发酵工业是传统发酵技术和现代DNA重组、细胞融合等新技术相结合并发展起来的现代生物技术,并通过现代化学工程技术,生产有用物质或直接用于工业化生产的一种大工业体系。
按照发酵的特点,可以对发酵工业做不同的类别划分。
(1)、根据微生物种类不同分为:好氧性发酵和厌氧性发酵,其中通过厌氧发酵来获得食品称为酿造工业。
(2)、根据培养基状态不同分为:固体发酵和液体发酵。
(3)、根据发酵设备分:敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵、深层发酵。
(4)、根据微生物发酵操作方式的不同分为:分批发酵、连续发酵、补料分批发酵。
(5)、根据微生物发酵产物的不同分为:微生物菌体发酵、微生物酶发酵、微生物代谢产物发酵、微生物的转化发酵、生物工程细胞发酵。
发酵产物决定发酵工艺,工艺决定设备,所以发酵工厂基本对应以下五种类型:
微生物菌体发酵这是以获得具有某种用途的菌体为目的的发酵。传统的菌体发酵工业包括用于制作面包的酵母发酵及用于人或动物食品的微生物菌体蛋白(单细胞蛋白)的生产。新的菌体发酵可用来生产一些药用真菌,如香菇类、冬虫夏草、灵芝等。有的微生物菌体还可以用作生物防治剂,如苏云金杆菌、白僵菌。
微生物酶发酵微生物具有种类多、产酶的品种多、生产容易和成本低等特点,因而工业应用的酶大多来自微生物发酵。微生物酶制剂在食品、轻工业、医药、农业中有广泛的用途。
微生物代谢产物发酵微生物代谢产物的种类很多,已知的有37个大类,其中16类属于药物。根据菌体生长与产物形成时期之间的关系,可以将发酵产物分为两类。在微生物对数生长期所产生的产物,如氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、糖类等,是菌体生长繁殖所必需的。这些产物叫初级代谢产物。在菌体生长静止期,某些菌体能合成在生长期中不能合成的、具有一些特定功能的产物,如抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等。这些产物与菌体生长繁殖无明显关系,称为次级代谢产物。
微生物转化发酵微生物转化就是利用微生物细胞的一种或多种酶,把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物。可进行的转化反应包括:脱氢反应、氧化反应、脱水反应、缩合反应、脱羧反应、氨化反应、脱氨反应和异构化反应等。最突出的微生物转化是甾类转化,甾类激素包括醋酸可的松等皮质激素和黄体酮等性激素,是用途很广的一大类药物。
生物工程细胞的发酵这是指利用生物工程技术所获得的细胞,如DNA重组的"工程菌",细胞融合所得的"杂交"细胞等进行培养的新型发酵,其产物多种多样。如用基因工程菌产胰岛素、干扰素、青霉素酰化酶等,用杂交瘤细胞生产用于治疗和诊断的各种单克隆抗体。