物，所以必須有其它微生物將這些大分子有機物降解為葡萄糖提供給酵母菌。這一將淀粉、纖維素等大分子有機物轉(zhuǎn)化為葡萄糖過程稱為糖化作用。

糖化過程可利用酸水解或酶解或一些微生物將大分子有機物水解為葡萄糖。能將這些大分子有機物轉(zhuǎn)化為葡萄糖微生物稱為糖化菌。根霉(Rhizopus)、毛霉(Mucor)、曲霉(Aspergillus)許各種都含有很高糖化能力。在生產(chǎn)中主要用糖化菌是曲霉和根霉。曲霉有黑曲霉(A.niger)、白曲霉和米曲霉(A.oryzae)等。根霉是淀粉發(fā)酵法主要糖化菌，其中以東京根霉（又稱河內(nèi)根霉）、黑根霉(R.nigricans)等應(yīng)用最廣。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第108頁2、乙醇發(fā)酵及其微生物

酵母菌在厭氧條件下利用大分子有機物糖化后葡萄糖時，先形成丙酮酸，丙酮酸脫羧形成乙醛，乙醛再在乙醇脫氫酶作用下形成酒精。

乙醇發(fā)酵能力最強酵母菌是子囊菌綱酵母菌屬啤酒酵母(Saccharomycescerevisiae)。

乙醇產(chǎn)率1mol葡萄糖可產(chǎn)生2mol乙醇，即180g葡萄糖可產(chǎn)生92g乙醇，轉(zhuǎn)化率為51.5%。但因為約有2%碳水化合物用于酵母菌細(xì)胞增殖，約2%碳水化合物用于形成甘油，0.5%碳水化合物用于形成以琥珀酸為主有機酸和0.2%碳水化合物用于形成雜醇油，所以實際上只有47%葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第109頁乙醇發(fā)酵微生物

細(xì)菌中能進行乙醇發(fā)酵種不多，僅有發(fā)酵單胞菌（Zymomonas）、胃八疊球菌（Sarcinaventriculi）和解淀粉歐文氏菌(Erwiniaamylovora)等少數(shù)種。它們在形成乙醇時路徑于酵母菌不一樣。

運動發(fā)酵單胞菌（Z.mobilis）能夠經(jīng)過ED路徑發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生酒精。微生物學(xué)微生物應(yīng)用第110頁3、利用纖維質(zhì)有機廢棄物直接發(fā)酵產(chǎn)生乙醇

厭氧性熱纖梭菌（Clostridiumthemocellum）、嗜熱氫硫梭菌、布氏嗜熱厭氧菌和乙酸乙基嗜熱擬桿菌(Thermobacteroidesacetoethylicus)等