为了满足肥胖症、肝肾疾患以及糖尿病人低糖食品要求，微生物发酵生产的新型强力甜味剂在迅速发展，它们甜度高、低热卡，代替砂糖有广阔市场。如天冬精（门冬酰苯丙氨酸甲酯）甜味是砂糖的2400倍，糖精的12倍；氯化砂糖甜味是砂糖的600倍，安全无毒，都可用酶法或发酵法生产，国外已有商品问市。此外，还研制开发了许多代替砂糖的低热卡甜味剂（如山梨糖醇、木糖醇、赤藓糖等），它们在食品、药品、化妆品、化学工业中有广泛用途。目前，这些低热卡甜味剂采用高温、高压、氢化工艺生产，据报道国内外均已找到一些酵母菌，可在常温、常压、正常通气条件下获得。某些植物含有天然蛋白质甜味剂，若将甜味剂基因从植物转移到微生物，就可发酵大量生产。采用基因工程方法，国外已构建成生产天然蛋白甜味剂Thaumatine的菌株，其甜度是砂糖的3000，倍，其他甜味剂有关基因工程研究正在积极进行。
（4）饮料酒类我国一直沿用混合菌株传统酿造发酵技术（霉菌、酵母菌、细菌多菌株自然接种混合发酵），产品具有特殊香型风味——酒香、酱香、醋香，闻名全球。近年来已分离出己酸菌和甲烷菌，并发现它们在酿酒香型风味中的作用。例如，已构建出“人工老窖”，酿造出近似沪香酒的名酒，为提高产品产量和成品味感上，开创了新局面。利用生物工程技术改革旧工艺，也已取得明显效果。国外采用真空发酵和减压蒸馏技术，酒精生产能力提高三四十倍。令人感兴趣的是，在生物反应器中把酵母吸附于不动载体上，缓缓流入麦芽汁，源源不断酿造出啤酒，发酵时间缩短到1天，甚至90分钟。生物反应器中的酵母菌连续发酵3个月活力不降低，为制造“生物啤酒”，开创了新途径。
（5）其他食品添加剂微生物发酵生产的柠檬酸、乳酸、苹果酸等多种有机酸，是饮料中不可缺少的酸味剂。近年米，国内外又发现一种不饱和脂肪酸——γ-亚麻酸，具有防癌、防病毒感染、防皮肤老化等功效，是理想的保健品、化妆品添加剂。γ-亚麻酸过去从月见草（俗名夜来香）种子榨取，现可由毛霉等真菌发酵生产，成本降低，价格由325美元/公斤降至6.5美元/公斤。另外，为了保障人类健康，免受致癌物等伤害，发酵法生产的天然色素、天然新型香味剂，正在逐步取代人工合成的色素和香精，这也是现今食品添加剂研究的一个方向。
3.能源工业
能源紧张，是当今世界各国都面临的一大难题，石油危机之后，人们更加认识到地球上的石油、煤碳、天然气等石化燃料终将枯竭，而有些微生物则能开发再生性能源和新能源。
微生物与能源工业（1）“绿色能源”的再生太阳能是重要的能量来源，但我们对太阳能的利用是微乎其微的。地球上贮存太阳能的只有绿色植物和光合微生物，但它们贮存的能量也只是照射到地球上的太阳能量的0.05％。若这些能量全部利用，相当于现在世界能源消耗量的10倍，能源紧张问题也就大大缓解了。目前我们把绿色植物的秸杆直接当作燃料使用，实际上是把绝大部分能量白白浪费掉了。通过微生物发酵或固相化细胞或酶的技术，可将绿色植物秸杆、木屑、工农业生产中的纤维素、半纤维素、木质素等废弃物转化为液体和气体燃料（酒精和沼气）。巴西等国已成功地把酒精（又称绿色汽油）作为汽车燃料，许多国家也已建立了各种沼气发酵厂，提供工农业的能源。但是，目前还不能由一种酵母菌把纤维质原料直接发酵成酒精（酵母菌只能由糖发酵成酒精），需经过复杂的预处理和多种霉菌活动。这样由纤维质原料酿造酒精的成本就昂贵了。近年来，不仅选育出了降解纤维素、半纤维素、木糖（纤维素主要成分，占生物质量的20％～30％）为单糖的霉菌，而且还构建了含纤维素酶、木糖异构酶基因的“工程菌”（酵母菌），估计由酵母菌将纤维素一步发酵制取酒精的日子为期不远了。
