发酵技术及应用研究论文.doc

发酵技术及应用研究学生姓名 班 级 生化1101班 专业名称 生化制药 系部名称 制药工程系 指导教师 提交日期 2013.12 答辩日期 2013.12 河北化工医药职业技术学院 2013 年 12 月目录1、摘要32、引言33、正文1 3.1 发酵的相关概述13.1.1 基本含义1 3.1.2 特点23.1.3 反应33.1.4 类型34、发酵技术的发展历程.4 5、常见的发酵工艺65.1 青霉素的发酵65.1.1原理65.1.2工艺7 5.2 土霉素的发酵75.2.1原理7 5.2.2工艺86、发酵技术的应用. 8 6.1 医药方面. 8 6.2 食品方面. 9 6.3 农业方面.10 6.4 环境方面.11 7、发酵技术的发展前景.12 8、参考文献.149、致谢.15 1、摘要摘要：发酵工程又称为微生物工程，是指 传统的发酵技术与DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等技术结合并发展起来的现代发酵技术。随着社会的发展，发酵工程已经在许多工业生产领域起到了重要的作用，给人类带来不可估量的经济和社会效益发酵工程又称为微生物工程，是指传统的发酵技术与DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等技术结合并发展起来的现代发酵技术。现代发酵工程包括微生物资源开发利用；微生物菌种的选育、培养；固定化细胞计数；生物器设计；发酵条件的利用及自动化控制；产品的分离提纯等技术。发酵在工业生产中的应用价值 发酵工程是古老而大有潜力的工业技术，生物技术中的基因工程、酶工程、单克隆抗体、生物量的研究转化等研究成果为它注入新的内容，使传统的发酵工艺焕发“青春”，赋予了微生物发酵技术新的生命力，使微生物发酵制品的品种不断增加。目前，现代发酵工程技术已作为一种新兴的工业体系发展起来，已深入到生产的各个行业，如医药，食品，能源，农业和环境保护等关键字：发酵 原理 流程 应用 发展2、引言发酵在工业生产中的应用价值 发酵工程是古老而大有潜力的工业技术，生物技术中的基因工程、酶工程、单克隆抗体、生物量的研究转化等研究成果为它注入新的内容，使传统的发酵工艺焕发“青春”，赋予了微生物发酵技术新的生命力，使微生物发酵制品的品种不断增加。目前，现代发酵工程技术已作为一种新兴的工业体系发展起来，已深入到生产的各个行业，如医药，食品，能源，农业和环境保护等1、医药行业 微生物发酵是生物转化法之一,在中药中早有应用。真菌是， 发酵中药的主要功能菌。发酵时大都采用单一菌种纯种发酵法。现代中药发酵技术分为液体发酵和固体发酵。中药发酵技术按应用方式可分为无渣式和去渣式,前者可直接用药,后者要提取和制剂用药。发展发酵中药可进一步推进中药现代化和国际化进程,提高中药行业的竞争力,为中药走向世界、造福人类作出新的贡献。2.食品工业 现代化生物技术的突飞猛进，改写了食品发酵工艺的历史。据报道，由发酵工程贡献的产品可占食品工业总销售额的15%以上。目前利用微生物发酵法可以生产近20种氨基酸。该法较蛋白质水解和化学合成法生产成本低，工艺简单，且全部具有光学活性。3.能源工业乙醇作为一种生产工艺成熟，生产原料来源广泛的替代能源越来越受到人们的关注。燃料酒精不仅可以缓解能源短缺的问题，从长远的利益和能源的可再生性来看，燃料酒精又是一种潜力巨大的物能源。酒精发酵的方式有间歇式发酵、半连续式发酵和连续发酵4.农业近年来，固态发酵工艺在生物农药工业生产中的应用取得了进展。