微生物领域

A. 浅谈微生物在各个领域的应用

微生物的应用范围相当广泛，传统上微生物在酒类酿造、食品酦酵和污水处理等方面都扮演重要角色；随着科技发展的脚步，许多由微生物生产的产品也被一一开发。微生物产品一般依据其用途来区分，例如：（1）医药品，包括抗生素、荷尔蒙、疫苗、免疫调节剂、血液蛋白质等；（2）农业用品，包括家畜用药、微生物肥料、微生物杀虫剂、微生物除草剂等；（3）特用品和食品添加剂，包括氨基酸、维生素、有机酸、核苷酸等；（4）大宗化学品和能源产品，包括酒精、甘油、甲烷等；（5）环保产品：垃圾处理或分解环境污染物质的微生物；（6）其它产品：有助于金属滤取(bioleaching of metals)的微生物、遗传工程蜘蛛丝蛋白质(genetically engineered spider’s silk proteins)等。另外也可以将微生物产品依据生产的来源来分类，例如：（1）微生物菌体，包括烘焙酵母、菇类、藻类、乳酸酦酵用的种菌(starters)、冬虫夏草、益生菌、改善环境的各种微生物制剂等；（2）微生物酵素，包括淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶、微生物凝乳酶(microbial rennin)、脂肪酶(lipases)、葡萄糖异构酶(glucose isomerase)、青霉素醯化酶(penicillin acylase)、胆固醇氧化酶(cholesterol oxidase)、限制酶(restriction enzymes)等；（3）微生物代谢物，包括酦酵产物(fermentation procts)如酒精、乳酸、丁醇与丙酮等，生长因子(growth factors)如氨基酸、维生素、柠檬酸等，二级代谢产物(secondary metabolites) 如抗生素、生物碱(alkaloids)等；（4）遗传工程蛋白质，包括人类荷尔蒙如胰岛素(insulin)、生长激素(human growth hormone)；免疫调节剂如干扰素(interferons)、细胞间素(interleukins)；血液蛋白质如凝血因子(blood-clotting factors)、血清白蛋白(serum albumin)、基因重组疫苗如B型肝炎疫苗(hepatitis B vaccine)、猪的狂犬病和下痢疫苗(rabies vaccine and diarrhea vaccine for pigs)；单株抗体(monoclonal antibodies)等。

B. 巴斯德在微生物学领域作出了哪些贡献

提出了生命只能来自生命的胚种学说，否定了自然发生说；认为只有活的微生物才是传染病、发酵和腐败的真正原因；建立了消毒灭菌等方法;自发地运用唯物主义认识论进行科学研究；解决了一系列实际问题，如酒病、蚕病、鸡霍乱、牛羊的炭疽病和狂犬病的防治等。

路易·巴斯德，法国微生物学家、化学家，近代微生物学的奠基人。像牛顿开辟出经典力学一样，巴斯德开辟了微生物领域，创立了一整套独特的微生物学基本研究方法，开始用“实践—理论—实践”的方法开始研究，他是一位科学巨人，是19世纪最有成就的科学家之一。

(2)微生物领域扩展阅读

法国政府于1888年在巴黎建立了巴斯德研究所，起初该研究仅作为一个治疗狂犬病和其他传染病的临床中心。到了今天，巴斯德研究所已成为著名的生物医学研究中心，其主要方向为抗血清和疫苗的研究与生产。

根据2004年10月，中法共同建设的中国科学院上海巴斯德研究所成立，聚焦病原微生物基本生命活动规律、重大传染性疾病的致病机制等关键科学问题，推动病原学、免疫学和疫苗学知识创新与学科发展。

巴斯德一生进行了多项探索性的研究，取得了重大成果，是19世纪最有成就的科学家之一。他用一生的精力证明了三个科学问题：

1、一种发酵作用都是由于一种微菌的发展，这位法国化学家发现用加热的方法可以杀灭那些让啤酒变苦的恼人的微生物。很快，“巴氏杀菌法”便应用在各种食物和饮料上。

2、种传染病都是一种微菌在生物体内的发展：由于发现并根除了一种侵害蚕卵的细菌，巴斯德拯救了法国的丝绸工业。

3、染病的微菌，在特殊的培养之下可以减轻毒力，使他们从病菌变成防病的药苗。他意识到许多疾病均由微生物引起，于是建立起了细菌理论。

C. 食品微生物发展领域有哪些

嗯！我也是学生物的。
不过不是一两句可以描述完的！
嘿！你去网络里面搜索。那里应该有吧？
希望你开心！早点解决烦恼！ （-_@）…！

D. 微生物领域发展情况如何

我学的是生物工程，给你些建议，在生物工程方面，科研的主要载体就是微生物，不管是酶工程基因工程，还是发酵，对微生物的学习与了解是必不可少的，随着生物的发展，尤其是生物工程的发展，微生物领域的发展应该不错