（2）采油微生物运用以往采油技术，油层经一二次采油后，仍有50％残留在岩石空隙间的深层粘滞性原油难以开采。向油层注入细菌或其产物（生物聚合物、表面活性剂等），可以加大油层压力，降低原油粘度，从“枯竭”的油田中再多采油20％～30％，使石油“死井”再度生辉。现各国均在大规模现场试验，已取得满意结果。
（3）产氢微生物氢燃烧后除产生大量能量外，产物就是水，所以它是最理想、最清洁的一种新能源。目前石油和化工工业所用的氢气，是从石油热裂解制取的，能耗大，并产生大量CO2。生物产氢极有发展前途。目前攻关的重点，是大量培养藻类光合作用放氢和大量培养光合细菌产氢。有些海洋光合细菌（如红假单胞菌等）产氢率比其他类型的微生物都高，每克菌体每小时最大获得260毫升氢气，而且还能利用玉米、马铃薯、木薯直接发酵放氢，甚至能将制糖厂、造纸厂、乳品厂废液直接发酵放氢。国外已有从“藻类农场”获取氢能和自光合细菌工厂每天生产10吨液态氢气的报道，也有将液态氢气作为飞机燃料试用飞行的记录。实验室中采用固定化光合微生物产氢已经成功。
（4）产石油微生物从化石研究中发现一种丛粒藻在石油矿藏形成过程中起过巨大作用，于是人们设想用藻类制取石油。目前通过藻类和细菌将CO2转变为石油的研究，已出现可喜的苗头。培养单胞藻或绿藻而获得的石油，可占细胞干重的35％～50％（石油积蓄在细胞间隙，理论值应为70％～80％），合成的油与重油相同，加工后可转变为汽油、煤油和其他产品。有的国家已建立培植单胞藻的农场，每年每公顷地培植的单胞藻按35％干物质为碳氢化合物（石油）计算，可得60吨石油燃料。此项技术应用，还可消除因石油排放CO2造成的温室效应。据统计，仅日本每年石油排放的CO2就有5亿吨，若让单胞藻全部吸收CO2，就能获得2亿千升汽油，相当于日本一年石油的进口量。除单胞藻、绿藻生产石油燃料外，最近报道从地下盐水层中分离出两种细菌（全红色的红色细菌和透明状晶状细菌），它们能吸收CO2，并将其转变成液态碳氢化合物（石油），有可能用于细菌合成石油的开发。（5）微生物电池利用微生物的代谢产物（氢气、甲酸或氨等）作为电极活性物质，通过阳极、阴极电子流动从而获取电能的装置，叫做微生物电池。其中日本科学家设计的生化燃料电池最为理想。他们把氢气产生菌（丁基梭菌）固定在阳极，阴极为炭极（由蚁酸氧化空气中的氧），这样就构成了氢-氧（空气）型微生物电池。既能处理糖蜜发酵酒精的废液，又能产生电流，提供能源。美国科学家利用细菌发酵100摩椰子汁产生的甲酸为活性物质，做成的微生物电池可使半导体收音机连续播收50多个小时。美国宇航局用一种芽孢杆菌处理宇航员排泄的尿，使尿酸分解成尿素，再经尿素酶作用分解成氨和CO2，氨在阳极产生电极反应，生成电流。据报道以氨为活性物质制成的微生物电池，若每位宇航员每天排尿22克计算，可获47瓦特电能。将来必定有一天微生物电池会为人类提供能量、带动马达飞转。
4.化学工业
