微生物消泡剂与发酵工程
发布时间:2012-11-13 14:20:26
发酵工程是现代生物工程的重要组成部分，它由早期的酿造工艺衍化至今，已进入高科技领域，是生物工程技术走向产业化的主要关键技术。基因工程和细胞工程把生命科学推向一个新的发展阶段，它创建了许多具有新功能、新品系的微生物新菌种以及动植物细胞的新细胞株。
而要用这些新菌种和新细胞株生产出丰富人类生活的美味佳肴，增进人类健康的良方新药，美化人们生活的奇花异草和提高人们生活档次的各种精细化工产品，等等，惟有发酵工程技术与微生物消泡剂可以担当此重任。发酵工程既是一个广阔的技术领域，又是一个多学科的杂交体系，它记载着古代文明的足迹，又反映近代生物技术发展的轨迹。
汉语“发酵”即英语“fermentation”，其原始含义来自于拉丁语“ferver”即“发泡”，气体翻涌。意指厌氧发酵产生二氧化碳气体的现象。这里需要微生物消泡剂发挥功效。巴斯德在考察酒糟发酵的生理意义后指出：所谓发酵是指酵母在无氧状态下的呼吸，是生物获得能量的一种方式。但后来发现，醋酸、柠檬酸等有机酸发酵都需要供给氧气，原来的定义便不适用。
从生物化学角度看，厌氧发酵时，供氢体和受氢体均为有机物，而需氧的好气（好氧）发酵介于嫌气（厌氧）发酵翻呼吸之间，是有机物通过分子氧受到不完全氧化。此时发酵被统一理解为“微生物细胞为获取生长和生存所需能量而进行的氧化还原反应。”此后，发酵形式多样化，新的发酵产品不断涌现，除有机酸外，出现了氨基酸、抗生素、核苷酸、酶制剂、维生素、多糖、色素、植物生长促进剂、免疫促进剂、单细胞蛋白、生物碱等用微生物消泡剂发酵。
因此，发酵的定义扩展为：“利用生物细胞融合技术的相继建立，使发酵工程迈入了新的历史阶段。此前的发酵工程说操作的对象生物是微生物，而现代发酵工程加工的对象是生物，除天然微生物菌种和变异微生物菌株外，还有用基因工程技术形成的基因工程菌、细胞融合菌以及动植物细胞株。
发酵工程的无菌概念已由原来的将杂菌排除在发酵系统外的单向概念转变为同时要求发酵系统内的生物体不能逸出系统外的双向概念。微生物消泡剂发酵的培养技术已不是简单的通气搅拌培养技术，而是要根据生物的类型、目的产物的特征不同而采用更复杂的培养技术，并引入了生化工程放大概念。
发酵培养装置已不仅是标准发酵罐，而是形式多样、结构各异的新型生物反应器。现代微生物消泡剂发酵工程技术的下游工程，即分离提取精制工程，也随着产物的特性和用途不同而采用各种不同的提取设备、分离介质和精制工艺，整个过程几乎是在可控或自控的体系中进行。
同时，现代高新技术，如计算机技术、新材料技术等也已应用于发酵工程领域。因此，现代微生物消泡剂发酵工程是以天然生物体和人工修饰的生物体为加工对象，集现代化高新技术为一体，生产产品或服务于人类社会的一种工程技术。
发酵工程，颐名思义，是发酵原理与工程学的结合，是研究由生物细胞（包括微生物、动植物细胞）参与的工艺过程的原理和科学，是研究利用生物材料生产有用物质，服务于人类的一门综合性科学技术。生物材料包括来自于自然界的微生物、基因重组微生物、各种来源的动植物细胞。因此，发酵工程是生物工程的主要基础和支柱。
本文参考《发酵工程原理与技术》一书。
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