古老的淵源和20世紀(jì)的進(jìn)展
人類應(yīng)用微生物的歷史非常久遠(yuǎn)。遠(yuǎn)古時代,當(dāng)人們采集的水果和糧食有了剩余的時候,便要儲存,在儲存過程中會發(fā)生變質(zhì),腐爛,有些產(chǎn)生了酒精而變成了‘酒’,人們在食用這些食物時發(fā)現(xiàn)了發(fā)酵食品的“美味”和‘酒’的“神奇”作用,便會逐漸有意無意地利用這種現(xiàn)象,這就是人類利用微生物的開始。經(jīng)過長期的實踐,慢慢地學(xué)會了發(fā)酵食品和釀酒,他們用陶罐、竹筒或皮口袋裝上水果或糧食釀酒或制造酸奶,這是人類最原始的工業(yè)微生物應(yīng)用工藝。在公元前2400年間,即埃及第五王朝的墓葬壁畫上就有烤制面包和釀造啤酒的大幅浮雕;從考古發(fā)掘的用于盛酒、煮酒和沖酒的青銅器,以及對從這些容器中提取的殘留有機(jī)物判斷,我國釀酒的歷史可能有9000年之久。我國的釀醋和醬油釀造技術(shù)創(chuàng)始于約3000年前,漢代開始有了用栽培葡萄釀造的葡萄酒,至今也已有2000多年的歷史。發(fā)酵是利用微生物的生命活動使糧食水果等的成分發(fā)生較大的改變,使食品的營養(yǎng)成分更容易吸收,風(fēng)味也更豐富,因此人類已經(jīng)不能離開發(fā)酵食品了。我國民間所說的開門七件事:柴、米、油、鹽、醬、醋、茶。其中就有醬醋兩樣是微生物的貢獻(xiàn)。

然而,真正的工業(yè)微生物學(xué)是在19世紀(jì)后期,由于以巴斯德為代表的一批科學(xué)家長期艱苦的探索,才證明發(fā)酵作用是由微生物的生命活動引起的化學(xué)變化,而且不同的微生物引起不同的發(fā)酵作用,產(chǎn)生不同的發(fā)酵產(chǎn)物。從此人們才知道酒精原來是由酵母菌發(fā)酵糖類產(chǎn)生的。其中首先是德國人許旺(Schwann)等查明了酒精發(fā)酵是酵母菌引起,繼之荷蘭人漢森(Emil Christin Hansen)成功地獲得了單細(xì)胞純種培養(yǎng)的酵母菌。1879年巴斯德發(fā)現(xiàn)通氣有利于酵母的生長,首次使用通氣法生產(chǎn)酵母。1881年焦金森(Jargensen)利用漢森的方法選擇優(yōu)良的酵母菌株用于啤酒發(fā)酵,同年阿瓦瑞(Avery)利用乳酸菌生產(chǎn)乳酸。1894年日本的高峰利用米曲霉制造了高峰淀粉酶。這些先驅(qū)者的工作為科學(xué)地應(yīng)用微生物造福人類奠定了基礎(chǔ)。隨后,德國醫(yī)生科赫在研究致病細(xì)菌時發(fā)明了純培養(yǎng)技術(shù)。從此人們才知道微生物也和動植物一樣,有不同的種類。1897年,一位后來獲得了諾貝爾獎的德國科學(xué)家布赫納在研究酒精發(fā)酵時發(fā)現(xiàn),酒精發(fā)酵是酵母菌細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一系列化學(xué)變化,其中必然有稱做酶的催化劑參與作用。從此,生命科學(xué)的一個新興分支——生物化學(xué)誕生了。人們開始考慮用微生物來生產(chǎn)化學(xué)物質(zhì),并深入研究微生物細(xì)胞內(nèi)的各種化學(xué)變化、微生物的新陳代謝途徑,酶學(xué)研究從興旺起來。正是19世紀(jì)后期微生物學(xué)的重要進(jìn)展,孕育了20世紀(jì)工業(yè)微生物學(xué)的核心技術(shù)—發(fā)酵工程,而同一時期化學(xué)工程和電氣化的曙光,則催生了把微生物學(xué)和工程技術(shù)結(jié)合起來的工業(yè)微生物學(xué)?! ?

