微生物在实际中的应用

微生物在实际中的应用姓名:王花微生物的利用一、微生物在农业中的应用1、微生物肥料2、微生物农药二、微生物在食品方面的应用1、微生物发酵在食品方面的应用2、微生物保鲜技术在食品方面的应用三、微生物在医学中的应用（一）微生物在农业中的应用1、微生物肥料微生物肥料（菌肥）是指利用微生物的生命活动，将作物不能利用的物质转化为可被作物吸收利用的物质的一类生物活性制剂。微生物肥料具有调节植物生长，增加作物产量和改善作物品质，改良土壤，保护生态环境，减少污染等优点。微生物肥料大致可分为以下几类：固氮微生物肥料，微生物钾肥，微生物磷肥；另外还有“5406”和EM菌等微生物肥料。微生物肥料的菌种相当庞大，主要有根瘤菌、固氮菌、放线菌、光合细菌肥料、硅酸盐细菌、微生物生长调节剂等。硅酸盐细菌肥料和磷解细菌肥料能分解土壤中难溶性的硅酸盐和磷等矿物，并把它们转化成易溶性的矿质化合物，帮助植物对这些矿质元素的吸收。光合细菌肥料可促进植物的光合作用，作为叶面肥已经广泛应用。光合细菌也在渔业中有所应用，以增加鱼塘的养分含量。微生物生长调节剂主要是一些微生物代谢产生的激素类产品，如生长素、赤霉素等。这类微生物肥料在施用后，可刺激和调控植物的生长，促进植物代谢的作用。2、微生物农药微生物农药是指应用生物活体及其代谢产物制成的防治作物病害、虫害、杂草的制剂，包括保护生物活体的助剂、保护剂和增效剂，以及某些杀虫毒素和抗生素的人工合成的制剂。目前主要产品有细菌杀虫剂、细菌杀菌剂、抗生素、病毒杀虫剂和真菌杀虫剂以及微生物除草剂。以苏云金芽孢杆菌及其产生的晶体蛋白制作的细菌杀虫剂是研究最深入，应用最广泛的微生物杀虫剂。其作用机理是依靠其所产生的伴孢晶体、外毒素及卵磷脂等致病物质引起害虫肠道等病症而使昆虫致死。目前，杀虫剂被广泛用于防治农、林、贮藏害虫等农业领域。病毒杀虫剂的研究和开发利用起步较晚，其基本原理是由病毒感染种群并引发病毒流行病传播，使害虫持续感病死亡，达到调节害虫种群数量、减轻危害的目的。芽孢杆菌目前在微生物农药的领域应用越来越广泛，已经成为研究热点。笔者所在的课题组从土壤中分离获得多株具有生防功能芽孢杆菌。土壤中一些的枯草芽孢杆菌，解淀粉芽孢杆菌等菌种都可以作为微生物农药来使用，可以防治多种土生的抗菌蛋白。农用抗生素是由细菌、真菌和放线菌等微生物在传真菌病害，如镰刀菌等产生的霉菌病、枯萎病等。其机理主要是营养竞争和菌种产生长代谢过程中所产生的次级代谢产物，此类物质能够抑制某些农作物有害生物。真菌杀虫剂有白僵菌、黄僵菌、绿僵菌等杀虫真菌被开发应用。此外，微生物除草剂是利用杂草的病原微生物制剂大面积喷洒来防除杂草1、微生物发酵在食品方面的应用微生物发酵即利用微生物在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物。它在食品发面应用非常广泛，日常生活中常见的奶酪、面包、一些食品添加剂和各种酒类的都是微生物发酵的产品。微生物发酵的应用古以有之，酒在古代就已经是生活中不可或缺的，受到社会各个阶层的喜爱。现代发酵工程更是把微生物发酵运用到各个方面。（二）微生物在食品方面的应用1.1酵母在食品制作中的应用酵母菌在食品工业中占有极其重要的地位。制作面包时酵母是必不可少的生物松软剂，面包酵母是一种单细胞生物，属真菌类，学名啤酒酵母；酿酒工业从古至今一直长盛不衰，各种酵母居功至伟；酱类食品如豆瓣酱，面酱等都是利用以米曲霉为主的微生物发酵酿制的。1.2微生物在发酵乳制品中的应用现代生活中随处可见的各种乳制品的制作均离不开微生物发酵。发酵乳制品主要包括酸奶和奶酪两大类，生产菌种主要是乳酸菌。由此可见，微生物发酵在食品工业中占有非常重要的地位。1.3微生物在单细胞蛋白中的应用由于微生物就提的蛋白含量高，一般细菌含蛋白质60%-70%，酵母45%-65%,霉菌35%-40%。