发酵过程fermentation process
沿革 发酵一词最早来自拉丁语“fervere”，意即“冒泡”，指的是酿酒时的冒泡（产生二氧化碳）现象。1857年法国化学家L.巴斯德证实酒精（乙醇）是由活的酵母引起发酵生成的，以后一些利用微生物对糖类等物质转化的工业即不断出现(见生物化工产品)。这使原始的发酵定义（仅限于通过微生物或其酶的作用，将有机化合物进行嫌气代谢的过程，产物的分子结构要比原料更为简单，如糖发酵形成乙醇或乳酸等）有了新的发展，它包括任何在人工控制下通过微生物作用生产特定产物的过程。因此好气代谢过程的产品如某些抗生素、有机酸、维生素等也都属于发酵产品。目前，发酵过程的产品已不下百种，有的产品如乙醇、丙酮－丁醇、柠檬酸等也同时是农林化工产品。但有的产品，如大多数的抗生素和某些维生素因其结构复杂，从技术及经济角度讲，化学合成方法进行工业生产是不合算的，只能用发酵方法来生产。因此，发酵过程在各国工业生产中，特别是化学、轻工、医药、食品工业都占有一定的地位。酶反应过程近年来亦有一定的发展，但酶的来源主要是微生物，还是要通过发酵的手段才能获得。至于动植物细胞大量培养技术也是在发酵技术基础上发展起来的。由上可见，发酵过程是生物反应过程的一个基本过程。
过程分类 按发酵产品分为四个主要类型：①以获得微生物细胞为产品的过程；②以获得微生物酶为产品的过程；③以获得微生物代谢产物的过程，代谢产物包括分解代谢产物和合成代谢产物，分解代谢产物是指菌体利用基质，如淀粉或葡萄糖，分解成小分子物质的过程，而合成代谢产物又可分为初级代谢产物和次级代谢产物，其中初级代谢产物是指与微生物生长、繁殖有关的一类产物，而次级代谢产物是以初级代谢物为母体衍生而得的，结构类型多样、复杂；④以微生物进行生物转化的过程，即利用微生物细胞内专一性酶将一种化合物转化为结构上与之相关的另一种产物的过程（表1）。
典型流程 可分成六个基本组成部分（图1）：①供菌体生长和产物形成所用培养基的制备；②培养基、发酵罐和附属设备的灭菌；③供发酵生产用的种子制备；④在发酵罐中提供最佳条件，以使菌体生长和产物形成；⑤产品的提炼和纯化；⑥生产中所产生的废物的处理。
① 细菌发酵生成丙酮酸 葡萄糖可被多种细菌分解代谢形成丙酮酸，进一步由某些菌株以特定的代谢途径（图2）进行嫌气发酵，在此过程中起催化作用的微生物有四种，它们分别生成不同产物（表2）。过程中所有的氢均是由NADH2(还原型辅酶I)转化为NAD+时释出的。
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