? 社會的需要是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動力。1914-1918年第一次世界大虎生產(chǎn)軍火的現(xiàn)實需要是發(fā)酵工程的催產(chǎn)婆。德國生物化學(xué)家能伯爾格發(fā)現(xiàn),如果在進(jìn)行酒精發(fā)酵的容器中添加亞硫酸氫鈉,酒精發(fā)酵時的副產(chǎn)物甘油就能大量積累。甘油是生產(chǎn)火藥的必需原料,而由于英國海軍封鎖使德國難于進(jìn)口生產(chǎn)甘油的原料,于是能伯爾格的發(fā)現(xiàn)很快就被德國用于工業(yè)化生產(chǎn),最多時每個月生產(chǎn)量曾達(dá)到1000噸。這時德國的敵人,協(xié)約國方面的英國也急需生產(chǎn)火藥的另一種原料—丙酮。一位在俄國出生的猶太化學(xué)家魏茲曼,利用上個世紀(jì)巴斯德發(fā)現(xiàn)的丙酮、丁醇梭核菌生產(chǎn)了丙酮,并在1915年取得了專利。甘油和丙酮、丁醇的大規(guī)模生產(chǎn)是工業(yè)微生物學(xué)正式問世的標(biāo)志。從此,微生物的發(fā)酵作用不再僅僅被 利用來制造食品,而開始成為現(xiàn)代化大生產(chǎn)中的一個產(chǎn)業(yè)部門。雖然甘油的發(fā)酵生產(chǎn)由于成本等原因,未到第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束就被人們放棄了,但丙酮、丁醇的生產(chǎn)直至今天仍然長盛不衰,1917年卡瑞(Currie)以糖為原料使用淺盤發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸,其它發(fā)酵工業(yè)產(chǎn)品隨之接連問世。從此利用微生物生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品的工業(yè)微生物學(xué)越來越受到人們的關(guān)注,以致20世紀(jì)末,它在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性,以用電子工業(yè)并駕齊驅(qū),并成為21世紀(jì)生物技術(shù)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。
工業(yè)微生物學(xué)的第二次飛躍發(fā)生在40年代第二次世界大戰(zhàn)的后期。當(dāng)時,由英國微生物學(xué)家佛萊明發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)生青霉素的青霉菌,已被佛羅瑞和錢恩兩位科學(xué)有在實驗室里用來制成了穩(wěn)定形式的青霉素。這種第一次被人類制成的抗生素對人類的多種細(xì)菌感染有很強(qiáng)的治療效果,但還處于戰(zhàn)時的英國無法進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。在美國農(nóng)業(yè)部和幾家大藥廠的支持下,在1942年成功地實現(xiàn)了青霉素的大規(guī)模生產(chǎn)。青霉素對防止戰(zhàn)丿感染有神奇的效果,這英技術(shù)曾被美國當(dāng)局定為絕密,和原子彈試驗的曼哈頓計劃同等對等。由于青霉素的巨大應(yīng)用價值,研究工作又得到如此高度的支持,在不到3年的時間里,無論用于生產(chǎn)的微生物菌種,還是生產(chǎn)設(shè)備都得到了空前的改良。