E. 微生物发酵的应用领域

微生物发酵生产水平主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件。发酵工程的应用范围有：⑴医药工业，⑵食品工业，⑶能源工业，⑷化学工业，⑸农业：改造植物基因；生物固氮；工程杀虫菌生物农药；微生物饲料。⑹环境保护等方面。
微生物肥料由一种或数种有益微生物活细胞制备而成的肥料。主要有根瘤菌剂、固氮菌剂、磷细菌剂、抗生菌剂、复合菌剂等。微生物肥料具有增产、改善品质的功能，还有显著减少植物体内硝酸盐，亚硝酸盐和重金属含量，提高化肥利用率以及培肥土壤等作用。要使微生物肥料在无公害蔬菜生产中真正发挥增产增效环保的作用。
微生物肥料是一种 纯天然、无毒、无害、无残留、无污染的高科技生命体。生命力极强，适应各类地质、各类土壤。使用范围极广，可广泛用于水稻、小麦、玉米、棉花、油菜、花生、大豆、芝麻、甜菜、甘蔗、番茄、豆角、黄瓜、四季豆、萝卜、白菜、大葱、韭菜、大蒜、菠菜、洋葱、土豆、西瓜、南瓜、冬瓜、西葫芦香瓜、辣椒、香蕉、菠萝、荔枝、龙眼、山药、芦笋等各种作物、瓜果、果树、蔬菜、中药材、速生杨、用材林、竹林、花卉、苗圃、草坪等。
生物有机肥是指特定功能微生物与主要以动植物残体（如畜禽粪便、农作物秸秆等）为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料。生物有机肥有几种不同的叫法，如微生物肥料，生物有机肥料，微生物菌剂和活性有机肥等。虽然有不同的叫法，但它都是遵循土壤微生态学和作物营养学的原理，通过固态发酵的方法生产出来的一种给作物提供营养成分、促进作物生长的一种复合肥。
生物有机肥的功效：调理土壤、激活土壤中微生物活跃率、克服土壤板结、增加土壤空气通透性。减少水分流失与蒸发、减轻干旱的压力、保肥、减少化肥、减轻盐碱损害，在减少化肥用量或逐步替代化肥的情况下，提高土壤肥力，使粮食作物、经济作物、蔬菜类、瓜果类大幅度增产。提高农产品品质、果品色泽鲜艳、个头整齐、成熟集中，瓜类农产品含糖量、维生素含量都有提高，口感好，有利于扩大出口，提高售价。
改善作物农艺性状、使作物茎杆粗壮，叶色浓绿，开花提前，做果率高，果实商品性好，提早上市时间。增强作物抗病性和抗逆性、 减轻作物因连作造成的病害和土传性病害，降低发病率；对花叶病、黑胫病、炭疽病等的防治都有较好的效果，同时增强作物对不良环境的综合防御能力。化肥施入量的减少，相应地减少了农产品中硝酸盐的含量。

F. 什么是微生物行业

方向二：环境微生物及工程

方向简介：

环境生物技术作为现代生物技术与环境科学及工程技术的交叉学科，具有经济、高效的特点，利用生物技术进行污染控制、环境修复和废弃物资源化是环境负荷最小的一种方式，体现了可持续发展和人与自然协调的理念，是最有前途的环境保护技术。环境生物技术的关键技术是环境微生物技术，随着分子生物学技术在微生物学领域和环境保护领域的渗透，微生物技术在污水处理、难降解物质的降解和转化、生态修复、环境检测与诊断、有机废弃物及污泥资源化等领域发挥着无法替代的作用。
本研究方向是从微生物和环境保护的结合点出发，理论上力求阐明微生物在环境污染物降解、污染环境中的 微生物生态过程、微生物环境技术的原理等科学问题；应用上注重开发微生物资源在环境检测、治理和环境修复中的应用技术，研发微生物清洁生产以及废物资源化新技术。

方向二 ：应用微生物

微生物学是一门基础性与应用性都十分突出的学科。微生物技术是微生物学的重要研究和应用领域之一。本研究方向以工业微生物育种、发酵工艺研究、微生物菌种资源开发等研究为基础，开展微生物学与相关学科的多学科交叉领域研究。研究领域涉及工业微生物学、食品微生物学、环境微生物学、生物热化学等，研究开发新的微生物资源的与微生物生物技术，为相关领域新产品、新技术、新能源的开发和品质改良、产量提高提供理论基础和应用技术。

方向三： 微生物遗传育种

方向简介：

微生物遗传育种是运用遗传学原理和技术对某种具有特定生产目的的菌株进行改造，去除不良性质，增加有益新性状，以提高产品的产量和质量的一种育种方法，获得所需要的高产、优质和低耗的菌种，其目的是改良菌种的特性，使其符合生产的要求。微生物遗传育种方法包括自然选育、诱变育种、杂交育种（有性杂交、准性杂交和原生质体融合）、代谢控制育种和基因工程育种。菌种选育技术的广泛应用提供了各种类型的突变菌株，可提高目的物的产量，大大降低生产成本，提高经济效益，而且通过微生物菌种的选育，可简化工艺，减少副产品，提高产品质量，改变有效成分组成，甚至获得活性更高的新成分。另外，微生物遗传育种也可与动植物基因工程结合进行转基因动植物育种。
本研究方向特色在于使用杂交育种（有性杂交、准性杂交和原生质体融合）、代谢控制育种和基因工程育种技术选育优良菌种；利用微生物遗传育种与动植物基因工程结合进行动植物基因工程育种，创造植物新种质，选育植物新品种。这些研究具有重要的 学术地位， 将在食品工业、医药、农业、环境保护、化工能源、矿产开发等领域发挥重要的作用。

