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发酵工程的概念
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新技术。
发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
现代发酵
通过发酵工业化生产的几十年实践，人们逐步认识到发酵工业过程是一个随着时间变化的（时变的）、非线性的、多变量输入和输出的动态的生物学过程，按照化学工程的模式来处理发酵工业生产（特别是大规模生产）的问题，往往难以收到预期的效果。
从化学工程的角度来看，发酵罐也就是生产原料发酵的反应器，发酵罐中培养的微生物细胞只是一种催化剂，按化学工程的正统思维，微生物当然难以发挥其生命特有的生产潜力。
于是，追溯到作坊式的发酵生产技术的生物学内核（微生物），返璞归真而对发酵工程的属性有了新的认识。发酵工程的生物学属性的认定，使发酵工程的发展有了明确的方向，发酵工程进入了生物工程的范畴。
发酵工程名词解释是什么？
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新技术。
发酵工程这种生物技术的应用给传统的发酵业带来了很大的变化。发酵工程具有以下的特点：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而且容易处理。
发酵工程的要素
（1）温度
温度能影响酶的活性，也能影响生物合成的途径。温度还会影响发酵液的物理性质，以及菌种对营养物质的分解吸收等。
（2）pH
pH能够影响酶的活性，以及细胞膜的带电荷状况。还会影响培养基中营养物质的分解等。
（3）溶解氧
在发酵过程中菌种只能利用溶解氧。因此，必须向发酵液中连续补充大量的氧，并要不断地进行搅拌，以提高氧在发酵液中的溶解度。
（4）泡沫
发酵过程中，通气、搅拌、微生物的代谢过程及培养基中某些成分的分解等，都有可能产生泡沫。过多的持久性泡沫对发酵是不利的。
（5）营养物质的浓度
发酵液中各种营养物质的浓度，特别是碳氮比、无机盐和维生素的浓度，会直接影响菌体的生长和代谢产物的积累。
什么是发酵工程？
“发酵工程”是个新词，但用发酵方法来酿酒、制酱、做醋、做奶酪，却是几千年前人类就掌握了的生物技术。直到今天人们还在继续做这些事。但传统方法的发酵过程非常繁琐，费时费力。比如用小麦、大豆等原料做酱油需要半年到一年的时间，而且还要准备好大大小小、许许多多的容器。现代“发酵工程”的做法可就大不一样了。以日本的一家制酱油的公司为例，他们的做法是，将一种耐乳酸细菌和一种酵母菌一起固定在海藻酸钙凝胶上，再装入制造酱油的发酵罐。将各种营养物和水从罐顶慢慢地注入，产品酱油就不停地从罐底流出来，形成一个连续生产的过程。从原料到成品的周期不到3天。这里提到的发酵罐是现代发酵工程的重要标志。目前世界上最大的发酵罐高度超过100米，容量可达4000立方米。
发酵工程的主角是微生物。微生物是一种通称，它包括了所有形状微小、结构简单的低等生物。一提到微生物，有些人就会皱起眉头，感到憎恶。因为他们想到的是微生物带来了人类的疾病，带来了植物的病害和食物的变质。其实，这种感觉是不太公正的。对人类而言，大多数微生物有益无害的，会造成损害的微生物只是少数。就总体来说，微生物是功大于过的，而且是功远远大于过。近年来迅速崛起的发酵工程，正是这些微生物在忙忙碌碌，工作不息，甚至不惜粉身碎骨，才使得五光十色的产品能一一面世。从酸奶到乳酸菌饮料，再到比黄金还贵的干扰毒等药品，都是微生物对人类的无私奉献。
微生物在发酵过程里充当着生产者的角色，这与它的特性是分不开的。它们具有孙悟空式的生存本领、猪八戒式的好胃口，还组成了天下第一的“超生游击队”。孙悟空是怎么折腾也不会死的英雄。微生物的生存本领也好生了得。它们对周围环境的温度、压强、酸碱度、干湿条件都有极强的适应力，在10千米深的海底，人会被压成一张纸，而有些细菌仍逍遥自在地生活。在零下250度的超低温下，有些微生物仍不死去，只是处于“冬眠”状态而已。如果条件适宜，微生物会不断繁衍生长，从没有见过它们自行死亡。而这帮不死的小家伙还极为贪吃，甚至饥不择食。好吃的食品自不必说，连石油、塑料、金属氧化物、工业垃圾和DDT、砒霜等毒药，都会成为某些微生物竞相吞吃的美味。吃得多，长得快，繁殖速度自然十分惊人。如果一个大肠杆菌能顺利无阻地繁殖，两天后其重量等于地球重量的4倍！正是微生物的这些特点使它们成为发酵工程中的主将和功臣。发酵罐是微生物在发酵过程中生长、繁殖和形成产品的外部环境装置。它取代了传统的发酵容器—形形色色的培养瓶、酱生物发酵黄豆粉缸和酒窖。与传统的容器相比，发酵罐最明显的优势在于：它能进行严格的灭菌，能使空气按需要流通，从而提供良好的发酵环境；它能实施搅拌、震荡以促进微生物生长；它能对温度、压力、空气流量实行自动控制；它能通过各种生物传感器测定发酵罐内菌体浓度、营养成分、产品浓度等，并用电脑随时调节发酵进程。所以，发酵罐能实现大规模连续生产，最大限度地利用原料和设备，获得高产量和高效率。这样，人们就可以充分利用发酵方法来生产所需的食品或其他产品。可以简单地说，发酵工程就是通过研究改造发酵作用的菌种，并应用现代技术手段控制发酵过程来大规模工业化地生产发酵产品。