固态发酵是没有或只有少量游离水存在，在具有可以满足微生物生长代谢的一定湿度的固态营养基质中进行的微生物发酵过程。总之，发酵技术发展方向发酵技术未来的发展方向主要有以下几个大方面。基因工程的发展为发酵工程带来新的活力。新型发酵设备的研制为发酵工程提供先进工具。大型化、连续化、自动化控制技术的应用为发酵工程的发展拓展了新空间。强调代谢机理与调控研究，使微生物的发酵机能得到进一步开发。生态型发酵工业的兴起开拓了发酵的新领域。再生资源的利用给人们带来了希望。 3、正文3.1 发酵的相关概述 3.1.1 基本含义现代发酵的定义应该是：通过对微生物（或动植物细胞）的进行大规模的生长培养，使之发生化学变化和生理变化，从而产生和积累大量人们发酵所需要的代谢产物的过程。(1)微生物生理学严格定义的“发酵”：有机物被生物体氧化降解成氧化产物并释放能量的过程统称为生物氧化。微生物生理学把生物氧化区分为呼吸和发酵，呼吸又可进一步区分为有氧呼吸和无氧呼吸。因此，发酵是生物氧化的一种方式。发酵是这样一种生物氧化方式：在没有外源最终电子受体的条件下，化能异养型微生物细胞对能源有机化合物的氧化与内源的（已经经过该细胞代谢的）有机化合物的还原相耦合，一般并不发生经包含细胞色素等的电子传递链上的电子传递和电子传递磷酸化，而是通过底物（激酶的底物）水平磷酸化来获得代谢能ATP；能源有机化合物释放的电子的一级电子载体NAD，以NADH的形式直接将电子交给内源的有机电子受体而再生成NAD，同时将后者还原成发酵产物（不完全氧化的产物）。细胞中的NAD是有限的，如果作为一级电子载体的辅酶NAD不能得到再生，就不能被回用，有效的电子载体就会愈来愈少，脱氢反应就不能持续进行下去了。因此辅酶NAD的再生是生物氧化（包括发酵）继续进行下去的必要条件。(2)工业生产上定义的发酵“工业发酵”工业生产上笼统地把一切依靠微生物的生命活动而实现的工业用秸秆发酵制成沼气生产均称为“发酵”。这样定义的发酵就是“工业发酵”。工业发酵要依靠微生物的生命活动，生命活动依靠生物氧化提供的代谢能来支撑，因此工业发酵应该覆盖微生物生理学中生物氧化的所有方式：有氧呼吸、无氧呼吸和发酵。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。(3) 专业词汇“发酵（fermentation）”“发酵”这个词汇在生活中往往是人联想到发面制作大饼、油条、馒头、包子，或者联想到食品酸败物品霉烂。“发酵”作为专业词汇其含义不但覆盖发面制作大饼、油条、馒头、包子，更重要的是指用发酵的手段工业化生产酒及酒精饮料、食品及食品添加剂、饲料及饲料添加剂、药品、化工材料等等3.1.2 特点发酵和其他化学工业的最大区别在于它是生物体所进行的化学反应。其主要特点如下：1，发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件也比较简单。2，发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。基于这特性，可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。3，发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单的代谢产物。4，由于生物体本身所具有的反应机制，能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较复杂的高分子化合物。5，一般情况下，发酵过程中需要特别控制杂菌的产生。