微生物應(yīng)用技術(shù)

微生物應(yīng)用技術(shù)第一頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)酵工程是一門(mén)具有悠久歷史，又融合了現(xiàn)代科學(xué)的技術(shù)，是現(xiàn)代生物技術(shù)的組成部分。本章主要介紹發(fā)酵工程的基本內(nèi)容和基本原理，重點(diǎn)介紹了工業(yè)發(fā)酵的工藝流程,還介紹了典型產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)工藝，如青霉素，谷氨酸和維生素C的生產(chǎn)。第二頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)微生物發(fā)酵概論1857年巴斯德提出著名發(fā)酵理論：“一切發(fā)酵過(guò)程都是微生物作用的結(jié)果?！?929年Flemming爵士發(fā)現(xiàn)了青霉素，增加一大類(lèi)新產(chǎn)品-抗生素。20世紀(jì)40年代，以獲取細(xì)菌的次生代謝產(chǎn)物-抗生素為主要特征的抗生素工業(yè)成為微生物發(fā)酵工業(yè)技術(shù)的支柱產(chǎn)業(yè)。20世紀(jì)50年代，氨基酸發(fā)酵工業(yè)又成為微生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的又一個(gè)成員，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微生物的代謝進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，這又使微生物技術(shù)進(jìn)了一步。20世紀(jì)60年代，微生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)又增加了酶制劑工業(yè)這一成員。20世紀(jì)70年代，為了解決由于人迅速增長(zhǎng)而帶來(lái)的糧食短缺問(wèn)題，進(jìn)行了非碳水化合物代替碳水化合物的發(fā)酵，如利用石油化工原料進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)，培養(yǎng)單細(xì)胞蛋白，進(jìn)行污水處理，能源開(kāi)發(fā)等。80年代以來(lái)，隨著重組DNA技術(shù)的發(fā)展，可以按人類(lèi)社會(huì)的需要，定向培養(yǎng)出有用的菌株，這為微生物發(fā)酵技術(shù)引入了遺傳工程的技術(shù)，使微生物技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的階段。目前，人們把利用微生物在有氧或無(wú)氧狀態(tài)下生命活動(dòng)來(lái)制備微生物菌體或其它代謝產(chǎn)物的過(guò)程統(tǒng)稱(chēng)為發(fā)酵。一、微生物發(fā)酵的概念及發(fā)展史第三頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日1.微生物菌體發(fā)酵

是以獲得具有某種用途的菌體為目的的發(fā)酵。用于面包制作的酵母發(fā)酵及用于人類(lèi)或動(dòng)物食品的微生物菌體蛋白發(fā)酵是比較傳統(tǒng)的菌體發(fā)酵工業(yè)。新的菌體發(fā)酵可用來(lái)生產(chǎn)藥用真菌，如香菇菌、依賴(lài)蟲(chóng)蛹而生存的冬蟲(chóng)夏草菌、與天麻共存的密環(huán)菌等藥用菌。2.微生物酶發(fā)酵

酶普遍存在于動(dòng)物、植物和微生物中。因?yàn)槲⑸锓N類(lèi)多、產(chǎn)酶的品種多、生產(chǎn)容易和成本低等特點(diǎn)，所以目前工業(yè)應(yīng)用的酶大多來(lái)自微生物發(fā)酵。3.微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵

微生物代謝產(chǎn)物很多。在菌體對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期所產(chǎn)生的產(chǎn)物，如氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)和糖類(lèi)等是菌體生長(zhǎng)繁殖所必需的，這些產(chǎn)物叫做初級(jí)代謝產(chǎn)物。在菌體生長(zhǎng)靜止期，某些菌體能合成一些具有特定功能的產(chǎn)物，如抗生素、生物堿、植物生長(zhǎng)因子等。這些產(chǎn)物與菌體生長(zhǎng)繁殖無(wú)明顯關(guān)系，叫做次級(jí)代謝產(chǎn)物。

二、微生物發(fā)酵的類(lèi)型第四頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日4.微生物的轉(zhuǎn)化發(fā)酵

微生物的轉(zhuǎn)化是利用微生物細(xì)胞的一種或多種酶，把一種化合物轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)相關(guān)的更有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)物。可進(jìn)行的轉(zhuǎn)化反應(yīng)包括：脫氫反應(yīng)、氧化反應(yīng)、脫水反應(yīng)、縮合反應(yīng)、氨化反應(yīng)、脫氨反應(yīng)等。

