小議發酵工程與生活的聯系

在我們贛州鄉下，家家戶戶過年過節都會用糯米釀制米酒，用自家釀制的米酒來招待客人。特別是客家人用米酒來招待客人是客家人對客人的一種尊重，因為他們覺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酵而成的，這就是我們生物中的發酵。

一、什么是發酵

發酵有時也寫作酦酵，其定義由使用場合的不同而不同。通常所說的發酵，多是指生物體對于有機物的某種分解過程。發酵是人類較早接觸的一種生物化學反應，如今在食品工業、生物和化學工業中均有廣泛應用。

二、發酵與我們生活中的聯系

發酵與我們的生活緊密相連，我的生活中到處都充滿了發酵，下面就簡單列舉一些生活中的發酵。

1.發酵食品。發酵是很久以前人類在自然中尋找到的一種對人體非常有益的綠色加工技術。我們在日常生活中自然而然的接觸到發酵，其主渠道便是飲食。發酵食品的微生物隨其原料的不同十分多樣，經過發酵過程之后，擁有與不同于原料的獨特特性與味道。

2.發酵中藥。發酵中藥的特點是，利用微生物發酵中藥材，使中藥成分中原本纖維質豐富、不益消化的成分有所緩解，并且能夠超越提取有機溶劑受限這一局限性，使其有效成分發揮出最大的效果。因此，發酵中藥不僅能夠分解為中藥材料的低分子結構、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。專家還指出，發酵中藥的擁有豐富的生理活性物質，生物體利用率較高、藥效成分含量多，還可以節約藥材，幾乎無任何副作用，并且具有較強的抗農藥和重金屬性等優點。

3.發酵醫藥品。通常來說，我們并不熟悉醫藥品的制作過程。其實，醫藥品是通過發酵、化學合成和提取天然物質等方法制成的。對于醫藥品來說，發酵并不是在制造醫藥品的過程中直接發酵某種成分，而是將細菌或霉菌“發酵”而成的物質作為主要成分的醫藥品。我們在醫院接觸到的大多數抗生物質都是通過霉菌發酵生成的物質，因此屬于具有代表性的發酵醫藥品。

4.發酵化妝品。發酵化妝品是指應用發酵工藝制成的化妝品。將發酵應用于產業，可以廣泛地應用至糧食、能源、醫藥、精密化學、傳統食品、有機溶劑和化妝品等全部產業領域。 如同韓國的悠久歷史一般，發酵在韓國也擁有著源遠流長的傳統，這一傳統若能得到有效發展，那么在即將到來的未來社會里，韓國將中成為主導使用發酵能量的國家之一。

如今，世界各國都在積極開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、赤潮和海底的堆積土；還可以制作出正在躍升為未來汽車的氫氣燃料電池汽車所需的氫氣；也是代替大多數使用陸地微生物制作的抗生劑、抗癌劑的最新方案。可以說，海洋微生物是 21 世紀未來生命生物和新能源的源泉。

5.發酵能源。石油是目前地球上應用最廣泛的天然能源，預計到 2050 年左右，石油將會全部耗盡。為此，世界各國都在積極研究的開展生物能源、生物量、氫氣和太陽能等代替方案，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象的微生物的總稱，通常將其稱為生物量。主要生物量資源包括柳樹和槐樹等樹木；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、藻類和光合性細菌等。這些生物量通過與沼氣和酒精發酵獲得能源，稱為生物能源。

三、發酵的類型

發酵的種類很多，我們通常以發酵產物命名，我們常見的發酵有以下幾類：

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

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

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

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

5.丁酸型發酵。丁酸型發酵是發酵工業中生產丁酸、丙酮、丁醇等重要有機溶劑和化工原料的基礎。

6.甲酸發酵。甲酸發酵在鑒定腸桿菌科中的細菌時非常有用。

7.丙酸發酵。丙酸桿菌、丙酸羧菌等厭氧菌利用葡萄糖，經EMP途徑產生丙酸的代謝。

四、發酵工程的現狀與發展方向

由于微生物發酵工業具有投資少、見效快、污染小、外源目的基因易在微生物菌體中高效表達等特點，日益成為全球經濟的重要組成部分。

發酵工程的應用是十分廣泛的，在不同的工業領域中都有重要應用，例如醫藥工業、食品工業、能源工業、化學工業、農業、環境保護等，且隨著生物技術的發展，發酵工程的應用領域也在不斷擴大。

發酵工程未來的發展趨向主要有以下幾個大方面。①基因工程的發展為發酵工程帶來新的活力。②新型發酵設備的研制為發酵工程提供先進工具。③大型化、連續化、自動化控制技術的應用為發酵工程的發展拓展了新空間。④強調代謝機理與調控研究，使微生物的發酵機能得到進一步開發。⑤生態型發酵工業的興起開拓了發酵的新領域。⑥再生資源的利用給人們帶來了希望。