微生物在實(shí)際中的課件

微生物在實(shí)際中的應(yīng)用微生物發(fā)酵微生物發(fā)酵是微生物在實(shí)際應(yīng)用中的前提微生物發(fā)酵即是指利用微生物，在適宜的條件下，將原料經(jīng)過特定的代謝途徑轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程，該過程充分利用了微生物自身的特點(diǎn)。微生物發(fā)酵過程中有許多產(chǎn)物，且我們一般利用的是微生物的次級(jí)代謝產(chǎn)物。微生物發(fā)酵生產(chǎn)水平微生物發(fā)酵生產(chǎn)水平主要取決于菌種本身的遺傳特性和培養(yǎng)條件。發(fā)酵工程的應(yīng)用范圍有：⑴醫(yī)藥工業(yè)，⑵食品工業(yè)，⑶能源工業(yè)，⑷農(nóng)業(yè)：改造植物基因；生物固氮；工程殺蟲菌生物農(nóng)藥；微生物飼料等方面。生物轉(zhuǎn)化技術(shù)的意義生物轉(zhuǎn)化，是指利用一種以上的具有特殊轉(zhuǎn)化功能的微生物或酶，對(duì)同一個(gè)母體化合物進(jìn)行組合轉(zhuǎn)化，以得到化學(xué)結(jié)構(gòu)的多樣性，它是從已知化合物中尋找新型衍生物以及從簡(jiǎn)單化合物制備復(fù)雜化合物的有效手段。從某種角度講，它比化學(xué)合成的方法更為簡(jiǎn)單和有效。生物轉(zhuǎn)化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用生物轉(zhuǎn)化技術(shù)進(jìn)行不對(duì)稱合成與化學(xué)合成法相比較具有的優(yōu)越性有：1)轉(zhuǎn)化底物某一基團(tuán)的專一性強(qiáng)，即對(duì)不需要轉(zhuǎn)化的基團(tuán)無需保護(hù)；2)通過對(duì)用于某一轉(zhuǎn)化的微生物進(jìn)行菌種選育和轉(zhuǎn)化條件的優(yōu)化，可以得到極高的轉(zhuǎn)化率；3)生物催化轉(zhuǎn)化的反應(yīng)條件溫和且對(duì)環(huán)境的污染很小。微生物在醫(yī)藥方面的實(shí)際應(yīng)用微生物在醫(yī)藥中的應(yīng)用主要有：抗生素、抗癌微生物藥物及免疫調(diào)節(jié)劑、微生物產(chǎn)生的降血脂物質(zhì)微生物在醫(yī)藥中最主要的應(yīng)用是：抗生素抗生素：是生物產(chǎn)生的生物活性物質(zhì)，屬于次生代謝產(chǎn)物?？股啬軞⑺阑蛞种破渌⑸锏纳L(zhǎng)，如抗原蟲，抗腫瘤等。已發(fā)現(xiàn)的抗生素有8000種，每年都發(fā)現(xiàn)幾百種。主要的抗生素有：桿菌肽、頭孢菌素、氯霉素、放線菌酮、紅霉素、灰黃霉素、卡那霉素、新霉素、鏈霉素、青霉素、四環(huán)素醋：食品店或超市出售的醋中，除了白醋是由化學(xué)合成的食品級(jí)醋酸勾兌的外，其他的則是由醋酸菌在好氧條件下發(fā)酵，將固體發(fā)酵產(chǎn)生的酒精轉(zhuǎn)化為醋酸生產(chǎn)的。由于使用的微生物菌種或曲種的差異，在葡萄糖發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生乳酸或其他有機(jī)酸，因而使醋有不同的風(fēng)味。醬油：醬油生產(chǎn)以大豆為主要原料，其他有麥麩、小麥、玉米等，將上述原料經(jīng)粉碎制成固體培養(yǎng)基，在好氧條件下，利用產(chǎn)生蛋白酶的霉菌，如黑曲霉進(jìn)行發(fā)酵。微生物在生長(zhǎng)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的蛋白酶，將培養(yǎng)基中的蛋白質(zhì)水解成小分子的肽和氨基酸，然后淋洗、調(diào)制成醬油產(chǎn)品。醬油富含氨基酸和肽，具有特殊香味。面包：面包均是利用活性干酵母（面包酵母）經(jīng)活化后，與面粉混合發(fā)酵，再加入各種添加劑，經(jīng)烤制生產(chǎn)的。面粉發(fā)酵后淀粉結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，變得易于消化、營(yíng)養(yǎng)易于吸收。微生物與能源能源性微生物的主要種類：甲烷產(chǎn)生菌的主要種類有甲烷桿菌屬、甲烷八疊菌屬、甲烷球菌屬等。乙醇產(chǎn)生菌的主要種類有酵母菌屬、裂殖酵母菌屬、假絲酵母屬等。氫氣產(chǎn)生菌的主要種類有紅螺菌屬、紅假單胞菌屬、紅微菌屬、莢硫菌屬、埃希氏菌屬、藍(lán)細(xì)菌類等。能源性微生物的能源產(chǎn)生機(jī)理1