5.生物工程細(xì)胞的發(fā)酵

是指利用生物工程技術(shù)所獲得的細(xì)胞，如DNA重組的“工程菌”，細(xì)胞融合所得的“雜交”細(xì)胞等進(jìn)行培養(yǎng)的新型發(fā)酵。此類(lèi)發(fā)酵的產(chǎn)物多種多樣，如用基因工程菌生產(chǎn)胰島素、干擾素等。第五頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日優(yōu)良的微生物菌種是發(fā)酵工業(yè)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，微生物資源非常豐富，廣泛分布于土壤、水和空氣中，尤以土壤中為最多1.從微生物分類(lèi)學(xué)的角度把所需菌種分為：細(xì)菌類(lèi)如短桿菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、蘇云金芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌等；酵母菌如啤酒酵母、酒精酵母、漢遜酵母和假絲酵母等；霉菌如黃曲霉、紅曲霉、青霉菌和赤霉菌等；放線菌如各種抗生素，鏈、慶大等。2.作為工業(yè)微生物發(fā)酵使用的菌種，通常有以下特點(diǎn)：(1)具有穩(wěn)定的遺傳學(xué)特性。(2)微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)物的合成對(duì)于基質(zhì)沒(méi)有嚴(yán)格的要求。(3)生長(zhǎng)條件易于滿足。(4)具有較高的各種酶活力。（5）對(duì)于包含體，要求在細(xì)胞破碎是不易破碎，而在目的產(chǎn)物的分離提出時(shí)，則易破碎。三、微生物發(fā)酵工業(yè)所用菌種第六頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日1.微生物發(fā)酵過(guò)程是一個(gè)典型的化工過(guò)程。2.微生物發(fā)酵過(guò)程是一個(gè)典型的代謝控制發(fā)酵。3.微生物發(fā)酵工業(yè)又是一個(gè)有別于化工過(guò)程的一個(gè)工業(yè)。微生物發(fā)酵主要有以下幾個(gè)特征：（1）反應(yīng)條件溫和。通常由于微生物的生理特性，要求溫度為30℃～40℃、pH值中性偏酸性如酵母、霉菌、放線菌的發(fā)酵和pH值中性偏堿性如細(xì)菌的發(fā)酵。（2）無(wú)菌發(fā)酵，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程要求無(wú)菌。培養(yǎng)基無(wú)菌、空氣無(wú)菌、補(bǔ)料和取樣要求無(wú)菌操作、某些工程菌，其尾氣也要求進(jìn)行無(wú)菌處理。（3）非連續(xù)性生產(chǎn)。微生物的生理特性決定了發(fā)酵過(guò)程的非連續(xù)性，大部分的工業(yè)發(fā)酵是以間歇操作為基礎(chǔ)進(jìn)行的，目前可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)的是啤酒的連續(xù)化生產(chǎn)。四、微生物發(fā)酵的基本特征第七頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)工業(yè)發(fā)酵的工藝流程

生物發(fā)酵工藝多種多樣，但基本上包括菌種的選育、菌種培養(yǎng)基的配制、擴(kuò)大培養(yǎng)和接種、發(fā)酵過(guò)程下游處理即分離提純等幾個(gè)過(guò)程。找到合適的菌種是發(fā)酵工程的前提。人們最初是從自然界尋找所需要的菌種，如谷氨酸發(fā)酵時(shí)常用菌有谷氨酸棒狀桿菌等。但這種方法得到的菌種，產(chǎn)量一般都比較低。20世紀(jì)40年代，微生物學(xué)家開(kāi)始用紫外線、激光、化學(xué)誘變劑等處理菌種，使菌種產(chǎn)生突變，以篩選出符合要求的優(yōu)良菌種。隨著細(xì)胞工程、基因工程等技術(shù)的日益成熟，科學(xué)家開(kāi)始構(gòu)建工程細(xì)胞或工程菌，用它們進(jìn)行發(fā)酵，甚至能生產(chǎn)出一般微生物所不能生產(chǎn)的產(chǎn)品。