? 青霉素發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)的問世,在兩個方面具有里程碑的意義。首先,產(chǎn)生青霉素的青霉菌的生長需要氧氣,如何保證大規(guī)模培養(yǎng)時有足夠的氧氣,是發(fā)酵生產(chǎn)甘油或丙酮、丁醇時沒有遇到的難題,因為那些生產(chǎn)菌不需要氧氣(我們稱之為厭氧發(fā)酵)。為解決這個難題,化學(xué)工程師和微生物學(xué)家一起發(fā)明了一整套深層培養(yǎng)技術(shù),包括培養(yǎng)基的來菌、向容器通入無菌空氣、攪拌、控制培養(yǎng)溫度等。直到20世紀(jì)末,盡管發(fā)酵設(shè)備越來越先進(jìn),控制的參數(shù)越來越多和精密,容器的體積越來越大(當(dāng)前最大的發(fā)酵罐在英國,其體保積為1200米3),應(yīng)用的范圍越來越廣泛(不僅用于培養(yǎng)微生物,也用于培養(yǎng)動植物細(xì)胞),但仍然沒有突破40年代的基本格局。其次是菌種的選育,從此人們知道微生物和動植物一樣,也能進(jìn)行人工改良。佛羅瑞和錢恩生產(chǎn)青霉素的初期,培養(yǎng)后的每升發(fā)酵液中不過5毫克青霉素,而今天已達(dá)到60克,在60年中,菌種的生產(chǎn)能力提高了12000倍。青霉素發(fā)酵的發(fā)展,表明按人類的意志改良菌種具有無窮的潛力。

? 青霉素的發(fā)現(xiàn)和大規(guī)模生產(chǎn),不僅為世界帶來了一個年產(chǎn)值達(dá)數(shù)百億美元的抗生素產(chǎn)業(yè),使人類的平均壽命延長了整整10周歲,而且為人類利用微生物進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)提供了一個成功的典范。40年代后,檸檬酸、乳酸、維生素和一系列工業(yè)發(fā)酵產(chǎn)品相繼問世,由于它們具有更優(yōu)越的市場競爭力,逐漸取代了過去繁瑣的化工生產(chǎn)。
? 隨著生物化學(xué)和遺傳學(xué)研究的深入,生命活動和遺傳變異的化學(xué)基礎(chǔ)逐漸為人們了解,從此人們認(rèn)識到,一個微生物個體就是一個高效率的精細(xì)化工廠,可以利用微生物生產(chǎn)出多種化學(xué)物質(zhì),這些產(chǎn)物有些本身就是藥物。如在70年中后期,美國銷售的處方藥物中就有20?ˉ直接或間接由微生物發(fā)酵生產(chǎn)的;還有許多產(chǎn)品被直接或作為原料制成多種溶劑、潤滑劑、塑料、炸藥、汽油添加劑、農(nóng)藥、染料、化妝品、食品添加劑和調(diào)味品-----等等。
20世紀(jì)50年代至60年代問世的氨基酸發(fā)酵和核酸發(fā)酵,是發(fā)酵工程技術(shù)進(jìn)入新階段的標(biāo)志?,F(xiàn)在我們將它稱為代謝控制發(fā)酵。利用微生物生產(chǎn)的產(chǎn)品,一般都是微生物生命活動需要的。例如氨基酸是組成蛋白質(zhì)的原料,維生素是細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行生和化學(xué)反應(yīng)不可缺少的輔助因子。就微生物本身而言,在長期進(jìn)化過程中形成了一種節(jié)約機(jī)制,即它形成某種產(chǎn)物的數(shù)量,只要滿足它生命活動所需時即停止形成;如果形成過量,對它通常有害的,只能把過量的產(chǎn)物排出體外,這卻為其它微生物提供了養(yǎng)料,從而使它在生存競爭中處于隨時可能被淘汰的地位??墒牵瑢τ谌祟惿a(chǎn)來說,則希望微生物生產(chǎn)我們需要的產(chǎn)品越多越好。生物化學(xué)研究使我們對氨基酸等物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的形成和消失的步驟(即代謝途徑)已經(jīng)了解得一清二楚了。這些產(chǎn)物形成的每個步驟基本上都是由酶催化的生物化學(xué)反應(yīng)。如果使酶的作用加強(qiáng)或減弱,就有可能控制產(chǎn)物的形成或分解。酶的作用可以用改變微生物生長必需的營養(yǎng)物質(zhì)或培養(yǎng)條件來控制,讓酶增量或減量產(chǎn)生,甚至可以使它根本不產(chǎn)生,或者即使產(chǎn)生卻沒有作用,這就要通過遺傳學(xué)手段來控制,即通過物理或化學(xué)手段改變生物的遺傳特性,使它們更適合人類的需要。我們把這種人為的控制稱為代謝控制。將它用于發(fā)酵工程就是代謝控制發(fā)酵。代謝控制發(fā)酵是發(fā)酵工程技術(shù)發(fā)展的又一個飛躍。這一技術(shù)的延生使本來只能在細(xì)胞中大量產(chǎn)生。