《应用微生物学》求取 ⇩

第Ⅰ篇　概论1

第一章　应用微生物学之诞生1

第二章　微生物应用之展开3

第三章　最近应用微生物学之进步与发展5

第四章今後微生物研究之方向—世界粮食之不足与微生物之使命7

1．世界人口之增加与粮食之不足7

2．蛋白质之不足与微生物之使命7

第Ⅱ篇发酵原料论——发酵碳素源原料之变迁与有关今後微生物利用之展望10

第一章　绪言10

2．亚硫酸纸浆废液12

1．废糖蜜（Molasses）12

第二章 碳水化合物（Carbohydrates）及其处理方法12

3．其他13

4．淀粉质原料13

4.1 酸糖化法13

4.2 麴法14

4.3 Amylo　法14

4.4　Amylo麴折衷法15

5．菊糖（Inulin）原料17

6．纤维素原料17

6.1 纤维素之直接发酵19

6.3 Bergius法之糖化与其利用20

6.2 Scholler法之糖化与其利用20

6.4 Giordani法之糖化与其利用21

6.5　Madison法之糖化与其利用21

6.6 Peoria法之糖化与其利用22

第三章　石油及石油系碳氢化合物24

1．气态碳氢化合物（Gas hydrocarbon）26

2．液态碳氢化合物或称液态正－烷系烃化合物（Liguid hy-drocarbon，或称为Liquid n-alkane）27

2.1　正－烷系烃之代谢28

2.2　菌体蛋白质之生产29

2.3.2　离胺酸（Lysine）31

2.3.1　？胺酸（Glutamic acid）31

2.3　胺基酸之生产31

2.4　有机酸之生产32

2.5　维生素之生产32

2.5.1　类胡萝卜秦（Carotenoid）32

2.5.2　维生素B2（Riboflavin）33

2.5.3　维生素B6（Pyridoxine,Pyridoxal,Pyridox-amine）33

2.5.4　维生素B1233

2.5.5　生物素（Biotin）33

2.5.6　油脂之生产33

2.5.7　单醣类及多醣类之生产34

2.5.8　核酸关连物质之生产35

2.5.9　抗菌性物质之生产36

2.5.10 色素之生产36

2.5.11 酵素之生产36

3．固态碳氢化合物（Solid hydrocarbon）37

4．环状烷系烃（Cycloparaffin）38

5．芳香族碳氢化合物40

5.1　苯（Benzene）41

5.2 烷基苯（Alkyl-Benzene）41

5.2.1　侧链之氧化42

5.2.2　脱羧基反应与羟基化反应46

5.2.3　芳香族环之开裂49

5.3　多环芳香族化合物49

5.3.1　萘（Naphthalene）之氧化49

5.3.2　蒽（Anthracene）之氧化49

第四章　石油化学工业制品53

1．醇类（Alcohols）53

1.1 甲醇（Methanol）53

1.2 乙醇（Ethanol）54

1.3　其他之一价醇类55

1.4　乙烯二醇（Ethylene glycol）55

1.6　丁烯二醇（Butylene glycol）56

1.5　丙烯二醇（Propylene glycol）56

2．有机酸类57

2.1 ？酸（Acetic acid）57

2.2 脂肪酸类（Fatty acids）58

2.3 延胡索酸（Fumaric acid）及失水苹果酸（Maleic acid）58

2.4 其他之有机酸类58

3．其他之化合物60

3.1 含硫化合物之微生物氧化60

3.2　含氮化合物之微生物氧化60

1．微生物及其作用之发现62

第一章 微生物之生物学—微生物之多样性62

第Ⅲ篇　微生物之特性及其遗传、变异62

2．微生物之特徵67

3．微生物之多样性70

3.1生育於特殊环境之微生物70

3.1.1　温度70

3.1.2　盐浓度72

3.1.3　醣浓度73

3.1.4　氧气73

3.1.5　酸碱度（PH值）74

3.1.6　水压74

3.2 营养75

3.1.7 γ线（γ-ray）75

3.1.8　其他75

3.2.1　光合成独立营养微生物（Photoautotrophic microorganisms）76

3.2.2　光合成从属营养微生物（Photoheterotrophic microorganisms）76

3.2.3　化学合成独立营养微生物（Chemoautotrophic microorganisms）77

3.2.4　化学合成从属营养微生物（Chemoheterotrophic microorganisms）78

3.3　代谢（Metabolism）78

4．微生物之生化学反应86

4.1 氧化作用（Oxidation）86

4.2　还原作用（Reduction）95

4.3　脱羧基作用（Decarboxylation）99

4.4　脱胺基作用（Deamination）101

