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第四章 微生物工程概论 第一节 微生物工程的概念及意义 一、发酵的概念 发酵：借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动，来制备微生物菌体本身，或其代谢产物的过程。 二、微生物工程（发酵工程） 是渗透有工程学的微生物学，是传统的发酵技术与基因工程、细胞工程、蛋白质工程等相结合，具体包括菌种选育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。 第二节 微生物工程的发展简史 分为四个发展阶段 一、传统的微生物发酵技术——天然发酵 不知什么是微生物，却在生活实践中利用自然的发酵现象来生产食品。如酒、 酱等的家庭作坊式生产，时常被染杂菌困扰，不能控制。 二、第一代微生物发酵技术——纯培养技术的建立 纯培养技术：用培养基培养纯的微生物。 1857年，法国的巴斯德指出发酵现象是由微小生命体进行的化学反应。发明了著名的低温灭菌法；1905年，德国的柯赫，发明了固体培养基，开创了认为控制发酵的新时代，使天然发酵转为纯培养，污染现象减少 三、第二代微生物发酵技术——深层培养技术 抗生素：是生物（微生物、植物和动物）在其生命活动中产生，并能在低浓度下有选择的抑制或杀灭其它微生物或肿瘤细胞的有机物质 四、第三代微生物发酵技术——微生物工程 运用现代生物技术DNA重组和原生质体融合技术，有控制有目的的进行生产产品。 第二节 微生物工程常用微生物及培养基 一 微生物工程常用微生物 1.细菌 细菌 bacteria 是自然界分布最广、数量最多的一类微生物，属单细胞原核生物。 工业生产常用的细菌有: 乳酸杆菌属： 芽抱杆菌属： 醋酸杆菌属： 大肠杆菌属： 2.酵母菌 酵母菌 yeast 为单细胞真核生物，在自然界中普遍存在，主要分布于含糖较多的酸性环境中，如水果、蔬菜、花蜜和植物叶子上，以及果园土壤中。石油酵母较多地分布在油田周围的土壤中。 工业上用的酵母菌有:啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等。 分别用于酿酒、制造面包、生产脂肪酶（Lipase）以及生产可食用、药用和饲料用酵母菌体蛋白等。 3.霉菌 霉菌 mould 不是一个分类学上的名词。凡生长在营养基质上形成绒毛状、网状或絮状菌丝的真菌统称为霉菌。 霉菌在自然界分布很广，大量存在于土壤、空气、水和生物体内外等处。它喜欢偏酸性环境。 工业上常用的霉菌有： 藻状菌纲的根霉、毛霉、犁头霉，子囊菌纲的红曲霉， 半知菌类的曲霉、青霉等。 它们可用于生产多种酶制剂、抗生素、有机酸及甾体激素 steriod hormone 4.放线菌 放线菌 actinomycetes 是一个原核生物类群，在自然界中 分布很广，尤其在含有机质丰富的微碱性土壤中较广。 它的最大经济价值在于能产生多种抗生素 antibiotic 。从微生物中发现的抗生素，有60%以上是放线菌产生的，如链霉素、红霉素、 金霉素、庆大霉素等。 常用的放线菌主要来自以下几个属: 链霉菌属、 小单孢菌属 诺卡菌属等。 5.担子菌 所谓担子菌 basidiomycetes 就是人们通常所说的菇类 mushroom 微生物。担子菌资源的利用正引起人们的重视，如多糖、橡胶物质和抗癌药物的开发。 6.藻类 藻类 alga 是自然界分布极广的一类自养微生物资源，许多国家已把它用作人类保健食品和饲料。培养螺旋藻，按干重计算每公顷 可收获60t，而种植大豆每公顷才可收获4t;从蛋白质产率来看，螺旋藻是大豆的28 倍 * * 细菌结构图 细菌鞭毛 细菌与人类的关系