第十二章微生物學(xué)研究進(jìn)展及其應(yīng)用自學(xué)學(xué)生報(bào)告PPT課件

1、第十二章 微生物學(xué)研究進(jìn)展及其應(yīng)用（自學(xué)，學(xué)生報(bào)告）第一節(jié)第一節(jié) 微生物與發(fā)酵微生物與發(fā)酵 第二節(jié)第二節(jié) 微生物與食品微生物與食品第三節(jié)第三節(jié) 微生物與農(nóng)業(yè)微生物與農(nóng)業(yè) 第四節(jié)第四節(jié) 微生物與制藥微生物與制藥第五節(jié)第五節(jié) 微生物與環(huán)境微生物與環(huán)境第一節(jié) 微生物與發(fā)酵發(fā)酵工程發(fā)酵工程:采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物的某采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程中的一種技術(shù)。生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程中的一種技術(shù)。 1.1發(fā)酵工程生產(chǎn)實(shí)例發(fā)酵工程生產(chǎn)實(shí)例谷氨酸棒狀桿菌合成谷氨酸的途徑谷氨酸棒狀桿菌

2、合成谷氨酸的途徑 葡萄糖葡萄糖中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物a酮戊二酸酮戊二酸谷谷 氨氨 酸酸谷氨酸谷氨酸脫氫酶脫氫酶NH4抑抑 制制只有選擇細(xì)胞膜通透較強(qiáng)，在細(xì)胞內(nèi)不只有選擇細(xì)胞膜通透較強(qiáng)，在細(xì)胞內(nèi)不積累谷氨酸的谷氨酸棒狀桿菌做菌種才積累谷氨酸的谷氨酸棒狀桿菌做菌種才有可能獲得大量的谷氨酸。有可能獲得大量的谷氨酸。 1. 菌種的選擇菌種的選擇谷氨酸發(fā)酵最重要的無疑就是選擇菌谷氨酸發(fā)酵最重要的無疑就是選擇菌種了，應(yīng)該選育什么樣的谷氨酸棒狀種了，應(yīng)該選育什么樣的谷氨酸棒狀桿菌作為菌種呢桿菌作為菌種呢?工業(yè)微生物菌種的要求工業(yè)微生物菌種的要求 能在能在廉價(jià)廉價(jià)原料制成的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，且生成目的產(chǎn)原料制成的培養(yǎng)基

3、上生長(zhǎng)，且生成目的產(chǎn)物物產(chǎn)量高產(chǎn)量高、易于回收；、易于回收； 生長(zhǎng)較快，發(fā)酵生長(zhǎng)較快，發(fā)酵周期短周期短； 培養(yǎng)條件培養(yǎng)條件易于控制易于控制； 抗噬菌體抗噬菌體及及雜菌雜菌污染的能力強(qiáng)；污染的能力強(qiáng)； 菌種菌種不易變異退化不易變異退化，以保證發(fā)酵生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的，以保證發(fā)酵生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定；穩(wěn)定； 對(duì)放大設(shè)備的對(duì)放大設(shè)備的適應(yīng)性強(qiáng)適應(yīng)性強(qiáng)； 菌種菌種不是病原菌不是病原菌，不產(chǎn)生任何有害的生物活性物質(zhì)，不產(chǎn)生任何有害的生物活性物質(zhì)和毒素。和毒素。 2.培養(yǎng)基的選擇培養(yǎng)基的選擇成成 分分酸酸堿堿度度水水無機(jī)鹽無機(jī)鹽氮源氮源碳源碳源生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子豆餅水解豆餅水解液、玉米液、玉米漿中的水漿中的水磷

4、酸二氫鉀磷酸二氫鉀氧化鉀氧化鉀硫酸鎂硫酸鎂尿素，尿素，銨鹽，銨鹽，氨水氨水豆餅水解豆餅水解液、玉米液、玉米漿漿生物素生物素pHpH7-8 7-8 3.發(fā)酵條件控制發(fā)酵條件控制電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)pH檢測(cè)及檢測(cè)及控制裝置控制裝置培養(yǎng)液培養(yǎng)液無菌空氣無菌空氣排氣口排氣口冷卻水出口冷卻水出口冷卻水進(jìn)口冷卻水進(jìn)口攪拌器攪拌器加料口加料口放料口放料口空氣空氣空氣凈化處理保藏菌種保藏菌種斜面活化擴(kuò)大培養(yǎng)擴(kuò)大培養(yǎng)種子罐主發(fā)酵碳源、氮源、無機(jī)鹽等營養(yǎng)物質(zhì)滅菌產(chǎn)物分離純化 成品成品1.2 發(fā)酵工程的內(nèi)容發(fā)酵工程的內(nèi)容發(fā)酵工程的內(nèi)容包括了以下的基本步驟：發(fā)酵工程的內(nèi)容包括了以下的基本步驟：1.2.1 1.2.1 菌種的選

5、育菌種的選育 選育的方法：選育的方法：1) 從自然界中先從自然界中先分離分離出相應(yīng)的菌種；出相應(yīng)的菌種；2) 利用利用誘變篩選誘變篩選出符合生產(chǎn)要求的優(yōu)良菌種出符合生產(chǎn)要求的優(yōu)良菌種 ；3) 利用基因工程、細(xì)胞工程的方法利用基因工程、細(xì)胞工程的方法構(gòu)建構(gòu)建工程細(xì)胞或工工程細(xì)胞或工程菌。程菌。 舉例：舉例：可將人工合成的人的可將人工合成的人的胰島素基因胰島素基因與大腸桿菌的質(zhì)粒與大腸桿菌的質(zhì)粒結(jié)合，形成結(jié)合，形成重組重組DNA，再把重組，再把重組DNA導(dǎo)入導(dǎo)入大腸桿菌大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)形成工程菌。通過篩選則可培養(yǎng)出能生產(chǎn)人細(xì)胞內(nèi)形成工程菌。通過篩選則可培養(yǎng)出能生產(chǎn)人的胰島素的菌種。的胰島素的菌種。1

6、.2.2 1.2.2 培養(yǎng)基的配制培養(yǎng)基的配制 培養(yǎng)基配制的原則：培養(yǎng)基配制的原則：a)根據(jù)不同的菌種，選擇不同的材料配制培養(yǎng)基。根據(jù)不同的菌種，選擇不同的材料配制培養(yǎng)基。b)營養(yǎng)要營養(yǎng)要協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)，以利于產(chǎn)物的合成。，以利于產(chǎn)物的合成。c)在滿足微生物的營養(yǎng)需求的基礎(chǔ)上應(yīng)盡量降低在滿足微生物的營養(yǎng)需求的基礎(chǔ)上應(yīng)盡量降低生產(chǎn)成本，以得到更高的經(jīng)濟(jì)效益。生產(chǎn)成本，以得到更高的經(jīng)濟(jì)效益。 舉例：舉例：發(fā)酵生產(chǎn)常采用天然成分的液體培養(yǎng)基。而且，發(fā)酵生產(chǎn)常采用天然成分的液體培養(yǎng)基。而且，經(jīng)常用經(jīng)常用野生的植物淀粉野生的植物淀粉、甘蔗渣、秸稈，以及、甘蔗渣、秸稈，以及乙醇、醋酸等石化產(chǎn)品代替糧食來配制培養(yǎng)