通常控制杂菌的方法是对设备进行严格消毒处理，对空气加热灭菌操作以及尽可能的采用自动化的方式进行发酵。通常，如果发酵过程中污染了杂菌或者噬菌体，会影响发酵过程的进行，导致发酵产品的产量减少，严重的，甚至会导致整个发酵过程失败，发酵产品被要求全部倒掉。6，微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，甚至可以获得按常规方法难以生产的产品。7，工业发酵与普通发酵相比，对于发酵过程的控制更为严格，对发酵技术要求更为成熟，并且能够实现大规模量产基于以上特点，工业发酵日益引起人们重视。和传统的发酵工艺相比，现代发酵工程除了上述的发酵特征之外更有其优越性。除了使用微生物外，还可以用动植物细胞和酶，也可以用人工构建的“工程菌来进行反应；反应设备也不只是常规的发酵罐，而是以各种各样的生物反应器而代之，自动化连续化程度高，使发酵水平在原有基础上有所提高和和创新。 3.1.3 反应发酵反应的过程依据不同糖的利用与产物的生产而不同。以下以葡萄糖生产酒精为例，说明酿酒发酵的过程，同时这也是最经典的发酵反应：化学式：C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (放出能量:118 kJ/mol) 文字式：糖（葡萄糖、果糖或蔗糖） 醇类（乙醇） + 二氧化碳 + 能量 (ATP) 就实际反应的生化途径而言，在厌氧呼吸的初期，往往是糖酵解途径，之后的途径与终产物有关。 3.1.4 类型根据发酵的特点和微生物对氧的不同需要，可以将发酵分成若干类型：1，按发酵原料来区分：糖类物质发酵、石油发酵及废水发酵等类型。2，按发酵产物来区分：如氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发酵、酒精发酵、维生素发酵等。3，按发酵形式来区分，则有：固态发酵和液体深层发酵。4，按发酵工艺流程区分则有：分批发酵、连续发酵和流加发酵。5，按发酵过程中对氧的不同需求来分，一般可分为：厌氧发酵和通风发酵两大类型。发酵工程在生物工程中的位置生物工程主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和发酵工程等5个部分；基因工程和细胞工程的研究结果，大多需要通过发酵工程和酶工程来实现产业化。基因工程、细胞工程和发酵工程中所需要的酶，往往是通过酶工程来获得；酶工程中酶的生产，一般要通过微生物发酵的方法来进行。由此可见，生物工程各个分支之间存在着交叉渗透的现象。生物工程主要操作对象工程目的与其它工程的关系基因工程基因及动物细胞、植物细胞、微生物改造物种通过细胞工程、发酵工程使目的基因得以表达细胞工程动物细胞、植物细胞、微生物细胞改造物种可以为发酵工程提供菌种、使基因工程得以实现发酵工程微生物获得菌体及各种代谢产物为酶工程提供酶的来源酶 工 程微生物获得酶制剂或固定化酶为其它生物工程提供酶制剂4、发酵技术的发展历程20世纪20年代的酒精、甘油和丙酮等发酵工程，属于厌氧发酵。从那时起，发酵工程又经历了几次重大的转折，在不断地发展和完善。20世纪40年代初，随着青霉素的发现，抗生素发酵工业逐渐兴起。由于青霉素产生菌是需氧型的，微生物学家就在厌氧发酵技术的基础上，成功地引进了通气搅拌和一整套无菌技术，建立了深层通气发酵技术。它大大促进了发酵工业的发展，使有机酸、维生素、激素等都可以用发酵法大规模生产。1957年，日本用微生物生产谷氨酸成功，如今20种氨基酸都可以用发酵法生产。氨基酸发酵工业的发展，是建立在代谢控制发酵新技术的基础上的。