最明顯的實例是利用一種酵母菌生產(chǎn)核黃素時,該酵母菌可以產(chǎn)生超過它自身需要量的4萬倍,而用假單胞菌生產(chǎn)維生素B12時,該細(xì)菌形成的量競是它自身需要量的10萬倍!在20世紀(jì)50年工首先在日本實現(xiàn)了用細(xì)菌發(fā)酵法生產(chǎn)味精(它是化學(xué)名稱叫谷氨酸鈉),細(xì)菌能在1升培養(yǎng)液中積累上百克谷氨酸。由于它價格便宜,到60年代便完全取代了過支用小麥面盤水解生產(chǎn)的方法。今天,全世界味精的產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到每年接近百萬噸,中國的產(chǎn)量已雄踞世界第一。用代謝控制發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的核苷酸類產(chǎn)品,是制造高鮮度調(diào)味各抗癌藥物的重要原料。
代謝控制發(fā)酵是人類采用生物化學(xué)和遺傳學(xué)手段成功地駕馭向生物的重大成就,為一成就的取得,除了依靠微生物菌種的改良外,還由于材料科學(xué)和系統(tǒng)工程學(xué)在化學(xué)工程中的成功應(yīng)用,保證了發(fā)酵過程的順利進(jìn)行。例如,在50年代以后,為了保證發(fā)酵產(chǎn)物的純度和便于回收產(chǎn)品,采用了多種耐腐蝕的材料制造發(fā)酵容器;為了精確反映發(fā)酵過程以便進(jìn)行有效控制,采用了許多先進(jìn)的傳感器和自動化裝置;70年代后,電子計算機(jī)也逐應(yīng)用在發(fā)酵工程中了。
值得物別提出的是連續(xù)化發(fā)酵工藝的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用,在早期,發(fā)酵過程是在容器中一個個批次進(jìn)行的,稱為分批發(fā)酵。連續(xù)化工藝就是連續(xù)不斷地加進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì),補(bǔ)充微生物的消耗,同時又不斷把形成的產(chǎn)物排放出來,這磁在相同的設(shè)備五筆橋件下可以生產(chǎn)更多的產(chǎn)品。連續(xù)化生產(chǎn)的另一個優(yōu)點,是用來進(jìn)行發(fā)酵的微生物或用于催化發(fā)酵反應(yīng)的酶不必每次像分批發(fā)酵時那樣隨同產(chǎn)物一起丟掉,可以節(jié)約成本。當(dāng)然,微生物細(xì)胞或酶可以和產(chǎn)物分開后再重新使用,但這不僅手續(xù)繁瑣,而且容易發(fā)酵用的微生物被其他有害微生物污染。所以,60年代后期開始了固定化技術(shù)。所謂固定化技術(shù),就是在發(fā)酵容器中加入某種不會被微生物利用的固體支撐物(例如多孔陶瓷等),通過物理或化學(xué)作用把策生物細(xì)胞或酶固定在反應(yīng)容器中。后來,化學(xué)工程師又把一種反應(yīng)罐的裝置引進(jìn)了發(fā)酵工業(yè)。最初使作的反應(yīng)罐像一個上部擴(kuò)大的直管子,其中充填著固定了微生物細(xì)胞或酶的固體,用泵將原料液從下部壓進(jìn)罐中,在流動過程中便發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從上部流出的便是產(chǎn)物了。我們現(xiàn)在把這種扭虧為盈術(shù)叫做固定化生物反應(yīng)器,已在發(fā)酵工程中廣泛采用。
直到20世紀(jì)60年代末,為扒進(jìn)發(fā)酵工程是步,在菌種方面所進(jìn)行的努力取得了豐厚的報償。然而,主要手段還是誘發(fā)微生物發(fā)生有利于生產(chǎn)的變異,盡管代謝控制發(fā)酵比早期研究青霉素時有了較大的主動性,但仍然要經(jīng)過長時間的摸索和付出巨大的工作量,取得成功的代價依然很高。
用“人造的”菌種發(fā)酵
