小身材，大作為

陶勇

微生物和人類關系密切，很多日常生活中的行為都需要微生物的參與。按照傳統的分類方法，我們最早的釀酒、釀醋、制作奶酪都是利用微生物把簡單的物質加工成比較復雜的物質，這就是傳統的微生物生物技術。

誕生于20世紀80年代的第一代生物技術也叫“紅色生物技術”，其主要是利用微生物為醫學服務，胰島素、促紅細胞生長素、干擾素等與人體相關的項目都是紅色生物技術的產物。人們利用微生物這個載體，將能夠生產人類需要藥物的基因移植進微生物的基因，再利用微生物易于大規模培養和繁殖的特征，批量生產出醫療領域所需的藥物。紅色生物技術被稱為第一次生物技術浪潮，當時國內有大量學生因此而選擇學習生物技術。

到了20世紀90年代，美國的轉基因植物，如抗蟲棉、轉基因大豆等產品相繼推出，掀起了第二次生物技術浪潮。這次技術革新與微生物的關系沒有之前那么緊密，微生物只是作為某些特殊性狀的基因來源。科學家從微生物的基因中尋找出有利于人的部分，轉移進植物的基因中，讓基因的表現在植物上體現出來。最著名的是抗蟲棉，顧名思義，就是一種能夠防止蟲子破壞棉花的轉基因植物。這一代生物技術叫作“綠色生物技術”，因為這次生物技術的成果主要用在植物上。

自從人類開始用微生物研究生物技術以來，人類對微生物的生理特征和性質有了更深入的了解，直到可以人為地改造微生物，大規模地利用它們。2000年以后，人們開始了第三次生物技術革命，可被稱為“白色生物技術”，或是“工業生物技術”。這次技術變革的主要內容是利用微生物生物技術改善化學工業方面帶給人類的一些資源和環境的問題。

工業生物技術有四個關鍵用途。首先是可以用于規模發酵微生物菌劑的生產。這些菌劑可以用于食品（如饅頭）、生物飼料、生物肥料以及益生菌的規模化生產。讓我們可以用微生物制造菌劑，比如益生菌。我們知道，有些養分是人體自身無法處理的，這時就只能依靠某種菌類來處理。但是很多藥物、抗生素都會嚴重影響人體內菌群的正常生長，我們有時會出現消化不良、拉肚子、脹氣等癥狀，這可能都是由于菌群出現了問題。所以現在很多人都在研究微生物菌態，研發益生菌。如果能夠補充正確的益生菌，那么就能幫助你重新培養起體內有益的菌群。

工業生物技術的另一項關鍵用途就是生產酶制劑。現在很多酶都是將基因植入生命力頑強的微生物，然后利用微生物發酵生產大批量的酶。人類無時無刻都離不開酶，無論是消化淀粉類食物，還是蛋白質，都有酶在其中作用。玉米等糧食通過酶的作用，成為人類生活中必須的營養成分。酶制劑的使用已經和大家的日常生活密不可分，這些生物催化劑的使用能夠改善化學制造中很多對環境不利的因素。

工業生物技術在其他方面的用途是生產精細化學品及大宗生物基材料。利用代謝工程等現代生物技術手段，人們已經能夠利用全新的生物工程菌去生產結構不同的藥物、香精、香料以及各種食品、保健品等，這些產品以前只能通過化學方法生產。這種生物技術方法在生產中對環境的影響大大地降低。利用生物工程菌去生產廉價的生物燃料和生物材料等化學品，在許多科學家的努力下已經成功，但要真正替代目前從石油來源的這類產品的生產還存在著許多挑戰。當這類產品能夠完全從可再生的生物質中獲得時，世界會因此變得更加綠色和怡人。endprint