7、基。乙醇、醋酸等石化產(chǎn)品代替糧食來配制培養(yǎng)基。 1.2.3 1.2.3 滅菌滅菌滅菌的原因：滅菌的原因：在發(fā)酵過程中如混入其他微生物，將與菌種形在發(fā)酵過程中如混入其他微生物，將與菌種形成成競(jìng)爭(zhēng)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，對(duì)發(fā)酵過程造成不良影響關(guān)系，對(duì)發(fā)酵過程造成不良影響 。舉例：舉例：如果在谷氨酸發(fā)酵過程中混入放線菌，則放線如果在谷氨酸發(fā)酵過程中混入放線菌，則放線菌分泌的抗生素就會(huì)使大量的谷氨酸棒狀桿菌菌分泌的抗生素就會(huì)使大量的谷氨酸棒狀桿菌死亡。如果在青霉素生產(chǎn)過程中污染了死亡。如果在青霉素生產(chǎn)過程中污染了雜菌雜菌，這些雜菌分泌的這些雜菌分泌的青霉素酶青霉素酶會(huì)分解青霉素。會(huì)分解青霉素。 1.2.41.2.4

8、 擴(kuò)大培養(yǎng)和接種擴(kuò)大培養(yǎng)和接種 生產(chǎn)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)：生產(chǎn)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)：是指將保存在砂土管、冷凍干燥管中處于休是指將保存在砂土管、冷凍干燥管中處于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面試管斜面活化后，再活化后，再經(jīng)過扁瓶或經(jīng)過扁瓶或搖瓶及種子罐搖瓶及種子罐逐級(jí)放大培養(yǎng)而獲逐級(jí)放大培養(yǎng)而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過程。這些純種培得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過程。這些純種培養(yǎng)物稱為種子。養(yǎng)物稱為種子。 接種：接種：有了用于生產(chǎn)的充足的菌體，接種過程中要有了用于生產(chǎn)的充足的菌體，接種過程中要注意防止雜菌污染。注意防止雜菌污染。1.2.5 1.2.5 發(fā)酵過程發(fā)酵過程 發(fā)酵產(chǎn)物發(fā)酵產(chǎn)物 發(fā)酵產(chǎn)物主要在

9、菌體生長(zhǎng)的發(fā)酵產(chǎn)物主要在菌體生長(zhǎng)的穩(wěn)定期穩(wěn)定期產(chǎn)生。產(chǎn)生。 發(fā)酵進(jìn)程發(fā)酵進(jìn)程 在發(fā)酵過程中在發(fā)酵過程中隨時(shí)取樣檢測(cè)隨時(shí)取樣檢測(cè)培養(yǎng)液中細(xì)菌數(shù)培養(yǎng)液中細(xì)菌數(shù)目、產(chǎn)物濃度以了解發(fā)酵進(jìn)程，及時(shí)添加必目、產(chǎn)物濃度以了解發(fā)酵進(jìn)程，及時(shí)添加必需的培養(yǎng)基成分來需的培養(yǎng)基成分來延長(zhǎng)菌體生長(zhǎng)穩(wěn)定期延長(zhǎng)菌體生長(zhǎng)穩(wěn)定期的時(shí)的時(shí)間，以得到更多的發(fā)酵產(chǎn)物間，以得到更多的發(fā)酵產(chǎn)物 。 發(fā)酵條件發(fā)酵條件 發(fā)酵生產(chǎn)中溫度、發(fā)酵生產(chǎn)中溫度、pH、溶氧量等對(duì)發(fā)酵過程、溶氧量等對(duì)發(fā)酵過程有重大影響。有重大影響。1.2.6 1.2.6 分離提純分離提純 發(fā)酵產(chǎn)物不同，分離提純的方法會(huì)有所不同，產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)物不同，分離提純的方法會(huì)有所不同

10、，產(chǎn)物分離、提純的一般方法是：物分離、提純的一般方法是：代謝產(chǎn)物：蒸餾、萃取、離子交換等方法。代謝產(chǎn)物：蒸餾、萃取、離子交換等方法。菌體本身：過濾、沉淀。菌體本身：過濾、沉淀。1.3 1.3 發(fā)酵工程的應(yīng)用發(fā)酵工程的應(yīng)用l制藥業(yè)：抗生素、氨基酸、維生素l食品業(yè)：醋、醬油、醬、酒等l輕工業(yè)：檸檬酸、乳酸、味精、肌苷酸、色素、黃原膠、甘油等l化工業(yè)：酒精、丙酮、丁醇、衣康酸、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺等l飼料業(yè)：飼料添加劑l農(nóng)藥業(yè)：農(nóng)用抗生素、微生物肥料、微生物農(nóng)藥等第第2 2節(jié)節(jié) 微生物與食品微生物與食品一、一、細(xì)菌細(xì)菌在食品制造中的作用在食品制造中的作用 二、二、酵母菌酵母菌在食品制造中的作用在食品

11、制造中的作用三、三、霉菌霉菌在食品制造中的作用在食品制造中的作用四、四、微生物酶微生物酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用在食品工業(yè)中的應(yīng)用一、一、 細(xì)菌在食品制造中的作用細(xì)菌在食品制造中的作用 食醋食醋 發(fā)酵乳制品發(fā)酵乳制品 蔬菜和水果的乳酸發(fā)酵食品蔬菜和水果的乳酸發(fā)酵食品 氨基酸氨基酸食食 醋醋 菌種菌種：紋膜醋酸菌：紋膜醋酸菌（Acetobacteraceti）、許氏醋酸）、許氏醋酸菌（菌（A.schutzenbachii）、惡臭醋酸菌（）、惡臭醋酸菌（A.rances）混）混濁變種、巴氏醋酸菌濁變種、巴氏醋酸菌(A.pasteurianus)巴氏亞種。巴氏亞種。 反應(yīng)過程反應(yīng)過程：醋酸菌在充分供氧的情

12、況下生長(zhǎng)繁殖，：醋酸菌在充分供氧的情況下生長(zhǎng)繁殖，將乙醇氧化為醋酸。將乙醇氧化為醋酸。原料原料：高粱、大米、玉米、甘薯、糖：高粱、大米、玉米、甘薯、糖糟、梨、柿、糟、梨、柿、棗等含糖或含淀粉的果實(shí)等。棗等含糖或含淀粉的果實(shí)等。 發(fā)發(fā) 酵酵 乳乳 制制 品品 發(fā)酵乳制品的種類：發(fā)酵乳制品的種類：酸制奶油、干酪、發(fā)酵乳、馬酸制奶油、干酪、發(fā)酵乳、馬奶酒等。奶酒等。 常用的乳酸菌：常用的乳酸菌：干酪乳桿菌、保加利亞乳桿菌、嗜干酪乳桿菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、瑞士乳桿菌、乳酸乳桿菌、酸乳桿菌、植物乳桿菌、瑞士乳桿菌、乳酸乳桿菌、乳酸乳球菌、乳脂乳球菌、嗜熱鏈球菌等。乳酸乳球菌、乳脂乳