? 70年代基因工程的問世,為發(fā)酵工程提供了一種全新的手段。由于借助基因 程 右以使不同遺傳類型的細(xì)胞進(jìn)行遺傳性狀的重新組合,可以產(chǎn)生出具有雙親物性的后代?;蚬こ淘谂嘤糜诎l(fā)酵工程的微生物優(yōu)良菌種時,主要采用原生質(zhì)體融合、基因擴(kuò)增和重組DNA等技術(shù)。利用原生質(zhì)體融合技術(shù),已經(jīng)成功地所不同生產(chǎn)菌種的優(yōu)良特性組合在一起。例如,把生產(chǎn)能力強(qiáng)但生長緩慢的菌種,與生產(chǎn)能力較弱而生長迅速的菌種組合起來,獲得既高產(chǎn)又生長局面的更優(yōu)良的菌種,甚至可以培育出“人造的”菌種,用它們生產(chǎn)自然界本來不存在的有用人合物。應(yīng)用基因擴(kuò)增技術(shù),能使起新局面定性作用的特定基因數(shù)量大幅度增加,從而顯著地增加細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)物的產(chǎn)生量。
70年代初,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)利用幾種工具酶能把作為遺傳信息載體的DNA分子進(jìn)行定位切割和拼接,這就是重組DNA技術(shù)。采用這種技術(shù) ,可以破除動物、植物和微生物的物種界限,把各種生物的遺傳信息結(jié)合在一起,按人們的期待培育出理想的菌種。這項技術(shù)當(dāng)前主要用于構(gòu)建重組微生物,它們能產(chǎn)生人體特有的具有特定功能的蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)通??梢宰鳛橹委熌承┘膊〉奶匦帯K鼈冊谌梭w或動物體內(nèi)含量甚微,不通過重組DNA技術(shù)獲得重組微生物來生產(chǎn),要想獲得它們實際是不可能的。第一個成功的實例是把人的胰島素基因和大腸桿菌。1982年美國一家制藥公司第一次采有用這個重組的細(xì)菌生產(chǎn)出了人胰島素商品。到80年代后期,其銷售額已經(jīng)突破了1億美元大關(guān)。人此,發(fā)酵工程被放在了一個更加重要的位置,因為任何優(yōu)良的菌種,要生產(chǎn)出足夠數(shù)量的商品,都必須經(jīng)過發(fā)酵工程。當(dāng)21世紀(jì)即將到來時,全世界用于生產(chǎn)新產(chǎn)品的重組微生物已經(jīng)婁以千計,被批準(zhǔn)作為藥品或食品的產(chǎn)品也有數(shù)十種。
待克服的障礙
? 應(yīng)用重組微生物進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)物生產(chǎn)是發(fā)酵 工程面臨的新任務(wù),理所當(dāng)然會遇到問題。首先,人們目前還無法洞察這些自然界本來不存在的生物體是否會給人類造成災(zāi)害,因此在應(yīng)用時如何防止它們向大自然逃逸是個必須解決的課題。這樣,發(fā)酵工程中的滅菌工藝就不駐要維持發(fā)酵容器中菌種的純凈,還要保證沒有活的重組生物隨發(fā)酵液或排出的空氣排出。從80年代后期起,在許多國家已經(jīng)高計出想當(dāng)完備的設(shè)施,以確保環(huán)境中沒有重組微生物的污染。其次,當(dāng)前常有用的生產(chǎn)蛋白質(zhì)的重組微生物是以大腸桿菌不能用來生產(chǎn)某些大的昨雜的蛋白質(zhì),但像干擾素、白細(xì)胞介素、生長因子、人血清白蛋白等人體中的重要因子,已經(jīng)可以用重組后的大腸桿菌來生產(chǎn)。不過,這些蛋白質(zhì)鑫數(shù)是不能溶解的,它們以沒有生物活性的包涵體形式存在于細(xì)胞中。目前要得到有生物活性的蛋白質(zhì),只能通過復(fù)雜的過程從包涵體中得到。90年代中期科學(xué)家們已經(jīng)開始獲得能以可深形式積累并向細(xì)胞外分泌蛋折質(zhì)的重組大腸桿菌,這將大增強(qiáng)人們用重組微生物發(fā)酵 生產(chǎn)藥物的信心。第三,由于用重組大腸桿菌產(chǎn)生的目的產(chǎn)物(主要是蛋白質(zhì))多數(shù)是積累在細(xì)胞中,因此產(chǎn)率的高低取新局面一坳胞的密度,以及每單位細(xì)胞量在單位時間內(nèi)生成的產(chǎn)物量。目前已發(fā)明了高細(xì)胞密度培養(yǎng)技術(shù)。這一技術(shù)可以縮小發(fā)酵容器,減少廢水,便利分離提限和純化。采用不斷向發(fā)酵罐中補(bǔ)加營養(yǎng)物的方法已經(jīng)可以在每升培養(yǎng)液中培養(yǎng)出高于50克的重組或非重組干細(xì)胞,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了過去,而從理論上推算,每升發(fā)酵液中細(xì)胞濃度最高可達(dá)100-200克。
