應(yīng)用微生物：緒論 課程簡介

1、應(yīng)用微生物學(xué),應(yīng)用微生物學(xué)是生物技術(shù)、食品工程、環(huán)境工程等專業(yè)的選修課。運(yùn)用微生物資源生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品以及防治有害微生物，包括微生物資源及其開發(fā)利用、菌種選育原理及應(yīng)用、發(fā)酵工藝及其控制、微生物在能源、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用等,課程的目標(biāo)是圍繞生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，在能力本位、就業(yè)導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、工學(xué)結(jié)合等理念的指導(dǎo)下，闡述微生物技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)原理與實(shí)踐操作技能，方式是以課堂講授、案例分析和參觀學(xué)習(xí)相結(jié)合，宗旨是開拓學(xué)生眼界，了解微生物在生產(chǎn)生活各領(lǐng)域的應(yīng)用，該課程是生物化學(xué)和微生物學(xué)的延續(xù)，也是本科生就業(yè)或步入研究生階段選擇科研方向的指南,課程突出以下特點(diǎn)： 1、理論以“必需、夠

2、用”為度； 2、強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)實(shí)際（案例）導(dǎo)向； 3、突出校企結(jié)合、工學(xué)結(jié)合，確保應(yīng)用性,微生物的五大共性,體積小，面積大 吸收多，轉(zhuǎn)化快 生長旺，繁殖快 適應(yīng)強(qiáng)，易變異 分布廣，種類多,應(yīng)用微生物學(xué),微生物與農(nóng)牧業(yè) 微生物與工業(yè)技術(shù) 微生物與食品技術(shù) 微生物與環(huán)保技術(shù) 微生物與能源技術(shù) 微生物與生物工程（21世紀(jì)的微生物學(xué),微生物與農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè),微生物飼料 菌體蛋白飼料、酵母飼料、維生素飼料、發(fā)酵 飼料、青貯飼料。 農(nóng)用抗菌素 某些微生物能夠產(chǎn)生具有抑制或殺死植物病原 菌的物質(zhì),該物質(zhì)稱農(nóng)用抗菌素。 生物農(nóng)藥 細(xì)菌農(nóng)藥、真菌農(nóng)藥、病毒農(nóng)藥。 生物肥料 主要是根瘤菌肥即含固氮菌活菌的肥料,微生物與工

3、業(yè) *代謝調(diào)控原理,酶工業(yè)（淀粉酶、纖維素酶等） 多糖工業(yè)（黃原膠、結(jié)冷膠等） 氨基酸工業(yè)（谷氨酸、賴氨酸、天冬氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、亮氨酸等） 有機(jī)酸工業(yè)（丙酸、丙酮酸、草酸、曲酸、檸檬酸、蘋果酸、葡萄糖醛酸等） 生物新材料開發(fā)（聚谷氨酸、聚乳酸、聚蘋果酸、等） 其它生物化工產(chǎn)品,細(xì)菌發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸,關(guān)于氨基酸合成和調(diào)節(jié)的主要問題是有目的地使用氨基酸突變株； 1）通過廉價(jià)的碳氮源基質(zhì)發(fā)酵直接生產(chǎn)； 2）借助微生物系統(tǒng)轉(zhuǎn)變適當(dāng)?shù)那绑w物質(zhì)。 與氨基酸化學(xué)合成法相比，微生物發(fā)酵法生產(chǎn)出的是具有生物活性的L-型氨基酸。 發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸在氨基酸工業(yè)十分重要，僅1974年日本就生產(chǎn)100,000t。

4、葡萄糖經(jīng)過FDP途徑和HMP途徑都能形成谷氨酸,生物酶是我們開發(fā)和利用生物資源的鋪路基石,酶制劑和酶制劑工業(yè)也已成為工業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域最有希望的新興產(chǎn)業(yè)之一。2001年我國各種工業(yè)酶制劑總產(chǎn)量超過32萬噸，產(chǎn)值6億多元。應(yīng)用覆蓋食品、洗滌劑、紡織、酒精、制藥等諸多工業(yè)領(lǐng)域。已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的酶種有20多種，大部分為自行開發(fā)生產(chǎn)，產(chǎn)品為以糖化酶、-淀粉酶、蛋白酶等三大類為主，占據(jù)了酶制劑市場的97，此外還有果膠酶、纖維素酶等，部分酶制劑品種和質(zhì)量已達(dá)到或者接近國際先進(jìn)水平，其中糖化酶、淀粉酶等主要產(chǎn)品已批量出口，2001年出口量達(dá)4812噸，出口額2867萬美元，并且呈逐年上升的趨勢。淀粉酶作為工