传统的化工生产需要耐热、耐压和耐腐蚀的材料，而微生物技术的发展，不仅可制造其他方法难以生产或价值高的稀有产品，而且有可能改革化学工业面貌，创建省能源，少污染的新工艺。有人估计到2000年将有50％的化工产品，可由微生物发酵生产。
（1）生物塑料目前已有近4万种合成塑料制品，旧塑料因不能被生物降解，而造成公害。例如，残留田间破碎的农用塑料薄膜，它们形成了阻隔层，影响通风透气，阻碍根系发育和对营养和水分的吸收，可使农业减产10％～50％。有的国家甚至规定自1992年起禁止使用塑料薄膜。可见研制可降解性生物塑料，已是迫在眉睫的任务。微生物工程为解决这一难题提供了途径。
科学家经过选育和基因重组构建了“工程菌”，已获得积累聚酯塑料占菌体重量70％～80％的菌株。目前已建厂并有商品问市的主要生物塑料是聚羟基丁酸酯（简称PHB，商品名Biopol）和合成生物降解塑料（商品名BioD）。
对人畜无害的PHB，主要由真养产碱杆菌利用碳水化合物、CO2、H2发酵产生；也可由“工程菌”（甲基养嗜甲基菌）发酵甲醇产生。这种塑料制品埋在土中6周可完全降解，而普通塑料制品竟需200～300年。BioD是由聚乙烯、氧化剂、催化剂和6％淀粉配制而成的。设计者的巧妙之处在于：废弃塑料埋入土壤后，微生物首先将淀粉颗粒组分分解，将塑料裂解成碎片碎屑，最终分解为无毒的CO2和水，完全降解需2～3年。据估计，生物塑料全世界年消耗量到1995年将达1亿吨。近年来，人们运用基因工程手段，已研制出性能更佳的生物塑料。例如，将真养产碱杆菌合成PHB基因克隆到大肠杆菌后，不仅合成的PHB产量增加，而且可以制成强度更大的塑料薄膜和更硬的挤压型塑料。为了简化提取工艺，增加产品收率，美、澳科学家正在协作，将真养产碱杆菌PHB基因与促使细菌破裂的“爆炸基因”（实际是专门裂解细菌的噬菌体基因）同时插入大肠杆菌基因组。构建的“工程菌”发酵产生PHB后，不需再经繁琐的提取工艺，只要稍微加热对“爆炸基因”激活一下，PHB就可源源不断自菌体流出。用此法生产合成纤维也大有希望。现在，我们可以毫不夸张地说：凡使用化学塑料的地方，都可用生物降解塑料替代；无论是坚硬的大件塑料制品，还是弹性强的纺织用品、电子器件中的压电材料，或是外科手术中伤口缝合线、固定损伤的骨骼等，微生物制成的生物塑料都可代替。
（2）化工原料微生物发酵生产的化工原料除乙醇、丙酮、丁醇等传统产品外，现今又发展了很多。例如，常规化学合成法制造尼龙、香料的原料癸二酸和石油开采上使用的絮凝剂原料丙烯酰胺，由石油发酵获取的化工产品粘康酸（是昂贵的电子材料）、衣康酸（是合成树脂、纤维、塑料、橡胶等制品的重要原料）、长链二羧酸（是制造耐寒增塑剂、工程塑料、树脂、尼龙的重要原料），由碳水化合物发酵获取的2.3-丁二醇（是合成橡胶原料）等，均已在生产中应用。
目前由化学合成法制造的乙烯，是合成化纤、纯涤纶的聚酯纤维原料，大有代替棉花之势。引起人们兴趣的是已发现某些微生物有合成乙烯的能力。有的国家还以乙烯或丙烯为原料，通过固相酶的技术，把乙烯氧化成环氧乙烷，丙烯氧化成环氧丙烷，再由它们制造的确良、双氧树脂、合成洗涤剂。据统计，用这种方法生产的投资额将是化学合成法的一半，无疑它对企业家具有巨大的吸引力。