13、球菌、嗜熱鏈球菌等。 反應(yīng)過程：反應(yīng)過程：乳酸菌分解乳糖進(jìn)行同型乳酸發(fā)酵或異乳酸菌分解乳糖進(jìn)行同型乳酸發(fā)酵或異型乳酸發(fā)酵。型乳酸發(fā)酵。蔬菜和水果的乳酸發(fā)酵食品蔬菜和水果的乳酸發(fā)酵食品 主要品種主要品種：泡菜、酸菜、冬菜、酸藏蘑菇、橄欖等。：泡菜、酸菜、冬菜、酸藏蘑菇、橄欖等。 發(fā)酵方法：發(fā)酵方法：自然發(fā)酵、純種發(fā)酵自然發(fā)酵、純種發(fā)酵 常用菌種：常用菌種：植物乳桿菌、黃瓜乳桿菌、短乳桿菌、腸植物乳桿菌、黃瓜乳桿菌、短乳桿菌、腸膜明串珠菌、小片球菌、膜明串珠菌、小片球菌、發(fā)酵乳桿菌發(fā)酵乳桿菌等等。氨氨 基基 酸酸 食品添加劑中常見的氨基酸種類食品添加劑中常見的氨基酸種類：谷氨酸鈉為鮮：谷氨酸鈉為鮮

14、味劑色氨酸和甘氨酸為甜味劑，賴氨酸為營養(yǎng)增味劑色氨酸和甘氨酸為甜味劑，賴氨酸為營養(yǎng)增強(qiáng)劑等強(qiáng)劑等 生產(chǎn)用菌種生產(chǎn)用菌種：谷氨酸棒桿菌、黃色短桿菌等。：谷氨酸棒桿菌、黃色短桿菌等。 常用原料常用原料：淀粉水解糖、糖蜜等。：淀粉水解糖、糖蜜等。二、二、 酵母菌在食品制造中的作用酵母菌在食品制造中的作用 制造面包制造面包：酵母將面粉中的糖類化合物分解形成：酵母將面粉中的糖類化合物分解形成CO2、醇、醛、有機(jī)酸等產(chǎn)物。、醇、醛、有機(jī)酸等產(chǎn)物。 釀酒釀酒：葡萄酒酵母、啤酒酵母、黃酒酵母等將糖類：葡萄酒酵母、啤酒酵母、黃酒酵母等將糖類化合物分解形成乙醇等化合物?；衔锓纸庑纬梢掖嫉然衔铩渭?xì)胞蛋白的生產(chǎn)

15、單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)原料原料：糖蜜、亞硫酸鹽紙漿廢液、谷氨酸發(fā)酵廢液、稻：糖蜜、亞硫酸鹽紙漿廢液、谷氨酸發(fā)酵廢液、稻殼、玉米芯等的水解液；乳制品和啤酒生產(chǎn)的廢棄物。殼、玉米芯等的水解液；乳制品和啤酒生產(chǎn)的廢棄物。 發(fā)酵發(fā)酵方法方法：液體深層發(fā)酵和固體通風(fēng)發(fā)酵。：液體深層發(fā)酵和固體通風(fēng)發(fā)酵。 主要主要用途用途：作為單細(xì)胞食品；提取核苷酸、輔酶：作為單細(xì)胞食品；提取核苷酸、輔酶A、乳、乳糖酶等醫(yī)藥及生物試劑糖酶等醫(yī)藥及生物試劑菌種：產(chǎn)朊假絲酵母、解脂假絲酵母、釀酒酵母等。菌種：產(chǎn)朊假絲酵母、解脂假絲酵母、釀酒酵母等。三、三、 霉菌在食品制造中的應(yīng)用霉菌在食品制造中的應(yīng)用 淀粉的糖化 菌種：毛霉屬、根霉

16、屬，曲霉等 醬油的釀造醬類（大豆醬、面醬、豆瓣醬等）的制作 豆腐乳 有機(jī)酸 (檸檬酸、乳酸、醋酸等的發(fā)酵生產(chǎn))四、微生物酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用四、微生物酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用 微生物生產(chǎn)酶制劑的特點(diǎn)微生物生產(chǎn)酶制劑的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：種類多、便于工業(yè)化生產(chǎn)、產(chǎn)量大可：種類多、便于工業(yè)化生產(chǎn)、產(chǎn)量大可 保證供應(yīng)。保證供應(yīng)。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：一種微生物可同時(shí)產(chǎn)生多種酶，因此：一種微生物可同時(shí)產(chǎn)生多種酶，因此 工序較復(fù)雜。工序較復(fù)雜。 微生物酶及其在食品中的應(yīng)用微生物酶及其在食品中的應(yīng)用第第3 3節(jié)節(jié) 微生物在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用微生物在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 一、微生物肥料一、微生物肥料 二、微生物與植物病蟲害的生物防治二、微

17、生物與植物病蟲害的生物防治 三、益生菌劑三、益生菌劑 四、飼用微生物酶制劑四、飼用微生物酶制劑一、微生物肥料一、微生物肥料 微生物微生物氮氮肥肥 微生物微生物磷磷肥肥 微生物微生物鉀鉀肥肥 VA菌根真菌肥料菌根真菌肥料 微生物微生物-微量元素復(fù)合生物肥料微量元素復(fù)合生物肥料 有機(jī)堆肥有機(jī)堆肥微生物氮肥微生物氮肥種類：主要有根瘤菌肥料、固氮菌肥料、固氮藍(lán)細(xì)種類：主要有根瘤菌肥料、固氮菌肥料、固氮藍(lán)細(xì)菌肥料、弗蘭克菌肥料。菌肥料、弗蘭克菌肥料。根瘤菌肥料：利用根瘤菌與豆科植物共生，植物根根瘤菌肥料：利用根瘤菌與豆科植物共生，植物根毛彎曲而形成根瘤來進(jìn)行固氮。毛彎曲而形成根瘤來進(jìn)行固氮。固氮菌肥料：

18、由于共生固氮菌的固氮作用受作物的固氮菌肥料：由于共生固氮菌的固氮作用受作物的限制因素較多，目前科學(xué)家也致力于自生固氮菌肥限制因素較多，目前科學(xué)家也致力于自生固氮菌肥料和聯(lián)合固氮菌的研究和開發(fā)。料和聯(lián)合固氮菌的研究和開發(fā)。微生物氮肥微生物氮肥微生物磷肥微生物磷肥磷細(xì)菌肥：磷細(xì)菌肥：采用優(yōu)良的解磷微生物和溶磷微生物，采用優(yōu)良的解磷微生物和溶磷微生物，經(jīng)人工培養(yǎng)并制成菌劑，施入田間，為農(nóng)作物生長(zhǎng)經(jīng)人工培養(yǎng)并制成菌劑，施入田間，為農(nóng)作物生長(zhǎng)提供有效態(tài)磷元素。提供有效態(tài)磷元素。菌根菌肥：菌根菌肥：菌根均具有促進(jìn)植物吸收磷元素、增加菌根均具有促進(jìn)植物吸收磷元素、增加植物生長(zhǎng)量和抗逆性等優(yōu)點(diǎn)，因此越來越受到