蛋白质是构成人体组织的主要材料，而又是地球上十分缺乏的食品。用发酵工程来大量快速地生产单细胞蛋白，就补充了自然产品的不足。因为在发酵罐内，每一个微生物就是一座蛋白质合成工厂。每一个微生物体重的50%～70％都是蛋白质。这样人们就可以利用许多“废料”，来生产高质量的食品。所以，生产单细胞蛋白是发酵工程对人类的杰出贡献之一。
此外，发酵工程还可以制造人体不可缺少的赖氨酸以及许多种医药产品。我们常用的抗菌素几乎都是发酵工程的产品。
发酵工程不仅生产食品和药品，还是解决能源危机的有力武器。石油、煤、天然气这些传统能源终将消耗殆尽，人类怎样才能继续生活下去，科学家们为此耗尽心血。20世纪80年代，人们终于看到了希望：一方面是核能、风能、太阳能利用取得巨大进展；另一方面，发酵工程的出现，可使地球上每年生产的大量纤维物质——稻草麦秆、玉米秸秆、灌木、干草、树叶等等，经“发酵工程”转化，成为人类新能源。
在开发生物新能源的同时，发酵工程还可以完成另一个重要使命，即处理废物，净化环境，减少以至基本消除环境污染。
总之，现代发酵工程能够帮助人们制造食品，制造药品，开发能源，净化环境。古老的生物发酵法，一旦用现代高科技方法加以改进，就千百倍地提高了生产效率，使老技术焕发了青春，为人类做出了巨大贡献。
发酵工程的应用
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新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
它是一级学科“轻工技术与工程”中的一个重要分支和重点发展的二级学科，在生物技术产业化过程中起着关键作用。
1）“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”，词条“发酵工程”中的“发酵”应该是“工业发酵”。
（2）工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。为实现工业化生产，就必须解决实现这些工艺（发酵工艺）的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题，因此，就有了“发酵工程”。
（3）发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼（包括废水处理）等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。
（4）微生物是发酵工程的灵魂。近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。
（5）发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。
发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。
已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。
发酵工程分为哪四大过程
1、自然发酵阶段，在这一阶段人们对微生物的性质尚未认知，只是利用自然接种方法进行发酵制品的生产。此阶段的技术特点是多数产品属嫌气发酵，且非纯种培养，凭经验传授技术和产品的质量不稳定的特点。
2、转折阶段，这一阶段又可分为三个阶段。第一个阶段以纯种培养和无菌操作技术为转折点，这一阶段的技术特点发酵过程避免了杂菌污染，发酵效率逐步提高，生产规模逐渐扩大，产品质量稳定提高。
3、发酵放大技术的进一步发展阶段，技术特点是发酵罐的容积发展到前所未有的规模，发酵时氧耗大，对发酵设备提出了新的要求，并逐步运用计算机以及自动化控制技术进行灭菌和发酵过程的PH，溶解氧等发酵参数的控制，使发酵生产向连续化，自动化前进了一大步。
4、以基因工程为中心的时代。技术特点是定向的改变生物性状与功能，创造新物种的目的，赋予微生物细胞具有生产较高等生物细胞所产生的和化合物的能里。扩大了微生物的范围，大大丰富了发酵产业的内容，使发酵工业发生了革命性的变化。
扩展资料：
发酵工程与传统相比的特点
主要以可再生资源为原料；反应条件温和；环境污染较少；能生产目前不能生产或通过化学方法生产困难的性能优异的产品；投资较少。
发酵生产流程三个阶段
上游、中游和下游。先进行高性能生产菌株的选育；然后在人工或计算机控制的生化反应器中进行大规模培养，生产目的代谢产物；最后收集目的产物并进行分离纯化，最终获得所需要的产品。
发酵工程有哪些作用？
发酵工程不仅生产食品和药品，还是解决能源危机的有力武器。石油、煤、天然气这些传统能源终将消耗殆尽，人类怎样才能继续生活下去，科学家们为此耗尽心血。
20世纪80年代，人们终于看到了希望：一方面是核能、风能、太阳能利用取得巨大进展；另一方面，发酵工程的出现，可使地球上每年生产的大量纤维物质——稻草、麦秸、玉米秸、灌木、干草、树叶等，经“发酵工程”转化，成为人类新能源。
在开发生物新能源的同时，发酵工程还可以完成另一个重要使命，即处理废物，净化环境，减少以至基本消除环境污染。
总之，现代发酵工程能够帮助人们制造食品，制造药品，开发能源，净化环境。古老的生物发酵法，一旦用现代高科技方法加以改进，就千百倍地提高了生产效率，使老技术焕发了青春，为人类做出了巨大贡献。
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