微生物应用综述

从17世纪中叶荷兰人吕文虎克用自制的简单显微镜观察并发现了许多微生物开始，人们就开始了对微生物的研究和应用。到现在，微生物学事业发展得欣欣向荣，微生物应用也渗透到我们生活的各个方面——在食品、医学、工农业生产和环保等方面都存在着微生物的应用。可以说已经跟我们的生活息息相关了。

早在我们还不了解微生物的时候，我们就已经在食品行业应用到了微生物。古代制作酒、醋、毛豆腐等食品就用到了微生物。而现在，除了这些，发酵乳制品就是最靠近我们生活的微生物食品制品了。发酵乳制品是指良好的原料乳经过杀菌作用接种特定的微生物进行发酵作用，产生具有特殊风味的食品，简称为发酵乳制品。它们通常具有良好的风味、较高的营养价值，还具有一定的保健作用，并深受消费者的普遍欢迎。常用发酵乳制品有酸奶、奶酪、酸奶油、马奶酒等。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。近年来，随着对双歧杆菌在营养保健方面作用的认识人们便将其引入酸奶制造，使传统的单株发酵变为双株或三株共生发酵。由于双歧杆菌的引入，使酸奶在原有的助消化、促进肠胃功能作用基础上，又具备了防癌、抗癌的保健作用。由此可见，微生物发酵在食品工业中占有非常重要的地位。

除了食品，相信我们最熟悉微生物的要算医学方面了。其中我们最熟悉的就算是各种霉素了——青霉素、红霉素、克林霉素、万古霉素等等。近年来经常说的“抗药性”、“超级细菌”等就是因为各种霉素的滥用而导致的结果。自从二战爆发使得青霉素的使用被提上日程，青霉素就作为第一种抗生素在医学上被应用。如今，由于微生物技术的迅速发展，单株青霉的青霉素产量也已经变得相当高。而且青霉素类是毒性很小，又是化疗指数最大的抗生素，所以就连一般的感冒发烧都会用上青霉素。但正因为如此，出现抗药性菌株的报道也出现的越来越多。面对着抗药性菌株和超级细菌，万古霉素就登场了。比起青霉素之类的抗生素，万古霉素的药力比较强，因此当一些病无法用一般的抗生素治疗并确定是超级细菌引起的病的时候，可以使用万古霉素进行治疗。不过万古霉素终究是抗生素，繁殖快突变能力强的微生物还是有部分进化成了对万古霉素不敏感的细菌。

在工农业方面，微生物的应用也相当广泛。首先是食用菌种的种植。利用枯草、秸秆等种植食用菌种，种植完之后可以将底物和其他农业废料（如各种动物粪便等）一起发酵产生沼气和肥料。而肥料又可以转回去灌溉农作物，农作物的收割后剩余的废料又可以拿去种植食用菌，这样形成一个生态循环。另外研究表明能在二氧化碳、 氧、 氢及氮等混合气体中生长的细菌, 进行混合气体培养不仅能获得大量营养价值高的菌体蛋白, 而且能回收燃料废气、 防除公害。说起肥料，很多作物都需要氮肥。而我们比较熟悉的根瘤菌等就能起到很好的固氮作用。由于根瘤菌和豆科等植物共生，因此可以应用到立体农业中（即将目标作物和能与根瘤菌共生的作物一起种植）。对农作物来说，除了营养以外，最让人关心的就是病虫害了。以前病虫害的防治都是通过农药来应对的，但是农药对环境的污染大，不利于农作物的持续生长，这时候微生物就派上了用场。通过将导入特定质粒的细菌感染作物，可以使得作物获得某种抗病抗虫害的性状，这样就能避免虫害病害同时不怕农药对环境和作物的副作用。

最后就是我们不太熟悉的但却也离不开我们生活的环保行业。近年来随着科技和经济的发展，污染也越来越严重。而先前各种物理和化学的环保方法也似乎会顾此失彼，于是人们把目光放在了微生物应用上。例如现在的污水处理，以前是通过加入各种试剂中和沉淀废水中的重金属和有毒物质再排出废水，可循环的重金属和有毒物质就拿去再利用。但是不可循环的始终会或多或少地对环境造成或重或轻的污染，可以说是治标不治本。但是一些微生物可以通过其他一些物质的作用或者直接利用以降解废水中一些有毒的成分，并且形成活性污

泥，吸附废水中的悬浮颗粒，使得废水的净化更加彻底。除了废水处理，环境的生物修复也是当今环保行业中一项重要的课题。近年来,随着大量非生物有机化合物合成的生产使用及资源的开发利用,进入环境中的有害污染物越来越多,在环境中长期存在且难以降解。由于这些污染物的潜在毒性、诱导性及生物累积效应,引起各国研究学者的极大重视,极大地促进了生物修复技术的发展和应用。生物修复(Bioremediation)指生物尤其是微生物催化降解环境污染物,减少或最终消除环境污染的受控或自发过程[1]。生物修复的基础是自然界中微生物对污染物的生物代谢作用。由于自然的生物修复过程一般较慢,难以实际推广应用,因此一般指的是在人为促进条件下的生物修复。与其它物理、化学治理方法相比,如填埋、燃烧等,对于污染物仅是稀释、聚集或不同环境中的迁移作用;化学方法易造成二次污染,而在生物修复作用下污染物转化为稳定的、无毒的终产物如水、CO2、简单的醇或酸及微生物自身的生物量,最终从环境中消失。目前,生物修复已成为一种新的可靠的环保技术。

当然，微生物在其他方面如冶金风都有利用，只是没有在此详述而已。因此，微生物在各个方面的应用前景都相当可观。然而虽然说现在微生物的应用已经相当广泛，然而我们对微生物的认识事实上却只是冰山一角。就像抗生素的利用，以前我们以为抗生素是“万能药”，除了部分的抗生素其他的副作用也不大而滥用于是现在就出现了“超级细菌”。那么在其他方面又怎么样呢？所以我觉得，在认识怎么利用微生物的同时，我们应该加深对微生物在其他各种方面的认识。只有在全面认识微生物的情况下，我们才不会过度使用并依赖微生物，以导致日后各种不可预料的不良后果。所以，我认为从现在开始学好微生物学技术，在将来不仅能为自己的前途打好基础，也能有机会为社会的可持续发展做出自己的一份贡献。