19、人們植物生長(zhǎng)量和抗逆性等優(yōu)點(diǎn)，因此越來越受到人們的重視。目前多采用侵染了菌根均的植物根作為接的重視。目前多采用侵染了菌根均的植物根作為接種劑，施入田間感染植物種劑，施入田間感染植物。微生物磷肥微生物磷肥微 生 物 鉀 肥微 生 物 鉀 肥 目前采用的生產(chǎn)菌種大多是目前采用的生產(chǎn)菌種大多是膠質(zhì)芽孢桿菌膠質(zhì)芽孢桿菌和和膠凍膠凍芽孢桿菌芽孢桿菌，主要用于缺鉀地區(qū)和對(duì)鉀需要量較大，主要用于缺鉀地區(qū)和對(duì)鉀需要量較大的作物。的作物。 二、微生物與植物病蟲害的生物防治二、微生物與植物病蟲害的生物防治 抑菌防病微生物抑菌防病微生物 殺蟲微生物殺蟲微生物 雜草的微生物防治雜草的微生物防治抑菌防病微生物抑菌防病微

20、生物種類：種類：主要有主要有真菌真菌（木霉、白僵菌、青霉等）、（木霉、白僵菌、青霉等）、細(xì)菌細(xì)菌（芽孢桿菌、假單胞桿菌、土壤放射桿菌等屬）（芽孢桿菌、假單胞桿菌、土壤放射桿菌等屬）、放放線菌線菌（鏈霉菌屬、諾卡菌屬等）以及（鏈霉菌屬、諾卡菌屬等）以及病毒類病毒類（煙草花（煙草花葉病毒、黃瓜綠斑花葉病毒等）。葉病毒、黃瓜綠斑花葉病毒等）。作用的機(jī)制：作用的機(jī)制：植物病原菌的活動(dòng)經(jīng)常受到來自其他微植物病原菌的活動(dòng)經(jīng)常受到來自其他微生物的抑制或干擾，利用微生物之間的寄生、拮抗、生物的抑制或干擾，利用微生物之間的寄生、拮抗、競(jìng)爭(zhēng)等作用是生物防治的理論基礎(chǔ)。競(jìng)爭(zhēng)等作用是生物防治的理論基礎(chǔ)。抑菌抗病真菌的

21、應(yīng)用：抑菌抗病真菌的應(yīng)用：據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，木霉至少對(duì)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，木霉至少對(duì)1818個(gè)屬個(gè)屬2929種植物病原菌具有拮抗作用，如苗木立枯病菌、種植物病原菌具有拮抗作用，如苗木立枯病菌、白絹病菌等。盾殼霉具有控制由核盤菌侵染引起的多白絹病菌等。盾殼霉具有控制由核盤菌侵染引起的多種作物菌核病的潛能。種作物菌核病的潛能?？共〖?xì)菌的應(yīng)用：抗病細(xì)菌的應(yīng)用：已發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌類抗生體可產(chǎn)已發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌類抗生體可產(chǎn)生枯草菌素等多種多肽類抗生素和抑菌物質(zhì)。生枯草菌素等多種多肽類抗生素和抑菌物質(zhì)。殺蟲微生物殺蟲微生物種類：種類：應(yīng)用廣泛的有昆蟲病原真菌（白僵菌、綠僵應(yīng)用廣泛的有昆蟲病原真菌（白僵菌、綠僵菌、青

22、霉等菌、青霉等)、細(xì)菌（蘇云金芽孢桿菌等）和病毒、細(xì)菌（蘇云金芽孢桿菌等）和病毒（松毛蟲質(zhì)多角體病毒等）。（松毛蟲質(zhì)多角體病毒等）。白僵菌的應(yīng)用：白僵菌的應(yīng)用：主要是對(duì)蠐螬的防治。主要是對(duì)蠐螬的防治。蘇云菌芽孢桿菌的應(yīng)用：蘇云菌芽孢桿菌的應(yīng)用：主要應(yīng)用于糧食作物、經(jīng)主要應(yīng)用于糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、果樹、蔬菜等。濟(jì)作物、果樹、蔬菜等。松毛蟲質(zhì)多角體病毒的應(yīng)用：松毛蟲質(zhì)多角體病毒的應(yīng)用：業(yè)已發(fā)現(xiàn)對(duì)馬尾松毛業(yè)已發(fā)現(xiàn)對(duì)馬尾松毛蟲良好的防治效果。蟲良好的防治效果。雜草的微生物防治雜草的微生物防治真菌：真菌：茄炭疽病毒對(duì)荷麻、瓜類炭疽茄炭疽病毒對(duì)荷麻、瓜類炭疽Xanthiumspinosum L.（一種蒼耳

23、屬草）、南瓜腐皮（一種蒼耳屬草）、南瓜腐皮鐮孢對(duì)德克薩斯葫蘆均有良好的防治作用。鐮孢對(duì)德克薩斯葫蘆均有良好的防治作用。細(xì)菌：細(xì)菌：用丁香假單孢菌的一個(gè)變種可防治大豆田里用丁香假單孢菌的一個(gè)變種可防治大豆田里的的Cirsiuma rvense L.(一種薊屬雜草）。一種薊屬雜草）。三、三、 益生菌劑益生菌劑 1992年年Havenaar等人將益生菌劑定義為等人將益生菌劑定義為“由單由單一或多種微生物組成的活菌制劑，通過改善宿主土一或多種微生物組成的活菌制劑，通過改善宿主土著微生物的生態(tài)平衡，促進(jìn)動(dòng)物的健康生長(zhǎng)著微生物的生態(tài)平衡，促進(jìn)動(dòng)物的健康生長(zhǎng) ”。 隨著對(duì)益生菌劑作用機(jī)制的闡明，其應(yīng)用領(lǐng)域隨

24、著對(duì)益生菌劑作用機(jī)制的闡明，其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大，逐漸擴(kuò)大，2002年美國食品和醫(yī)藥管理局又批準(zhǔn)益年美國食品和醫(yī)藥管理局又批準(zhǔn)益生菌劑可以應(yīng)用于生菌劑可以應(yīng)用于“功能食品和生物治療的佐劑功能食品和生物治療的佐劑”等領(lǐng)域。等領(lǐng)域。益生菌劑的常用菌株及其生理功能益生菌劑的常用菌株及其生理功能常用菌株常用菌株：乳酸菌類、芽孢桿菌類和酵母類。乳酸菌類、芽孢桿菌類和酵母類。乳酸菌制劑的生理功能乳酸菌制劑的生理功能：對(duì)病原菌的抑制作用、影對(duì)病原菌的抑制作用、影響宿主或其他菌株的代謝活性、刺激機(jī)體的免疫系響宿主或其他菌株的代謝活性、刺激機(jī)體的免疫系統(tǒng)、減緩乳糖不適癥等。統(tǒng)、減緩乳糖不適癥等。芽孢桿菌制劑的作用

25、芽孢桿菌制劑的作用：產(chǎn)生多種消化酶類、產(chǎn)生抗：產(chǎn)生多種消化酶類、產(chǎn)生抗菌活性物質(zhì)等。菌活性物質(zhì)等。益生菌劑的作用及應(yīng)用益生菌劑的作用及應(yīng)用作用：作用：主要在于維持腸道菌群平衡，抵抗病原菌的主要在于維持腸道菌群平衡，抵抗病原菌的侵入和定植，增加機(jī)體的免疫功能，從而達(dá)到促進(jìn)侵入和定植，增加機(jī)體的免疫功能，從而達(dá)到促進(jìn)機(jī)體生長(zhǎng)、防治疾病的目的。機(jī)體生長(zhǎng)、防治疾病的目的。應(yīng)用：應(yīng)用：促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，提高飼料的利用率，刺激免促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，提高飼料的利用率，刺激免疫功能，增強(qiáng)動(dòng)物抗腸道感染的能力，凈化環(huán)境疫功能，增強(qiáng)動(dòng)物抗腸道感染的能力，凈化環(huán)境促促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，提高飼料的利用率進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，提高飼料的利用率

