工业发酵

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发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育培养基的配置、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯(生物分离工程)等方面。

应用[编辑]

发酵工程以其生产条件温和,原料来源丰富且价格低廉,产物专一,废弃物对环境污染小和容易处理等特点,而在医药工业、食品工业、农业、冶金工业、环境保护等许多领域得到了广泛的应用,逐步形成了规模庞大的发酵工业。在一些发达国家,发酵工业的总产值占到国民生产总值的5%左右。

在医药工业上的应用[编辑]

发酵工程在医药工业上的应用,成效十分显著,生产出了如抗生素维生素、动物激素、药用氨基酸核苷酸(如肌苷)等。目前,常用的抗生素已达100多种,如青霉素类、头孢菌素类、红霉素类和四环素类。另应用发酵工程大量生产的基因工程药品有人生长激素、重组乙肝疫苗、某些种类的单克隆抗体白细胞介素-2、抗血友病因子等。

在食品工业上的应用[编辑]

发酵工程在食品工业上的应用十分广泛,主要包括:
第一、生产传统的发酵产品,如啤酒果酒食醋等,使产品的质量和产量得到明显提高。
第二、生产食品添加剂。如L-苹果酸柠檬酸谷氨酸红曲素高果糖浆等。
第三单细胞蛋白的生产。

发展简史[编辑]

20世纪20年代的酒精甘油丙酮等发酵工业,属于厌氧发酵。
20世纪40年代初,随着青霉素的发现,抗生素发酵工业逐渐兴起。由于青霉素产生菌是需氧型的,微生物学家就在厌氧发酵技术的基础上,成功地引进了通气搅拌和一整套无菌技术,建立了深层通气发酵技术。这使有机酸、维生素、激素等都可以用发酵法大规模生产。
1957年,日本用微生物生产谷氨酸成功,如今20种氨基酸都可以用发酵法生产。氨基酸发酵工业的发展,是建立在代谢控制发酵技术的基础上的。目前,代谢控制发酵技术已经用于核苷酸有机酸和部分抗生素的生产中。
20世纪70年代以后,基因工程、细胞工程等生物工程技术的开发,使发酵工程进入了定向育种的阶段。
20世纪80年代以来,随着学科之间的渗透和交叉,数学动力学化学工程原理和计算机技术开始被用于发酵过程的研究。目前,自动记录和自动控制发酵过程的全部参数已经被应用于生产。

参见[编辑]