一、菌種的選育第八頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日在大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)中，需要將選育出的優(yōu)良菌種經(jīng)過(guò)多次擴(kuò)大培養(yǎng)，讓它們達(dá)到一定數(shù)量以后，再進(jìn)行接種。二、菌種培養(yǎng)基的配制培養(yǎng)基是選擇出的菌種生活的環(huán)境，對(duì)菌種有多方面的影響，所以至關(guān)重要。一般來(lái)說(shuō)，培養(yǎng)基的配方要經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)才能確定。另外，發(fā)酵工程中所用的菌種多要求是純培養(yǎng)的，即整個(gè)發(fā)酵過(guò)程不能混有雜菌，否則將導(dǎo)致產(chǎn)量大大下降，甚至得不到產(chǎn)品。例如，如果青霉素生產(chǎn)過(guò)程中污染了雜菌，這些雜菌會(huì)分泌青霉素酶，將形成的青霉素分解掉。因此，培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的滅菌。三、擴(kuò)大培養(yǎng)和接種第九頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)酵過(guò)程一般是在發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行的，發(fā)酵罐是一種圓柱形的容器，容量從幾升到幾百萬(wàn)升，罐上除有通氣、攪拌、接種、加料、冷卻等裝置外，還有對(duì)溫度、pH、通氣量與轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件進(jìn)行檢測(cè)和控制的裝置。發(fā)酵過(guò)程中環(huán)境條件的變化，不僅會(huì)影響菌種的生長(zhǎng)繁殖，而且會(huì)影響菌種代謝產(chǎn)物的形成。為了使發(fā)酵過(guò)程能順利進(jìn)行，要隨時(shí)取樣，檢測(cè)培養(yǎng)液中的細(xì)菌數(shù)目、產(chǎn)物濃度，同時(shí)還要及時(shí)為發(fā)酵菌提供必需的營(yíng)養(yǎng)，并嚴(yán)格控制溫度、pH、溶氧、通氣量與轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件。四、發(fā)酵過(guò)程第十頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)酵結(jié)束后，要對(duì)發(fā)酵液或生物細(xì)胞進(jìn)行分離和提取精制，將發(fā)酵產(chǎn)物制成合乎要求的產(chǎn)品。對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品的要求不同，分離提純的方法也相應(yīng)有些區(qū)別。利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的產(chǎn)品有菌種代謝產(chǎn)物和菌種本身（如酵母菌和細(xì)菌）兩大類(lèi)，如果產(chǎn)品是菌種，分離方法一般是通過(guò)過(guò)濾、沉淀從培養(yǎng)液中分離出；如果產(chǎn)品是代謝產(chǎn)物，則采用蒸餾、萃取、離子交換等方法提取。分離提純后的產(chǎn)品，還要經(jīng)過(guò)質(zhì)量檢查合格后，才能成為正式產(chǎn)品。

五、分離提純第十一頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日工藝流程第十二頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)工業(yè)發(fā)酵的主要產(chǎn)品一、抗生素發(fā)酵生產(chǎn)抗生素是生物體在生命活動(dòng)中產(chǎn)生的一種次級(jí)代謝產(chǎn)物。這類(lèi)有機(jī)物質(zhì)能在低濃度下抑制或殺滅活細(xì)胞，這種作用又有很強(qiáng)的選擇性?？股刂饕梦⑸锇l(fā)酵法生產(chǎn)，少數(shù)抗生素也可用化學(xué)方法合成，人們還對(duì)天然得到的抗牛素進(jìn)行生化或化學(xué)改造，使其具有更優(yōu)越的性能，這樣得到的抗生素叫半合成抗生素，其數(shù)目已達(dá)到兩萬(wàn)多種?？股夭粌H廣泛用于臨床醫(yī)療，而且已經(jīng)用于農(nóng)業(yè)、畜牧及環(huán)保等領(lǐng)域。青霉素是最早發(fā)現(xiàn)并用于臨床的—種抗生素，1928年為英國(guó)人A.Fleming發(fā)現(xiàn)，40年代投入工業(yè)生產(chǎn)。在二戰(zhàn)期間立刻大顯身手，它能有效控制傷口的細(xì)菌感染，挽救了數(shù)百萬(wàn)戰(zhàn)爭(zhēng)中受傷者的性命。我們就以青霉素為例簡(jiǎn)單介紹抗生素的發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程。第十三頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日