甲烷產(chǎn)生菌的作用機(jī)理是沼氣發(fā)酵過程。2

乙醇產(chǎn)生菌的作用機(jī)理是酒精發(fā)酵作用，即把葡萄糖酵解生成乙醇。3氫氣產(chǎn)生菌的作用機(jī)理主要是丁酸發(fā)酵作用。除在丁酸菌作用下進(jìn)行丁酸發(fā)酵外，氫氣產(chǎn)生菌的其他分解有機(jī)物產(chǎn)生氫氣的代謝機(jī)制目前尚未查清。乙醇產(chǎn)生菌生產(chǎn)的能源性物質(zhì)，目前主要用于燃料和替代汽車等運(yùn)輸工具所使用的汽車用油（如汽油和柴油）。例如巴西用乙醇產(chǎn)生菌生產(chǎn)的乙醇1990年已達(dá)到1.6×107m3，足夠供應(yīng)200萬(wàn)輛汽車的驅(qū)動(dòng)能源之需要。氫氣產(chǎn)生菌生產(chǎn)的能源物質(zhì)氫氣，目前主要是應(yīng)用于燃料電池方面。由于許多自養(yǎng)性和異養(yǎng)性微生物產(chǎn)氫的機(jī)制和條件還在研究過程中，所以該類微生物能源的使用尚處于試驗(yàn)階段。已有的研究結(jié)果表明，氫氣產(chǎn)生菌在含有葡萄糖培養(yǎng)基的10L發(fā)酵罐中，產(chǎn)H2速度最高可達(dá)18～23L／h，并進(jìn)而利用所產(chǎn)生的H2推動(dòng)功率為3.1～3.5V燃料電池的工作。利用微生物生產(chǎn)能源的前景我國(guó)雖已探明煤儲(chǔ)量6000億t，石油70億t，水力發(fā)電6.8億kw，但由于1978年以來我國(guó)總的能源利用率已超過30％，能源分布不均勻，能源產(chǎn)量低和農(nóng)村能源供應(yīng)短缺等因素，致使能源供應(yīng)趨于緊張。開發(fā)利用微生物能源，在這方面可以起到顯著的緩解作用。生物有機(jī)肥的功效生物有機(jī)肥的主要功效：調(diào)理土壤、激活土壤中微生物活躍率、克服土壤板結(jié)、增加土壤空氣通透性。減少水分流失與蒸發(fā)、減輕干旱的壓力、保肥、減少化肥、減輕鹽堿損害，在減少化肥用量或逐步替代化肥的情況下，提高土壤肥力，使糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜類、瓜果類大幅度增產(chǎn)。提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、果品色澤鮮艷、個(gè)頭整齊、成熟集中，瓜類農(nóng)產(chǎn)品含糖量、維生素含量都有提高，口感好，有利于擴(kuò)大出口，提高售價(jià)。

生物有機(jī)肥與化肥相比的優(yōu)點(diǎn)

1）生物有機(jī)肥營(yíng)養(yǎng)元素齊全；化肥營(yíng)養(yǎng)元素只有一種或幾種。2）生物有機(jī)肥能夠改良土壤；化肥經(jīng)常使用會(huì)造成土壤板結(jié)。3）生物有機(jī)肥能提高產(chǎn)品品質(zhì)；化肥施用過多導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)低劣。4）生物有機(jī)肥能改善作物根際微生物群，提高植物的抗病蟲能力；化肥則是作物微生物群體單一，易發(fā)生病蟲害。5）生物有機(jī)肥能促進(jìn)化肥的利用，提高化肥利用率；化肥單獨(dú)使用易造成養(yǎng)分的固定和流失。幾種常見的生物有機(jī)肥簡(jiǎn)介⒈固氮菌肥料