G. 微生物在中医药领域的应用有哪些

微生物在中药中的应用
摘要：中药是中华民族的瑰宝，几千年来中医药为我国人民的健康做出了巨大的贡献，形成了系统的中医药理论和大量经实践检验的成药验方。中药作为天然药物正逐步引起世界的关注。微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物，包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物、显微藻类等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活关系密切。利用微生物广泛涉及健康、食品、医药、工农业、环保等诸多领域。微生物在中药领域有着广泛的运用。微生物可运用于中药菌体发酵、中药炮制等。
关键词：微生物 中药 发酵技术 发酵中药

中国是中医中药的起源，几千年来中医药为我国人民的健康做出了巨大的贡献，并逐渐积累，形成了系统的中医药理论和大量经实践检验的成药验方。中药行业是我国具有比较优势的少数几个产业之一，在自然科学领域，我国最有实力、最有优势、最有后劲的就是中医药。它是中华民族的瑰宝，也是世界传统医学中重要的组成部分，在预防和治疗疾病方面发挥着重要的作用。正受到各国人民和研究人员的关注和重视。目前各国都在从中药等天然产物中寻找有效药源。
微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物，包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物、显微藻类等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活关系密切。涵盖了有益有害的众多种类，广泛涉及健康、食品、医药、工农业、环保等诸多领域。微生物学是生命科学中发展较快的学科之一，在生命科学中地位越来越重要，成为各门学科都离不开的重要工具。在制药药现代化进程中，微生物显示出了越来越重要的作用，充分利用现代微生物学成果可以更好地促进制药的现代化，也为微生物学的发展开辟了新领域。
1 微生物学理论促进了微生物相关中药的发展
对传统微生物中药的生物学研究加深了传统微生物中药的应用和产品开发，特别是多种中药微生物纯培养物代替原药材的研究尤其引人注目，如灵芝、猴头等各种药用菌的栽培, 对保护环境、保护资源、满足人民群众用药需求起到了十分巨大的作用。以金水宝为代表的从冬虫夏草中分离的真菌纯培养物代替冬虫夏草的研究取得了巨大的经济和社会效益, 掀起了以蝙蝠蛾拟青霉、蝙蝠蛾多毛孢、蛹虫草、等虫生真菌的研究热潮。对一些微生物和植物相互作用形成的中药也有了更深入的认识, 如龙血竭的形成与真菌有密切的关系, 是龙血树抵抗微生物侵染而产生的一种植物抗毒素；僵蚕中的一些有效成分是微生物、蚕、桑叶相互作用形成的。对天麻、茯苓等中药的生物学研究促进了这些中药品种栽培技术的发展。
微生物相关中药形成方式，可以分为以下几种情况：1)以腐生生活方式形成的大型药用真菌，如灵芝、猴头、木耳、香菇等。这些真菌基本上都可以实现人工栽培。2)天然微生物发酵植物性中药材料形成，如神曲、红曲等，主要是酵母和丝状真菌。3)植物和微生物共生形成的中药, 如天麻是蜜环菌和天麻植物的共生体，天麻植物依靠蜜环菌提供营养；猪苓也是由于蜜环菌侵入猪苓菌核形成的共生体，由蜜环菌提供营养。4)寄生真菌侵染活体昆虫形成的虫菌复合体，其实质是昆虫的致病菌。如冬虫夏草、僵蚕、蛹虫草等。5)微生物侵染植物后，植物抵抗微生物的侵染而形成的植物抗毒素，如龙血竭、沉香等[1]。
微生物相关中药活性成分的研究为这些中药的质量标准化起到了重要的作用，也加深了对这些中药药理作用的认识。药理学研究促进了传统微生物中药在治疗现代社会的高发病如癌症、心脑血管疾病、病毒性疾病中的应用。多数微生物中药都具有滋补保健的效果，如灵芝、冬虫夏草成为保健食品开发的热点。大多数药用真菌都含有真菌多糖, 真菌多糖能增强免疫力、没有直接的细胞毒作用，成为抗癌、抗病毒产品开发热点。
2 微生物发酵在中药中的应用
发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。
发酵工程微生物发酵制药是指利用微生物技术，通过高度工程化的新型综合技术，以利用微生物反应过程为基础，依赖于微生物机体在反应器内的生长繁殖及代谢过程来合成一定产物，通过分离纯化进行提取精制，并最终制剂成型来实现药物产品的生产。
