摘要
微生物是壹類寶貴而又豐富的生物資源 。它廣泛應用於食品、發酵、制藥、環保、冶金和農業等眾多行業。這類資源如能進壹步科學合理地開發，必將為人類創造出巨大的物質財富。民以食為天，食品是人類賴以生存的基礎。近年來，全世界由於人 口的增加和生活水平的提高，對食品的質和量提出了更高的要求。隨著食品資源的不斷被利用，開辟新的食品資源 已越來越引起人們的思考。在尋找食品新資源的過程中，雖然人們還習慣把著眼點主要放在擴大種植業、畜牧業和水產業上，但由於微生物具有與眾不同的特點，已使人們產生濃厚的興趣，開拓了人們尋找食品新資源的視野。經過不斷研究和開發，壹大批應用微生物生產的食品相繼面市。微生物在豐富食品種類、增加或提高營養成分的含量以及改善食品的風味方面正日益扮演重要的角色，顯示出廣闊的應用前景，逐漸實現食品由植物、動物二維結構向植物、動物、微生物三維結構的轉變。
正文
微生物發酵
當今人們采用的主要技術是利用微生物的發酵來制造食品。微生物發酵就是利用微生物，在適宜的條件下，將原料經過特定的代謝途徑轉化為人類所需要的產物的過程。微生物菌種是進行發酵的根本因素，通過變異和菌種篩選，可以獲得高產的優良菌株並使生產設備得到充分利用，也可以因此獲得按常規方法難以生產的產品。發酵有三大過程要素 1、溫度 2、PH值 3、氧氣
現代微生物發酵工程的內容
⑴利用現代化的手段對微生物加以篩選和改造，以形成更符合工業生產需要的新菌種的工業微生物育種技術、其中滲透了基因工程、細胞工程的壹些內容，經過改造的、滿足人們需要的微生物菌種通常被稱之為工程菌；
⑵微生物菌體的生產，即利用先進的生產工藝高速地對某種微生物進行大量的純培養，即工程菌的克隆；
⑶從微生物中分離有用物質，如利用微生物以壹些廉價的廢棄物做底物生產單細胞蛋白質等；
⑷微生物初級和次級代謝產物的發酵生產，如生產氨基酸，抗生素等生理活性物質；
⑸發酵產物的分離純化和加工後處理；
⑹利用微生物控制或參與工業生產，如采礦、冶金等；以及微生物生物反應器的研究開發，新型發酵裝置、生物傳感器和使用電子計算機控制的自動化連續發酵的技術等等。
微生物與釀造品
壹、醋酸菌的應用——食醋的生產
我們知道，食醋是我國人民日常生活中的調味品之壹，也是我國利用微生物生產的壹個古老的產品。在民間，食醋的生產是采用存在於自然界中的醋酸菌進行自然發酵的；在工廠裏，為了提高產量和質量，避免雜菌汙染，采用人工純接種的方式進行發酵。
長期以來用於食醋生產的細菌有紋膜醋酸菌（醋化醋桿菌）、許氏醋桿菌。但目前應用最多的是惡臭醋桿菌混濁變種（AS1.41）、巴氏醋酸菌巴氏亞種(瀘釀1.01號)。
醋酸菌在充分供給氧氣的情況下生長繁殖,並把基質中的乙醇氧化為醋酸，這是壹個生物氧化過程，反應式省略。 根據菌種不同，在發酵過程中還可產生少量的其它有機酸以及有香味的酯類等，使食醋具有良好的風味，因此，選擇優良的菌種對食醋生產非常重要。 食醋的釀造方法通常可分為固態發酵和液態發酵兩大類，我國傳統的釀造法多采用固態發酵。用這種方法生產的醋風味較好，但需要的輔料多，發酵周期長，原料利用率低，勞動強度大（壹）原料
可用於食醋生產的原料很多，有糧食、幹鮮果品、野生的含糖或澱粉的果類等。例如：糖、蜜、高梁、大米、玉米、甘薯、糖糟、梨、柿、棗類等。壹般著名的食醋仍以糯米、大米、高梁等糧食原料為主。（二）工藝流程
原料混合→ 加水拌勻、蒸煮→ 冷卻後加麩曲和酒目→ 糖化、發酵→ 接入醋酸菌→ 醋酸發酵→ 加鹽陳釀→ 淋酸 →陳釀（脂化、增香、增加固形物和色澤、使醋酸提高到5%以上）→配兌→ 滅菌→ 包裝、成品。 我國生產的食醋品種很多，而且有許多名優產品。如山西陳醋、鎮江香醋、四川麩醋、江浙的玫瑰醋、福建的紅曲醋以及東北的白醋等。各種醋在選料、發酵工藝及最後的調配料、陳釀上都有各自的特點。二、氨基酸發酵
氨基酸是組成蛋白質的基本成分。在氨基酸中有八種是體內（人體）不能合成但又需要的氨基酸，通常這八種氨基酸稱為必需氨基酸，人體只有通過食物來獲得。 另外，在食品工業中，氨基酸可以作為調味料，如谷氨酸鈉——味精，作為鮮味劑使用；色氨酸和甘氨酸可作甜味劑。在食品中添加某些氨基酸可提高食品的營養價值，如在大米中添加賴氨酸，可提高蛋白質的利用率等。為了改善禽畜的飼料質量，往往也添加賴氨酸和蛋氨酸等必需氨基酸。因此，氨基酸的生產具有重要的意義。 最初，氨基酸的生產通過水解蛋白質進行。自1957年用微生物直接發酵糖類生產谷氨酸獲得成功，投入工業化生產以來，氨基酸的研究和生產得到了迅速發展，約有十余種進入工業規模生產，我國也於1963年開始了谷氨酸的發酵生產。（壹）谷氨酸鈉（味精）的生產：