(一)青霉素發(fā)酵生產(chǎn)菌株

最初由弗萊明分離的點(diǎn)青霉，只能產(chǎn)生2U／ml的青霉素。目前全世界用于生產(chǎn)青霉素的高產(chǎn)菌株，大都由菌株WisQl76(一種產(chǎn)黃青霉)經(jīng)不同改良途徑得到。70年代前育種采用誘變和隨機(jī)篩選方法，后來(lái)由于原生質(zhì)體融合技術(shù)、基因克隆技術(shù)等現(xiàn)代育種技術(shù)的應(yīng)用，青霉素工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)水平已達(dá)85000U／ml以上。青霉素生產(chǎn)菌株一般在真空冷凍干燥狀態(tài)下保存其分生孢子，也可以用甘油或乳糖溶劑作懸浮劑，在－70度冰箱或液氮中保存孢子懸浮液和營(yíng)養(yǎng)菌絲體。第十四頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(二)青霉素發(fā)酵生產(chǎn)培養(yǎng)基1、碳源目前普遍采用淀粉經(jīng)酶水解的葡萄糖糖化液進(jìn)行流加。2、氮源可選用玉米漿、花生餅粉、精制棉籽餅粉或麩質(zhì)粉，并補(bǔ)加無(wú)機(jī)氮源。

3、前體苯乙酸或苯乙酰胺，由于它們對(duì)青霉菌有一定毒性，故一次加入量不能大于0．1％，并采用多次加入方式。

4、無(wú)機(jī)鹽包括硫、磷、鈣、鎂、鉀等鹽類(lèi)，鐵離子對(duì)青霉菌有毒害作用，應(yīng)嚴(yán)格控制發(fā)酵波中鐵含量在30ug／ml以下。第十五頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(三)青霉素發(fā)酵工藝1.種子制備種子制備階段以生產(chǎn)豐富的孢子（斜面和大米孢子培養(yǎng)）或大量健壯的菌絲體（種子罐）為目的。2.發(fā)酵培養(yǎng)影響青霉素發(fā)酵產(chǎn)率的因素有環(huán)境因素，如pH值、溫度、溶氧飽合度、碳氮組份含量等；有生理變量因素，包括菌絲濃度、菌絲生長(zhǎng)速度、菌絲形態(tài)等，對(duì)它們都要進(jìn)行嚴(yán)格控制。3.發(fā)酵后處理(1)過(guò)濾：采用鼓式真空過(guò)濾器，過(guò)濾前加去乳化劑并降溫(2)提煉用溶媒萃取法。將發(fā)酵濾液酸化至pH2，加1/3體積的醋酸丁酯，混合后以碟片式離心機(jī)分離，得一次BA提取液。然后以1.3%～1.9%NaHCO3在pH6.8～7.1條件下將青霉素從BA中提取到緩沖液中。再調(diào)pH至2.0，將青霉素從緩沖液再次轉(zhuǎn)入到BA中，方法同上，二次BA提取液。第十六頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(3)脫色在二次BA提取液中加活性炭150一300g／10億單位，脫色、過(guò)濾。(4)結(jié)晶用丁醇共沸結(jié)晶法。將二次BA萃取以0.5mol/LNaOH液萃取，調(diào)pH至6.4～6.8，得青霉素鈉鹽水濃縮液。加3～4倍體積的丁醇，在16～26℃，5～10mmHg下真空蒸餾，將水與丁醇共沸物蒸出，并隨時(shí)補(bǔ)加丁醇。當(dāng)濃縮到原來(lái)水濃縮體積，蒸出餾分中含水達(dá)2％～4％時(shí)，即停止蒸餾。

