发酵工业：特点与范围

利用微生物具有的化学活性进行物质转化，从事各种发酵产品生产的工业称为发酵工业。随着发酵工程技术的不断提升，发酵工业已发展成为一个重要的工业体系，在国民经济中占有重要地位，涉及的范围更加广泛。

图1-3“二步发酵法”合成维生素C

图1-4 微生物转化发酵生产可的松

（一）发酵工业的特点

1. 原料廉价而广泛

发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。此外，可以利用工农业生产的废水、废弃物和下脚料以及矿产资源和石油产品等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新，而且原料一般不需要精制。

2. 以微生物为主体

微生物菌种是进行发酵的根本因素，可以通过筛选、诱变或基因工程等手段获得高产优良的菌株。

3. 反应条件温和

发酵过程一般是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件简单。(www.xing528.com)

4. 生产的非限制性

发酵过程周期短，不受气候、场地制约。与动物、植物培养过程相比，发酵时间一般几天或几周，远低于动植物的生长周期。发酵过程在反应器中可人为控制规模和环境条件，因而不受场地面积和气候条件的制约。

5. 产物单一，产品多样

发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，同一发酵罐中能够连续进行多级酶促反应，而且生物体酶促反应专一性强，数十个生化反应过程能通过单一微生物的代谢完成，因而可获得单一的代谢产物。生物的多样性、不同的代谢方式和调控机制使工业发酵既能生产出小分子产品（如苹果酸、氨基酸等），也能很容易地生产出复杂的高分子化合物（如酶制剂、活性肽、核苷酸等）。

（二）发酵工业的范围

发酵工业已经深入到国民经济的各个部门，根据产业部门划分，与食品相关的大致包括11个产业部门：①酿酒工业；②食品酿造工业；③有机酸发酵工业；④淀粉糖工业；⑤酶制剂发酵工业；⑥氨基酸发酵工业；⑦维生素发酵工业；⑧核苷酸类发酵工业；⑨微生物菌体蛋白发酵工业；⑩特种功能性发酵制品工业（低聚糖、真菌多糖、活性肽、红曲色素、辅酶Q₁₀、功能性不饱和脂肪酸等）；⑪食品添加剂发酵工业（黄原胶、海藻糖、食用色素、乳酸链球菌素等）。

另外，还包括以下发酵产业部门：①有机溶剂发酵工业；②抗生素发酵工业；③名贵医药产品发酵工业（基因工程菌发酵的新型产品，如乙肝疫苗、干扰素、白介素等）；④生理活性物质发酵工业（激素、赤霉素等）；⑤环境净化发酵工业（微生物处理废水、污水等）；⑥冶金发酵工业（利用微生物探矿、冶金、石油脱硫等）；⑦生物能发酵工业（利用纤维素、沼气等天然原料发酵生产酒精、乙烯、甲烷等）。

未来，随着生物学科以及生物技术的发展，基于各种组学和实验生物科学的进步，对细胞功能的认识和优化的方法将进一步深入和不断丰富，发酵产品以及相关发酵工艺将大大拓展，发酵工业的范围会进一步扩大。图1-5所示为发酵产品随着生物学科和生物技术的进步而不断发展的趋势。

图1-5 生物学科以及生物技术的发展与发酵产品的发展趋势