Микроорганизмы, используемые в микробиологической промышленности

Область практического использования микроорганизмов чрезвычайно многообразна - от переработки сельскохозяйственных продуктов до катализа сложных химических превращений. С незапамятных времен человек использовал деятельность микроорганизмов в самых разнообразных традиционных процессах. Возбудители спиртового брожения - дрожжи широко применялись в виноделии, хлебопечении, пивоварении; уксуснокислые бактерии - для получения уксуса; молочнокислые бактерии (иногда одновременно с дрожжами) - при производстве кисломолочных продуктов и в сыроделии. Прошло три столетия с тех пор, как впервые удалось увидеть бактериальную клетку. Однако потребовалось еще много времени, прежде чем удалось определить ту огромную практическую роль, которую выполняют микроорганизмы. Этому способствовало бурное развитие технической микробиологии и биохимии.

Особенность микроорганизмов состоит в том, что при определенных условиях они могут осуществлять биосинтез различных метаболитов. Одноклеточным микроорганизмам присущ простой и интенсивный способ размножения. Этим в значительной степени и определяется их синтетическая деятельность. Микроорганизмы растут во много раз быстрее, чем самые урожайные сельскохозяйственные культуры, и чем самые быстрорастущие породы сельскохозяйственных животных. За 1 с растущая бактериальная клетка может создать до 150000 пептидных связей. Другой пример: для получения микробной массы чаще используются дрожжевые микроорганизмы, которые при определенных условиях способны синтезировать до 40-50 % белка от своей массы, некоторые бактериальные культуры образуют 60-70 % белка.

Успехи научных исследований и открытий позволили в течение нескольких десятилетий значительно усовершенствовать и интенсифицировать многие производства, связанные с жизнедеятельностью микроорганизмов. Появились новые виды производств - получение антибиотиков, ряда витаминов, незаменимых аминокислот, стимуляторов роста растений, бактериальных препаратов для защиты растений от вредителей. В пищевой, легкой и медицинской промышленности широко используются ферментные препараты, получаемые с помощью бактериальных и грибных культур микроорганизмов. В медицине широко применяются кровезаменители, вырабатываемые с помощью микроорганизмов. Последние принимают также участие в синтезе новых лекарственных препаратов - стероидных гормонов. Во многих странах организовано микробиологическое производство лимонной, молочной, коевой, фумаровой и других кислот.

Следует также отметить, что встречающиеся в природе в больших количествах некоторые виды сырья - целлюлоза, нефть, природный газ - могут использоваться только микроорганизмами и превращаются либо в клеточное вещество, либо в промежуточные продукты обмена, выделяемые в среду.

Вполне естественно поэтому, что точное знание основ жизнедеятельности микроорганизмов является важнейшим условием рациональной постановки технологических процессов, лежащих в основе этих производств.