（3）其他产品①生物表面活性剂主要是微生物细胞表面的糖脂和胞外聚合物，因为可使油脂变性，所以有乳化、润湿、去污等多种功能。令人欣慰的是生物表面活性剂可被微生物降解，无二次污染，虽目前仍处中试阶段，预计会有各种潜在应用价值。
②生物凝集剂主要指由微生物发酵制取的高分子凝集剂，是含氨基糖和蛋白质的复合物，对各种细菌、酵母、藻类或某些工业废水，均有较好凝集效果。
③生物制浆这是一项很有希望的技术。现找到一株白色腐朽菌，常温常压下可分解80％的木质素。制取的纸浆可生产优质纸，省去高温蒸煮，节约能源，节约原料1/6，纸浆成本可降低50％。
5.冶金工业
大自然赐予人类的财富，并不都那么慷慨，虽然矿藏蕴量丰富，但大多数矿床品位太低，随着现代工业的发展，高品位富矿也不断耗尽。面对数以万吨计的废矿渣、贫矿、尾矿、废矿，采用一般选、浮矿法无能为力，唯有细菌冶金给我们带来了新的希望。细菌冶金是指利用微生物及其代谢产物作为浸矿剂，喷淋在堆放的矿石上，浸矿剂溶解矿石中的有效成分，最后从收集的浸取液中分离、浓缩和提纯有用的金属。堆浸的矿石不要求粉碎，只需提供一个简陋的堆放矿石的浸取池，故又称为湿法冶金技术。可浸提包括金、银、铜、铀、锰、钼、锌、钴、镍、钡、钪等10余种贵重和稀有金属，特别是黄金、铜、铀的开采。
细菌采矿（1）黄金资源开发黄金的贮量和产量水平，是—个国家经济实力的重要标志。全球几乎处处有黄金，但含量非常低微，平均每吨地壳物质含有0.002836克黄金。化学提炼法每吨矿石含金量不低于1～3克才有开采价值，而细菌冶金则不然，所以微生物技术应用于黄金资源的开发占有重要地位。我们知道，全世界30％以上的黄金矿藏是含有硫、砷矿化物的金矿，不溶于水，难于浸提。依赖某些细菌（如氧化亚铁硫杆菌等）的氧化作用，可从金矿石中除去硫、砷，浸提黄金。据报道，加拿大建有日处理100吨含金矿石的工厂，用此法几乎能得到100％黄金，而用化学法提取量不到70％。法国一家工厂四个实验室采用硫杆菌处理100公斤含金矿石，就获得3克黄金。除利用微生物氧化、浸出获取黄金外，某些微生物还有聚集和吸附黄金的能力。我国科学家们已分离到一些微生物有强烈聚金能力，一般聚金达50％～60％，最高聚金力达80％～90％以上。这些微生物能将金矿溶液中的黄金微粒吸附在细胞麦面或体表胶体中，而后将可溶性金粒吸收进细胞内，形成金结晶核，有的甚至将细胞膜胀破，游离出细胞外。这些游离的金结晶核，不断增生、扩大、相互连接，继而在溶液中形成一定形状、大小肉眼可见的砂金，最后形成大型块金沉淀。这项研究成果，不仅在研究黄金形成上具有理论意义，也有实用价值。目前，已有通过增殖的含金微生物在硫化精矿中聚集、吸收和蓄积黄金微粒的报道。
微生物不仅在黄金开采上，在黄金矿床的探找上也显示了巨大魅力。某些芽孢杆菌（如蜡样芽孢杆菌）对黄金有特殊的敏感性和结合力，这种细菌有灵敏的“嗅觉”，能嗅出黄金的气味。人们可根据这类细菌的分布、增殖数量、细菌与金发生的特殊颜色反应等，作为探测黄金的指标。使用这种以电位变化来检测是否有黄金存在的新型简易微生物探针，2小时就可在野外实地完成检测任务，不需将笨重的矿石标本运回实验室。目前出售的探测黄金的微生物探针，只能标示金矿的潜在储量，还不能准确标示金矿含金品位，相信经过进一步改善，这是不难达到的。