因此，它是很理想的一种蛋白质来源，也是解决全球蛋白资源紧缺的重要途径之一。为了和来源于动物、植物中的蛋白相区别，人们把来源于微生物的蛋白叫做单细胞蛋白。它有以下几种优点：a、SCP营养丰富；b、利用原料广，可就地取材，廉价大量地解决原料问题；c、生产速率高，一般蛋白质生产速度同猪、牛、羊等体重的倍增时间成正比；d、劳动生产率高，生产不受季节气候的制约，易于人工控制，同时由于在大型发酵罐中立体式培养占地面积少。e、可以完全工业化生产单细胞蛋白生产比农业生产需要的劳动力少，又不受地区、季节和气候条件的制约，可在占地有限的小设备上进行，不仅数量大，而且质量好，远远超过现有粮食品种的蛋白质；f、单细胞生物易诱变，比动、植物品种容易改良可采用物理、化学、生物学方法定向诱变育种，获得蛋白质含量高、质量好、味美，并易于提取蛋白质的优良菌种。1.4微生物油脂的生产我们平常吃的不是芝麻、花生、大豆等等油料作物榨取的植物油脂，就是由猪、羊级牛熬制的动物油脂，很少考虑到微生物油脂。其实，很多微生物中都含有油脂，少的有2%-3%，多的有60%-70%，且大多数微生物油脂多富含不饱和脂肪酸，有益于人体健康。2.微生物保鲜技术在食品方面的应用微生物保鲜是微生物在食品方面的另一种重要应用。目前，控制食品质量，延长食品货架期最常用的方法仍是机械低温贮藏和化学药剂处理。低温贮藏成本高、耗能大、质量不稳定、而且像茄子等原产热带、亚热带的果蔬不能在低温下贮藏，只能在亚低温下贮藏，否则容易发生冷害，造成重大损失，而病菌在亚低温下繁殖较快，致使食品在贮藏期间常发生严重腐烂。种类有限的化学制剂虽可较有效的控制食品质量，但化学药剂对人体健康的危害性和对农业生态的严重破坏性，已使人们深感担扰。采用生物制剂对食品进行贮藏保鲜，不但没有化学处理带来的健康危害和环境污染等问题，而且贮藏环境小，贮藏条件好控制，处理目标明确，处理费用低,特别是随着人们生活水平的提高，对食品卫生的要求越来越高，人们希望能吃到天然、安全、无残留化学制剂的食品，因此，食品生物保鲜技术的研究和开发显得更为迫切和重要。2.1常用于食品保鲜的微生物微生物中利用细菌保鲜的报道比较多。利用蜡样芽孢杆菌对绿茶进行生物保鲜的技术已获得中国专利发明，乳酸菌在水果、蔬菜、肉品、奶类的生物保鲜方面已有了较深的研究和较为广泛的应用。在国外有利用木霉对果蔬进行保鲜的报道。例如，美国、法国、英国利用木霉对洋梨、蘑菇、苹果进行防病保鲜；我国也有一些应用木霉对茉莉花、茄子、蜜柑等进行保鲜的研究报道。2.2食品的微生物保鲜机理（1）形成生物膜微生物通过分泌胞外多糖等成膜物质，在食品外部形成一层致密的薄膜，隔绝氧气，防止水分蒸发。如在绿茶的生物保鲜中，蜡样芽孢杆菌会在茶叶表面形成生物膜，阻止了茶叶与氧气的直接接触，有效地控制了茶叶的氧化劣变。生物保鲜膜可以有效抑制呼吸作用，减少水分蒸发，防止微生物污染，减少微生物腐败作用，延长果实保鲜时间，提高商品率。（2）竞争作用保鲜微生物可与有害微生物竞争食品中的糖类等营养物质，从而抑制有害微生物的生长。在羊肉的生物保鲜中，乳酸菌可以有效地减少食品表面有限的糖类，从而达到了较好的保鲜效果。（3）拮抗作用微生物主要是通过拮抗作用抑制或杀死食品中的有害微生物，从而达到防腐保鲜目的。2.3生物保鲜食品的安全性无论用什么保鲜方法，人们最关心的都是食品的安全性问题。目前，有些常用于生物保鲜的微生物像乳酸菌，可以从日常食品如肉品、奶类、蔬菜、水果中分离到，因此，人们也不自觉地有了几百年甚至几千年的食用历史；乳酸菌细菌素已被美国FDA和全世界45个国家认可，并被大规模的商业化应用，这充分证明，用这类微生物对食品进行保鲜是绝对安全的。但也有些微生物的安全性还有待进一步的研究。（三）微生物在医学中的应用1、抗生素抗生素生物产生的生物活性物质，属于次生代谢产物。抗生素能杀死或抑制其他微生物的生长，如抗原虫、抗肿瘤等2、抗生素作用机理抑制细菌细胞壁的合成