淺談微生物工程的應(yīng)用

摘 要：現(xiàn)階段，隨著我國科技水平的不斷創(chuàng)新，極大促進(jìn)著微生物工程的發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)了各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，極大便利了人們的生產(chǎn)生活，推動(dòng)著社會(huì)的進(jìn)步。在自然界中，微生物廣泛存在，并且具備較強(qiáng)的適應(yīng)性、變異性、體積小、繁殖快等方面的特征與優(yōu)勢(shì)，因此受到了諸多專家學(xué)者的高度關(guān)注與研究應(yīng)用。基于此，本文首先概述了微生物工程，其次著重分析了微生物工程的在現(xiàn)實(shí)生活中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：微生物工程;實(shí)際生活;應(yīng)用;分析

在自然界中，微生物發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。微生物工程也被稱之為發(fā)酵工程，是依靠現(xiàn)代生物技術(shù)手段生產(chǎn)出人們所需要的產(chǎn)品，滿足各行各業(yè)發(fā)展需求。當(dāng)前在醫(yī)藥工業(yè)領(lǐng)域、食品生產(chǎn)領(lǐng)域、環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，微生物工程均實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用，發(fā)揮著不可替代的作用。

一、微生物工程概述

微生物工程最早起源于20世紀(jì)70年代，最早應(yīng)用于生物領(lǐng)域，并逐漸延伸到其他多個(gè)領(lǐng)域中。在微生物工程中，微生物發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，利用細(xì)胞融合技術(shù)、基因重組技術(shù)，形成工程菌，促使微生物產(chǎn)生自身所不具備的物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)生物發(fā)酵，促進(jìn)微生物工程發(fā)展。

現(xiàn)階段，微生物工程的優(yōu)勢(shì)更加突出，為各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展帶來了極大的便利，促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的提升及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。當(dāng)前世界各個(gè)國家越來越重視起對(duì)微生物工程的研發(fā)，進(jìn)一步擴(kuò)大了其應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)也獲得了更加突出的研究成果。和西方發(fā)達(dá)國家相比較而言，我國對(duì)于微生物工程的研究仍處于初級(jí)階段，滯后性較強(qiáng)，為更好地發(fā)揮出微生物工程的價(jià)值作用，要進(jìn)一步加深對(duì)微生物工程的深入研究，研發(fā)全新的成果，更廣泛、有效地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，推動(dòng)社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步。

二、微生物工程的在現(xiàn)實(shí)生活中的具體應(yīng)用分析

（一）醫(yī)藥工業(yè)領(lǐng)域

傳統(tǒng)制藥工藝技術(shù)主要包括兩種，一種是化學(xué)合成藥物，其工藝技術(shù)復(fù)雜，生產(chǎn)條件要求較高，并且會(huì)造成污染，具備較大的毒副作用。另一種則是生化藥物，主要是通過微生物發(fā)酵提取，也有的是從動(dòng)物及植物中提取的。但是，從動(dòng)植物中是無法獲取的足夠的資源，并且在獲取的過程中需要付出較高的成本，這嚴(yán)重影響著實(shí)際應(yīng)用。然而在微生物工程技術(shù)的支撐下，能夠研發(fā)諸多的藥物，為廣大患者帶來了福音。微生物工程在醫(yī)藥工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.抗生素

在臨床疾病診治中，抗生素起到了不可替代的作用。當(dāng)前抗生素的種類已有數(shù)千種，其中應(yīng)用微生物工程技術(shù)的有上百種。微生物工程在應(yīng)用中，主要研發(fā)的是如何克服抗生素所產(chǎn)生的耐藥性，如何提升藥物動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，如何降低抗生素應(yīng)用所帶來的毒副作用，如何擴(kuò)展抗菌譜等多個(gè)方面，重點(diǎn)探索全新的結(jié)構(gòu)及作用機(jī)制，充分發(fā)揮出抗生素的作用，降低毒副作用，保證抗生素的安全有效應(yīng)用。

2.維生素

在人以及動(dòng)物生長的過程中，微生物是必須品，對(duì)于維生素的需求量較大，如果維生素補(bǔ)充不足，就會(huì)影響正常生長，甚至?xí)l(fā)特異性病變。以維生素C為例，是人體必需的微量因素。食用適量的維生素，能夠更好地提升自身的抵抗力，減少疾病的發(fā)病概率。但是，該物質(zhì)并不是人體自動(dòng)合成的，只能夠從外部獲取。采用微生物工程中的二步發(fā)酵法（微藻法與酵母法），能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)維生素C的合成，滿足人體需求，降低人體疾病發(fā)生概率。