中药发酵制药技术是在继承中药炮制学发酵法的基础上，吸取了微生态学研究成果，结合现代生物工程的发酵技术而形成的高科技中药制药新技术，是从中药(天然药物) 制药方面寻找药物的新疗效。传统的中药发酵多是在天然的条件下进行的，而现在的中药发酵制药技术是在充分吸收了近代微生态学、生物工程学的研究成果而逐渐形成的。其先进发酵工艺特点是：以优选的有益菌群中的一种或几种、一株或几株益生菌作为菌种，加入中药提取液中，再按照现代发酵工艺制成产品，它是一种含有中药活性成分、菌体及其代谢产物的全组分发酵液的新型中药发酵加工制剂。
2.1古代中药发酵技术应用历史与现状
我国人民远在 4000多年前就学会利用发酵来酿酒，此后又相继利用发酵来生产酱、醋、豆豉和臭豆腐等食品。《本草经疏》曰：“古人用曲，即造酒之曲，其气味甘温，性专消导，行脾胃滞气，散脏腑风冷。”说明中药临床应用之曲是在酿酒业发展的基础上出现的，曲与酒相维系。后来人们在酒曲中加入其他药物制成专供药用的各类曲剂。《本草纲目》云：“古人用麴，多是造酒之麴。后医乃造神麴，专以供药，力更胜之。”可见古人早已将微生物发酵应用于中药炮制。即将药材与辅料拌和，一定温度和湿度下通过微生物的发酵达到提高药效、改变药性、降低毒副作用等目的。直到现在，临床仍在应用的发酵（制品）中药，如六神曲、淡豆豉、建曲、沉香曲、半夏曲、红曲、豆黄等，均是利用炮制环境中的野生微生物（多为霉菌、酵母、细菌等）进行多菌种固体发酵而成[2]。
发酵技术应用历史悠久，也是传统中药加工炮制的重要方法之一，一般主要是起到中药复合炮制的作用。不同的培养基经同样的发酵处理后会产生药性的差异，可利用该特性生产不同适应证的中药。例如，发酵淡豆豉时，以桑叶、青蒿发酵者，药性偏于寒凉，多用于风热感冒或热病胸中烦闷之症；以麻黄、紫苏发酵者，药性偏于辛温，多用于风寒感冒头痛之症。在清代，根据辅料中药及治疗功能的不同，又制出了皂角曲、竹沥曲、麻油曲、牛胆曲、开郁曲、海粉曲、覆天曲等10种药曲。
但是传统的中药发酵仅对自然界的菌种进行利用，且菌种不纯，不能利用现代研究成果定向改变药物的性能或有意识地根据药物之间的特性进行有目的的组合。同时，对那些在自然界中不占优势、生长条件要求比较严格的微生物来说，就不可能在药物上生长起来。这极大地限制了微生物的作用。另外，是否会落入有害菌也不明确，使微生物在药物中的潜在效能没有最大限度地发挥出来。
中药发酵研究开始于80年代，但仅是对真菌类自身发酵的研究，如灵芝菌丝体、冬虫夏草菌丝体、槐耳发酵等，大都是单一发酵。虽有报道加入中药，但也仅是将中药当做菌丝体发酵的菌质，同时研究发现，含有中药的菌质对原发酵物的功效有影响，只是未见深入研究。目前，已有学者呼吁中药发酵制药可按新药审批办法规定开发新药。同时也开展了另一项研究，即生物转化，我们认为它与中药发酵是密不可分的。90年代初，日本人小桥恭一发现中草药成分如番泻叶甙，可借助肠道细菌转化为致泻有效成分而起到治疗作用。又有报道，在中药有效成分与细菌的生物转化过程，许多甙类、黄酮类、黄酮醇、黄烷酮类、香豆素类等均经过肠道菌进行了化学修饰。有作者指出 ,在中药成分生物转化的研究过程中 ,对代谢物提纯、确定结构模式固然需要，但更应当推出微生物发酵。中药成分的生物转化是中药创制新药研究的重要方面。正在修订中的我国新药申报指导原则，已决定将生物转化列入创新(一类) 药的研究。董玫等研究发现，六味地黄丸发酵液可显著抑制小鼠肝癌 H22的生长，而等量的六味地黄丸煎剂则无明显抑瘤作用。六味地黄发酵液还可以对抗环磷酸酰胺所致白细胞减少，且升高报细胞的作用明显高于六味地黄煎剂。香港中医博士吴志勇成功发酵出黄芪液，经福建中医学院测定，发酵的黄芪所含的黄芪多糖是普通煎、煮、熬水提法的5.04～0.365倍之间。据悉，卫生部药品检验所动物试验结果：发酵中药只需1/28的量，即可与一般煎、煮、熬的水提物一份的量发挥同等的药效。据报道，含有中药成分的培养基对原发酵中药的影响和多菌种混合发酵的研究将有望成为未来的研究热点。
国外对于中药发酵的研究报道较少，主要在食品、酶工程，如日本的纳豆，用Bacillus菌发酵大豆。由于Bacillus菌酶系丰富（包括淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶），并能增加维生素K的含量，Bacillus subtilis菌环能消除小肠内致病菌，其提取物具有明显的抗癌活性和降压作用。中草药发酵的研究有必要借鉴上述成功的经验[4]。
2.2中药发酵制药的特点
