微生物發酵緒論--發酵工程的前世今生1

工業發酵是利用微生物的生長和代謝活動來生產各種有用物質的一門現代工業，而現代發酵工程則是指直接把微生物(或動植物細胞)應用于工業生產的一種技術體系，是在化學工程中結合了微生物特點的一門學科。因而發酵工程有時也稱作微生物工程。在本文中，我們將對發酵的基本概念，工業上常用的微生物及其生長代謝特性，以及發酵工程原理作—簡單介紹。

一、基本概念（一）發酵一詞的來源

發酵現象早巳被人們所認識，但了解它的本質卻是近200年來的事。英語中發酵一詞fermentation是從拉丁語fervere派生而來的，原意為“翻騰”，它描述酵母作用于果汁或麥芽浸出液時的現象。沸騰現象是由浸出液中的糖在缺氧條件下降解而產生的二氧化碳所引起的。

在生物化學中把酵母的無氧呼吸過程稱作發酵。我們現在所指的發酵早已賦予了不同的含義。發酵是生命體所進行的化學反應和生理變化，是多種多樣的生物化學反應根據生命體本身所具有的遺傳信息去不斷分解合成，以取得能量來維持生命活動的過程。

發酵產物是指在反應過程當中或反應到達終點時所產生的能夠調節代謝使之達到平衡的物質。實際上，發酵也是呼吸作用的一種，只不過呼吸作用最終生成CO₂和水，而發酵最終是獲得各種不同的代謝產物。因而，現代對發酵的定義應該是：通過微生物（或動植物細胞）的生長培養和化學變化，大量產生和積累專門的代謝產物的反應過程。

（二）發酵的定義

（1）狹義 “發酵”的定義在生物化學或生理學上發酵是指微生物在無氧條件下，分解各種有機物質產生能量的一種方式，或者更嚴格地說，發酵是以有機物作為電子受體的氧化還原產能反應。如葡萄糖在無氧條件下被微生物利用產生酒精并放出二氧化碳。同時獲得能量，丙酮酸被還原為乳酸而獲得能量等等。

（2）廣義 “發酵”的定義工業上所稱的發酵是泛指利用生物細胞制造某些產品或凈化環境的過程，它包括厭氧培養的生產過程，如酒精、丙酮丁醇、乳酸等，以及通氣（有氧）培養的生產過程，如抗生素、氨基酸、酶制劑等的生產。產品即有細胞代謝產物，也包括菌體細胞、酶等。