青霉素鈉鹽結(jié)晶析出，過(guò)濾，將晶體洗滌后進(jìn)行干燥得成品?？稍?0℃，20mmHg真空中烘16h，然后磨粉、裝桶。第十七頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位，是人體及動(dòng)物的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。谷氨酸是一種重要的氨基酸。我們就以谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)為例簡(jiǎn)單介紹一下氨基酸的發(fā)酵生產(chǎn)。(一)谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)的菌種谷氨酸酵生產(chǎn)菌種主要有棒狀桿菌屬、短桿菌屬、小桿菌屬及節(jié)桿菌屬的細(xì)菌。除節(jié)桿菌外，其他三屬中有許多菌種適用于糖質(zhì)原料的谷氨酸發(fā)酵。這些細(xì)菌都是需氧微生物，都需要以生物素為生長(zhǎng)因子。我國(guó)谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)所用菌種有北京棒狀桿菌AS1299、鈍齒棒狀桿菌AS1542、HU7251及7338、B9等。這些菌株的斜面培養(yǎng)一般采用由蛋白胨、牛肉膏、氯化鈉等組成，pH為7.0～7.2的瓊脂培養(yǎng)基，32℃培養(yǎng)24h，冰箱保存?zhèn)溆?。二、氨基酸發(fā)酵生產(chǎn)第十八頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(二)谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)的原料制備谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)以淀粉水解糖為原料。淀粉水解糖的制備一般有酸水解法和酶水解法兩種。國(guó)內(nèi)常用的是淀粉酸水解工藝。(三)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)（1）一級(jí)種子培養(yǎng)采用液體培養(yǎng)基，由葡萄糖、玉米漿、尿素、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、硫酸鐵及硫酸錳等組成，pH為6.5～6.8；三角瓶?jī)?nèi)32℃振蕩培養(yǎng)12h，貯于4℃冰箱備用。（2）二級(jí)種子培養(yǎng)培養(yǎng)基除用水解糖代替葡萄糖外，其他與一級(jí)種子培養(yǎng)基相仿。種子罐內(nèi)32℃通氣攪拌培養(yǎng)7～10h，即可移種或冷卻至10℃?zhèn)溆?。第十九?yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(四)谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)發(fā)酵初期，菌體生長(zhǎng)遲滯，約2～4h后即進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，代謝旺盛，糖耗快，這時(shí)必須流加尿素以供給氮源并調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH值至7.5～8.0，同時(shí)保持溫度為30～32℃。本階段主要是菌體生長(zhǎng)，幾乎不產(chǎn)酸，菌體內(nèi)生物素含量由豐富轉(zhuǎn)為貧乏，時(shí)間約12h。隨后轉(zhuǎn)入谷氨酸合成階段，此時(shí)菌體濃度基本不變，糖與尿素分解后產(chǎn)生的α-酮戊二酸和氨主要用來(lái)合成谷氨酸。這一階段應(yīng)及時(shí)流加尿素以提供氨及維持谷氨酸合成最適pH7.2～7.4，需大量通氣，并將溫度提高到谷氨酸合成最適溫度34～37℃。發(fā)酵后期，菌體衰老，糖耗慢，殘?zhí)堑?，需減少流加尿素量。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)耗盡，谷氨酸濃度不再增加時(shí)，及時(shí)放罐，發(fā)酵周期約為30h。第二十頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(五)谷氨酸提取

谷氨酸提取有等電點(diǎn)法、離子交換法、金屬鹽沉淀法、鹽酸鹽法和電滲析法，以及將上述方法結(jié)合使用的方法。國(guó)內(nèi)多采用的是等電點(diǎn)法。三、維生素發(fā)酵生產(chǎn)維生素C又稱(chēng)抗壞血酸（ascorbicacid），能參與人體內(nèi)多種代謝過(guò)程，使組織產(chǎn)生膠原質(zhì)，影響毛細(xì)血管的滲透性及血漿的凝固，刺激人體造血功能，增強(qiáng)機(jī)體的免疫力。另外，由于它具有較強(qiáng)的還原能力，可作為抗氧化劑，已在醫(yī)藥、食品工業(yè)等方面獲得廣泛應(yīng)用。我國(guó)利用一種微生物將L-山梨糖轉(zhuǎn)化為2-酮基-L古龍酸，再經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化生產(chǎn)維生素C，稱(chēng)為兩步發(fā)酵工藝。此法使產(chǎn)品產(chǎn)量得到大幅度提高，限于篇幅，僅簡(jiǎn)單介紹如下：第二十一頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日

第一步發(fā)酵是生黑葡糖桿菌（或弱氧化醋桿菌）經(jīng)過(guò)二級(jí)種子擴(kuò)大培養(yǎng)，種子液質(zhì)量達(dá)到轉(zhuǎn)種液標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，將其轉(zhuǎn)移至含有山梨醇、玉米粉、磷酸鹽、碳酸鈣等組分的發(fā)酵培養(yǎng)基中，在28～34℃下進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。在發(fā)酵過(guò)程中可采用流加山梨醇的方式，其發(fā)酵收率達(dá)95％，培養(yǎng)基山梨醇濃度達(dá)到25％時(shí)也能繼續(xù)發(fā)酵。發(fā)酵結(jié)束，發(fā)酵液經(jīng)低溫滅菌，得到無(wú)菌的含有山梨糖的發(fā)酵液，作為第二步發(fā)酵的原料。