科学家在深入研究微生物代谢途径的基础上，通过对微生物进行人工诱变，先得到适合于生产某种产品的突变类型，再在人工控制的条件下培养，就大量产生人们所需要的物质。目前，代谢控制发酵技术已经与核苷酸、有机酸和部分抗生素等的生产中。20世纪70年代以后，基因工程、细胞工程等生物工程技术的开发，使发酵工程进入了定向育种的新阶段，新产品层出不穷。20世纪80年代以来，随着学科之间的不断交叉和渗透，微生物学家开始用数学、动力学、化工工程原理、计算机技术对发酵过程进行综合研究，使得对发酵过程的控制更为合理。在一些国家，已经能够自动记录和自动控制发酵过程的全部参数，明显提高了生产效率。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。手工加工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。近代发酵原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，难以实现工业化的生产。于是，发酵界的前人首先求教于化学和化学工程，向农业化学和化学工程学习，对发酵生产工艺进行了规范，用泵和管道等输送方式替代了肩挑手提的人力搬运，以机器生产代替了手工操作，把作坊式的发酵生产成功地推上了工业化生产的水平。发酵生产与化学和化学工程的结合促成了发酵生产的第一次飞跃。现代发酵通过发酵工业化生产的几十年实践，人们逐步认识到发酵工业过程是一个随着时间变化的（时变的）、非线性的、多变量输入和输出的动态的生物学过程，按照化学工程的模式来处理发酵工业生产（特别是大规模生产）的问题，往往难以收到预期的效果。从化学工程的角度来看，发酵罐也就是生产原料发酵的反应器，发酵罐中培养的微生物细胞只是一种催化剂，按化学工程的正统思维，微生物当然难以发挥其生命特有的生产潜力。于是，追溯到作坊式的发酵生产技术的生物学内核（微生物），返璞归真而对发酵工程的属性有了新的认识。发酵工程的生物学属性的认定，使发酵工程的发展有了明确的方向，发酵工程进入了生物工程的范畴5、常见的发酵工艺5.1 青霉素的发酵 5.1.1原理天然青霉素青霉素G生产可分为菌种发酵和提取精制两个步骤。菌种发酵：将产黄青霉菌接种到固体培养基上，在25下培养710天，即可得青霉菌孢子培养物。用无菌水将孢子制成悬浮液接种到种子罐内已灭菌的培养基中，通入无菌空；气、搅拌，在27下培养2428h，然后将种子培养液接种到发酵罐已灭菌的含有苯乙酸前体的培养基中，通入无菌空气，搅拌，在27下培养7天。在发酵过程中需补入苯乙酸前体及适量的培养基。提取精制：将青霉素发酵液冷却，过滤。滤液在pH22.5的条件下，于萃取机内用醋酸丁酯进行多级逆流萃取，得到丁酯萃取液，转入pH7.07.2的缓冲液中，然后再转入丁酯中，将此丁酯萃取液经活性炭脱色，加入成盐剂，经共沸蒸馏即可得青霉素G钾盐。青霉素G钠盐是将青霉素G钾盐通过离子交换树脂（钠型）而制得。半合成青霉素以6APA为中间体与多种化学合成有机酸进行酰化反应，可制得各种类型的半合成青霉素。6APA是利用微生物产生的青霉素酰化酶裂解青霉素G或V而得到。酶反应一般在4050、pH810的条件下进行；近年来，酶固相化技术已应用于6APA生产，简化了裂解工艺过程。6APA也可从青霉素G用化学法来裂解制得，但成本较高。侧链的引入系将相应的有机酸先用氯化剂制成酰氯，然后根据酰氯的稳定性在水或有机溶剂中，以无机或有机碱为缩合剂，与6APA进行酰化反应。缩合反应也可以在裂解液中直接进行而不需分离出6APA 5.1.2工艺青霉素的生产分成发酵工艺和提炼工艺过程。 