26、酵母酵母可以通過改變腸道內(nèi)微生物的類群增強(qiáng)對(duì)瘤可以通過改變腸道內(nèi)微生物的類群增強(qiáng)對(duì)瘤胃內(nèi)氨的利用和蛋白質(zhì)合成，增加進(jìn)入大腸內(nèi)的微生胃內(nèi)氨的利用和蛋白質(zhì)合成，增加進(jìn)入大腸內(nèi)的微生物蛋白質(zhì)含量和小腸中非氨態(tài)氮的吸收效率，在腸道物蛋白質(zhì)含量和小腸中非氨態(tài)氮的吸收效率，在腸道內(nèi)強(qiáng)化植物酶活性，提高單胃動(dòng)物對(duì)磷的吸收利用。內(nèi)強(qiáng)化植物酶活性，提高單胃動(dòng)物對(duì)磷的吸收利用。 Baird(1997)用用乳桿菌乳桿菌飼喂斷奶仔豬和生長(zhǎng)育肥豬，飼喂斷奶仔豬和生長(zhǎng)育肥豬，均能提高日增重和飼料轉(zhuǎn)化率。均能提高日增重和飼料轉(zhuǎn)化率。刺激刺激免疫功能，增強(qiáng)動(dòng)物抗腸道感染的能力免疫功能，增強(qiáng)動(dòng)物抗腸道感染的能力 酵母菌酵母菌可

27、以用來預(yù)防和治療與堅(jiān)強(qiáng)梭菌有關(guān)的可以用來預(yù)防和治療與堅(jiān)強(qiáng)梭菌有關(guān)的腹瀉和結(jié)腸炎，堅(jiān)強(qiáng)梭菌分泌毒素腹瀉和結(jié)腸炎，堅(jiān)強(qiáng)梭菌分泌毒素A A，結(jié)合到腸上，結(jié)合到腸上皮細(xì)胞受體上，引起腹瀉。酵母菌可以抑制上皮細(xì)皮細(xì)胞受體上，引起腹瀉。酵母菌可以抑制上皮細(xì)胞受體蛋白的合成，以降低毒素胞受體蛋白的合成，以降低毒素A A與受體結(jié)合的機(jī)與受體結(jié)合的機(jī)會(huì)；酵母菌還能分泌一種蛋白酶，抑制毒素會(huì)；酵母菌還能分泌一種蛋白酶，抑制毒素A A與受與受體結(jié)合。嗜酸乳桿菌不僅可以降低大腸內(nèi)氨含量，體結(jié)合。嗜酸乳桿菌不僅可以降低大腸內(nèi)氨含量，而且還可以分解病原菌產(chǎn)生的毒素，使其失活，從而且還可以分解病原菌產(chǎn)生的毒素，使其失活，從

28、而減輕腹瀉癥狀。而減輕腹瀉癥狀。凈化環(huán)境凈化環(huán)境 枯草芽孢桿菌枯草芽孢桿菌可在大腸中產(chǎn)生氨基氧化酶、可在大腸中產(chǎn)生氨基氧化酶、氨基轉(zhuǎn)移酶及分解硫化物的酶，將生物胺、吲哚、氨基轉(zhuǎn)移酶及分解硫化物的酶，將生物胺、吲哚、硫化物等化合物氧化，轉(zhuǎn)化成無臭無毒的物質(zhì)，硫化物等化合物氧化，轉(zhuǎn)化成無臭無毒的物質(zhì)，從而降低血液及糞便中有害氣體濃度，減少其向從而降低血液及糞便中有害氣體濃度，減少其向環(huán)境中的釋放量，改善飼養(yǎng)環(huán)境。環(huán)境中的釋放量，改善飼養(yǎng)環(huán)境。四、飼用微生物酶制劑四、飼用微生物酶制劑飼用酶制劑的種類飼用酶制劑的種類蛋白酶（胃蛋白酶、胰蛋白酶、枯草芽孢桿菌蛋蛋白酶（胃蛋白酶、胰蛋白酶、枯草芽孢桿菌蛋白

29、酶等）、淀粉酶（白酶等）、淀粉酶（- -淀粉酶、淀粉酶、- -淀粉酶、葡淀粉酶、葡萄糖淀粉酶等）、植酸酶（植酸酶、酸性磷酸萄糖淀粉酶等）、植酸酶（植酸酶、酸性磷酸酶）、非淀粉多糖酶（纖維素酶、半纖維素酶、酶）、非淀粉多糖酶（纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶等）。果膠酶等）。作用：作用：蛋白酶：蛋白酶：蛋白酶對(duì)所作用的反應(yīng)底物有嚴(yán)格的選蛋白酶對(duì)所作用的反應(yīng)底物有嚴(yán)格的選擇性，一種蛋白酶僅能作用于蛋白質(zhì)分子中一定擇性，一種蛋白酶僅能作用于蛋白質(zhì)分子中一定的肽鍵，如胰蛋白酶催化水解堿性氨基酸所形成的肽鍵，如胰蛋白酶催化水解堿性氨基酸所形成的鍵。的鍵。 -淀粉酶：淀粉酶：以糖原或淀粉為底物，從分子內(nèi)部切以

30、糖原或淀粉為底物，從分子內(nèi)部切開開-1-4-糖苷鍵而使底物水解。糖苷鍵而使底物水解。-淀粉酶：淀粉酶：從底物非還原末端順次水解從底物非還原末端順次水解-1-4-糖苷糖苷鍵，切下的是麥芽糖單位。鍵，切下的是麥芽糖單位。葡萄糖淀粉酶：葡萄糖淀粉酶：從底物非還原末端順次水解從底物非還原末端順次水解-1-4-糖苷鍵和分支的糖苷鍵和分支的-1-6糖苷鍵，生成葡萄糖。糖苷鍵，生成葡萄糖。植酸酶：植酸酶：只能將植酸分解為肌醇磷酸酯，不能徹底把只能將植酸分解為肌醇磷酸酯，不能徹底把植酸分解為肌醇和磷酸。植酸分解為肌醇和磷酸。酸性磷酸酶：酸性磷酸酶：將肌醇磷酸酶徹底地分解為肌醇和磷酸。將肌醇磷酸酶徹底地分解為肌

31、醇和磷酸。纖維素酶：纖維素酶：它是一種多組分酶系，能將纖維素分解成它是一種多組分酶系，能將纖維素分解成葡萄糖。葡萄糖。半纖維素酶：半纖維素酶：飼料中添加的半纖維素酶，主要是用來飼料中添加的半纖維素酶，主要是用來降解木聚糖的黏結(jié)性從而消除其抗?fàn)I養(yǎng)作用。降解木聚糖的黏結(jié)性從而消除其抗?fàn)I養(yǎng)作用。 果膠酶：果膠酶：是分解果膠的總稱，廣泛分布于微生物體內(nèi)，是分解果膠的總稱，廣泛分布于微生物體內(nèi)，在植物體中分布較少。在植物體中分布較少。 飼用酶制劑的應(yīng)用飼用酶制劑的應(yīng)用 在養(yǎng)在養(yǎng)豬豬中的應(yīng)用中的應(yīng)用 在養(yǎng)在養(yǎng)禽禽中的應(yīng)用中的應(yīng)用 在在反芻動(dòng)物反芻動(dòng)物中的應(yīng)用中的應(yīng)用 在在水產(chǎn)動(dòng)物水產(chǎn)動(dòng)物中的應(yīng)用中的應(yīng)用

