我们只有一个地球。现在,保护地球的环境已经成了人类的共识,也是我国可持续发 展战略的重要组成部分。随着人口增加及人类生产和生活活动的增加,人类物质和精神文 明的水平得到了很大的提高。但是人们在对环境质量的要求越来越高的同时,对环境的威 胁和破坏也越来越严重。在工业化发展的初期,人们一方面对环境问题还缺乏认识,另一 方面出于对发展经济的良好愿望,往往会忽略工业化对环境的破坏作用;当工业化发展到 一定程度时,人们已经开始认识到了保护环境的重要性,又会发现环境保护的复杂性和困 难性。环境保护是需要全社会共同努力并持之以恒的一项伟大事业

发酵是利用特定的一种或几种微生物的代谢活动,大量生产菌体或特定的代谢产在此过程中,需要保证没有其它杂菌的侵染,否,将可能产生以下一些不利的 (1)杂菌消耗培养基成分,造成生产水平下降 (2)杂菌菌体大量繁殖及其代谢产生某些化合物会造成目标产物提取的难度增大,如果污染杂菌有可能影响发酵液的过滤(滤速降低,滤渣含水量增高),也会使溶媒提取时易发生乳化现象;

微生物培养就是提供一个适宜特定微生物生长的理化环境,使其大量地繁殖。微 生物培养的目的各有不同,有些是以大量增殖微生物菌体为目标(如单细胞蛋白或胞 内产物),有些则是希望在微生物生长的同时,实现目标代谢产物的大量积累。由于培 养目标的不同,在培养方法上也就存在许多差别。让所需的微生物大量繁殖,并进而 产生大量目标代谢产物的过程称为微生物发酵,这尤其是指工业上大规模的微生物培 养

新陈代谢是生命的基本特征之一。微生物同其它生物一样,不断地进行新陈代 谢。通过代谢,微生物与外部环境进行物质和能量的交换,从环境中获得各种元素 合成细胞物质,提供生命活动所需的能量及在新陈代中起调节作用。这些物质称为 营养物质(nutrient)。而有机体摄取、利用营养物质的过程称为营养(nutrition)

7.1概述 7.2氨基酸发酵机理和菌种选育

溶剂和有机酸都是微生物的初级代谢产物,与工业生产和人们日常生活有着十分密切 的关系,也是发酵工业中历史最悠久、吨位最大、价格最低的产品。自五十年代以来,有 机酸和溶剂发酵工业受到了来自石油化工的竞争,但是由于它们的原料是可再生的生物质 资源(如淀粉、纤维素等),与化学合成产物相比发酵获得的产品更适用于食品、医药等 工业部门,加上在微生物育种和生产工艺方面的进步,这些传统的发酵工业仍具有强大的生命力

酶是一种具有催化活性的蛋白质,因此酶具有催化剂的特点,即:能够加快特定反应 的速率但不能改变反应的平衡,在反应中不消耗,反应结束时回复到原来的形态;同时酶又 具有蛋白质的属性,即:酶由氨基酸通过肽键连接而成,只有在适当的温度,pH和离子强 度下才具有生物活性,有些酶还需要辅酶或者辅因子由于酶催化反应能够在常温常压下进 行,而且具有很高的效率和专一性,酶的应用日益受到了人们的重视

蓝细菌原称蓝藻或蓝绿藻(blue- green algae)。因为它与高等绿色植物和高等藻类一样, 含有光合色素——叶绿素a,也能进行产氧型光合作用,所以,过去将其归于藻类。现代技 术研究表明,蓝细菌的细胞核没有核膜,没有有丝分裂器,没有叶绿体,核糖体为70S,细 胞壁与细菌的相似,由肽聚糖构成,因而对青霉素和溶菌酶敏感,并含二氨基庚二酸,革 兰氏染色反应阴性,因此现在将蓝细菌归属于原核微生物 蓝细菌分布极广,从热带到两极,从海洋到高山,到处都有它们的踪影

十九世纪末,已经分离得到了许多引起传染病的细菌,但对一些传染病如口蹄疫、烟 草花叶病等却一直无法获得其病原细菌。1892年俄国学者伊万诺夫斯基(Ⅵ B a B KHⅱ)首次发现烟草花叶病的感染因子可以通过细菌滤器。1898年荷兰生物学家贝哲林 克(M.W. Beijerinck)进一步肯定了伊万诺夫斯基的结果,并将这类感染因子称为病毒 ( Virus)

在人类发现微生物之前,科学家将一切生物分成两个界线分明的界一动物界和植物 界。随着人们对微生物认识的逐渐深入,近一百多年来,从两界系统经历过三界系统、四 学者所接受的是1969年魏塔克(R. Whittaker)在《Science》上提出的五界学说,见图 2.1.1,它以纵向显示从原核生物到真核单细胞生物再到真核多细胞生物的三大进化过程, 而以横向显示吸收式营养(absorption)