发酵技术发展简史

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1、发酵技术发展简史发酵现象早巳被人们所认识，但了解它的本质却是近200年来的事。英语中发酵一词fermentation是从拉丁语fervere派生而来的，原意为“翻腾”，它描述酵母作用于果汁或麦芽浸出液时的现象。沸腾现象是由浸出液中的糖在缺氧条件下降解而产生的二氧化碳所引起的。在生物化学中把酵母的无氧呼吸过程称作发酵。我们现在所指的发酵早已赋予了不同的含义。发酵是生命体所进行的化学反应和生理变化，是多种多样的生物化学反应根据生命体本身所具有的遗传信息去不断分解合成，以取得能量来维持生命活动的过程。发酵产物是指在反应过程当中或反应到达终点时所产生的能够调节代谢使之

2、达到平衡的物质。实际上，发酵也是呼吸作用的一种，只不过呼吸作用最终生成CO2和水，而发酵最终是获得各种不同的代谢产物。因而，现代对发酵的定义应该是：通过微生物（或动植物细胞）的生长培养和化学变化，大量产生和积累专门的代谢产物的反应过程。近百年来，随着科学技术的进步，发酵技术发生了划时代的变革，已经从利用自然界中原有的微生物进行发酵生产的阶段进入到，按照人的意愿改造成具有特殊性能的微生物以生产人类所需要的发酵产品的新阶段。从广义上讲，发酵工程由三部分组成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括优良种株的选育，最适发酵条件（pH、温度、溶氧和营养组成）的

3、确定，营养物的准备等。中游工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。下游工程指从发酵液中分离和纯化产品的技术：包括固液分离技术（离心分离，过滤分离，沉淀分离等工艺），细胞破壁技术（超声、高压剪切、渗透压、表面活性剂和溶壁酶等），蛋白质纯化技术（沉淀法、色谱分离法和超滤法等），最后还有产品的包装处理技术（真空干燥和冰冻干事燥等）。现代意义上的发酵工程是一个由多学科交叉、融合而形成的技术性和应用性较强的开放性的学科。发酵工程经历了“农产手工加工——近代发酵工程——现代发酵工程”三个发展阶段。一、传统（古老）发酵技术的追溯早在几千年前

4、，人们就开始从事酿酒、酱、醋、奶酪等的发酵生产，并积累了许多有关发酵的经验，但当时人们只知其然而不知其所以然。据考古发掘证实我国在龙山文化（距今4000~4200年）已有酒器出现。先秦的《周礼天宫》一书中记载有主管王室、官用造酒事的“酒正”、“酒人”等官职说明酿酒已成为专门的职业。3000年前，中国已有用长霉的豆腐治疗皮肤病的记载，我们今天知道，这可能是由于抗生素的缘故。国外酿酒的传说则可推溯到更早，相传埃及和中亚两河流域在公元前40~30世纪就已开始酿酒，烘制面包。发酵业虽然历史悠久，但在科学技术普遍受压抑的时代里长期停留在“实践－实践－实践”的基础上，只能

5、处于低水平的应用阶段，并且人们普遍认为各种发酵产物是自然产生的。二、纯培养技术的建立到了17世纪，西方近代资本主义制度的建立，生产力得到了前所未有的发展，人们的知识水平得到了大幅度的提高给发酵业的发展带来了契机。自1676年荷兰人列文．虎克用自制的显微镜发现微生物开始，各国科技工作者纷纷对“自然发生说”提出质疑，并将发酵产物与微生物联系在一起。1857年，巴斯德通过著名的曲颈瓶试验，彻底否定了生命的自然发生说。在此基础上，他提出了加热灭菌法，后来被人们称为巴氏消毒法，成功地解决了当时困扰人们的牛奶、酒类变质问题。巴斯德还研究了酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵等，并

6、发现这些发酵过程都是由不同的发酵菌引起的，从而奠定了初步的发酵理论。在此期间，巴斯德的三个女儿相继染病死去，不幸的遭遇促使他转而研究疾病的起源，并发现特殊的微生物是发病的病源。由此开始了19世纪寻找病原菌的黄金时期。巴斯德还发明了减毒菌苗，用以预防鸡霍乱病和牛羊炭疽病，发明并使用了狂犬病疫苗，为人类治病、防病做出了巨大贡献。巴斯德在微生物学各方面的研究成果，促进了医学、发酵工业和农业的发展。1897年德国的毕希纳进一步发现磨碎了的酵母仍能使糖发酵而形成酒精，并将此具有发酵能力的物质称为酶，揭开了发酵现象的本质。1905年德国的罗伯特·柯赫等首先应用固体培养基分

7、离培养出炭疽芽孢杆菌、结核芽孢杆菌、霍乱芽孢杆菌等病原细菌，建立了一套研究微生物纯培养的技术方法。此后，随着纯种微生物的分离及培养技术的建立，以及密闭式发酵罐的设计成功，使人们能够利用某种类型的微生物，在人工控制的环境条件下，进行大规模的生产，逐步形成了发酵工程。发酵工程发源于家庭或作坊式的发酵制作（农产手工加工），后来借鉴于化学工程实现了工业化生产（近代发酵工程），最后返璞归真以微生物生命活动为中心研究、设计和指导工业发酵生产（现代发酵工程），跨入生物工程的行列。始的手工作坊式的发酵制作凭借祖先传下来的技巧和经验生产发酵产品，体力劳动繁重，生产规模受到限制，

8、难以实现工业化的生产。于是，发酵界的前