中药发酵制药技术的典型特点就是生物转化。可概括如下几点：1)药物的有效组分、活性物质最大限度的得以提取、利用；2)药物进入人体后不能直接被利用的有效活性组分，因在体外得以完成而被直接利用，迅速发挥应有效能；3)优选的人体有益菌种本身具有补充或增强原有药物的功能；4)中药发酵制药与原有药物相比产生了新的活性物质，从而具有新的保健、预防或治疗功能；5)是实现中药现代化、具有高科技水平的又一新技术，生产工艺可控，所得产物精确，制剂方便，便于与国际接轨[4]。
2.3 中药发酵的分类
中药发酵分为液体发酵和固体发酵。液体发酵是在借鉴抗生素生产工艺的基础上，把菌丝体加入培养基中，将之与药材混合后放置于适温下进行发酵。液体发酵具有较高的物质传递效率，易于实现发酵工艺的自动化控制。固体发酵是以富含多种营养成分的农副产品如麦麸、甘蔗渣、玉米芯等作为发酵营养基质，用一种或多种真菌作为发酵菌种，在一定的温度、湿度条件下进行发酵。固体发酵在发酵过程中既生长菌体，又形成各种次生代谢物质，难以将其分离，南京中医药大学庄毅教授将它们统称为“菌质”。按应用方式又可将其分为“无渣式”和“去渣式”，前者不用经过提取可直接用药，后者要经过有效成分的提取和制剂后才可用药[3]。
2.4发酵在中药研究中的应用
2.4.1利用中药培养基发酵药用真菌
菌物界估计逾十万种，可供药用的高等真菌约20余种，利用潜力巨大。国内20世纪60年代兴起深层培养（或发酵），2世纪80年代中国医学科学院药物研究所进行的冬虫夏草大规模发酵培养研究，也仅是对菌类自身发酵的研究，如灵芝、冬虫夏草、香菇发酵等，且大多是单一发酵。目前对灵芝、云芝、冬虫夏草、灰树花、密环菌、金针菇、香菇、姬松茸、茯苓等很多菌种的发酵技术已日趋成熟。
庄毅曾提出了菌质的概念，即用一定的药用菌菌种接种在一定的固体基质上，在一定环境条件下，经过一定时间发酵（发酵周期），在特定的质量指标控制下达到发酵终点而产生菌质。可采用现代技术将有效真菌与中草药组成的不同发酵基质构成各种发酵组合，在一定条件下进行发酵，产生各种性质不同的菌质。可以利用中药作为培养基的组成部分，构建药性菌质，比较发酵前后中药相关成分的变化，为中药与药用真菌的结合寻找突破点，并开发具有良好功效的药物。王玉红等在发酵培养基中添加适量的黄芪以促进灵芝的生长和灵芝多糖的产生，结果其多糖的组分发生了变化，有可能产生了新的物质。尤建良等将中药抗癌复方“康复灵”（主要含党参、麦冬、薏苡仁、猪苓、淮山药等）以灵芝菌进行生物发酵，结果表明灵芝中药制剂发酵液的抑瘤率达47.87%比单独的灵芝发酵液、单味中药制剂和灵芝发酵液中药制剂混合液均有明显提高。
2.4.2中药发酵用于药材的炮制
发酵法一直是中药炮制方法之一，它借助微生物的作用，改变中药原有药性，提高疗效，降低毒副作用，扩大适应症。微生物在生长过程中产生的各种酶，将药物的成分分解转化为新的活性成分或将毒性成分分解而降低药物的毒副作用。现代中药加工中用发酵法炮制中药，如五倍子，这种中药具有收敛止泻、止血的功能，但其主要成分鞣酸在肠道中与蛋白质结合会降低其活性。研究人员用含根毒菌等物质的酵曲发酵五倍子，能显著提高其收敛作用，降低副作用。
香港中医吴志勇博士与内地教授林陆山合作，运用生物工程技术发酵中药获得成功。它彻底改变了煎、煮、熬、炼、蒸、浸的传统加工工艺，并使药效提高，发酵黄芪所含的黄芪多糖最多为传统工艺的5倍，且动物实验证明发酵黄芪的用量为传统方法制成的药的1/28，即可产生相同的药效。
（1）提高有效成分提取率
中草药中植物类药材占90％，药材有效成分多存在于胞浆中，植物细胞壁是由纤维素、半纤维素、果胶质、木质素2 发酵在中药研究中的应用2.1中药发酵用于药材的炮制等物质构成的致密结构。在中药有效成分提取过程中，当胞浆中的有效成分向提取介质扩散时，必须克服细胞壁及细胞间质的双重阻力，使有效成分浸出受阻。微生物可利用中药中的成分为营养进行分裂、生长、繁殖和代谢，在代谢过程中分泌蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、淀粉酶等几十种胞外酶进入培养基，使细胞破裂，细胞间隙增加，减小细胞壁、细胞间质等传质屏障对有效成分从胞内向提取介质扩散的传质阻力。体外试验证明对盾叶薯蓣采用预发酵，有效组分薯蓣皂苷元的产率明显提高。
（2）中药发酵可提高中药药效
在发酵的过程中，对中草药细胞进行破壁使有效物质溶出，提高了活性成分的浓度。并且，将许多人体不能直接吸收利用的大分子有效活性物质降解成小分子的活性物质，使发酵中药在人体中可以较快的被吸收，且吸收较完，治疗效果好。
王林等人用麻黄、莱菔子、金银花、连翘四味中药发酵灵芝菌，发现这四味中药对灵芝菌的生物量有明显的促进增加作用，且使灵芝发酵液的止咳、祛痰作用高于其与中药混合发酵前。
