陶勇

微生物和人類關(guān)系密切，很多日常生活中的行為都需要微生物的參與。按照傳統(tǒng)的分類方法，我們最早的釀酒、釀醋、制作奶酪都是利用微生物把簡(jiǎn)單的物質(zhì)加工成比較復(fù)雜的物質(zhì)，這就是傳統(tǒng)的微生物生物技術(shù)。

誕生于20世紀(jì)80年代的第一代生物技術(shù)也叫“紅色生物技術(shù)”，其主要是利用微生物為醫(yī)學(xué)服務(wù)，胰島素、促紅細(xì)胞生長(zhǎng)素、干擾素等與人體相關(guān)的項(xiàng)目都是紅色生物技術(shù)的產(chǎn)物。人們利用微生物這個(gè)載體，將能夠生產(chǎn)人類需要藥物的基因移植進(jìn)微生物的基因，再利用微生物易于大規(guī)模培養(yǎng)和繁殖的特征，批量生產(chǎn)出醫(yī)療領(lǐng)域所需的藥物。紅色生物技術(shù)被稱為第一次生物技術(shù)浪潮，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)有大量學(xué)生因此而選擇學(xué)習(xí)生物技術(shù)。

到了20世紀(jì)90年代，美國(guó)的轉(zhuǎn)基因植物，如抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因大豆等產(chǎn)品相繼推出，掀起了第二次生物技術(shù)浪潮。這次技術(shù)革新與微生物的關(guān)系沒有之前那么緊密，微生物只是作為某些特殊性狀的基因來(lái)源?？茖W(xué)家從微生物的基因中尋找出有利于人的部分，轉(zhuǎn)移進(jìn)植物的基因中，讓基因的表現(xiàn)在植物上體現(xiàn)出來(lái)。最著名的是抗蟲棉，顧名思義，就是一種能夠防止蟲子破壞棉花的轉(zhuǎn)基因植物。這一代生物技術(shù)叫作“綠色生物技術(shù)”，因?yàn)檫@次生物技術(shù)的成果主要用在植物上。

自從人類開始用微生物研究生物技術(shù)以來(lái)，人類對(duì)微生物的生理特征和性質(zhì)有了更深入的了解，直到可以人為地改造微生物，大規(guī)模地利用它們。2000年以后，人們開始了第三次生物技術(shù)革命，可被稱為“白色生物技術(shù)”，或是“工業(yè)生物技術(shù)”。這次技術(shù)變革的主要內(nèi)容是利用微生物生物技術(shù)改善化學(xué)工業(yè)方面帶給人類的一些資源和環(huán)境的問題。

工業(yè)生物技術(shù)有四個(gè)關(guān)鍵用途。首先是可以用于規(guī)模發(fā)酵微生物菌劑的生產(chǎn)。這些菌劑可以用于食品（如饅頭）、生物飼料、生物肥料以及益生菌的規(guī)?；a(chǎn)。讓我們可以用微生物制造菌劑，比如益生菌。我們知道，有些養(yǎng)分是人體自身無(wú)法處理的，這時(shí)就只能依靠某種菌類來(lái)處理。但是很多藥物、抗生素都會(huì)嚴(yán)重影響人體內(nèi)菌群的正常生長(zhǎng)，我們有時(shí)會(huì)出現(xiàn)消化不良、拉肚子、脹氣等癥狀，這可能都是由于菌群出現(xiàn)了問題。所以現(xiàn)在很多人都在研究微生物菌態(tài)，研發(fā)益生菌。如果能夠補(bǔ)充正確的益生菌，那么就能幫助你重新培養(yǎng)起體內(nèi)有益的菌群。

工業(yè)生物技術(shù)的另一項(xiàng)關(guān)鍵用途就是生產(chǎn)酶制劑?，F(xiàn)在很多酶都是將基因植入生命力頑強(qiáng)的微生物，然后利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)大批量的酶。人類無(wú)時(shí)無(wú)刻都離不開酶，無(wú)論是消化淀粉類食物，還是蛋白質(zhì)，都有酶在其中作用。玉米等糧食通過(guò)酶的作用，成為人類生活中必須的營(yíng)養(yǎng)成分。酶制劑的使用已經(jīng)和大家的日常生活密不可分，這些生物催化劑的使用能夠改善化學(xué)制造中很多對(duì)環(huán)境不利的因素。

工業(yè)生物技術(shù)在其他方面的用途是生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品及大宗生物基材料。利用代謝工程等現(xiàn)代生物技術(shù)手段，人們已經(jīng)能夠利用全新的生物工程菌去生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不同的藥物、香精、香料以及各種食品、保健品等，這些產(chǎn)品以前只能通過(guò)化學(xué)方法生產(chǎn)。這種生物技術(shù)方法在生產(chǎn)中對(duì)環(huán)境的影響大大地降低。利用生物工程菌去生產(chǎn)廉價(jià)的生物燃料和生物材料等化學(xué)品，在許多科學(xué)家的努力下已經(jīng)成功，但要真正替代目前從石油來(lái)源的這類產(chǎn)品的生產(chǎn)還存在著許多挑戰(zhàn)。當(dāng)這類產(chǎn)品能夠完全從可再生的生物質(zhì)中獲得時(shí)，世界會(huì)因此變得更加綠色和怡人。endprint