1.利用微生物菌體
微生物菌體在人類生活中應用廣泛，如食用菌是深受人們喜愛的食品；酸奶、泡菜中有大量的乳酸菌，有益於人類的健康；利用微生物生長迅速，繁殖快的特點，來大量地製造菌體蛋白質以代替飼料生產等。
2.利用微生物的代謝產物或代謝活動
如釀酒、抗生素的生產等。微生物在生長繁殖過程中會產生許多代謝產物，如蛋白質、氨基酸、有機酸、維生素等，這些代謝產物不僅增加了食品的營養，同時也增加了食品的風味。
3.微生物酶的利用
利用微生物所產生的酶類，如澱粉酶、蛋白酶、脂肪酶、凝乳酶、葡萄糖異構酶等進行生產，腐乳、豆豉、醬油等就是利用微生物所產生的酶類將原料中的成分分解所製成的產品。目前，微生物酶製劑在食品工業中的應用日益廣泛。
4.微生物多糖的利用
在20世紀70年代，分子生物學家發現一些多糖類如海藻酸鈉、肝素、真菌多糖等具有許多重要的生物活性和生理功能，如防護放射損傷、抗腫瘤、抗衰老、抗凝血、抗細菌和病毒感染等。而細胞表麵的多糖則具有細胞間通訊識別、信息傳遞、物質交換與運輸、免疫等重要功能。從而開發出具有一定功效的藥品和具有保健功能的食品。目前，多糖的研究範圍越來越廣泛，其研究成果應用於食品生產越來越多，多糖已成為新的研究熱點。
由於微生物分布的廣泛性，在食品的生產加工、保藏、運輸等環節，容易導致雜菌的汙染，而引起食品的腐敗變質。食品發生變質後其營養價值會降低或完全喪失而失去食用價值，甚至導致食物中毒或引發疾病；有些微生物是人類的致病菌，有些微生物在生長繁殖過程中產生毒素，人吃了含有一定數量和種類的有害菌、毒素的食品後，會引發食物中毒，影響機體健康，甚至危及生命。因此如何消除或控製微生物對人類的有害影響，對食品進行有效地檢測，以保證食品的安全性，這是食品微生物學的重要任務之一。
進入21世紀，由於生物工程的應用，人們可以通過基因工程這個實驗技術在DNA的分子水平上動手術，去改造微生物菌種，使其更好地發揮有益作用，提供更多更優質的食品，為人類造福，這是食品微生物學研究的另一個重要方麵。
三、食品微生物學與其他學科的關係
隨著社會經濟發展的需要，人們不斷加強對微生物的研究，但由於其研究任務的不同，目前已形成了許多微生物學的分支學科。例如：著重於研究微生物生物學基本問題的有普通微生物學、微生物分類學、微生物生理學、微生物生態學、微生物遺傳學等；依研究對象的種類而分，有細菌學、真菌學、病毒學等；按微生物的生活環境可分為土壤微生物學、海洋微生物學等；在應用微生物方麵有農業微生物學、工業微生物學、醫學微生物學、獸醫微生物學、食品微生物學、乳品微生物學、環境微生物學、藥物微生物學等。
食品微生物學是一門應用科學，在此領域中，人們要將數學、黴菌學、植物病理學、細菌學、化學和物理學的基本科學原理應用到解決食品微生物的問題上來。
20世紀微生物學、生物化學和遺傳學的交叉形成了分子生物學；而21世紀的基因組學則是數、理、化、信息、計算機等多學科交叉的結果；隨著各學科的迅速發展和人類社會的實際需要，各學科之間的交叉和滲透是必然的發展趨勢。
第二節 微生物學的形成與發展
整個微生物學的發展可分為：史前期、初創期、奠基期、發展期和成熟期五個時期。
一、古代對微生物的認識和利用（史前期、推測時期）
微生物在食品生產方麵的應用，遠在8000年前就開始了，到公元前3000年左右，人類已經掌握了食物保藏技術。我們的祖先用醃製技術保存魚，其後傳至羅馬，之後又發明了新的食品保藏方式——煙熏技術。在我國，利用微生物進行穀物釀酒的曆史，至少可追溯到4000多年前的龍山文化時期。我們的祖先通過生產實踐還總結出不少培養微生物的經驗。例如：在公元6世紀，後魏賈思勰所著的《齊民要術》一書中，就詳細記載了製曲和釀酒的技術。現在知道，醋、醬和酒的餅曲是保存微生物菌種的好辦法。
