發(fā)布時間:2012-11-13 14:20:26
發(fā)酵工程是現(xiàn)代生物工程的重要組成部分，它由早期的釀造工藝衍化至今，已進(jìn)入高科技領(lǐng)域，是生物工程技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化的主要關(guān)鍵技術(shù)?；蚬こ毯图?xì)胞工程把生命科學(xué)推向一個新的發(fā)展階段，它創(chuàng)建了許多具有新功能、新品系的微生物新菌種以及動植物細(xì)胞的新細(xì)胞株。
而要用這些新菌種和新細(xì)胞株生產(chǎn)出豐富人類生活的美味佳肴，增進(jìn)人類健康的良方新藥，美化人們生活的奇花異草和提高人們生活檔次的各種精細(xì)化工產(chǎn)品，等等，惟有發(fā)酵工程技術(shù)與微生物消泡劑可以擔(dān)當(dāng)此重任。發(fā)酵工程既是一個廣闊的技術(shù)領(lǐng)域，又是一個多學(xué)科的雜交體系，它記載著古代文明的足跡，又反映近代生物技術(shù)發(fā)展的軌跡。
漢語“發(fā)酵”即英語“fermentation”，其原始含義來自于拉丁語“ferver”即“發(fā)泡”，氣體翻涌。意指厭氧發(fā)酵產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w的現(xiàn)象。這里需要微生物消泡劑發(fā)揮功效。巴斯德在考察酒糟發(fā)酵的生理意義后指出：所謂發(fā)酵是指酵母在無氧狀態(tài)下的呼吸，是生物獲得能量的一種方式。但后來發(fā)現(xiàn)，醋酸、檸檬酸等有機(jī)酸發(fā)酵都需要供給氧氣，原來的定義便不適用。
從生物化學(xué)角度看，厭氧發(fā)酵時，供氫體和受氫體均為有機(jī)物，而需氧的好氣（好氧）發(fā)酵介于嫌氣（厭氧）發(fā)酵翻呼吸之間，是有機(jī)物通過分子氧受到不完全氧化。此時發(fā)酵被統(tǒng)一理解為“微生物細(xì)胞為獲取生長和生存所需能量而進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。”此后，發(fā)酵形式多樣化，新的發(fā)酵產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，除有機(jī)酸外，出現(xiàn)了氨基酸、抗生素、核苷酸、酶制劑、維生素、多糖、色素、植物生長促進(jìn)劑、免疫促進(jìn)劑、單細(xì)胞蛋白、生物堿等用微生物消泡劑發(fā)酵。
因此，發(fā)酵的定義擴(kuò)展為：“利用生物細(xì)胞融合技術(shù)的相繼建立，使發(fā)酵工程邁入了新的歷史階段。此前的發(fā)酵工程說操作的對象生物是微生物，而現(xiàn)代發(fā)酵工程加工的對象是生物，除天然微生物菌種和變異微生物菌株外，還有用基因工程技術(shù)形成的基因工程菌、細(xì)胞融合菌以及動植物細(xì)胞株。
發(fā)酵工程的無菌概念已由原來的將雜菌排除在發(fā)酵系統(tǒng)外的單向概念轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r要求發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)的生物體不能逸出系統(tǒng)外的雙向概念。微生物消泡劑發(fā)酵的培養(yǎng)技術(shù)已不是簡單的通氣攪拌培養(yǎng)技術(shù)，而是要根據(jù)生物的類型、目的產(chǎn)物的特征不同而采用更復(fù)雜的培養(yǎng)技術(shù)，并引入了生化工程放大概念。
發(fā)酵培養(yǎng)裝置已不僅是標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐，而是形式多樣、結(jié)構(gòu)各異的新型生物反應(yīng)器?，F(xiàn)代微生物消泡劑發(fā)酵工程技術(shù)的下游工程，即分離提取精制工程，也隨著產(chǎn)物的特性和用途不同而采用各種不同的提取設(shè)備、分離介質(zhì)和精制工藝，整個過程幾乎是在可控或自控的體系中進(jìn)行。
同時，現(xiàn)代高新技術(shù)，如計算機(jī)技術(shù)、新材料技術(shù)等也已應(yīng)用于發(fā)酵工程領(lǐng)域。因此，現(xiàn)代微生物消泡劑發(fā)酵工程是以天然生物體和人工修飾的生物體為加工對象，集現(xiàn)代化高新技術(shù)為一體，生產(chǎn)產(chǎn)品或服務(wù)于人類社會的一種工程技術(shù)。
發(fā)酵工程，頤名思義，是發(fā)酵原理與工程學(xué)的結(jié)合，是研究由生物細(xì)胞（包括微生物、動植物細(xì)胞）參與的工藝過程的原理和科學(xué)，是研究利用生物材料生產(chǎn)有用物質(zhì)，服務(wù)于人類的一門綜合性科學(xué)技術(shù)。生物材料包括來自于自然界的微生物、基因重組微生物、各種來源的動植物細(xì)胞。因此，發(fā)酵工程是生物工程的主要基礎(chǔ)和支柱。
本文參考《發(fā)酵工程原理與技術(shù)》一書。
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