利用微生物的发酵工程以其生产条件温和,原料来源丰富且价格低廉,产物专一,废弃物对环境污染小和容易处理等特点,而在医药工业、食品工业、农业、冶金工业、环境保护等许多领域得到了广泛的应用,逐步形成了规模庞大的发酵工业。在一些发达国家,发酵工业的总产值占到国民生产总值的5%左右。
发酵工程在医学上的应用十分显著,生产出了如抗生素、维生素、动物激素、药用氨基酸、核苷酸(如肌苷)等。目前,常用的抗生素已达100多种,如青霉素类、头孢菌素类、红霉素类和四环素类。
发酵工程在食品工业上的应用则包括:生产传统的发酵产品,如啤酒、果酒、食醋等,使产品的质量和产量得到明显提高;生产食品添加剂。如L-苹果酸、柠檬酸、谷氨酸、红曲素、高果糖浆等;单细胞蛋白的生产等。
2 微生物与粮食和食品
粮食生产是全人类生存中至关重要的大事。微生物在提高土壤肥力、改进作物特性(如构建固氮植物)、促进粮食增产、防治粮食作物的病虫害、防止粮食霉腐变质以及把多余粮食转化为糖、单细胞蛋白、各种饮料和调味品等方面,都可大显身手。
随着当今社会人口压力越来越大,粮食问题的解决也越发迫切,为此世界各国竞相开发微生物蛋白质资源。利用单细胞蛋白质生产高蛋白质新型人造食品,前景十分广阔,如用每年世界石油产量的1%作原料,利用微生物工程来生产单细胞蛋白质,可供1O亿人吃1年。据推算,1座占地不多、年产1000万吨单细胞蛋白质的微生物工厂,相当于12万公顷耕地生产的大豆蛋白,或2000万公顷草地饲养的牛羊所产出的动物蛋白质。利用微生物生产的真菌肉、食用油等在英国、法国、日本已规模化生产,产品已在超级市场出售。由小球藻制成的食品面包已在日本实现规模化生产。