在農業方麵，據考證，遠在商代，已知使用經過一定時間儲存的糞便來肥田。到了春秋戰國時期，漚製糞便的應用更為普遍。公元前1世紀《汜勝之書》中就提出肥田要熱糞及瓜與小豆間作的耕作製度。《齊民要術》中還記載了栽種豆科植物可以肥沃土壤，提倡輪作，這實際上是應用根瘤菌的作用來為農業生產服務，當時雖然不知道根瘤菌的存在，也不知道固氮作用，但已會利用根瘤菌來積累氮肥了。而西方采用輪作製則是18世紀30年代以後的事了。
在醫學方麵，我國古代人民對疾病的病源及傳染問題已有接近正確的推論，對防治疾病有著極豐富的經驗。如春秋時代的名醫扁鵲，即主張防重於治，為世界上發展較早的正確醫學思想。我國勞動人民很早就應用茯苓、豬苓、靈芝等真菌治療疾病。自古就有飲用沸水的習慣，這是預防腸道傳染病的有效方法之一。公元前556年，就已知狂犬病來源於瘋狗，而很重視驅逐瘋狗來預防狂犬病。在11世紀就有種人痘預防天花的記載。到了16世紀用人痘預防天花，不僅在我國使用，而且先後傳至俄國、日本、朝鮮、土耳其等地，1717年經土耳其傳至英國，繼而傳到歐洲及美洲各國，在“人痘”的基礎上才發展成為“牛痘”。
當時我們的祖先雖然不知道微生物的存在，但是在日常生活中卻已經利用微生物，並且積累有豐富的經驗。
二、微生物的發現與奠基
（一）微生物的發現（觀察時期或初創時期公元1676—1861年）
自古以來，雖然人們對微生物的存在有所感受，已推測到自然界中除了看得見的生物外，還有些細小的肉眼看不見的生物存在，但缺乏直接的證據。17世紀，資本主義開始興起，當時由於新興工商業城市的出現，使航海貿易有了相當的發展，由於航海事業的需要，便促進了光學儀器的研究。當時，荷蘭人列文虎克（Antonie Van Leeuwenhoek，1632—1723）於1676年製成了能放大270～300倍的顯微鏡。他用自製的顯微鏡觀察了牙垢、糞便、井水及各種汙水和腐敗肉汁等，發現其中有許多球狀、杆狀和螺旋狀的細菌以及原生動物等各種微小生物，繪製成圖，並做了相當正確的描述，為微生物的存在提供了有力的證據，對以後微生物的研究創造了條件。這便是微生物的啟蒙時代。
（二）微生物學的創立（奠基期或生理研究時期公元1861—1897年）
自列文虎克發現微生物後，在將近兩個世紀內，有關微生物學知識的積累比較遲緩，直至19世紀30年代到40年代，由於馬鈴薯晚疫病在歐洲和北美洲嚴重發生，引起了災荒，人們對致病的真正原因和發病規律的研究才更為重視。到了19世紀60年代，在歐洲一些國家中占重要經濟地位的釀酒工業和蠶絲業發生了酒的變質和蠶的微粒子病，嚴重威脅著這些國家的經濟發展，這便進一步推動了對微生物的研究，促進了微生物學的興起。其中法國人巴斯德（Louis Pasteur，1822—1895）與德國人柯赫（Robert Koch，1843—1910）起了積極的作用。
巴斯德的重要貢獻：
①否定了微生物自然發生說（spont aneous generation）。1857年巴斯德根據曲頸瓶實驗證實，空氣中確實含有微生物，它們可以引起有機質的腐敗。把培養基中的微生物加熱殺死後，曲頸瓶彎曲的瓶頸阻擋了空氣中的微生物不能到達瓶內有機物浸汁內，但如果將瓶頸打斷，空氣中的微生物即可進入瓶內，致使有機質發生腐敗。
②證實了發酵是由微生物引起的。巴斯德通過多年的試驗，證明由於酵母菌的存在，使糖溶液發酵成酒精，汙染雜菌時就會使酒變質，後來知道這些雜菌是酵母菌和醋酸菌。這一研究得出的結論是，發酵是由微生物引起的，並不是單純的化學變化，不同種的微生物能引起不同類型的發酵。巴斯德的貢獻是對微生物從形態轉向生理生化的研究奠定了基礎。
③發明製造疫苗和預防接種。巴斯德在對蠶的微粒子病深入研究的同時還研究了雞的霍亂、牛和羊的炭疽病、人的狂犬病，發現傳染病是由病原菌引起的。他還發明了用接種減毒的菌苗，來預防人和動物的疾病。巴斯德在醫學方麵的研究奠定了傳染病微生物病原說的基礎，同時發明了製造疫苗的方法和預防接種，使免疫學發展成為一門獨立的科學。
④創造發明了巴氏消毒法。上述曲頸瓶實驗也導致巴斯德創造了有效的滅菌方法，並引入到微生物的研究中，推動了基礎微生物學的發展。滅菌原理還應用於罐頭等食品工業。60～65℃短時間加熱處理，可殺死有害微生物，該方法沿用至今。