小議發(fā)酵工程與生活的聯(lián)系

在我們贛州鄉(xiāng)下，家家戶(hù)戶(hù)過(guò)年過(guò)節(jié)都會(huì)用糯米釀制米酒，用自家釀制的米酒來(lái)招待客人。特別是客家人用米酒來(lái)招待客人是客家人對(duì)客人的一種尊重，因?yàn)樗麄冇X(jué)得這是他們自己做的最好的東西之一。那么米酒是怎樣釀制的呢？米酒就是用糯米加醪糟發(fā)酵而成的，這就是我們生物中的發(fā)酵。

一、什么是發(fā)酵

發(fā)酵有時(shí)也寫(xiě)作酦酵，其定義由使用場(chǎng)合的不同而不同。通常所說(shuō)的發(fā)酵，多是指生物體對(duì)于有機(jī)物的某種分解過(guò)程。發(fā)酵是人類(lèi)較早接觸的一種生物化學(xué)反應(yīng)，如今在食品工業(yè)、生物和化學(xué)工業(yè)中均有廣泛應(yīng)用。

二、發(fā)酵與我們生活中的聯(lián)系

發(fā)酵與我們的生活緊密相連，我的生活中到處都充滿(mǎn)了發(fā)酵，下面就簡(jiǎn)單列舉一些生活中的發(fā)酵。

1.發(fā)酵食品。發(fā)酵是很久以前人類(lèi)在自然中尋找到的一種對(duì)人體非常有益的綠色加工技術(shù)。我們?cè)谌粘Ｉ钪凶匀欢坏慕佑|到發(fā)酵，其主渠道便是飲食。發(fā)酵食品的微生物隨其原料的不同十分多樣，經(jīng)過(guò)發(fā)酵過(guò)程之后，擁有與不同于原料的獨(dú)特特性與味道。

2.發(fā)酵中藥。發(fā)酵中藥的特點(diǎn)是，利用微生物發(fā)酵中藥材，使中藥成分中原本纖維質(zhì)豐富、不益消化的成分有所緩解，并且能夠超越提取有機(jī)溶劑受限這一局限性，使其有效成分發(fā)揮出最大的效果。因此，發(fā)酵中藥不僅能夠分解為中藥材料的低分子結(jié)構(gòu)、提高人體吸收率，還能加大生物體利用率，使治療更加迅速有效。專(zhuān)家還指出，發(fā)酵中藥的擁有豐富的生理活性物質(zhì)，生物體利用率較高、藥效成分含量多，還可以節(jié)約藥材，幾乎無(wú)任何副作用，并且具有較強(qiáng)的抗農(nóng)藥和重金屬性等優(yōu)點(diǎn)。

3.發(fā)酵醫(yī)藥品。通常來(lái)說(shuō)，我們并不熟悉醫(yī)藥品的制作過(guò)程。其實(shí)，醫(yī)藥品是通過(guò)發(fā)酵、化學(xué)合成和提取天然物質(zhì)等方法制成的。對(duì)于醫(yī)藥品來(lái)說(shuō)，發(fā)酵并不是在制造醫(yī)藥品的過(guò)程中直接發(fā)酵某種成分，而是將細(xì)菌或霉菌“發(fā)酵”而成的物質(zhì)作為主要成分的醫(yī)藥品。我們?cè)卺t(yī)院接觸到的大多數(shù)抗生物質(zhì)都是通過(guò)霉菌發(fā)酵生成的物質(zhì)，因此屬于具有代表性的發(fā)酵醫(yī)藥品。

4.發(fā)酵化妝品。發(fā)酵化妝品是指應(yīng)用發(fā)酵工藝制成的化妝品。將發(fā)酵應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)，可以廣泛地應(yīng)用至糧食、能源、醫(yī)藥、精密化學(xué)、傳統(tǒng)食品、有機(jī)溶劑和化妝品等全部產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。 如同韓國(guó)的悠久歷史一般，發(fā)酵在韓國(guó)也擁有著源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的傳統(tǒng)，這一傳統(tǒng)若能得到有效發(fā)展，那么在即將到來(lái)的未來(lái)社會(huì)里，韓國(guó)將中成為主導(dǎo)使用發(fā)酵能量的國(guó)家之一。

如今，世界各國(guó)都在積極開(kāi)展利用微生物凈化污染土壤和因船舶事故受污染的海洋之方法。海洋微生物不僅可以分解致癌物質(zhì)、赤潮和海底的堆積土；還可以制作出正在躍升為未來(lái)汽車(chē)的氫氣燃料電池汽車(chē)所需的氫氣；也是代替大多數(shù)使用陸地微生物制作的抗生劑、抗癌劑的最新方案?？梢哉f(shuō)，海洋微生物是 21 世紀(jì)未來(lái)生命生物和新能源的源泉。

