应用微生物学与工业微生物学
应用微生物学与工业微生物学利用微生物的代谢能力来生产食品、药品、化学品和燃料，并处理废物，将微生物生理学转化为实用技术。
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Definition
应用微生物学与工业微生物学是微生物学的一个分支，涉及微生物在商品生产、服务提供和环境管理中的实际应用和控制。
Scope
该领域涵盖用于微生物大规模培养和有用化合物生产的工业发酵和生物加工；抗生素及其他抗菌剂的发现和作用；食品微生物学以及食品和环境中微生物的控制；以及微生物生物技术，包括重组生产和生物修复。它将基础微生物学与其在工业、医学、农业和环境管理中的应用联系起来。
Sub-topics
Core questions
- 微生物如何在工业规模上进行培养和利用？
- 抗菌剂如何发挥作用，微生物如何抵抗它们？
- 如何控制微生物以确保食品和环境安全？
- 生物技术如何改造微生物以生产有用产品？
Key theories
- 通过发酵进行微生物生产
- 对选定微生物进行受控的大规模培养，将廉价底物转化为有价值的产品，如抗生素、酶和代谢产物，这是工业微生物学大部分内容的基础原理。
Mechanisms
工业过程在受控的生物反应器中培养微生物，优化所需产物（可能是初级或次级代谢产物、蛋白质或生物质）形成的条件。抗菌剂通过靶向必需的微生物结构或过程发挥作用，而耐药性则通过基因改变和转移产生。食品和环境中微生物的控制依赖于对生长需求的理解，生物技术则应用基因工程来扩展微生物的能力。
Clinical relevance
微生物过程生产抗生素、疫苗、酶以及许多化学品和燃料，支撑着食品的生产和保存，并为废水处理和污染生物修复提供工具，使应用微生物学成为医学、工业、农业和环境保护不可或缺的一部分。
History
应用微生物学从巴斯德十九世纪关于发酵和腐败的研究发展而来，在二十世纪成为一个主要产业，其标志是弗莱明发现青霉素、瓦克斯曼系统地从土壤微生物中寻找抗生素，以及重组DNA技术的兴起，开启了现代微生物生物技术。
Key figures
- Louis Pasteur
- Alexander Fleming
- Selman Waksman
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Seminal works
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Frequently asked questions
- 使用微生物可以生产哪些产品？
- 微生物用于生产抗生素、酶、有机酸、氨基酸、维生素、生物燃料以及许多发酵食品和饮料，还有胰岛素等重组蛋白。它们还提供废水处理和生物修复等服务。
- 工业微生物学与基础微生物学有何不同？
- 基础微生物学旨在了解微生物如何运作，而工业和应用微生物学则利用这种理解来利用或控制微生物以达到实际目的，例如生产产品、确保食品安全和管理环境。