Leitfaden für die Vorlesung Mikrobiologie und ... - Gudrun Nagl

FH-MIKROBIOLOGIE UND HYGIENE DR. NAGL
1.1 Mikroorganismen im Dienste des Menschen
Der Unbefangene erkennt die praktische Bedeutung der Mikroorganismen zunächst an den
Schäden, die sie bei Mensch, Tier und Pflanze verursachen. Mit diesen krankheitserregenden
oder pathogenen Mikroorganismen und ihren speziellen Eigenschaften beschäftigen sich die
humanmedizinische und veterinärmedizinische Mikrobiologie sowie die Phytopathologie.
Obwohl Mikroorganismen noch in anderen Bereichen der Natur und in der Industrie als
Schädlinge auftreten, überwiegt ihre Rolle als Nützlinge bei weitem. Mikroorganismen
haben sich seit langem einen festen Platz im Haushalt und in der Industrie erobert; ihre
Leistungen als "Nutzpflanzen" sind nicht zu entbehren. Ihre Verwendung erstreckt sich von
der Veredelung landwirtschaftlicher Primärprodukte bis zur Katalyse diffiziler chemischer
Reaktionsschritte.
Klassische mikrobielle Verfahren. Am Beispiel der Bier- und Weinbereitung mittels Hefen,
der Brotbereitung und der Herstellung von Milchprodukten mit Hilfe von
Milchsäurebakterien sowie der Herstellung von Speiseessig durch Essigsäurebakterien wird
deutlich, daß Mikroorganismen zu den ältesten "Kulturpflanzen" zählen. In Japan und
Indonesien werden seit alters her Sojabohnen mit Hilfe von Schimmelpilzen, Hefen und
Milchsäurebakterien aufbereitet. Abgesehen von der Ethanolproduktion sind
Mikroorganismen in die industrielle Produktion reiner Verbindungen erst seit sechs
Jahrzehnten eingeschaltet worden. Bereits im ersten Weltkrieg wurde eine gesteuerte
Hefegärung zur Herstellung von Glycerin ausgenutzt. Die in der Nahrungsmittelindustrie in
großen Mengen benötigte Milchsäure und Citronensäure wird mit Hilfe von
Milchsäurebakterien bzw. durch den Schimmelpilz Aspergillus niger hergestellt. Aus billigen
kohlenhydratreichen Abfällen lassen sich durch Gärungen mit Clostridien und Bazillen
Aceton, Butanol, 2-Propanol, Butandiol und andere Grundchemikalien herstellen.
Antibiotikaproduktion. Eine neue Epoche der medizinischen Therapie und der
Heilmittelindustrie hat die Auffindung der Antibiotika eingeleitet. Der Entdeckung des
Penicillins und anderer Ausscheidungsprodukte von Pilzen, Actinomyceten und anderen
Bakterien verdankt die Menschheit nahezu unfehlbare Mittel zur Bekämpfung bakterieller
Infektionskrankheiten. Die Suche nach neuen Antibiotika ist noch immer erfolgreich.
Theoretisch erscheint auch die Bekämpfung von Viruskrankheiten und virusbedingten
Tumoren mit Hilfe von Antibiotika aussichtsreich.
Neue mikrobielle Verfahren. Die klassischen Gärungen werden durch neue mikrobielle
Produktionen und Umsetzungen ergänzt. Carotinoide und Steroide werden aus Pilzen
gewonnen. Seit der Entdeckung, daß Corynebacterium glutamicum aus Zucker und
Ammoniumsalz mit hoher Ausbeute Glutaminsäure produziert, sind Mutanten isoliert und
Verfahren entwickelt worden, nach denen sich viele Aminosäuren, Nucleotide und
Biochemikalien im großen Maßstab herstellen lassen. Mikroorganismen werden vom
Chemiker zur Katalyse von Teilprozessen in lange Syntheseketten eingeschaltet; mikrobielle
Umsetzungen übertreffen chemische an Spezifität und Ausbeute; Amylasen zur
Stärkehydrolyse, Proteinasen zur Lederbereitung, Pectinasen zur Fruchtsaftklärung und
andere industriell angewandte Enzyme werden aus Mikroorganismenkulturen gewonnen.
Monopolstellung der Mikroorganismen. Es ist hervorzuheben, daß einige in besonders
großen Mengen verfügbare Rohstoffe wie Erdöl, Erdgas oder Cellulose nur von
Mikroorganismen verwertet und entweder zu Zellmaterial (Biomasse) oder
Zwischenprodukten, die von den Zellen ausgeschieden werden, umgesetzt werden können.
01FH.DOC 4