董枚等也报道，将传统方六味地黄汤发酵，其发酵液对小鼠肝癌具有显著的抑制作用。六味地黄发酵液0.3g/kg连续给药两周，可显著抑制小鼠肝癌Hzz的生长，抑瘤率为30，而同等剂量的六味地黄煎剂无明显的抑瘤作用，而且六味地黄发酵液组的白细胞数比煎剂组多(P<0.01)。在免疫调节方面，六味地黄发酵液的功效明显优于六味地黄煎剂。
陈永强等经实验发现，甘草经微生物产生的β-葡萄糖醛酸酶水解后甘草酸转化为甘草次酸，甘草次酸可被肠道直接吸收，短期内在血液中达到较高的药物浓度，迅速作用于靶部位，并且通过微生物的作用，甘草的细胞间质及细胞壁得到分解，促进甘草其它有效成份的释放。通过微生物对甘草的转化作用，甘草的急性抗炎、镇痛效果都显著增强。
（3）中药发酵产生新的活性物质
有些中药经过多菌种混合发酵后还可产生新的活性物质，产生新的功能，为活性物质的筛选提供新的途径。云南大学与昆明植物研究所李国红等人，联合采用枯草芽孢杆菌对三七根进行发酵后，在对其中的皂苷成分的研究中发现，从发酵后的三七中分离到了人参皂苷RH4。这种化合物未在发酵前检测到，说明这种化合物是通过发酵产生的，可能是在发酵的过程中，三七须根的某些皂苷被微生物转化为人参皂苷RH4。
（4）减毒增效
微生物有可能将中药中的有毒物质进行分解，从而降低药物的毒副作用。大黄生用泻下作用峻烈，易引起腹痛、恶心等胃肠道反应。大黄泻下成分主要是结合型蒽醌衍生物，其中以二蒽醌番泻苷的作用最强。在中医临床中，为了缓和大黄的泻下作用及对胃肠道的不良反应，常用不同的炮制方法，使结合型蒽醌分解或破坏，从而缓和泻下作用和其它副作用。云南中医学院的学者戴万生等人，用发酵法炮制大黄，改变了大黄的蒽醌类成分的含量。蒽醌类成分经酵母发酵后，总蒽醌含量仅略有降低，较传统方法保存了更多的大黄总蒽醌，而起泻下作用的结合型蒽醌含量降低。另外，作为抗菌、抗肿瘤的主要有效成分的游离型蒽醌的含量增加了6倍左右，起到减毒增效的作用[5,6]。
2.5 发酵中药的优势
试验证明，发酵的中药与煎、煮、熬、灼、蒸、浸法提取的中药有以下几点不同：（1）中药发酵是在常温、常压条件下进行的生物转化过程，最大限度地保护了中药的活性成分，如对热敏感的挥发油和维生素等成分，如薄荷、当归等。（2）中药中有效成份不被破坏并充分利用，如蛋白质、氨基酸，维他命、微量元素等。经检验：发酵中药中含有18种氨基酸、大量的亚麻酸、多肽类小分子活性蛋白、20多种维他命和微量元素等。（3）发酵中药的分
子量较小，吸收较快、较完全、治疗效果较好。如临床中治疗跌打损伤，若筋骨无断裂，98％能1～2次治愈；痔疮98％一次根治。经中央卫生部药物检验所试验证实：发酵中药的药效是普通水提法中药的4～28倍。（4）目前很多中药不能进入国际市场的主要原因之一是重金属超标，而发酵中药所含的重金属不会产生毒性，如朱砂不会释放出水银（汞），（5）发酵法既环保又可“废物”再用，通常中药提取有效成分后药渣弃掉，污染环境。发酵法经过反复发酵，约95％被利用，中药渣（即纤维）经过纤维素酶的水解及多酶体的裂解代谢，大部分变成单糖（葡萄糖），可被机体利用，未被利用的纤维素可润肠通便，起到肠道清道夫的作用，有的便秘患者服用了发酵中药后意外地解决了便秘的问题[5]。
2.6中药发酵技术中的关键技术
目前中药发酵技术无论在基础理论方面还是在方法上的研究仍处于起步阶段，对单味药材发酵和传统复方发酵开发得都很少，故少有投入生产的发酵新药。同时中药发酵技术也面临一些问题，如中医药自身体系的模糊性、中药成分的复杂性、中药发酵机理的不明确性、微生物生长特性的多样性以及在中药发酵过程中如何贯彻中医理论的指导等。因此，对中药发酵关键技术的正确把握关系到其发展方向和前景，笔者认为，今后以下几方面的工作有待深入研究。
2.5.1中药发酵机理：目前微生物发酵中药的机理已有一些基础和推断，但由于中药化学成分的复杂性和作用机理的不明确性，中药的有效成分、一些非有效成分及特殊的基质环境与微生物的相互作用尚有待研究；针对具体的中药及复方，明确其发酵作用机理，揭示发酵中药的科学内涵，其发酵体系的特点和作用机理仍待进一步研究。
2.5.2 中药发酵共性技术：加强对单味中药、中药提取物、中药复方发酵技术、微生物培养的系统研究，并进行成分的分离、鉴定和相关药理试验，明确微生物的性质以及变化过程，建立起统一的能应用于大多数中药发酵的通用方法与共性技术体系，为实现发酵中药的现代化、科学化、国际化提供新的途径和方法。
2.5.3 优良菌种选育技术：菌种的选育是中药发酵的关键和基础。因此，应该加大发酵菌种的选育和评价工作，使更多优良的菌种能够最大限度作用于中药，从而为更多有价值的发酵中药产品的研制奠定基础。
