세균, 고세균, 곰팡이는 효율적이며, 환경친화적인 재생 가능한 원료를 이용하고, 지속가능한 생산물로 전환할 수 있기 때문에 화석원료의 의존성을 감소시키기 위한 화학공업의 연구에서 미생물이 결정적인 기여를 하고 있다. 따라서 혁신적인 학제 간 연구(interdisciplinarity)로서 산업미생물학은 식료품공업과 의약공업뿐만 아니라, 화학공업에서도 중요성이 증가하고 있다.

여기서 이와 같은 기술공학의 거대한 가능성은 생물학자, 화학자, 공학자와 생물정보학자의 기술정보(know-how)를 한데 묶은 하나의 학제 간의 전공분야에 기초를 두고 있다. 게다가 과거 수십 년 동안에 미생물학은 더욱 급속히 발전하였다. 즉, 지금까지는 꿈만 같았던 실험적인 진보가 실현된 것이다. 30년 전까지는 미생물 생산균주의 개발이 임의적인 돌연변이와 연이은 선별에 기초를 두고 있었다.

오늘날에는 유전공학적인 방법에 의해 세포의 활성을 안전하게 선별적으로 변화시킬 수 있으며, 이렇게 해서 예를 들어 일정한 대사물질의 과잉생산이 수행되거나(대사공학) 혹은 지금까지는 사용할 수 없었던 단백질 의약품이 미생물에 의해 생산될 수 있다. 오늘날 미생물의 생산물에 대한 세계 시장은 식료품영역을 제외하고도 이미 매년 2,000억 유로 이상이다.

이 교재에서는 대학과 산업 분야에 종사하는 경험이 풍부한 여러 과학자들이 각각 산업미생물학의 여러 가지 공정을 가르쳐 주고 있다. 이와 같은 예들은 오늘날 어떻게 미생물(작은 생명체)이 산업적인 규모로 이용되고 있는지를 매우 일목요연하게 알려주고 있다. 처음 2개의 장에서는 우선 산업미생물학의 역사적인 발전에 대한 개관과 미생물 생산물의 산업적인 생산에 매우 중요한 생물공정 공학에 대해 소개한다. 우리들에게 식료품은 직접적으로 매우 중요한 것이다.

그래서 다수의 독자가 이 책을 통해 식료품을 새로운 관점에서 재발견하기 바라는 마음에서, 식료품을 첫 번째 생산물 그룹으로 기술하였다(3장). ‘산업 알코올과 케톤’(4장) 및 ‘유기산’(5장) 장에서 미생물이 투입된 당을 거의 100% 사용하여 저분자 대사산물을 생산할 수 있다는 것이 분명히 밝혀진다. L-아미노산의 생산(6장)에서는 미생물의 대사에서 효소의 고도의 거울상 거울상선택성(enantioselectivity)이 결정적이다. 오늘날 비타민(7장)과 항생제(8장)의 중요성은 잘 알려져 있다. 그래서 현재 100,000톤 이상의 비타민 C가 생산되며, 페니실린이 매년 시장가가 약 150억 유로 정도로 생산되고 있다.

9장에서 나오는 기술로 인해 많은 꿈이 실현된다. 유전공학에 의해 단백질 의약품, 예를 들면 인슐린과 그것의 유사물질이 미생물에 의해 산업적으로 대량 생산될 수 있어, 전 세계적으로 2억 명 이상의 당뇨병환자에 대한 수요가 문제없이 공급될 수 있다(9장). 효소(10장)는 매우 넓은 범위의 용도를 갖고 있다. 효소는 예를 들어 합성세제에 첨가되거나 녹말의 당화에 사용되는 등 큰 역할을 한다. 또한 다당류 혹은 폴리하이드록시알칸산의 생산(11장)에서 미생물이 매우 중요하다.

즉, 미생물의 잔탄(xanthan)은 예를 들어 다수의 식료품에서 점증제(thickner)로서 사용된다. 마지막으로 미생물들이 물질전환(12장) 시에도, 예를 들어 소염제인 코르티손 혹은 피임정제의 생산 및 방향물질의 생산을 위해 매우 성공적으로 사용된다.

13장에서는 생물학적인 폐수처리의 예로 미생물이 많은 합성잠재성뿐만 아니라 또한 역시 우리가 사는 지구상의 물질순환에도 중요한 공헌을 하는 매우 거대한 분해 잠재성도 지녔다는 것이 밝혀졌다. 여러 미생물공정의 선택에서 현재의 경제적인 중요성뿐만 아니라, 또한 역시 분자생물학, 대사생리학과 공정 공학의 협동 작업에서 방법론적인 관점이 결정적인 것이다.

우리는 이 교과서를 위해 원고를 보내준 모든 동료들에게 감사한다. 우리를 위해 여러 국제적으로 명성이 있는 과학자들이 성공적으로 공동 작업을 한 것은 큰 기쁨이었다. 우리는 스펙트룸 아카데미 출판사(Spektrum Akademischer Verlag), 특히 바르텔스 여사(Frau Sabine Bartels)와 몰트만 박사(Herrn Dr. Ulrich G. Moltmann)에게 감사를 드린다. 두 분은 실제로 책이 이와 같은 형태로 출판될 수 있도록 기틀을 잡았다.

이 책에서 나온 사진들과 그래픽들은 출판사 홈페이지에서 강사 분들이 그들의 강의, 연습과 세미나의 준비를 위해 http://www.springer.com/kr/instructors에서 무료로 다운 받을 수 있다. 여러분은 최초의 등록에 대해 신고하고, 검증 후에 개인적인 접근데이터를 e-메일로 받을 수 있다. 그 외의 보충 재료물질(시험문제, 비디오, 표 등)은 누구나 자유로이 접근해서 이 책의 출판사 홈페이지에서 다운받을 수 있다.

이제 우리는 이 교과서가 이와 같이 장래가 유망한 분야에 대해 자연과학과 공학을 공부하는 많은 학생들의 흥미를 일깨우고, 그들이 스스로가 이 책의 지식을 이용하여 산업미생물학의 진일보에 기여하기 바란다.