? 現(xiàn)在許多科學(xué)家都在預(yù)言,21世經(jīng)將是生命科學(xué)的世紀(jì)。在即將到來的親拒紀(jì)中,雖然發(fā)酵工程的部分應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒖赡鼙恢T如轉(zhuǎn)基因動物等技術(shù)取代,但發(fā)酵工程仍然是生物技術(shù)中的主要組成部隊分。除了許多食品和化工原料及抗生素等的生產(chǎn)不可能脫離發(fā)酵工程外,為了生產(chǎn)來源于高等動物或高等植物的某些產(chǎn)物,動植物細(xì)胞培養(yǎng)的技術(shù)也將主要借鑒現(xiàn)有的發(fā)酵工程技術(shù)。借助20世紀(jì)誕生的發(fā)酵工程,人類獲得了無數(shù)美味的食呂和藥物,生產(chǎn)出了上百種重要的化工原料,提高了人類的生活質(zhì)量。在新世紀(jì)到來的前夕,我們可以期待,發(fā)酵工程在解決人類面臨的糧食短缺、化石能源枯竭、環(huán)境質(zhì)量惡化等嚴(yán)重問題方面,將繼續(xù)發(fā)揮更大的作用。
在丙酮、丁醇生產(chǎn)中,所用的細(xì)菌必須非常純凈,否則可能根本得不到任何產(chǎn)品。漢遜在啤酒生產(chǎn)中曾有遷的純種發(fā)酵技術(shù),從此得到了發(fā)展。并且,這英技術(shù)從此成了發(fā)酵工廠的首要措施。人們開始認(rèn)識到,防止污染是發(fā)酵 工有利于的生命線。
? 青霉素的發(fā)現(xiàn)和工業(yè)化生產(chǎn)為現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。繼青霉素之后,發(fā)現(xiàn)了大量的抗生素,目前在臨床上應(yīng)用的抗生素有近百種,它們?yōu)槿祟惖慕】岛腿祟惼骄鶋勖拇蠓仍黾幼鞒隽司薮筘暙I(xiàn)。抗生素工業(yè)已經(jīng)成為一個重要的工業(yè)部門。在二十世紀(jì)的后半個世紀(jì)里,一個包括抗生素工業(yè),氨基酸工業(yè),有機(jī)酸工業(yè),維生素工業(yè),酶制劑工業(yè)等在內(nèi)的現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)迅速崛起。
? 二十世紀(jì)八十年代之后,由于生物技術(shù),特別是基因工程技術(shù)的迅速發(fā)展,將能夠產(chǎn)生各種藥物的外源基因轉(zhuǎn)移到微生物中,獲得基因工程菌,利用工程菌的生長快,容易大規(guī)模培養(yǎng),生產(chǎn)產(chǎn)量高的特點,進(jìn)行‘借腹生子’,生產(chǎn)微生物不能生產(chǎn)的產(chǎn)品,如各種藥物?;蚶没蚬こ碳夹g(shù)改造、提高微生物的生產(chǎn)能力,用于更廉價的生產(chǎn)產(chǎn)品。隨著生物技術(shù)的進(jìn)步,微生物發(fā)酵工程,生物反應(yīng)器及酶工程的迅速發(fā)展,二十世紀(jì)九十年代形成了以微生物為‘載體’的生物技術(shù)為核心的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)。它涉及醫(yī)藥,食品,輕工,化工,農(nóng)業(yè),環(huán)境等眾多產(chǎn)業(yè)部門,成為與人們生活,健康,環(huán)境密不可分現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)。