2.5.4 现代复合微生物发酵技术：多菌种发酵较单一菌种发酵具有更强的生物转化能力，但也是发酵研究的难点。传统中药发酵多是自然界混合菌种天然发酵的结果，因那时人们并不知道微生物和发酵的关系，从而很难人为控制发酵过程。如何应用现代微生物工程的相关技术，进行中药多菌种发酵，提高发酵生产的可控性、稳定性，提高发酵中药的有效性和安全性，是进行现代发酵中药研究的又一关键技术。
2.5.5 发酵中药筛选模型和多维评价体系：中药具有品种多样性、化学成分复杂性、药效作用多向性的特点，中药复方具有整体性、系统性、复杂性、非加和性等特点。因此，中药及其复方在发酵过程中如何遵循中医药理论的指导，进行发酵后选用何种评价指标和评价模型，建立发酵中药筛选模型和多维评价体系，是发酵中药研究的又一技术难点[7]。
3微生物在组培中药材次生代谢产物的形成中的应用
用组织培养方法来生产中药的有效成分是解决中药资源紧张的重要手段，是中药现代化的重要内容之一。在组织培养中用发根农杆菌诱导组培物产生发状根(hairy root)，由发状根形成次生代谢产物已成为利用中药组织培养物产生次生代谢产物的常用方法。到目前为止已建立了80多种植物的发状根无性系，其中不少是药用植物。Yosh ikawa等的研究表明，人参的发状根在无外源激素的条件进行培养，人参皂苷，可达干质量的0.95%，而天然栽培根仅为0.4%，因此人参发状根完全有可能代替天然人参作药用。黄遵锡从短叶红豆杉诱导出发状根，选育出的5株无性系20 d后生物量增加9倍，紫杉醇的量是愈伤组织的1.3～8.0倍。
在植物与微生物的相互作用中，真菌能诱导植物中特定次生产物的积累，使植物产生对这些病原微生物的抗性。丹参是一种重要的药用植物，利用丹参毛状根和丹参转化细胞生产丹参酮等次生代谢物成为研究的热点。大丽轮枝菌.激发子V44和酵母提取物分别诱导丹参毛状根和丹参转化细胞后，过氧化物酶活力显著提高，且有利于次生代谢产物的积累[1]。
药用植物内生真菌在中药栽培和中药新资源开发方面的应用
内生菌(endophyte)主要指在其生活史的某一阶段存在于健康植物的组织中、不形成明显侵染的一类微生物。内生菌可以促进宿主的生长、发育，增强对不良环境的抵抗力，甚至会促进宿主植物某些代谢产物的形成。深入研究中药内生菌，对研究中药的活性成分和栽培可能具有重要作用。内生真菌与宿主植物某些活性成分的形成有密切关系，对于不同地方的相同物种来说，其内生真菌类群是不同的，这可能是形成中药道地性的原因之一。
开唇兰小菇、石斛小菇、兰小菇等3 种小菇属内生真菌对兰科濒危药用植物铁皮石斛、金线莲的生长有促进作用。接种3 种内生真菌后，铁皮石斛苗的生长量高于对照3～5倍，石斛小菇、兰小菇对铁皮石斛原球茎增殖也有明显促进作用；接种3种真菌的金线莲苗，侧芽及侧根数均显著高于对照。在植物试管苗培养基中分别加入20%真菌菌丝及10 mg/L发酵液的醋酸乙酯提取物，结果发现3种菌的菌丝体及兰小菇的醋酸乙酯提取物能显著提高铁皮石斛原球茎的增殖率；石斛小菇的菌丝体对金线莲的生长和侧芽增殖有显著促进作用；开唇兰小菇和兰小菇的醋酸乙酯提取物分别对金线莲侧芽发生数及生长有显著促进作用，说明3 种内生真菌对铁皮斛、金线莲的促生长作用与菌丝内及分泌到菌丝外的代谢产物有关。
菌根是植物和真菌的共生体，是植物普遍存在的现象，菌根菌能促进菌根植物吸收矿质营养和水分，通过刺激或增加寄主植物产生次生代谢物，如抗生素、植保素、酚类化合物、苯丙烷类代谢酶系、木质素、过氧化物酶、水解酶等，提高寄主植物的抗病和抗逆能力。用VA菌根真菌Glomusm osseae 接种韭菜进行试验, 结果接种株比未接种株的株高、鲜质量、干质量、叶绿素质量分数都增加，抗冻性增强。但在中药栽培研究中应用菌根技术尚未引起人们足够的重视，报道的文献比较少[1]。
展望
我国有悠久的重要使用史，微生物应用于中药业有悠久的历史，中药炮制采用微生物发酵法具有一般方法所无法比拟的优势，可以为开发新药、提高药物疗效、降低药物毒副作用的研究提供新的手段，为中药的发展开辟新的研究空间。进行中药发酵研究也具有成熟的现实条件，应当成为我国中药现代化研究的内容之一，从而更好的为人类服务。发酵中药所包含的成分极其复杂，对其成分分离纯化有较大的难度，今后应加强纯化条件的研究，并科学地优化，提高纯化水平。同时，应加强新剂型的研究开发，针对不同的适应症开发出相适应的剂型。
发酵中药是现代生物技术和中药研究的完美结合，必将为中药新药研究开发开辟新的道路，拓展更广阔的发展空间，并在中药新药研究开发中占有越来越重要的地位。发酵中药还有利于推进中药现代化和国际化进程，提高我国中药行业的国际竞争力，为中药走向世界、造福全人类做出新的贡献。