3.其他生物技術(shù)藥品

“工程菌”的構(gòu)建及微生物資源發(fā)掘的不斷加深，為藥物的研發(fā)及應(yīng)用帶來了巨大幫助。在過去的一段時(shí)間里，透明質(zhì)酸主要是從公雞冠組織從所提取的，由于來源限制，導(dǎo)致其價(jià)格高。然而隨著微生物工程的應(yīng)用，通過獸瘟鏈球菌發(fā)酵即可獲得，能夠刺激人體免疫系統(tǒng)，殺死癌細(xì)胞，同時(shí)也能夠應(yīng)用于角膜移植中。再例如：過去溶菌酶大多是從雞蛋清當(dāng)中提取的，溶菌酶具備良好的抗炎作用。然而當(dāng)前已實(shí)現(xiàn)了利用“工程菌”（酵母菌）成功克隆溶菌酶，在一定程度上滿足了醫(yī)藥領(lǐng)域需求。

（二）食品生產(chǎn)領(lǐng)域

1.酵母菌

酵母菌是現(xiàn)實(shí)生活的必需品，當(dāng)前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于面包、啤酒著等各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。舉個(gè)例子來說，在制作面包的時(shí)候加入適量的酵母菌，能夠提升面包的松軟感及口感，因而受到了廣大消費(fèi)者的循環(huán)。以啤酒制作為例，作為現(xiàn)代的必備飲品，在制作的過程中，其原料大麥芽，其作料為啤酒花，接著加入酵母發(fā)酵即可制作而成。飲用適量的啤酒，能夠促進(jìn)人體血液循環(huán)，提升食欲，同時(shí)也能夠起到解渴充饑的效果。

2.保健飲料、食品

現(xiàn)階段，隨著人們的生活質(zhì)量的不斷提升，越來越重視起自身保健，同時(shí)對(duì)于保健食品、飲料的需求量越來越大。很多食用菌中含有多種成分，包括氨基酸、維生素、多醣體等等，這些物質(zhì)能夠降低人體膽固醇，減少肝炎等疾病的發(fā)生概率。將菌絲體所形成的培養(yǎng)液加入到保健飲料制作中，能夠提升其保健效果。例如應(yīng)用水培法所制作的金菇露，具備了較高的營養(yǎng)價(jià)值及獨(dú)特的風(fēng)味。不僅如此，當(dāng)前隨著專家學(xué)者研發(fā)的不斷深入抽，發(fā)現(xiàn)了以聚氨脂泡沫為載體，麥鼓浸出汁為培養(yǎng)液，然后應(yīng)用固液兩相法，形成了能夠在1周內(nèi)獲取大量鍺吸收率達(dá)到49%的金針菇菌絲體的方法，為保健藥物及食品的研發(fā)與制作開辟了重要的途徑，同時(shí)也提供了重要幫助。與此同時(shí)，當(dāng)前人們利用擔(dān)子菌生產(chǎn)了銀耳、木耳等諸多的保健食品，這些保健食品風(fēng)味獨(dú)特，受到了廣大消費(fèi)者的喜愛。在農(nóng)副產(chǎn)品領(lǐng)域，利用液體發(fā)酵的方式培養(yǎng)擔(dān)子菌，并獲得擔(dān)子菌保健食品和飲料，成產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。在微生物蛋白飲料領(lǐng)域，當(dāng)前隨著研發(fā)力度的不斷加強(qiáng)，逐漸取得了良好的成果。微生物蛋白類類似于動(dòng)物蛋白，但是其質(zhì)量更高，是重要且短缺的蛋白資源，當(dāng)前世界各個(gè)國家高度關(guān)注對(duì)微生物蛋白飲料的研發(fā)，并借助高溫酸堿法，研發(fā)出了高蛋白飲料，其風(fēng)味及口感非常接近于酸奶，但是其具備更高的營養(yǎng)價(jià)值，非常適用于兒童飲用及病患飲用，滿足人體需求。