其中，青霉素发酵过程是属于二次微生物代谢的过程,所获得的是下一级代谢的产物,即菌种在一定条件下 (培养基、温度、pH、通气搅拌等)进行培养发酵,经过下一级代谢得到生成物青霉素,此环节是在发酵罐中进行的,最终是微生物分泌大量的抗生素。为了保证发酵过程正常进行,需对一些物理、化学、生理参数进行检测和控制。检测的物理参数有罐温、罐压、冷却水流量及进出口温度;化学参数有尾气中O2含量、CO2含量、罐内溶解氧、pH值等生理参数有菌丝浓度、基液质浓度、代谢产物浓度等,由于传感器及检测元件等原因目前生理参数还不能直接在线测量只能采用模型进行在线推算或离线化验分析。另外发酵过程中还存在一些通过可测参数在线计算来得到的重要参数如氧摄取率、呼吸商、生物热等。罐温发酵液pH、发 酵液中的DO2及罐压等环境参数对菌丝的生长、衰老及青霉素的合成有很大的影响因此控制系统主要就针对这些参数实行自动控制。 5.2 土霉素的发酵 5.2.1原理分为三型，一型发酵为酒精发酵，二三型发酵为甘油发酵酒精发酵：葡萄糖走emp途径放能和还原力（NADH)，分解为两个丙酮酸，丙酮酸脱羧又被还原力还原为乙醇。甘油发酵：加入亚硫酸氢钠，它结合乙醛，乙醛失去受氢能力，由磷酸二羟丙酮作为受氢体，一步步被还原为甘油。部分游离乙醛仍可受氢产生atp。三型甘油发酵：调ph使其成为不产能只产甘油的静息细胞。 5.2.2工艺6、 发酵技术的应用 6.1 医药方面1、在医药工业上的应用：基于发酵工程技术，开发了种类繁多的药品，如人类生长激素、重组乙肝疫苗、某些种类的单克隆抗体、白细胞介素2、抗血友病因子等。3、发酵工程与番茄红素番茄红素是由11个共轭双键及2个非共轭碳碳双键构成的高度不饱和直链型烃类化合物，具有预防癌症、防治心血管疾病、缓解骨质疏松症和提高免疫等重要的生理功能。番茄红素的生产方法主要有提取法、化学合成法和微生物发酵法。由于番茄红素含量低，提取法无法满足市场需求，化学合成法存在收率低、产物不稳定以及合成成本高等缺点；发酵法被认为是生产番茄红素最有潜力的方法，发酵法利用特定微生物的代谢将淀粉、葡萄糖、黄豆饼粉等廉原料转化为番茄红素，不受原材料、地理环境和气候等因素影响，工艺简单、生产周期短、生产效率高、生产成本低，且产物质量可控，并减少了对环境的污染。最重要的是发酵法生产的番茄红素。 6.2 食品方面传统上人们利用固态发酵生产面包、麦芽、酒曲、酒精饮料、酱油、用酒精发酵生产的红酒、豆豉、蘑菇等食品或生产中间原料。近代研究发现利用固态发酵生产的一些食品中含有生理活性物质，表明了固态发酵在生产这些食品及食品添加剂上有优势。随着能源危机与环境问题的日益严重，固态发酵技术以其特有的优点引起人们极大的兴趣。人们在固态发酵领域的研究及其在资源环境、蛋白质饲料中的应用取得了较大进展，主要表现在生物饲料、生物燃料、生物农药、生物转化、生物解毒及生物修复等方面的成功开发应用，为固态发酵的不断发展提供了强有力支持，为传统技术发扬光大提供了广阔的应用前景。另外，中药固态发酵，在保持中药原来药效，降低毒性反应的作用巨大。现在发酵技术在食品工业上的应用：主要有三大类产品，一是生产传统的发酵产品，如啤酒、果酒、食醋等；二是生产食品添加剂；三是帮助解决粮食问题。如： 生产葡萄酒生产味精全世界都采用发酵法生产味精。发酵法生产味精的原料基本上都是淀粉、砂糖、醋酸、糖蜜等天然物质，因此味精不是化学合成产品。制作酵素一是生产酵素菌。酵素菌是从自然界中分分离纯化获得的有益微生物，将其组合发酵形成，包括细菌、酵素菌、丝状菌三大类二十余种能产生流活性分解酶的微生物群体组成的产品，广泛应用于种植业、养殖业和人体保健食品行业。