参考文献
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赵雯玮, 陈祥贵, 李鑫. 微生物发酵在中药研究中的应用[J]. 生命科学仪器,2008,6(10): 3~5
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秦琴. 发酵在中药研究中的应用概况. 中国西部科技,2010,2(21): 43~44
阮晓东, 张惠文, 蔡颖慧, 王艺纯, 孙冬雪, 黄 婷. 微生物在中药生物转化中的应用[J]. 中草药,2009,40(1):149~152
傅超美, 冷静. 中药发酵的概况与关键技术[J]. 药学专论,2008,17(15): 1~2

H. 微生物目前在哪些领域仍然没有应用到或者说微生物不能应用于哪些领域

我不清楚你问的啥意思,有很多领域没有用到,如社会学,经济学等,如果是自然科学领域也有很多没有用到,如航天、信息等领域都没用到.

I. 哪些领域有微生物，他们各有什么利弊

有益微生物群在各领域的通常用法

一、一般方法

1．制作稀释液
一是用有益微生物群及红糖各1 份（红糖先用热水溶化）加需要倍数的水，现加现用，例如加水500 倍即为500 倍稀释液。
二是用有益微生物群及红糖各1 份（红糖先用热水溶化），加水（ 5份、10份均可）混匀后装入能密闭的容器（不能用装过农药的），密闭存放24 小时即成,用时根据有益微生物群含量确定稀释倍率加水使用，活性更好。此稀释液又称发酵液或活化液,最佳使用期为一个月。

2．制作发酵料
以制作发酵饲料为例：
根据本地习惯取用饲料 。使用有益微生物群的比例为 ：1（有益微生物群）：1（红糖）：500-1000(饲料)：30-35％井水（根据饲料干湿度增减水量）。发酵1000斤饲料，用有益微生物群和红糖各1斤，（或2斤）加300-350 斤水。先溶化红糖，倒入有益微生物群，加水混匀后再与饲料混合拌匀成粉末状，湿度以手捏成团不滴水，一触即散为宜。然后装入容器（桶、缸或厚塑料袋），压实密闭，放在常温、防鼠的地方厌氧发酵，根据季节经4 －10天，发出略带酸甜的浓郁酒曲香味，表明发酵成功。若只酸不香，没有酒曲香味，应查明原因继续发酵。发酵失败的饲料可晒干后重新发酵（稍加大有益微生物群用量）。发酵饲料要做到密封不漏气 ；水分适当，多了易酸 ，少了发酵太慢；搅拌要均匀，粉碎团块（天冷可暂不封口 ，待温度达到40 度左右时封口，发酵更快）。
若饲料用量大，可做成部分发酵料加入当日饲料中饲喂 ，方法是加大有益微生物群与红糖投入的比例，例如用有益微生物群与红糖各1斤 ，发酵100 斤饲料，发酵方法同上 ，该100 斤发酵料可掺入900斤饲料中饲喂畜禽。发酵料摊开晾干后密完备存放可保质6个月 ，否则一周内用完。
发酵材料注意选用与使用目的相适应的材料与比例。发酵饲料应以糠、麸为主，若制作用于肥料、处理垃圾、畜禽栏舍垫料等用途的发酵料，发酵材料可利用秸秆粉、锯木屑等有机材料按上述比例与方法发酵。

3．直接拌料
按材料量的百分之一拌入有益微生物群直接使用，可现拌现用，最好不要超过二百分之一 ，即 200斤料加1 斤有益微生物群 ，同时加入等量红糖（溶化），此法简单方便，用户可根据实际情况灵活使用。

4．制作防虫液
将有益微生物群、红糖、烧酒（30°以上）、醋、水按1∶1∶1∶1∶10的比例备料。
将红塘用热水溶化后加入清水（总水量为红塘的十倍）混合后，倒入与红塘等量的有益微生物群搅匀、装进塑料容器盖紧，放置2-3天，会产生气体，开盖放气后加入与有益微生物群等量的醋与酒，搅匀盖紧，再发酵两周左右，其间，因产生气体容器鼓起时，要及时松动盖子放气并立即盖紧，到气体不在产生，能闻到酸甜酯香味时，表明发酵成功。保持置密闭阴凉干燥处通常可保存6个月。
有益微生物群防虫液能增强植物新陈代谢，强化叶片保护膜的角质层，防止病原菌进入，它的酯成分在草食害虫体内不分解，产生生理障害致死，对线虫等多种害虫有显著效果，但应及早使用，虫害大面积发生时用效果甚微。
使用时的标准稀释倍数为1000-500，雾状喷施，叶片的正反两面都喷到。

5．直接灌服
有病畜禽可根据病情掌握用量直接灌服。

J. 当前微生物最重要的领域

食品微生物：利用微生物制作食品、饮料和酒类, 蘑菇、食用菌、药用菌；
有益微生物：利用微生物生产许多种抗生素等药品，产黄青霉、曲霉、
环境微生物：参加自然界的物质循环。利用微生物处理污水净化环境以微生物作为科研材料进行基因工程等
杀虫微生物：真菌（绿僵菌、白僵菌）；细菌（苏云金芽孢杆菌，Bt）；
抑菌微生物：枯草芽孢杆菌、放线菌、真菌