3.其他方面

在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中，對(duì)于豆瓣醬、醬油以及醋等調(diào)味品需求量非常大，可以說是必備品，這些調(diào)味品的生產(chǎn)與制作，均是建立在微生物工程的基礎(chǔ)之上的。舉個(gè)例子來說，在制作醋的時(shí)候，需要進(jìn)行多道工序，包括微生物、酒精、醋酸發(fā)酵等等，能夠起到良好的調(diào)味作用，并且能夠在一定程度上殺滅有害菌，甚至利用純米醋來洗頭，能夠在一定程度上減少頭皮屑的產(chǎn)生。再例如，在制作醬油時(shí)候，是利用米曲霉產(chǎn)生的酶將豆類中的蛋白質(zhì)、淀粉和脂肪水解成氨基酸、糖等成分，然后再加入耐鹽乳酸菌及酵母菌，在經(jīng)過發(fā)酵之后最終成為醬油，當(dāng)前人們對(duì)于醬油的依賴性越來越強(qiáng)，醬油種類較多，無論哪一種醬油的制作，均離不開微生物工程技術(shù)。再例如，豆瓣醬也是當(dāng)前人們?cè)诔床俗鲲垥r(shí)所常用的調(diào)味品，這一調(diào)味品是利用曲霉菌發(fā)酵制成的，食用適量的豆瓣醬，能夠加快人體腸道的蠕動(dòng)，降低動(dòng)脈硬化等疾病的發(fā)生概率。

（三）環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域

綠色、生態(tài)、環(huán)保背景下，對(duì)于當(dāng)前生態(tài)環(huán)保工作提出了更高的要求。微生物工程在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，起著至關(guān)重要的作用，具體來說，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

1.水污染治理

當(dāng)前水源面臨著嚴(yán)重的污染問題，做好水污染治理工作極為迫切。利用微生物工程技術(shù)來治理水污染問題，能夠有效降解水源中的多種污染物質(zhì)。當(dāng)前在污水處理中，微生物工程發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。將微生物工程技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)、生活污水治理中，微生物能夠從中獲得營養(yǎng)物質(zhì)滿足自身生長需求，并在這一過程中降解污染物，達(dá)到凈化污水的目的。具體來說，微生物工程的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先是降解。利用球菌，能夠有效降解污水中的有機(jī)磷農(nóng)藥。其次是共代謝。微生物在分解芽孢桿菌屬、卡諾氏菌屬等有機(jī)物基質(zhì)后，能夠?qū)崿F(xiàn)再利用，避免資源浪費(fèi)。再次是去毒，微生物通過轉(zhuǎn)化反應(yīng)的方式，將污水中的污染物分子結(jié)構(gòu)喪失毒性，為污水處理工作的開展提供便利，緩解污水污染。

2.土壤污染治理

針對(duì)土壤當(dāng)中的有機(jī)污染物，利用微生物也能夠?qū)崿F(xiàn)降解，使其喪失毒性，甚至完全無害化。微生物工程在在土壤污染治理中的應(yīng)用，主要是通過兩種方式實(shí)現(xiàn)的，一種是利用微生物分泌的胞外酶達(dá)到降解的目的，另一種則是通過吸收污染物然后由胞內(nèi)酶完成降解工作，兩者均能夠起到良好的土壤污染治理效果。此外，當(dāng)前土壤重金屬污染的問題尤為嚴(yán)重，微生物工程的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在生物吸附法、真菌、藻類等實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬的吸附。或者有的重金屬通過沉淀的方式沉積于細(xì)胞表面，然后將其清除。生物積累法也是土壤重金屬污染治理的重要技術(shù)，依靠微生物的代謝作用，吸收大量的金屬離子，然后將其輸送到細(xì)胞內(nèi)部，最終達(dá)到去污的目的。

三、結(jié)語

綜上所述，科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，微生物工程應(yīng)運(yùn)而生，并憑借自身的諸多優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。通過分析微生物工程在醫(yī)藥工業(yè)領(lǐng)域、食品生產(chǎn)領(lǐng)域以及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，充分顯示了微生物工程的重要應(yīng)用價(jià)值。在接下來的時(shí)間里，在科技的帶動(dòng)下，微生物工程將會(huì)得到創(chuàng)新，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)社會(huì)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：劉振乾（2000— ），男，漢族，湖北鄂州人，本科，學(xué)生，研究方向：生物工程。