32、在在其他動(dòng)物其他動(dòng)物中的應(yīng)用中的應(yīng)用第第4節(jié)節(jié) 微生物與制藥微生物與制藥 一、微生物制藥一、微生物制藥 二、新型發(fā)酵技術(shù)制藥二、新型發(fā)酵技術(shù)制藥 4.1 微生物制藥微生物制藥 一、微生物藥物種類一、微生物藥物種類 抗生素抗生素核酸、核苷和核苷類藥物核酸、核苷和核苷類藥物 藥用氨基酸藥用氨基酸 微生物產(chǎn)生的其他藥用產(chǎn)品微生物產(chǎn)生的其他藥用產(chǎn)品微生物藥物微生物藥物抗細(xì)菌抗生素：抗細(xì)菌抗生素：指能夠拮抗或抑制細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖指能夠拮抗或抑制細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的所有物質(zhì)的總稱，包括微生物合成、化學(xué)合成的所有物質(zhì)的總稱，包括微生物合成、化學(xué)合成以及植物來源和動(dòng)物來源的抗細(xì)菌抗生素。以及植物來源和動(dòng)物來源的抗細(xì)菌抗

33、生素?？拐婢股兀嚎拐婢股兀悍譃榛瘜W(xué)合成的抗真菌抗生素如分為化學(xué)合成的抗真菌抗生素如咪唑類、三唑類和微生物來源的抗真菌藥物如多咪唑類、三唑類和微生物來源的抗真菌藥物如多烯抗生素中的兩性霉素烯抗生素中的兩性霉素B和制酶菌素，其中兩性霉和制酶菌素，其中兩性霉素素B是現(xiàn)今應(yīng)用最廣泛的抗真菌藥物，對(duì)大部分真是現(xiàn)今應(yīng)用最廣泛的抗真菌藥物，對(duì)大部分真性致病性和機(jī)會(huì)性真菌病的療效較高，目前尚無性致病性和機(jī)會(huì)性真菌病的療效較高，目前尚無適當(dāng)?shù)奶娲幬铮时挥鳛檫m當(dāng)?shù)奶娲幬?，故被喻為“黃金標(biāo)準(zhǔn)黃金標(biāo)準(zhǔn)” 。 抗腫瘤抗生素：抗腫瘤抗生素：1960年，我國分離到與國外光神霉年，我國分離到與國外光神霉素的同一

34、物質(zhì)，命名為素的同一物質(zhì)，命名為光輝霉素光輝霉素，臨床用于睪丸胚，臨床用于睪丸胚胎癌等。李群等自紫紅鏈孢囊菌變株胎癌等。李群等自紫紅鏈孢囊菌變株R588中分離到中分離到蒽環(huán)抗生素蒽環(huán)抗生素洋紅霉素洋紅霉素 ，對(duì)白血病有較好療效。，對(duì)白血病有較好療效?？共《究共《尽翱股乜股亍保耗壳?，有實(shí)用價(jià)值的抗病毒藥目前，有實(shí)用價(jià)值的抗病毒藥物非常少。物非常少。1960年合成了抗癌劑年合成了抗癌劑阿糖腺苷阿糖腺苷。后來，。后來，Privat等報(bào)道了等報(bào)道了牛痘疫苗牛痘疫苗對(duì)皰疹性角膜炎的全身用藥，對(duì)皰疹性角膜炎的全身用藥，日本上市了抗皰疹病毒性腦炎的全身用藥（注射）日本上市了抗皰疹病毒性腦炎的全身用藥（注

35、射）的藥物。的藥物。 核酸、核苷和核苷類藥物核酸、核苷和核苷類藥物制備核酸類藥物的制備核酸類藥物的微生物微生物方法方法：酶分解法（利酶分解法（利用微生物的胞外酶來水解用微生物的胞外酶來水解RNA或或DNA，將這，將這種微生物的培養(yǎng)液加入核酸進(jìn)行分解或?qū)⒎蛛x種微生物的培養(yǎng)液加入核酸進(jìn)行分解或?qū)⒎蛛x菌絲體后的培養(yǎng)液進(jìn)行分解核酸）、復(fù)合酶參菌絲體后的培養(yǎng)液進(jìn)行分解核酸）、復(fù)合酶參與的偶聯(lián)反應(yīng)、直接發(fā)酵法。與的偶聯(lián)反應(yīng)、直接發(fā)酵法。 藥用氨基酸藥用氨基酸氨基酸有廣泛的用途，其中尤以醫(yī)療上的應(yīng)用價(jià)值氨基酸有廣泛的用途，其中尤以醫(yī)療上的應(yīng)用價(jià)值為特殊，與人類健康有著十分密切的關(guān)系。氨基酸為特殊，與人類健康

36、有著十分密切的關(guān)系。氨基酸可用來可用來制備復(fù)方氨基酸輸液、用作治療藥物和用于制備復(fù)方氨基酸輸液、用作治療藥物和用于合成多肽藥物合成多肽藥物。目前，生產(chǎn)氨基酸方法主要是目前，生產(chǎn)氨基酸方法主要是發(fā)酵法發(fā)酵法，生產(chǎn)的氨基，生產(chǎn)的氨基酸主要有：谷氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、酸主要有：谷氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、精氨酸等。纈氨酸、精氨酸等。微生物產(chǎn)生的其他藥用產(chǎn)品微生物產(chǎn)生的其他藥用產(chǎn)品透明質(zhì)酸（透明質(zhì)酸（HA):目前已知目前已知HA對(duì)細(xì)胞具有多種作用，對(duì)細(xì)胞具有多種作用，保護(hù)細(xì)胞，影響細(xì)胞移動(dòng)、增殖和分化，影響細(xì)胞保護(hù)細(xì)胞，影響細(xì)胞移動(dòng)、增殖和分化，影響細(xì)胞的吞噬功能，屏蔽細(xì)胞膜上

37、的機(jī)械感受器等功能。的吞噬功能，屏蔽細(xì)胞膜上的機(jī)械感受器等功能。維生素：維生素：多數(shù)維生素本身就是輔酶、輔基，或者多數(shù)維生素本身就是輔酶、輔基，或者是是輔酶、輔基的組成部分，因此使用維生素可以治療輔酶、輔基的組成部分，因此使用維生素可以治療多種疾病。多種疾病。二、二、 新型發(fā)酵技術(shù)制藥新型發(fā)酵技術(shù)制藥 微生物發(fā)酵技術(shù)制藥的基礎(chǔ)微生物發(fā)酵技術(shù)制藥的基礎(chǔ) 微生物發(fā)酵制藥的技術(shù)微生物發(fā)酵制藥的技術(shù) 原位發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵原位發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵 微生物發(fā)酵制藥新技術(shù)微生物發(fā)酵制藥新技術(shù)微生物發(fā)酵技術(shù)制藥的基礎(chǔ)微生物發(fā)酵技術(shù)制藥的基礎(chǔ)微生物種類微生物種類：主要是與發(fā)酵技術(shù)制藥密切相關(guān)的：主要是與發(fā)酵技術(shù)制藥密切