5.發(fā)酵能源。石油是目前地球上應(yīng)用最廣泛的天然能源，預(yù)計(jì)到 2050 年左右，石油將會(huì)全部耗盡。為此，世界各國(guó)都在積極研究的開(kāi)展生物能源、生物量、氫氣和太陽(yáng)能等代替方案，以尋找代替石油的能源。其中，生物能源（生物量能源）是指能夠作為利用能源對(duì)象的微生物的總稱(chēng)，通常將其稱(chēng)為生物量。主要生物量資源包括柳樹(shù)和槐樹(shù)等樹(shù)木；玉米、馬鈴薯、油菜花、甘蔗、紅薯和玉蜀黍等草本植物；水生植物、海藻類(lèi)、藻類(lèi)和光合性細(xì)菌等。這些生物量通過(guò)與沼氣和酒精發(fā)酵獲得能源，稱(chēng)為生物能源。

三、發(fā)酵的類(lèi)型

發(fā)酵的種類(lèi)很多，我們通常以發(fā)酵產(chǎn)物命名，我們常見(jiàn)的發(fā)酵有以下幾類(lèi)：

1.酵母酒精發(fā)酵。酵母菌在中性或偏酸性、無(wú)氧條件下，利用葡萄糖經(jīng)EMP途徑產(chǎn)生乙醇的代謝。在酵母酒精發(fā)酵中，加入亞適量NaHSO3，產(chǎn)物除了乙醇還有甘油。在酵母酒精發(fā)酵中，發(fā)酵液pH值控制在堿性（pH7.6），產(chǎn)物除了乙醇還有甘油和乙酸。

2.細(xì)菌酒精發(fā)酵。細(xì)菌例如林氏發(fā)酵單胞菌、嗜糖假單胞菌，經(jīng)ED途徑，降解葡萄糖生成丙酮酸，然后生成乙醇的代謝。

3.同型乳酸發(fā)酵。乳酸桿菌屬的一些種、鏈球菌科的某些屬，利用葡萄糖經(jīng)EMP途徑，產(chǎn)生以乳酸為主產(chǎn)物（1.8mol 乳酸/mol G）的發(fā)酵。

4.異型乳酸發(fā)酵。腸膜狀明串珠菌、雙歧乳桿菌等利用葡萄糖經(jīng)PK途徑，產(chǎn)生乳酸（0.8mol 乳酸/mol G）外，還有乙醇、乙酸、甘油和甘露醇等產(chǎn)物的發(fā)酵。

5.丁酸型發(fā)酵。丁酸型發(fā)酵是發(fā)酵工業(yè)中生產(chǎn)丁酸、丙酮、丁醇等重要有機(jī)溶劑和化工原料的基礎(chǔ)。

6.甲酸發(fā)酵。甲酸發(fā)酵在鑒定腸桿菌科中的細(xì)菌時(shí)非常有用。

7.丙酸發(fā)酵。丙酸桿菌、丙酸羧菌等厭氧菌利用葡萄糖，經(jīng)EMP途徑產(chǎn)生丙酸的代謝。

四、發(fā)酵工程的現(xiàn)狀與發(fā)展方向

由于微生物發(fā)酵工業(yè)具有投資少、見(jiàn)效快、污染小、外源目的基因易在微生物菌體中高效表達(dá)等特點(diǎn)，日益成為全球經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。

發(fā)酵工程的應(yīng)用是十分廣泛的，在不同的工業(yè)領(lǐng)域中都有重要應(yīng)用，例如醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、能源工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等，且隨著生物技術(shù)的發(fā)展，發(fā)酵工程的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。

發(fā)酵工程未來(lái)的發(fā)展趨向主要有以下幾個(gè)大方面。①基因工程的發(fā)展為發(fā)酵工程帶來(lái)新的活力。②新型發(fā)酵設(shè)備的研制為發(fā)酵工程提供先進(jìn)工具。③大型化、連續(xù)化、自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用為發(fā)酵工程的發(fā)展拓展了新空間。④強(qiáng)調(diào)代謝機(jī)理與調(diào)控研究，使微生物的發(fā)酵機(jī)能得到進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。⑤生態(tài)型發(fā)酵工業(yè)的興起開(kāi)拓了發(fā)酵的新領(lǐng)域。⑥再生資源的利用給人們帶來(lái)了希望。