微生物的作用是什么?

微生物是一个总称,包括所有形态微小、结构简单的低等生物。一提到微生物,有些人就会皱起眉头,感到厌恶。因为他们认为微生物带来了人类疾病、植物疾病和食物变质。其实这种感觉并不公平。对于人类来说,大多数微生物是有益无害的,只有少数会造成伤害。总的来说,微生物做的功比已经做的功多,而且功远远大于已经做的功。近年来,发酵工程迅速兴起,正是这些微生物在忙碌、无止境地工作,甚至不惜粉碎,才使五颜六色的产品一一面世。从“乐百氏牛奶”等乳酸菌饮料,到比黄金还贵的干扰毒等药物,微生物为人类做出了无私的贡献。

微生物在发酵过程中起着生产者的作用,这是与其特性分不开的。他们拥有孙悟空式的生存技能,猪一样的食欲,他们还组建了世界上第一支“超生游击队”。孙悟空是一个不死的英雄。微生物的生存能力也得到了提高。它们对周围环境的温度、压力、酸碱度和干湿条件都有很强的适应性。在10公里的海底,人会被压成一张纸,而有些细菌还在快乐地活着。在-250℃的超低温下,一些微生物仍然没有死亡,而是处于“冬眠”状态。如果条件合适,微生物会不断繁殖生长,自己也没见过死的。而这些不死的小家伙极其贪婪,甚至是饥饿。美味不用说,即使是石油、塑料、金属氧化物、工业废料以及DDT、砷等毒物,也会成为一些微生物争相吞食的美味。吃得多,长得快,繁殖速度自然惊人。如果一个大肠杆菌能顺利无阻的繁殖,两天内它的重量将是地球的四倍!正是微生物的这些特性,使其成为发酵工程中的主要统帅和功臣。发酵罐是微生物在发酵过程中生长、繁殖和形成产物的外部环境装置。它取代了传统的发酵容器——各种培养瓶、酱坛、酒窖。与传统容器相比,发酵罐最明显的优点是:可以进行严格的灭菌,并使空气按需循环,从而提供良好的发酵环境;它可以搅拌和摇动,促进微生物的生长;能自动控制温度、压力和空气流量;它可以通过各种生物传感器测量发酵罐中的细菌、营养物质和产物的浓度,并用计算机随时调整发酵过程。因此,发酵罐可以实现大规模连续生产,最大限度地利用原料和设备,获得高产高效。这样,人们就可以充分利用发酵方法来生产所需的食物或其他产品。可以简单地说,发酵工程就是利用现代技术手段,通过研究改造发酵的菌种,控制发酵过程,大规模生产发酵产品。

蛋白质是构成人体组织的主要物质,也是地球上非常稀缺的食物。利用发酵工程大量生产单细胞蛋白,快速补充天然产物的不足。因为在发酵罐里,每一个微生物都是蛋白质合成工厂。每种微生物体重的50 ~ 70%是蛋白质。这样,人们就可以利用大量的“废物”生产出高质量的食物。因此,单细胞蛋白的生产是发酵工程对人类的突出贡献之一。

此外,发酵工程还可以生产人体和多种医药产品不可缺少的赖氨酸。几乎所有常用的抗生素都是发酵工程的产物。

发酵工程不仅生产食品和药物,也是解决能源危机的有力武器。石油、煤炭、天然气等传统能源终将枯竭,科学家们在人类如何继续生存的问题上已经耗尽了心血。到了80年代,人们终于看到了希望:一方面,核能、风能、太阳能的利用有了很大的进步;另一方面,发酵工程的出现,可以使地球上每年产生大量的纤维物质——稻草、麦秸、玉米秸、灌木、干草、树叶等。——通过“发酵工程”转化为人类的新能源。

发酵工程在开发生物新能源的同时,还可以完成另一项重要使命,即处理废物,净化环境,减少甚至基本消除环境污染。

总之,现代发酵工程可以帮助人们制造食品、药物、开发能源和净化环境。古老的生物发酵法一旦用现代高科技方法加以改进,将使生产效率提高一千倍,使旧技术焕发青春,为人类做出巨大贡献。