生物工程的光芒: 首屈一指的超生游击队
微生物的繁殖速度简直令人咋舌。大多数微生物是以“分”来计算繁殖周期的。也就是说，每隔数十分钟，一个微生物就会变成两个；再过一个周期，两个就会变成四个。只要条件合适，微生物的数量就会不停地成倍成倍地增长。
大肠杆菌的繁殖周期大约是12～17分钟，就算20分钟吧，一个大肠杆菌一天就能繁殖72代。有人算过，如果这72代都活下来，数目就是4，722，366，482，869，645，213，696个。按每10亿个大肠杆菌重1毫克计算，这些大肠杆菌大约重4722吨。照这样推算下去，要不了两天，繁殖出来的大肠杆菌重量就会超过地球。
这样一说可能你会担心，明天早上醒来时地球上已经积了厚厚一层细菌，人类要没有立足之地了。请放心吧，这种事是不会发生的，因为有许多条件在约束着微生物的繁殖。在现实生活中，微生物的数量不会无限制地增长，而总是保持在相对稳定的水平上。但是，那种惊人的繁殖能力，微生物是确实具备的。如果人们在某个局部环境里能充分满足微生物所需的条件，这种繁殖能力就会得到充分的发挥。
微生物的特性还可以举出一些，但是，最突出的，与发酵工程关系最密切的，就数这三条了。
发酵工程生产蛋白质
蛋白质是构成人体组织的主要材料，每个人在一生中要吃下约1.6吨蛋白质。然而，蛋白质是地球上最为缺乏的食品，按全世界人口的实际需要来计算，每年缺少蛋白质的数量达3000～4000万吨。可见，发酵工程生产单细胞蛋白的意义，它对全人类，对全世界有着不可估量的作用。
60年代，英国率先实现了单细胞蛋白的工业化生产。此后，日本、美国、法国、前苏联、德国相继建立了生产单细胞蛋白的工厂。步入90年代，全世界单细胞蛋白的产量已经超过2000万吨，质量也有了重大突破，从主要用作饲料发展到走上人们的餐桌。
发生在欧洲的一项进展是颇为有趣的。那里的科学家发现了一种新的生产单细胞蛋白的细菌——一种极为能干的氢细菌。这种氢细菌只吃氢气和空气就能合成蛋白质，并排出纯净的水。不过，要获得廉价的氢气，只有用电来分解水才行。于是，科学家们就计划在阳光充沛的荒漠上建造新颖的太阳风电站，用太阳来生产电，然后制取氢气，通过发酵工程生产单细胞蛋白。
这样，“荒漠变良田”的美好愿望就有可能用一种崭新的方式来实现了。
在大米、玉米、小麦中添加少量赖氨酸，就能极大地提高营养价值，接近动物蛋白的水平。联合国粮农组织和世界卫生组织确认，用添加赖氨酸来强化植物蛋白的营养，是解决不发达国家人口膨胀、营养缺乏的最经济、最有效的手段。
令人高兴的是，发酵工程已经能大量生产赖氨酸了。
最早用发酵法生产赖氨酸是在60年代初。那时的原料是葡萄糖水，生产效率也很低下。随着发酵工程的飞速发展，科学家们不仅通过筛选找到了一种又一种高产的菌种，还通过物理、化学方法的诱导和基因工程的协助，造就了一种又一种性能优异的菌株，使得赖氨酸的产率大大提高，而且原料也改而使用价格低廉的化学工业品，如生产尼龙的一种副产品等。目前，国际市场上1千克赖氨酸的价格仅合人民币5元左右。而在1吨粮食里添加2～4千克赖氨酸，就相当于增产了100千克鸡蛋，或是50千克猪肉。换句话说，10元钱的赖氨酸，就等于是50千克猪肉。算算这笔帐，你能不赞叹发酵工程的神通广大吗？
今天的发酸工程已经能生产所有的20多种氨基酸，所以这一部分的发酵工程被称为“氨基酸工业”。这20多种氨基酸，有的被用作食品添加剂、调味品，有的是药品，有的则充任饲料添加剂，间接地为人类服务。
氨基酸工业的产品，早已进入了家家户户。你家里不是常使用味精吗，那就是一种。味精的学名叫谷氨酸钠，它的主要成分就是一种氨基酸——谷氨酸。在本世纪30、40年代，味精还是用小麦、大豆等粮食作原料，用盐酸水解法来生产的。每30吨小麦只能生产1吨味精。60年代开始用发酵法生产，原料改为淀粉、葡萄糖。后来又逐步改为使用醋酸，既节约了粮食，又降低了成本。80年代末全世界味精的产量已达到40万吨，光日本就要生产七八万吨。
全世界的氨基酸产量每年都稳定增长，幅度在10％左右。
除了有些氨基酸用作药品外，还有许多药品生产是发酵工程的“势力范围”，而且这一“势力范围”在逐年扩大。例如抗菌素，这个人们很熟悉的药品大家族，几乎无一不是发酵工程的产品。其他如比黄金还贵的干扰素，治糖尿病的特效药胰岛素等，也都一样。
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