4.5　醣缩合作用（Glycosylation）102

4.6　水解作用（Hydrolysis）103

4.7　加甲基作用（Methylation）104

4.8　酯化作用（Esterification）104

4.9　脱水作用（Dehydration）105

4.10 不对称氧化还原作用（Asymmetric dismutation）105

4.11 缩合作用（Condensation）105

4.12 加胺基作用（Amination）106

3.13 加醯基作用（Acetylation）106

3.14 加醯胺基作用（Amidation）107

第二章　微生物之遗传108

1．微生物遗传学之基础108

1.1　微生物遗传之概念108

2．细胞分裂之型式108

2.1　有丝分裂（Mitosis）与无丝分裂（Amitotic divi-sion，或 Amitosis）108

2.2　减数分裂（Meiosis）111

2.2.1　第一减数分裂（First division）113

2.2.2　第二减数分裂（Second division）116

3．遗传基因、关连群、交叉及染色体图116

5．霉菌之Heterocaryosis和Parasexual life cycle119

4．遗传物质之化学性质及复制119

6．酵母菌呼吸系酵素缺损菌株之细胞质遗传121

7．细菌之接合及其遗传特徵123

第三章　微生物之变异125

1．应用微生物之菌株变异与菌种改良法125

2．诱导变异之方法和变异菌株之分离126

2.1 诱导变异之方法126

2.2　变异菌株之种类及其分离方法128

第Ⅳ篇　发酵论——微生物代谢生产物之利用130

第一章　有机酸发酵论130

1．前言130

2．与解醣系及三羧基酸代谢环（TCA cycle）有关之有机酸136

2.1乳酸发酵139

2.1.1　乳酸生产菌139

2.1.2　乳酸之生成机构141

2.1.3　乳酸生产法142

2.2　柠檬酸（又称枸橼酸，Citric acid）发酵144

2.2.1　柠檬酸生产菌147

2.2.2　柠檬酸生产菌之产酸机构（Mechanism）148

2.2.3　柠檬酸之生产法150

2.3 α－酮基戊二酸（α-Ketoglutaric acid）发酵153

2.4　琥珀酸（Succinic acid）发酵154

2.5　延胡索酸（Fumaric acid）发酵155

2.6 L－苹果酸（L-Malic acid）发酵157

2.7 亚甲基丁二酸（Itaconic acid）发酵157

2.8　丙酸（Propionic acid）发酵160

3．以直接氧化所产生之有机酸160

3.1　从糖和醇类所产生之有机酸160

3.1.1　醋酸（Acetic acid）发酵162

3.1.2　葡萄糖酸（Gluconic acid）发酵164

3.1.3 2－酮基葡萄糖酸（2-Ketogluconic acid）发酵167

3.1.4 5－酮基葡萄糖酸（5-Ketogluconic acid）发酵168

3.1.5 L－酒石酸（L-Tartaric acid）发酵169

3.1.6 麴酸（Kojic acid）发酵171

4．直链状碳氢化合物直接氧化所产生之有机酸172

4.1 碳氢化合物之初发氧化反应172

4.1.1 以脱氢酵素（Dehydrogenase）所催化之氧化反应174

4.1.2　以氧添加酵素（Oxygenase）所催化之氧化反应174

4.2　直链状碳氢化合物之氧化型式174

4.2.1　单末端氧化作用（Monoterminal oxidation）174

4.2.2　次末端氧化作用（Subterminal oxidation）174

4.2.3　双末端氧化作用（Diterminal oxidation）174

4.3 长链双羧基酸之生产175

5.1　单环芳香族碳氢化合物176

5．从芳香族碳氢化合物之有机酸生产176

5.1.1　茴香酸（Cumic acid）之生产177

5.1.2　甲基苯酸（Toluyl acid）之生产178

5.1.3　DHT（2,3-dihvdroxy-p-toluic acid）之生产178

5.1.4 α，α′-DMA（α，α′-dimethyl-cis,cis-muconic acid）之生产179

5.1.5　桂皮酸（Cinnamic acid，亦称β－苯基丙烯酸）之生产180

5.2　多环芳香族碳氢化合物180

5.2.1　羟基苯甲酸（Salicylic acid）之生产180

第二章　胺基酸发酵论183

1．前言183

2.1 代谢之变动性与发酵转换（变）185

2．胺基酸发酵成立之要素与代谢控制185

2.2　以利用人工变异菌株之代谢控制186

2.3　细胞膜透过性之控制193

3．？胺酸发酵（Glutamic acid fermentation）194

3.1　生育因子之影响194

