工业生产常用的微生物及要求

刘泽

摘要：世界上的微生物种类多样，数目众多，在生物界来说是极其丰富的。同时，微生物对于人类又有着巨大的贡献，如食品、药品、各种各样的产品都里就有大量微生物产品。

关键词：微生物；工业发酵；细菌

自然界中微生物无所不在，我们实际上生活在一个充满着微生物的环境中。在空气中、土壤中、水等环境中生长存在的微生物是各种各样的，种类繁多，且都是混合在一起的。尤其土壤是微生物的大本营，种类之多，数量之大。比如酵母菌多分布在土壤中，并且在海洋和淡水中都有一定数量的分布。在比如在人体的肠道中、植物的叶片上等都存在大量的微生物。由此可见，微生物在自然界中的数量之庞大令人所惊奇。我们通过菌种选育的方法，从中筛选出所需要的菌株，满足一定的生产要求后，才可以扩大培养应用到工业发酵生产当中。

1工业生产常用微生物的种类

在发酵工业生产上，我们所选择的用于生产产品的微生物大致有四类：细菌、放线菌、酵母菌和霉菌，这四种菌也是我们所熟悉的。现在由于发酵工程本身发展迅速，科技手段越来越先进，藻类、病毒等也正在逐步成为工业生产所应用的微生物的一员。

工业发酵常用的微生物种类大致如下：

1.1细菌

细菌是单细胞原核生物，其繁殖方式一般是无性繁殖，主要的繁殖方式是裂殖。裂殖分为三个阶段：核分裂、形成横隔、子细胞分离。细菌染色体复制后，复制后的核物质髓细胞的生长向细胞的两级移动，质膜由外而内推进，形成间隔，细胞膜发生内陷，母细胞的细胞壁向内生长，将细胞质隔膜分成两层，细胞壁横隔也分成两层，由此形成两个相同的子细胞。细菌是自然界分布最广、数量最多的一类微生物。

细菌的形状大致分为杆状、球状、螺旋状，其中杆状最多，球状次之，螺旋状较少。而工业生产中常用的细菌，应用较多的为杆状和球状，其中还是以杆状居多。比如保加利亚乳杆菌可以用来发酵酸奶；醋酸杆菌可以制作果醋；乳酸杆菌、乳酸球菌制优格；乳脂链球菌可以制作干酪、酸制奶油发酵剂的菌种；肠膜状明串珠菌生产酸泡菜及右旋糖苷；嗜盐片球菌酿造酱油。

1.2酵母菌

酵母菌其实是俗称，是单细胞的真核微生物。酵母菌能够发酵糖类，大多数为腐生微生物，所以喜欢存在于含糖较多的环境中，比如在含糖分较多的水果中。酵母菌的无性繁殖分为芽殖、裂殖、及产生无性孢子。有性繁殖是由相邻的两个细胞各自伸出一根原生质突起，为管状，两根管状突起接触后局部融合在一起形成了一条通道，通道形成后通过分裂等步骤与周围的原生质体结合在一起形成厚壁，子囊孢子，成熟后子囊破裂并释放出子囊孢子。

发酵生产上常用的酵母菌有：啤酒上面酵母、啤酒下面酵母、类酵母等，可以用于酿酒、制造面包。卡尔酵母用于啤酒酿造、药物提取。产蛋白假丝酵母生产食用或饲用单细胞蛋白及维生素B的菌株。

1.3霉菌

霉菌为俗称，意思为发霉的真菌。霉菌与人类日常生活史息息相关的。霉菌可以被人类所利用，也能给人类带来极大的伤害。我们接触最多的就是“霉变”这个词，即食物发霉会产生黄曲霉素，该物质是强烈的致癌物，危害人类。霉菌的繁殖能力很强，主要是无性繁殖和有性繁殖。其中多以无性孢子繁殖为主。工业上常用的霉菌有：毛霉属能分解大分子蛋白，还能降大分子淀粉水解产生糖，常用于酿造、发酵食品等工业；根霉属能产生糖化菌应用于食品产业；青霉属，一般能使大米黄变，使苹果腐败。

1.4放线菌

放线菌因菌落呈放线状而得名。放线菌与人类的关系及其密切，并且绝大多数都属于有益菌，对人类的健康付出了极大的贡献。目前的近万种抗生素，大约有70%是由放线菌生产出来的。放线菌产生的无性孢子主要有：分生孢子、节孢子、孢子囊孢子。

目前世界上的许多种抗生素都是放线菌所产生的，比如诺卡氏菌属的某些种可以产生利福霉素、蚊霉素等抗生素；此外放线菌还可以生产维生素、酶制剂；在甾体转化、石油脱蜡和污水处理中也有很广泛的应用。

1.5担子菌

其实担子菌我们并不陌生，我们的生活中经常能见到它们的影子，即菇类微生物，如香菇、金针菇等。这些担子菌有的无毒，而有些是有毒的。有些可以食用的，也有些是可以药用的。目前一些科学家对担子菌的研究很重视，发现其营养价值十分丰富，里面的一些物质竟然还有抗癌的功效。

1.6藻类

藻类中我们接触最多的，市面上常见于保健品螺旋藻。螺旋藻又称蓝藻，具有很强的食疗功效。有强力抗疲劳，碱化血液，加速新陈代谢，是精力充沛身体好；有抗辐射作用；还可辅助治疗糖尿病、心脑血管疾病；还可以养眼护肤，对美容有效果。

2工业生产常用微生物的要求

尽管微生物工业用的菌种多种多样，能生产许多人类所需要的产品，但也不能随随便便就应用到工业生产中，要想大规模生产，在应用前必须对其进行选择，满足发酵的基本要求：

2.1原料价格低廉，在培养时对环境要求不苛刻，且能快速生长，最终产物产量高，后期易于回收；

2.2该微生物生长周期较短，生长速度较快，发酵一个生长周期所用的时间较短，提高生产效率；

2.3在培养过程中需要的培养条件不苛刻，且培养条件易于控制；

2.4该微生物抗逆性强，尤其是抗噬菌体及杂菌污染的能力要强；

2.5在培养过程中菌种不易受周遭环境所影响，菌种稳定，变异退化，最终保证所产生的产物质量与数量高；

2.6该微生物对环境的适应性强，尤其是适应各种仪器设备；

2.7该微生物在发酵过程中不产生任何有毒有害的物质。

随着微生物工业原料的转换和新产品的不断出现，势必还会要求开拓更多新品种。所以我们要了解微生物的特点，掌握微生物的习性，知道微生物的种类，让更多微生物为人类所利用。