谷氨酸發酵菌：谷氨酸棒桿菌、菌色短桿菌等。 我國使用的生產菌株：北京棒狀桿菌，AS1.299；鈍齒棒桿菌，AS1.542。這些菌的***同特性是：菌體為球形，短桿至棒狀，無鞭毛、不運動、不形成芽孢，革蘭氏染色陽性，生長需要求生物素，在通氣條件下培養產生谷氨酸。 谷氨酸發酵的生化過程：首先是葡萄糖經糖酵解和單磷酸已糖支路兩種途徑生成丙酮酸，丙酮酸→乙酰輔酶A→三羧循環→生成α—酮戊二酸，在谷氨酸脫氫酶的作用下，在NH4+存在時生成L—谷氨酸。 1、原料：發酵法生產谷氨酸鈉的原料有澱粉質類的玉米、甘薯、小麥、大米等，其中甘薯澱粉最為常用。此外，糖蜜等也可用來作發酵培養基的碳源。氮源可用尿素或氨水。 2、工藝流程： 澱粉質原料→糖化→冷卻過濾→加入玉米漿及其它營養物，配成合適的培養基→按種發酵菌→發酵→發酵液→提取（等電點法、離子交換法等）→谷氨酸結晶→Na2CO3中和→谷氨酸鈉（味精）→經過去鐵、脫色、過濾、濃縮、結晶（味精）→幹燥後即得成品。三、蔬菜和水果的乳酸發酵食品
蔬菜和水果經乳酸菌的發酵，不僅可以得到富於營養、具有壹定風味的產品，是壹種食物的加工方法；同時又是壹種具有悠久歷史的食品保藏方法。隨著人們對果蔬乳酸發酵食品的營養價值及其對人體的有益作用認識的逐漸提高，使果蔬食品乳酸發酵加工業得到了發展，不但品種增多，而且加工過程也從家庭式的手工業逐漸走向機械化的工業生產。 我國人民在制作乳酸發酵果蔬制品方面具有悠久的歷史，包括美味營養的酸泡菜、酸腌菜、漬酸菜，還有花樣繁多、風味各異的醬腌菜、乳酸發酵的果蔬汁等等，舉不勝舉。酵母菌在食品制造中的應用
酵母菌的應用非常廣泛，主要有食品制造（酒類、面包的生產）、單細胞蛋白、醫藥化工（核酸、維生素的生產），石油烴類發酵等。 酵母菌與人類生活的關系十分密切，長期以來人們利用酵母菌制作食物Pr，面包，各種酒類等多種食品，因此，酵母菌在食品工業中占有極其重要的地位。 下面介紹酵母菌在食品中的應用面包的生產
面包和饅頭幾乎是我國廣大城鄉人民經常食用的食品，它們都是由面粉經過酵母菌發酵後制成的，其質地松軟，味香可口，但面包的原料配合較為合理，經過烘烤而成，因而更加可口和富於營養，也便於攜帶和保存。 用於制造面包的酵母——啤酒酵母，可以從啤酒廠得到，但有專業的工廠生產酵母制品，專門用來生產面包的酵母產品有壓榨酵母（鮮酵母）、活性幹酵母（ADY），壹般用壓榨酵母較多。 面包制造是以面粉為主要原料，加水和酵母菌混合成面團，在30℃左右發酵，酵母菌利用面粉中澱粉酶分解澱粉生成的麥、葡、果、蔗糖，產生二氧化碳、醇、醛和壹些有機酸等產物。 二氧化碳使面團膨脹，發酵好的面團，經過揉搓添加配料，成型後放到烘焙爐中在高溫下烘烤。二氧化碳受熱膨脹使面包成為多孔的海綿狀結構，使產品具有松軟的質地。發酵中產生的有機酸、醇、醛等賦予面包以特有的風味。有的還添加各種食用香精、果仁、果脯等輔料，形成不同的花色品種。微生物酶在食品工業中的應用
酶用於食品制造歷史悠久，但對於酶的了解則是近代科學的重要成就。隨著食品工業的發展，對於酶的品種、數量、質量提出了更高的要求。因此，世界各國都普遍重視酶的研究和生產。壹、微生物生產酶制劑的優點
壹般認為M 細胞至少能產生2500種以上不同的酶。 微生物酶的生產具有選擇性（選擇菌株），便於工業化生產，不受季節、氣候、地理等條件的限制；生產能力也可以不受限制，而且M生長周期短，有可能保證酶的供應。二、微生物酶及其在食品工業中的應用
1、酶生產用的微生物：微生物酶制劑可以由細菌、放線菌、酵母菌、黴菌、等M產生。 2、酶的種類：微生物酶的種類較多，主要包括澱粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、果膠酶、過氧化氫酶等。各種酶類在食品工業中起到不同的作用。發酵工程在在食品工業上的應用：
主要有三大類產品，壹是生產傳統的發酵產品，如啤酒、果酒、食醋等；二是生產食品添加劑；三是幫助解決糧食問題。
在食品工業中，不僅利用微生物生產食品產品，而且還把它作為食品衛生標準中的檢測指標之壹來判斷食品的衛生質量，從而有效地保證了產品質量，更好地指導消費和保護人類的身體健康 。
在微生物發酵方面，利益與弊端並存，發展與挑戰同在，我們要做的就是通過不斷發展的科技趨利避害，直面挑戰才能求得發展。盡管我們今天享用的許多產品還離不開傳統的發酵工業，但現代微生物工程已沖擊到包括傳統食品發酵業、制藥業、有機酸制造業、飼料業等各個產業。