微生物
特别重要的作用,它们能将水体中的含碳有机物分解成 CO2 、 H2S、CH4 等气体;将含氮有机物分解成氨、硝酸、亚硝酸和氮;能使汞、砷等对人类有毒的重金属盐在水体中进行转化,以便于回收或除去,使许多病原性寄生生物常因与环境不适而死去。
1.3有益于人体健康
人体肠道中含有很多种微生物,其中主要有大肠杆菌、产气杆菌、变形菌、粪产碱菌、产气荚膜梭菌、乳酸杆菌和螺旋体等。人体为这些微生物提供了良好的栖息场所,而这些细菌生活在肠道中能合成核黄素、维生素 B12 维生素 K 等多种维生素以及氨基酸以供人体吸收利用。
2.工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业。
2.1微生物在工厂中的应用
通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等;某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程,甚至直接作为洗衣粉等的添加剂;另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究,发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。
2.2微生物在制药中的应用
微生物制药是生物制药的一个重要的方面,微生物制药主要应用于以下方面:
一、抗生素,目前已发现的天然抗生素约2/ 3 来源于链霉菌。利用链霉菌产抗生素能力与链霉素抗性基因之间的对应关系定向筛选正向突变株是目前农用抗生素科研领域的研究热点紫外诱变是菌种选育过程中最常用的诱变方法之一但该法导致的菌种突变是随机的正突变株的出现频率很低需要进行大量的筛选工作。通过将链霉素抗性筛选法与传统紫外诱变法结合可快速、有效的获得理想的抗生素高产突变株。
二、甾体激素,甾体激素药物是仅次于抗生素的第二类药物由于其结构极其复杂目前利用全合成的方法比较困难通常以具有甾体母核结构的天然产物为原料采用半合成的方法改造后制得。以前生产甾体激素类药物以薯蓣皂素为起始原料,但自20世纪70年代以来薯蓣资源日渐枯竭皂素价格不断上涨促使国内外一些公司寻找和开发新的甾体激素药物的原料。植物甾醇的结构特点决定了它可以作为甾体激素药物半合成的原料。微生物选择性降解甾体侧链技术的发展使这些廉价易得的甾醇充分利用成为可能。
三、微生物发酵制药,微生物有着非常强大的分解转化物质的能力并能产生丰富的次生代谢产物通过微生物的生长代谢和生命活动来炮制中药可以比一般的物理或化学的炮制手段更大幅度地改变药性提高疗效降低毒副作用扩大适应症。中药发酵制药技术是在继承中药炮制学发酵法的基础上吸取了微生态学研究成果结合现代生物工程的发酵技术而形成的高科技中药制药新技术是从中药天然药物 制药方面寻找药物的新疗效。
四、酶抑制剂,酪氨酸酶广泛存在于自然界中其化学本质是含铜蛋白是黑色素生物合成的关键酶和限速酶。酪氨酸酶的活性与色素沉着性疾病、食品褐变等均有密切关系。抑制酪氨酸酶活性对人类皮肤色素疾病的治疗、食品保鲜及农业抗虫领域具有重要意义。
2.3微生物在食品中的应用
自古以来,人类就在食品加工中应用微生物,只是不知其中的原理,如酿酒、制醋、及各种需要发酵的传统食物,如今,微生物在食品工业中的应用主要有以下一些:
一、益生菌,是指通过改善肠道菌群微生态平衡而对宿主动物的健康产生有益作用的活体微生物。益生菌具有可以控制肠道感染,减缓乳糖不耐症,抗腹泻降低血浆胆固醇的含量,增强免疫力,防癌抑癌等功效。目前应用于人体的益生菌有双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌、大肠杆菌、枯草杆菌、蜡样芽胞杆菌、地衣芽胞杆菌、酵母菌等。在这些益生菌当中研究最多的要属乳酸杆菌属和双岐杆菌属等。对于芽孢杆菌属的研究相对较少。有研究表明芽孢杆菌属有着很强的营养特性,并且具有耐高温、耐酸碱的良好稳定性和优良的产酸、产酶、产维生素等性能,能保持较高活菌数,并且能够较好地发挥生理生化作用。
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