5、業(yè)酶制劑的重要組成部分，占酶制劑市場約25%份額。淀粉酶被應(yīng)用到很多工業(yè)中如食品，發(fā)酵，紡織，造紙業(yè)，制藥業(yè)和化學(xué)藥品工業(yè)等,耐高溫-淀粉酶,耐高溫-淀粉酶產(chǎn)于地衣芽孢桿菌，是指最適反應(yīng)溫度較高（一般在80以上）且在高溫下（最高可達(dá)100以上）較穩(wěn)定的-淀粉酶，其分子量為55,200 Da(483aa)，其最適溫度為90，最適pH為6；是近年開發(fā)的一種新型液化型酶制劑，能分解淀粉（天然底物通常是-1,4糖苷鍵），產(chǎn)物為糊精、低聚糖和單糖類。 Novozymes公司: 耐高溫 -淀粉酶 Bacillus licheniformis (120 KNU/g) = 20000u/ml，如何進(jìn)一步提高酶

6、活,食品微生物學(xué)是研究涉及到食品中微生物的存在、活動(dòng)及其控制的各種基本因素的一門科學(xué)。主要介紹食品微生物學(xué)的歷史、食品微生物及其生長的基本知識(shí)，以及新鮮肉類、發(fā)酵和加工肉類、家禽、海鮮、乳制品、水果、蔬菜等其它產(chǎn)品中的特殊微生物；食品中微生物的檢測方法；食品的保藏方法；食品的安全性及質(zhì)量控制以及由食品傳播的疾病等食品微生物方方面面的知識(shí),微生物與食品,微生物與食品,醬，醬油，豆豉 食用醋 發(fā)酵飲料、奶制品 發(fā)酵面食 食用色素 淹漬蔬菜 風(fēng)味食品添加劑 功能性發(fā)酵食品,微生物與食品檢驗(yàn),食品安全 食品中的致病菌 食品中致病菌的快速檢測 檢測試劑盒與原理（生理學(xué)） 基因芯片技術(shù)（分子生物學(xué)） 食品

7、儲(chǔ)存與運(yùn)輸,冬蟲夏草,冬蟲夏草是蟲草蝙蝠蛾的幼蟲和一種蟲草真菌，結(jié)合在一起長的一種奇特的東西。 冬天是蟲子，夏天從蟲子里長出草（子實(shí)體）來。幼蟲的軀殼與小草共同組成了一個(gè)完整的“冬蟲夏草,多不飽和脂肪酸,60年代末，科學(xué)家們偶然發(fā)現(xiàn)身居北極冰原的格陵蘭島愛斯基摩人幾乎不患心腦血管疾病，而歐洲和美國人的發(fā)病率最高。 愛斯基摩人具有全世界獨(dú)一無二的食譜“生魚和海豹肉”，富含防治心腦血管疾病的最有效的物質(zhì)。 多不飽和脂肪酸廿二碳六烯酸(DHA)、廿二碳五烯酸(NPA)、廿碳五烯酸(EPA)、廿碳四烯酸、十八碳四烯。 多不飽和脂肪酸具有影響人體內(nèi)脂質(zhì)代謝的作用；促進(jìn)膽固醇代謝，防止脂質(zhì)在肝臟和動(dòng)脈壁沉

8、積,微生物與環(huán)保,微生物處理腈綸廢水的塔式濾池,廢水處理 固體廢棄物 土壤修復(fù) 有害化學(xué)物質(zhì),按ASTM定義認(rèn)為生物降解環(huán)境材料是指通過自然界微生物（細(xì)菌、真菌等）作用而發(fā)生降解的高分子材料。生物降解高分子是指在生物或生物化學(xué)作用過程中或生物環(huán)境中可以發(fā)生降解的高分子。 生物降解環(huán)境材料從結(jié)構(gòu)特征上分為四大類 (1) 聚酯類：如PHA、PBS、PBSA、PCL等 (2) 多糖類：如卡多蘭、殼聚糖等 (3) 聚氧乙烯醚及其共聚物：如PEO等 (4) 聚乙烯醇及其共聚物：如PVA等,生物降解材料,微生物法,石油 普通塑料 HDPE 、LDPE、PP、PS、PVC等 目前全世界年產(chǎn)1.7億噸 處理塑

9、料廢棄物的方法 （1）回收再利用 （2）填埋法 （3）焚燒法-有害物質(zhì)（dioxin） 研究普通塑料的降解 研究生物降解材料 PS、PVC在土壤中 32年 在世界范圍內(nèi)已經(jīng)開發(fā)了， 沒有降解的跡象。 不同種類的生物降解材料 ? 化學(xué)合成 微生物合成 共混生產(chǎn),研究背景,微生物冶金,生物氣和生物質(zhì)燃料,生物電池,能源生物技術(shù)在能源開采、加工、制造過程中建立起的生物技術(shù)方法,微生物油氣勘探,微生物煉制,微生物采油,分析研究地表 烴類利用菌的分布狀況,預(yù)測地下油氣藏,原理：油氣藏中的輕烴滲透到地表，引起地表土壤中微生物群落變化，乙烷氧化菌數(shù)量明顯增加,地震勘探揭示圈閉的位置和大小，微生物直接指示圈閉中有無油氣。二者結(jié)合，將降低探井風(fēng)險(xiǎn)，提高成功率,確定取樣點(diǎn),美國GMT公司在美國、阿根廷、南美等國家86個(gè)油田進(jìn)行鉆前快速評(píng)價(jià)，成功率80,1996年，美國能源部（DOE）在