微生物发酵适合领域

微生物发酵领域

    1.生物制药:微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的,近年来,由于基础生命科学的发展和各种新的生物技术的应用,由微生物产生的除抗感染、抗肿瘤以外的其他生物活性物质的报道日益增多,如特异性的酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等,其活性已超出了抑制某些微生物生命活动的范围。但这些物质均为微生物次级代谢产物,其在生物合成机制、筛选研究程序及生产工艺等方面都有共同的特点,把微生物产生的这些具有生理活性(或称药理活性)的次级代谢产物统称为微生物药物。于此微生物药物应包括:具有抗微生物感染和抗肿瘤的作用的传统的抗生素以及特异性酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂、抗氧化剂等,而所有微生物的生长都离不开微生物培养基。


    2.食品发酵:食品发酵是指人们利用有益微生物利用微生物培养基加工制造出来的。最常用的有酵母菌、曲霉以及细菌中的乳酸菌、醋酸菌、黄短杆菌、棒状杆菌等。通过这些微生物作用制成的食品通常有以下5类 (代表性的发酵食品及其使用的微生物):①酒精饮料,如蒸馏酒、黄酒、果酒、啤酒等;②乳制品,如酸奶、酸性奶油、马奶酒、干酪等;③豆制品,如豆腐乳、豆豉、纳豆等;④发酵蔬菜,如泡菜、酸菜等;⑤调味品,如醋、黄酱、酱油、甜味剂(如天冬甜味精)、增味剂(如5′-核苷酸)和味精等。


    3.生物饲料:生物饲料的概念是近十几年才提出的,对其定义和内涵的认识随着科学和实践的发展也在不断变化。广义上,生物饲料应该包括除人工合成的添加剂以外的所有饲料或原料。世界范围内开发的生物饲料产品已达数十个品种, 已成为一个较大的产业, 主要包括饲料酶制剂、饲用氨基酸和维生素、益生素(直接饲喂微生物)、饲料用寡聚糖、植物天然提取物、生物活性寡肽、饲料用生物色素、新型饲料蛋白、生物药物饲料添加剂等。而我国研究和生产过程中更加关注的则主要包括饲用酶制剂、益生菌、生物活性寡肽和寡糖等。生产这类物质都离不开微生物培养基。


    4. 水产养殖:培养基在水产养殖方面表现突出,首先作为营养类物质,很早就有人开始研究在养殖业用微生物作为营养的来源,现代的发酵工艺和微生物学也让这样的微生物饵料来源大批量生产成为了可能。有相关的学者做实验后得出结论,百分之九十八各种形态的细菌都能被刺身所吸收并且消化。细菌饲料的能量和营养与碎屑饵料的水平相当,完全可以确保幼参的新陈代谢。而饲料酵母中富含很多水产动物需要的微量元素和维生素,已经成为鱼虾等人工配比饵料中重要的添加剂。专家在调配虾饵料的过程中将部分鱼粉替换成饲料酵母,该种饵料与传统饲料相比,提高了虾的产量以及成活率。我国关于贝类的生产处于逐步发展的状态,但养殖过程中却没有做到单细胞的藻类饲料的充分使用,养殖场往往会以蛋黄等来代替藻类饲料。这样虽然在一定程度上满足了养殖动物生长繁殖中的营养需求,不过会使养殖池的水质造成一定程度上的破坏,形成育苗效果不理想的后果;其次做为疾病预防和控制来讲,效果极为显著。微生物是很多疾病最重要的引发者。除了细菌之外,能够引发疾病的还有霉菌、病毒等。想要防治疾病,除了要保持优良的水质,并采用抗生素以外,疫苗的免疫接种也是防治细菌疾病和病毒疾病的有效措施。在实际的水产养殖中,弧菌疫苗对于多种鱼类疾病的防范和治疗能够产生非常良好的效果。鱼类疫苗主要的给予方式有喷雾、浸浴等等。目前有很多人在尝试用微生物促使无脊椎的动物提高自身的免疫力。有人用减毒疫苗以口服和注射的方式对鲍鱼进行接种和免疫。所得到的结果是经过免疫的鲍鱼要比未经免疫的鲍鱼在成活率上提高了百分之五十以上。这让我们相信在大规模的水产养殖和生产中,采用培养基培养出来的微生物预防病害发生是十分有效的。


    5. 环保污水处理:随着工业的发展,污水成分已愈来愈复杂。某些难降解的有机物质和有毒物质,需要运用微生物的方法进行处理,污水具备微生物生长和繁殖的条件,因而微生物能从污水中获取养分,同时降解和利用有害物质,从而使污水得到净化。废水生物处理是利用微生物的生命活动,对废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降解作用,从而使废水得到净化的一种处理方法。废水生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染等显著优点而备受人们的青睐。

利用微生物的代谢作用除去废水中有机污染物的一种方法,亦称废水生物化学处理法,简称废水生化法。由于传统治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等缺点,经过多年的探索和研究,生物治理技术日益受到人们的重视。随着耐重金属毒性微生物的研究进展,采用生物技术处理电镀重金属废水呈现蓬勃发展势头,根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法,要想成功运用这些方法对污水进行处理,始终离不开微生物培养基。


    6. 生物肥料:化肥和农药的大量应用对于人类而言利弊并存,为兴利除弊,科学家提出了“生态农业”,逐步实现在农田里少使用或不使用化肥和化学杀虫剂,而使用有机生物肥料和采用微生物方法防治病虫害。现有生物肥都以有机质培养基为基础,然后配以菌剂无机肥混合而成。为广泛改善这种一般性和传统性的状况,生物肥料产品则远远超越了现有概念。其将扩大至既能提供作物营养,又能改良土壤;同时还应对土壤进行消毒,即利用生物(主要是微生物)分解和消除土壤中的农药(杀虫剂和杀菌剂)、除莠剂以及石油化工等产品的污染物,并同时对土壤起到修复作用。


    7. 保健品行业:随着社会进步和经济发展,人类对自身的健

康日益关注。90年代以来,全球居民的健康消费逐年攀升,对营养保健品的需求十分旺盛。但保健品质量良莠不齐,很多产品微生物指标严重超标,保健行业对肠道微生物概念混淆。因此微生物培养基的出现为保健品的生产、检验提供了安全保障。


     8. 其他领域:一 遗传工程领域,包括人类荷尔蒙如胰岛素、生长激素免疫调节剂如干扰素、细胞间素;血液蛋白质如凝血因子、血清白蛋白、基因重组疫苗如B型肝炎疫苗、猪的狂犬病和下痢疫苗;单株抗体等;二  微生物酵素领域,将含有多种活性益生菌的生物酶。它能迅速到达人体内提前老化和菌群失调的区域,活化、再生细胞,平衡肠道菌群,维护黏膜免疫屏障,抑制各种有害菌的产生和孳长,促进人体长期保持年轻健康的状态;三  生物能源领域,包括酦酵产物如酒精、丁醇与丙酮等,为清洁能源和绿色能源提供有力支撑;四 细胞工程领域,有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株,并可以产生新的物种或品系。


 

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