38、相關(guān)的放線菌、真菌（包括絲狀真菌和酵母）和細(xì)菌。放線菌、真菌（包括絲狀真菌和酵母）和細(xì)菌。微生物的培養(yǎng)條件微生物的培養(yǎng)條件：主要有溫度、：主要有溫度、pH、氧氣、氧氣（在發(fā)酵生產(chǎn)中溶解氧的控制）等。（在發(fā)酵生產(chǎn)中溶解氧的控制）等。微生物的生長(zhǎng)曲線微生物的生長(zhǎng)曲線：延遲期、對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期、穩(wěn)定：延遲期、對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期、穩(wěn)定期、衰亡期。期、衰亡期。 微生物發(fā)酵制藥的技術(shù)微生物發(fā)酵制藥的技術(shù)重要菌種：重要菌種：青霉屬、頭孢霉菌屬、角膜菌屬、根青霉屬、頭孢霉菌屬、角膜菌屬、根霉屬等。霉屬等。純培養(yǎng)技術(shù)純培養(yǎng)技術(shù)微生物代謝調(diào)節(jié)的控制手段：微生物代謝調(diào)節(jié)的控制手段：初級(jí)代謝和次級(jí)代初級(jí)代謝和次級(jí)代謝都有其自身的代

39、謝規(guī)律，這些代謝調(diào)節(jié)規(guī)律是謝都有其自身的代謝規(guī)律，這些代謝調(diào)節(jié)規(guī)律是與基因表達(dá)、環(huán)境因素密切相關(guān)的，所以可以通與基因表達(dá)、環(huán)境因素密切相關(guān)的，所以可以通過基因操作和環(huán)境因素的改變來左右代謝產(chǎn)物的過基因操作和環(huán)境因素的改變來左右代謝產(chǎn)物的生物合成過程。生物合成過程?；蛩降恼{(diào)控基因水平的調(diào)控（自然選育法、（自然選育法、誘變選育法、基因重組法等）、誘變選育法、基因重組法等）、酶分子水平調(diào)控、酶分子水平調(diào)控、營養(yǎng)供需的調(diào)控、培養(yǎng)條件的調(diào)控營養(yǎng)供需的調(diào)控、培養(yǎng)條件的調(diào)控。原位發(fā)酵：原位發(fā)酵：又稱又稱分批發(fā)酵分批發(fā)酵，即在一個(gè)發(fā)酵罐或生物，即在一個(gè)發(fā)酵罐或生物反應(yīng)器中，投入一定量的發(fā)酵培養(yǎng)基，滅菌消毒

40、反應(yīng)器中，投入一定量的發(fā)酵培養(yǎng)基，滅菌消毒后接入一定量的種子液，控制合適的發(fā)酵條件，后接入一定量的種子液，控制合適的發(fā)酵條件，讓微生物在發(fā)酵罐中生長(zhǎng)繁殖，當(dāng)菌絲體增長(zhǎng)到讓微生物在發(fā)酵罐中生長(zhǎng)繁殖，當(dāng)菌絲體增長(zhǎng)到一定量后發(fā)酵過程自動(dòng)轉(zhuǎn)入次級(jí)代謝階段，產(chǎn)生一定量后發(fā)酵過程自動(dòng)轉(zhuǎn)入次級(jí)代謝階段，產(chǎn)生大量的目標(biāo)產(chǎn)物（即藥物大量的目標(biāo)產(chǎn)物（即藥物) ) 最后當(dāng)產(chǎn)物的量不再最后當(dāng)產(chǎn)物的量不再明顯增加時(shí)所有的發(fā)酵液一次性放出，進(jìn)入分離明顯增加時(shí)所有的發(fā)酵液一次性放出，進(jìn)入分離純化車間。純化車間。原位發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵原位發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵：連續(xù)發(fā)酵：以一定速度向發(fā)酵罐內(nèi)連續(xù)供給新鮮以一定速度向發(fā)酵罐內(nèi)連續(xù)供

41、給新鮮培養(yǎng)基的同時(shí)，將含有微生物和產(chǎn)場(chǎng)的培養(yǎng)液以培養(yǎng)基的同時(shí)，將含有微生物和產(chǎn)場(chǎng)的培養(yǎng)液以相同速度從發(fā)酵罐內(nèi)放出，發(fā)酵罐內(nèi)液量維持恒相同速度從發(fā)酵罐內(nèi)放出，發(fā)酵罐內(nèi)液量維持恒定。經(jīng)過一定時(shí)問培養(yǎng)后，培養(yǎng)物就近似于恒定定。經(jīng)過一定時(shí)問培養(yǎng)后，培養(yǎng)物就近似于恒定狀態(tài)的生長(zhǎng)和代謝，這時(shí)所有物質(zhì)（營養(yǎng)物、產(chǎn)狀態(tài)的生長(zhǎng)和代謝，這時(shí)所有物質(zhì)（營養(yǎng)物、產(chǎn)物、微生物細(xì)胞等）的濃度、環(huán)境的物理狀態(tài)物、微生物細(xì)胞等）的濃度、環(huán)境的物理狀態(tài)（如（如pH、DO）以及比生長(zhǎng)速率等始終維持不變，）以及比生長(zhǎng)速率等始終維持不變，即穩(wěn)定狀態(tài)。）即穩(wěn)定狀態(tài)。）第第5 5節(jié)節(jié) 微生物與環(huán)境微生物與環(huán)境污水處理污水處理（一）概述（

42、一）概述1 1、水體污染、水體污染 水污染已成為制約和困擾我國可持續(xù)發(fā)展的水污染已成為制約和困擾我國可持續(xù)發(fā)展的一大障礙。治理被污染的水環(huán)境和防止水資源進(jìn)一大障礙。治理被污染的水環(huán)境和防止水資源進(jìn)一步被污染，已成為我國當(dāng)前迫切需要解決的問一步被污染，已成為我國當(dāng)前迫切需要解決的問題之一。題之一。 2、廢水處理的方法、廢水處理的方法有有物理法、化學(xué)法、生物法物理法、化學(xué)法、生物法。（1）物理法）物理法 廢水廢水物理處理法物理處理法是通過物理作用分離和去除廢水中是通過物理作用分離和去除廢水中不溶解的懸浮固體（包括油膜、油品）的方法。不溶解的懸浮固體（包括油膜、油品）的方法。（2）化學(xué)法）化學(xué)法 通

43、過化學(xué)反應(yīng)改變廢水中污染物的化學(xué)性質(zhì)或物理通過化學(xué)反應(yīng)改變廢水中污染物的化學(xué)性質(zhì)或物理性質(zhì)，使它或從溶解、膠體或懸浮轉(zhuǎn)變成沉淀或漂浮狀性質(zhì)，使它或從溶解、膠體或懸浮轉(zhuǎn)變成沉淀或漂浮狀態(tài)，或從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，進(jìn)而從水中除去的廢水處理態(tài)，或從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，進(jìn)而從水中除去的廢水處理方法。方法。 （3）生物法）生物法 廢水廢水生物處理法生物處理法是利用微生物的代謝作用是利用微生物的代謝作用去除廢水中有機(jī)污染物的一種方法，簡(jiǎn)稱廢水去除廢水中有機(jī)污染物的一種方法，簡(jiǎn)稱廢水生化法?？煞譃樾柩跎锾幚矸ê蛥捬跎锾幧??？煞譃樾柩跎锾幚矸ê蛥捬跎锾幚矸ā＠矸?。 廢水生物處理法廢水生物處理法是是20世紀(jì)