第二步發(fā)酵是氧化葡糖桿菌（或假單胞桿菌）經(jīng)過(guò)二級(jí)種子擴(kuò)大培養(yǎng)，種子液達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，轉(zhuǎn)移至含有第一步發(fā)酵液的發(fā)酵培養(yǎng)基中，在28～34℃下培養(yǎng)60～72h。最后發(fā)酵液濃縮，經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化和精制獲得維生素C。第二十二頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第四節(jié)微生物與環(huán)境保護(hù)一、微生物在自然界物質(zhì)循環(huán)中的作用自然界的物質(zhì)處于由無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，再由有機(jī)物轉(zhuǎn)化成無(wú)機(jī)物的往復(fù)循環(huán)之中。生產(chǎn)者：從無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物，如植物、微生物消費(fèi)者：利用有機(jī)物進(jìn)行生活，如動(dòng)物分解者：分解有機(jī)物成無(wú)機(jī)物，如微生物第二十三頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的地位1、微生物是有機(jī)物的主要分解者；2、微生物是物質(zhì)循環(huán)中的重要成員；3、微生物是生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者；4、微生物是物質(zhì)和能量的貯存者；5、微生物在地球生物演化中的作用；第二十四頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日（一）、微生物在碳素循環(huán)中的作用微生物在碳素循環(huán)中作用：1）將二氧化碳合成有機(jī)物；2）將含碳有機(jī)物分解為二氧化碳。第二十五頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第二十六頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第二十七頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日（二）、微生物在氮素循環(huán)中的作用第二十八頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第二十九頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日（三）、微生物在硫素循環(huán)中的作用第三十頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日微生物在S素循環(huán)中的作用：

1）分解含S有機(jī)物釋放出SO42-

和H2S；2）同化硫酸鹽為含S有機(jī)物；3）氧化S0、H2S、S2O32-為SO42-；4）還原SO42-為S0、H2S。第三十一頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第三十二頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日二、利用微生物處理污水（一）微生物處理污水的原則原理：主要根據(jù)水體自凈原理，利用微生物酶的催化性和代謝活性，好氧或厭氧分解和轉(zhuǎn)化污水中的污染物。第三十三頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日（二）污水處理的有關(guān)名詞第三十四頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日1、活性污泥法處理2、生物膜處理法3、厭氧處理法4、氧化塘法（二）污水處理的方法和裝置第三十五頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日1、活性污泥法是利用微生物在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中形成表面積較大的菌膠團(tuán)來(lái)大量絮凝和吸附廢水中的污染物，并在氧的作用下，將這些在同化為菌體本身的組分，或?qū)⑦@些物質(zhì)氧化為二氧化碳和水等物質(zhì)，從而達(dá)到降低水體中有機(jī)物濃度的一種方法。活性污泥是具有活性微生物菌膠團(tuán)或絮狀的微生物群體，主要有細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物和少量藻類(lèi)?；钚晕勰嗵幚硌b置由曝氣池和沉淀池兩部分組成。第三十六頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第三十七頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日2、生物膜法是利用微生物群落附著在固體填料表面而形成的生物膜來(lái)處理廢水的一種方法。生物膜法處理主要是生物轉(zhuǎn)盤(pán)裝置。第三十八頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日3、厭氧處理法第三十九頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日4、氧化塘法是大面積敞開(kāi)式的污水處理塘。第四十頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日三、沼氣發(fā)酵與環(huán)保第四十一頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第四十二頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日沼氣發(fā)酵的意義第四十三頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日氰和腈

由于石油化工工業(yè)和人造纖維工業(yè)的發(fā)展，含有機(jī)腈化物(如丙烯腈)和無(wú)機(jī)氰成分的廢水日益增多，它們均為劇毒物。能分解氰和腈化物的微生物：諾卡氏菌、腐皮鐮孢霉、木霉、假單胞菌、無(wú)色桿菌和產(chǎn)堿菌等14個(gè)屬，共計(jì)49個(gè)種。四、微生物對(duì)有毒物質(zhì)的降解第四十四頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日

對(duì)烴的降解能降解石油的微生物已報(bào)道的約有70余屬200多種。土壤真菌和細(xì)菌以及海洋細(xì)菌，絲狀真菌等都是石油的重要降解者，其中以灰綠青霉(Penicilliumglaucum)、產(chǎn)朊假