3.2　细胞膜透过性之控制196

3.3　发酵原料之转变199

4．离胺酸发酵（Lysine fermentation）202

4.1　生育因子之控制202

5．Homoserine及Threonine之发酵205

4.2 代谢阻害（抑制）构造类似化合物抵抗性菌株之培养205

6．结语206

第三章　酵素发酵论208

1．前言208

2．以酵素来源之微生物选择209

3．微生物之培养与酵素之生产214

4．微生物酵素之分离与精制216

5．微生物酵素之种特异性与多样性224

6．主要之微生物酵素228

7．结语230

2．Aminoglycosidic antibiotics232

1．前言232

第四章　抗生素发酵论—以最近之研究为中心加以论述232

3．Macrolide antibiotics234

4．Polyene macrolide antibiotics237

5．其他之macrolide antibiotics237

5.1 Ansamycin antibiotics237

5.2 Cytochalasins237

6．Polyetherin antibiotics238

7.2 Ring peptides antibiotics240

7.3 Epi-polythiadiketopiperadine antibiotics240

7.1 Amino acid analogs与Straight chain peptides240

7．Peptide antibiotics240

8．Polycyclic antibiotics242

8.1 Terpenoid及Steroid antibiotics242

8.2 Tetracycline antibiotics242

8.3　其他242

9．其他之抗生素242

10．结语244

第五章 维生素（辅酵素）发酵论—维生素及辅酵素246

1．前言246

2．维生素B2,FMN,FAD之生产248

3．维生素B6之生产250

4．维生素B12之生产252

6．辅酵素A（CoA）及其关连物质之生产256

5．菸碱醯胺（Niacinamide）及菸碱醯胺腺嘌呤二核苷酸（NAD,Niacinamide adenine dinucleotide）之生产256

7．维生素C（Vitamine C,Ascorbic Acid）之生产258

8．生物素（Biotin）之生产260

9．类胡萝卜素（Carotenoids）之生产262

10．麦角固醇（Ergosterol,Provitamin D）之生产263

11．生育固醇（Tocopherol，维生素E或Vitamin E）之生产265

12．维生素K（Vitamin K）之生产265

13．Ubiquinone（Coenzyme Q）之生产266

14．其他之维生素267

1．前言269

第六章 核酸关连化合物之生产—核苷与核苷酸之生产269

2．核苷（Nucleoside）及核苷酸（Nucleotide）之领域270

2.1　核酸之构成成分270

2.2　辅酵素及活性核苷酸（Coenzymes and Activenucleotide）271

2.3　核苷型抗生（素）物质（Nucleoside antibiotics）274

2.4　Oligo与Polynucleotides274

3．呈味性核苷酸开发之经过275

4．以酵素分解RNA制造5′－核苷酸（5′-nucleotide）277

4.1 RNA之制造277

4.2.2　青霉菌之5′-former型核酸分解酵素278

4.2　核酸分解酵素278

4.2.1 5′-former型核酸分解酵素之探讨278

4.3 RNA之酵素分解和5′-nucleotide之分离279

5．以酵素分解RNA制造其他之核苷（Nucleoside）与核苷酸（Nucleotide）280

6．嘌呤核苷（Purine nucleosides）与嘌呤核苷酸（Purinenucleotides）之发酵生产280

6.1 嘌呤核苷酸（Purine-nucleotides）合成路径之研究经过281

6.1.1　以枯草菌（Bacillus subtilis）adenine要求变异菌株蓄积Hypoxanthine,Inosine,5′-IMP之研究282

6.1.2　使5′－核苷酸（5′-nucleotide）之分解活性微弱化以增加IMP之蓄积量283

6.1.3　以高温培养而使5′-IMP之蓄积量增加283

6.1.4　Xanthosine之蓄积283

6.1.7　将Hypoxanthine系化合物向guanine系化合物之转换284

6.1.8　嘌呤核苷（Purine nucleoside）与嘌呤核苷酸（Purine nucleotide）发酵生产之综合检讨284

6.1.5 5′-XMP之培养284

6.1.6 S-AMP,S-Adenosine,S-Adenine之蓄积284