44、初出現(xiàn)的污水治世紀(jì)初出現(xiàn)的污水治理技術(shù)，現(xiàn)已成為世界各國處理城市生活污水理技術(shù)，現(xiàn)已成為世界各國處理城市生活污水和工業(yè)廢水的和工業(yè)廢水的主要手段主要手段，是目前最重要的廢水，是目前最重要的廢水處理方法。處理方法。（二）有機(jī)污水的生物處理（二）有機(jī)污水的生物處理1、有機(jī)污水生物處理的基本原理、有機(jī)污水生物處理的基本原理 1）水體自凈）水體自凈：是指受污染的水體，在沒有人為干預(yù)：是指受污染的水體，在沒有人為干預(yù)的條件下，依靠水體自身物理、化學(xué)、生物等方的條件下，依靠水體自身物理、化學(xué)、生物等方面的綜合作用，逐步消除污染物達(dá)到自然凈化的面的綜合作用，逐步消除污染物達(dá)到自然凈化的過程。過程。 自凈容量

45、自凈容量指在水體正常生物循環(huán)中能夠凈化指在水體正常生物循環(huán)中能夠凈化有機(jī)污染物的最大數(shù)量。有機(jī)污染物的最大數(shù)量。 2）作用原理：）作用原理：是通過微生物酶的作用，將廢水中的是通過微生物酶的作用，將廢水中的污染物氧化分解。在好氧條件下污染物最終被分污染物氧化分解。在好氧條件下污染物最終被分解成二氧化碳和水，在厭氧條件下污染物最終形解成二氧化碳和水，在厭氧條件下污染物最終形成甲烷、二氧化碳、硫化氫、氮?dú)狻錃?、水及成甲烷、二氧化碳、硫化氫、氮?dú)?、氫氣、水及有機(jī)酸和醇等。有機(jī)酸和醇等。 廢水生物處理過程可歸納為四個(gè)連續(xù)進(jìn)行的廢水生物處理過程可歸納為四個(gè)連續(xù)進(jìn)行的階段，即絮凝作用（掛膜）、吸附作用、氧

46、化作階段，即絮凝作用（掛膜）、吸附作用、氧化作用和沉淀作用。用和沉淀作用。2、廢水好氧生物處理、廢水好氧生物處理 利用利用好氧微生物好氧微生物（主要是需氧細(xì)菌）分解廢水中（主要是需氧細(xì)菌）分解廢水中的有機(jī)污染物，使廢水無害化的一種廢水生物處的有機(jī)污染物，使廢水無害化的一種廢水生物處理法。理法。 好氧活性污泥法好氧活性污泥法 好氧生物膜法好氧生物膜法 1）好氧活性污泥法）好氧活性污泥法又稱曝氣法，它以污水中的有機(jī)污染物作為又稱曝氣法，它以污水中的有機(jī)污染物作為培養(yǎng)基，在有氧的條件下培養(yǎng)各種微生物群體形培養(yǎng)基，在有氧的條件下培養(yǎng)各種微生物群體形成充滿微生物的絮狀物成充滿微生物的絮狀物活性污泥活性污

47、泥，通過凝聚、，通過凝聚、吸附、氧化、分解、沉淀等過程去除廢水中的有吸附、氧化、分解、沉淀等過程去除廢水中的有機(jī)污染物。機(jī)污染物。 活性污泥法在國內(nèi)外污水處理中占據(jù)首要地活性污泥法在國內(nèi)外污水處理中占據(jù)首要地位。其處理廢水的流程如圖所示：位。其處理廢水的流程如圖所示：活性污泥活性污泥：是由多種多樣好氧微生物、兼性厭氧微生：是由多種多樣好氧微生物、兼性厭氧微生物以及少量其他生物與吸附態(tài)有機(jī)物或無機(jī)固形物交物以及少量其他生物與吸附態(tài)有機(jī)物或無機(jī)固形物交織一起而形成的絮體。也可以說，活性污泥就是具有織一起而形成的絮體。也可以說，活性污泥就是具有很強(qiáng)吸附分解有機(jī)物能力的、充滿微生物的污泥很強(qiáng)吸附分解有

48、機(jī)物能力的、充滿微生物的污泥 。活性污泥特征：活性污泥特征：v具有巨大的比表面而有很強(qiáng)的吸附能力。具有巨大的比表面而有很強(qiáng)的吸附能力。v具有很強(qiáng)的分解、氧化有機(jī)物的能力。具有很強(qiáng)的分解、氧化有機(jī)物的能力。v具有豐富的微生物種群，構(gòu)成了良好的食物鏈。具有豐富的微生物種群，構(gòu)成了良好的食物鏈。v活性污泥具有良好的沉降性能?；钚晕勰嗑哂辛己玫某两敌阅堋?）好氧生物膜法）好氧生物膜法 生物膜法生物膜法指使廢水流過生長(zhǎng)在固定支承物表面指使廢水流過生長(zhǎng)在固定支承物表面上的生物膜，利用生物氧化作用和各相間的物質(zhì)上的生物膜，利用生物氧化作用和各相間的物質(zhì)交換，降解廢水中有機(jī)污染物的方法。用生物膜交換，降解廢水

49、中有機(jī)污染物的方法。用生物膜法處理廢水的構(gòu)筑物有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生法處理廢水的構(gòu)筑物有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池、生物流化床等。生物膜是生物膜物接觸氧化池、生物流化床等。生物膜是生物膜法廢水處理的基礎(chǔ)。法廢水處理的基礎(chǔ)。生物膜的微生物組成生物膜的微生物組成 根據(jù)功能和位置的不同，生物膜中的微生物根據(jù)功能和位置的不同，生物膜中的微生物類群可分為：生物膜生物、生物膜面生物及濾池類群可分為：生物膜生物、生物膜面生物及濾池掃除生物。掃除生物。1、生物膜生物以菌膠團(tuán)細(xì)菌為主，輔以浮游球衣菌、生物膜生物以菌膠團(tuán)細(xì)菌為主，輔以浮游球衣菌、藻類等，具有凈化廢水的功能藻類等，具有凈化廢水的功能2、生物膜面生物主要由固著型纖毛蟲（鐘蟲）及游、生物膜面生物主要由固著型纖毛蟲（鐘蟲）及游泳型纖毛蟲組成，具有促進(jìn)凈化速度，提高處理泳型纖毛蟲組成，具有促進(jìn)凈化速度，提高處理效率的功能效率的功能3、濾池掃除生物主要由輪蟲、纖毛蟲、寡毛蟲等組、濾池掃除生物主要由輪蟲、纖毛蟲、寡毛蟲等組成，具有去除濾池污泥、防止污泥集聚和越堵塞成，具有去除濾池污泥、防止污泥集聚和越堵塞的功能的功能生物膜凈化