微生物在工业生产中的应用

微生物在工业生产中的应用

美的北卡罗来纳大学的布朗教授把一种纺织、造纸工业广泛使用的荧光增白剂滴入杆菌培养基里，发现杆菌受到刺激后，就会使更多束的微细纤维合并在一起，变得粗些，并且生产速度也会比正常速度快三倍。这种纤维比天然棉花的纤维长，织出的布更结实些。现在，布朗已经借助细菌“收获”了第一批“棉花”。但是，由于杆菌要用葡萄糖培养，所以目前这种“棉花”价格还比较昂贵，尚不能与天然棉花竞争。

为了解决这个问题，布朗着手应用基因工程，将杆菌基因人工拼接到蓝绿藻的基因上。由于蓝绿藻能直接利用阳光制造自己需要的养料和葡萄糖，因此，它生产的“棉花”造价肯定会低廉些。布朗预料，不久的将来，这种廉价、漂亮的特种“棉花”将源源不断地从工厂里生产出来，用它制成既艳丽柔软，又结实耐穿的衣服。

石油作为重要的能源和化工工业的原料，它在工农业生产中起着举足轻重的作用。许多矿井由于长期的开采，贮量下降，用常规技术已不能开采而被废弃。但事实上，地下油层60%为粘滞性强的油，常规开采对这部分油束手无策，只有白白地任其报废。过去，原油开采，在原石油气压下，一次采油只能采出存油的10%～20%，二次采油是加水或蒸汽加压后进行的，也只能采出30%，而还有近60%的贮油不能采出。如何才能把这部分油采掘出来呢？科学家们想尽了办法，最后他们把注意力集中到微生物上来，因为许多微生物能把长链烃降解为短链烃，使石油粘滞性减小，气压增加，从而可以提高出油率。因此，利用微生物可以第三次采油。

微生物不仅可以发酵生产酒精，其他许多的化工产品也可以用微生物来生产。如甲醇、丙酮、醋酸、环氧乙烷、环氧丙烷、甾体甘油、脂肪酸、柠檬酸、乳酸、氨基酸以及某些高聚合物如聚羟基丁酸酯、生物塑料等等。现在的许多石油化工产品已产生了公害，典型的例子就是塑料和合成橡胶，这些化工产品很难降解，而微生物发酵的产物对环境不会造成污染。现在许多国家的科学家都在寻找塑料和合成橡胶的微生物替代品。生物塑料便是这类替代品。生物塑料是微生物及有些植物产生的一种高分子物质。用这种高分子物质所制成的塑料具有与现在广泛使用的塑料一样的强度和韧性，但它们能溶于水，也容易被微生物所降解，不会造成污染。现在，世界上许多国家，如美国、英国、意大利、日本及我国的台湾地区都在竞相开发这种产品。不仅如此，其他的许多化学工业如造纸、工业酶，甚至化妆品都可以用微生物来参与生产。可以说，微生物发酵产生化工产品大有取代现在的石油化工工业之势

在泥泞的沼泽或水草茂密的池塘里，生活着无数爱“吹”气泡的微生物，名叫甲烷菌。甲烷菌是一种厌氧的微生物，在极度缺氧的沼泽和水塘底部，甲烷菌也可以轻松愉快地生活。它们的食性很杂，杂草、树叶、秸秆、动物粪尿乃至垃圾都被它们认为是美味佳肴，在吃食的同时，甲烷菌会放出一种名叫沼气的气体。沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，甲烷是一种可以燃烧的气体，它的蓝色火焰可以达1 400℃的高温。另外还有氢气、一氧化碳、二氧化碳等。沼气是廉价的能源，用于点灯做饭，既清洁又方便，是一种理想的气体燃料。

现在世界上多数国家都面临能源紧缺的问题，而甲烷菌的特殊本领为人们带来了新的希望。国外有许多工厂使用沼气做燃料开动机器，我国也有不少地方兴建了沼气池，用沼气来代替电和煤炭。沼气池中甲烷菌食过的残渣，含有氮、磷、钾等庄稼地里的上等肥料，肥效比一般农家肥还高。所以利用甲烷菌可以制取沼气，开辟新的能源、肥源，前景将十分广阔。

汗迹、油滴、血迹的主要成分是蛋白质、脂肪，若粘在衣服的纤维上很难洗去，如果用加酶洗衣粉来洗，这些污渍就会很快除去。这种洗衣粉的奥秘就在于它含有一种叫做蛋白酶的物质。蛋白酶是至今发现的2 000多种酶的一种，它是具有非凡功能的生物催化剂，蛋白酶的专长是能够水解蛋白质，且速度和效率极高。

放线菌、细菌和霉菌等微生物在生长繁殖和新陈代谢中都能产生蛋白酶，现在人们多利用微生物来生产蛋白酶。蛋白酶不仅在家庭洗衣中是去污能手，在制革生产中也有很重要的作用，因为它能破坏毛囊使毛脱掉，比用灰碱法脱毛的皮革强度高，纹粒细，绒毛紧密均匀，而且工序周期短，成本低，用后的废水还可以肥田，同时还改变了灰碱法制革污染环境的弊端。此外，蛋白酶还可作为药品来治疗消化系统的疾病，能有效地治疗胃疼、食欲不振、腹泻。目前，在许多行业中，蛋白酶都表现出卓绝的才干，人们对蛋白酶的使用更为广泛，

微生物在采矿业中也显示出巨大的应用前景。在采矿中，许多富矿都被开采殆尽，留下不少贫矿和尾矿，这些矿品位很低，采用一般的火法冶炼在经济上很不合算的。虽然这些贫矿、尾矿品位低，但它们总量极大，各种金属贮量远超过已开采的高品位矿。因此，开发前景还是很大的，但是，如何来利用这些矿呢？科学家发现，自然界中生活的一些细菌可以浸出许多种金属，如氧化硫硫杆菌、氧化硫铁杆菌等，它们能将铜、钴、镍、锰从矿石中浸出，甚至能将黄金、铀从矿石中“挖”出来。

科学家们甚至利用某些微生物从海水中提取铀，这和从废水中提取金属的道理相同。联邦德国里希核子研究所的生物浓集法在这方面很著名。他们把蓝藻和绿藻经过专门培养，再放入海水中去浓集铀。这种藻类浓集铀的速度极快，很有发展前途。