6.2　味之素研究组（Ajinomoto group）所促成之嘌呤核苷（Purine nucleoside）发酵之工业化285

6.3　协和发酵研究组（Kyowahakko group）所促成之嘌呤核苷酸（Purine nucleotide）发酵之工业化286

7．嘧啶核苷（Pyrimidine nucleoside）及嘧啶核苷酸（Py-rimidine nucleotide）之发酵生产286

8．非天然型核苷及核苷酸之Salvage合成287

9．其他之核苷及核苷酸关连物质287

10．结语289

一、微生物菌体之利用290

1．前言290

第七章　菌体利用论：微生物菌体之利用及石油蛋白（即单细胞蛋白，Single cell protein，简称SCP）之开发及其展望290

2．供食、饲料之菌体利用293

2.1　酵母菌293

2.2　微细藻类297

2.3　细菌299

2.4　霉菌300

3．生菌体之利用300

3.1 面包酵母300

3.2　微生物肥料301

3.3　微生物农药302

二、石油蛋白（即单细胞蛋白）开发之途径及展望303

1．前言303

2．菌体生产菌305

2.1 生产性307

2.2　增殖速度308

3．生产上之各种问题309

3.1 从碳氢化合物（液态n-paraffin）之菌体生产309

3.1.1　碳氢化合物之乳化分散与有关微生物摄取碳氢化合物进入菌体内之机构（Mechanism）之问题310

3.1.2　氧气之供应与发酵热之问题312

3.2 从甲烷（Methane）及甲醇（Methanol）之菌体生产314

3.2.1　从甲烷（Methane）之菌体生产315

3.2.2　从甲醇（Methanol）之菌体生产316

第Ⅴ篇　微生物生理机能之利用318

第一章固醇类（Steroids）之化学变换318

1．前言318

2．关於微生物之实验法320

2.1 关於微生物之获得及保存320

2.2　固醇类之变换法320

3．固醇类（Steroid）之化学变换321

3.1.1　羟基化反应322

3.1 羟基化反应与环氧化反应322

3.1.2　羟基化反应之利用326

3.1.3　环氧化反应327

3.1.4　羟基化反应之机构（mechanism）328

3.2 脱氢反应（Dehydrogenation）329

3.2.1 1,2脱氢反应及其利用329

3.2.2 1,2脱氢反应之机构（mechanism）331

3.3　侧链切断反应332

3.3.1　侧链切断反应之利用333

3.4　光学分割（分离）337

2．特定微生物之利用341

2.1 空中氮素固定微生物之利用341

第二章 固氮作用—在农业方面之利用341

1．前言341

2.2　氮素固定以外与农业有关之微生物349

3．形成集团之土壤微生物与土壤间之关系350

3.1 存在於自然界之土壤微生物所扮演之角色及其生理特性与机能350

3.2　氮素肥料型态之变化351

3.3　管理土壤水分对於土壤之影响352

3.4　土壤与农药之间的关系353

3.5　各种有机物之处理及利用355

4．结语357

1．前言358

第三章　废水处理—利用於公害之去除358

2．微生物处理法之种类359

2.1　活性污泥法（Activated sluge method）359

2.2　散水滤床法360

2.3　氧化池法362

2.4　甲烷发酵法363

2.5　嫌气性池法364

2.6　生物处理法之选定364

3．工厂废水处理和微生物365

3.1 活性污泥366

3.1.1　驯养微生物之方法366

3.1.2　污泥之驯养效果368

3.2　活性污泥中之微生物371

3.3　活性污泥之性质374

3.3.1　活性污泥之外观374

3.3.2　活性污泥之活性374

3.3.3　显微镜观下活性污泥之状态375

3.4　活性污泥之沉降性377

4．生物处理法之效果379

5．结语382

第四章　选矿—关於矿业方面之利用384

1．前言384

2．以微生物之矿石湿式提炼法385

2.1 铜之细菌溶矿（Bacterial leaching）回收法386

2.1.1　矿坑内水之细菌种类及其特性386

2.1.2　金属矿物之细菌溶矿作用（Bacterial leaching）之理论387

2.1.3　细菌溶矿作用（Bacterial leaching）之各种条件390

2.2 以细菌溶矿作用（Bacterial leaching）所处理之铀元素（Uranium）之回收392

2.3 能成为细菌溶矿作用（Bacterial leaching）对象之金属类394

3．石油品质之改变395

3.1 去除粗柴油（Gas oil）中之石蜡（n-paraffin）之石油品质改变395

3.2　利用微生物之石油脱硫作用396

4．利用微生物之油田探矿397

索引399