Research Field
1.體積小、比表面積大
微生物的大小以μm計,但比表面積(表面積/體積)大,必然有一個巨大的營養吸收,代謝廢物排泄和環境信息接受面。這一特點也是微生物與一切大型生物相區別的關鍵所在。
舉例:乳酸桿菌:120,000;雞蛋:1.5;人(200磅):0.3
2.吸收多、轉化快
這一特性為高速生長繁殖和產生大量代謝物提供了充分的物質基礎。
舉例:3克地鼠每天消耗與體重等重的糧食;1克閃綠蜂鳥每天消耗兩倍于體重的糧食;大腸桿菌每小時消耗2000倍于體重的糖;發酵乳糖的細菌在1小時內就可以分解相當于其自身重量1,000~10,000倍的乳糖,產生乳酸;1公斤酵母菌體,在一天內可發酵幾千公斤的糖,生成酒精
3.生長旺、繁殖快
極高生長繁殖速度,如E.coli20-30分鐘分裂一次,若不停分裂,48小時2.2×10^43菌數增加,營養消耗,代謝積累,限制生長速度。這一特性可在短時間內把大量基質轉化為有用產品,縮短科研周期。也有不利一面,如疾病、糧食霉變。舉例:Escherichiacoli(大腸桿菌)在最適的生長條件下,每12.5~20分鐘細胞就能分裂一次;在液體培養基中,細菌細胞的濃度一般為108~109個/ml;谷氨酸短桿菌:搖瓶種子→50噸發酵罐:52小時內細胞數目可增加32億倍。利用微生物的這一特性就可以實現發酵工業的短周期、高效率生產。例如生產鮮酵母時,幾乎12小時就可以收獲一次,每年可以收獲數百次。