二是制作食用酵素。食用酵素（酶，enzyme）根据原料的多寡，又可分为综合酵素和专一酵素。综合酵素，特别是植物综合酵素（植物复合酶），一般是指用几十种甚至上百种蔬果经发酵制备的酵素产品，针对性弱，藉在强调对人体的综合调理作用。专一酵素，是指针对某些特定功效作用，或出于某些特定因素，而选用一种或两种原料（一般不超过三种），经发酵制备而成的酵素产品。如，诺丽酵素，原料只有有机诺丽和有机青梅，旨在针对女性排毒、通便、祛痘（光洁皮肤）。 “人造肉”近年来，国内外市场上出现了一种引人注目的新食品，它们的样子很象鸡、鸭、鱼或猪肉，但却不是通过饲养畜禽而获得的制品，也不是耕种收获的五谷杂粮，而是利用现代发酵工程技术制成的，因此，人们将他称为“人造肉”。现代发酵工程，就是利用微生物的许多特殊本领，通过现代的工程技术手段来生产人类有用的物质，或者把微生物直接运用于工业生产的一类技术。它是以培养微生物发酵为主的，因此又叫微生物工程 6.3 农业方面（1）甜高粱茎秆液态发酵在液态发酵过程中，由于甜高粱汁液中氮源、无机盐含量不能满足酵母菌的需求，大多数研究者通过在汁液中添加氮源和无机盐来研究最佳的发酵工艺条件。从节省水资源、降低劳动强度和减少费用的角度。考虑液态发酵中高密度发酵更具竞争力。当可溶性固形物含量从16g100g升高到31glOOg时，可节约585的用水，同时减少环境污染，提高设备利用率，而且高密度发酵可以增加发酵速率和酒精得率。在甜高梁汁液和磨碎的甜高粱籽粒混合液中加入蔗糖 (浓度34glOOml混合液)进行高密度液态发酵，酒精的最大得率能达到16 8。高密度液态发酵有利于提高从甜高梁茎秆汁液中获取燃料乙醇的收益。甜高梁茎秆汁液高密度发酵工业化生产往往采用固定化酵母发酵工艺，固定化技术应用于酒精发酵的机理是利用活细胞或酶的高度密集，从而比普通游离状态的细胞成倍地增长，加快反应速度、缩短反应周期和提高工作效率。载体内部的酵母受外界影响较少，并不断增殖向外扩散，载体内部一直保持原有品质，而且拥有较好的抗污染能力。从固定化人手来高发酵强度是一种切实可行的方法。刘荣厚 等研究了在摇床和流化床反应器上进行固定化酵母汁液酒精发酵，取得了很好的效果，为燃料乙醇的发展提供了科学依据。 （2）红薯饮料 用红薯与鲜奶配合发酵制成的红薯酸奶，有红薯的特有香味，还增加了酸奶纤维素、维生素和多种微量元素，减少脂肪含量，既可达到动植物营养互补，又能降低生产成本，是一种风味独特的滋补饮料。 （3）膨化玉米粉酸奶 玉米是一种含多种营养成分的高产经济作物，含有大量的氨基酸、脂肪和粗纤维。经挤压、膨化、粉碎后的玉米粉除以上特点外，由于采取了高温高压短时的加工方法，营养成分几乎未被破坏，原料经糊化处理后，更易消化吸收，挤压后的淀粉和蛋白质均易受酶作用而发生水解，产品口感细腻，风味好。以膨化后的玉米粉为原料，配以脱脂乳，用乳酸菌进行发酵制成膨化玉米粉乳酸发酵制品，酸甜适口，口感 细腻，有乳香和玉米清香，含有大量对人体有益的活性乳酸菌。 （4）中华猕猴桃果醋 中华猕猴桃营养价值高，被誉为“水果之王”。中华猕猴桃果醋生产工艺流程：猕猴桃洗净粉碎蒸煮加麸曲榨汁果汁加酒母酒精发酵加醋酸菌液醋酸发酵过滤高温杀菌装瓶成品。 6.4 环境方面在环境科学领域的应用：污水处理中微生物的强化。环境保护近年来，利用现代发酵及分离技术对大量的农作物麸皮、壳和秸杆以及各种果渣等有机废渣资源进行深层次的研究开发，从而获得高活性、高附加值的天然功能产品，引起了各国学者的广泛重视，其中以有机废渣为基本培养基，选择合适的微生物菌株 ( 酵母、真菌或细菌)进行固态发酵，以获得高附加值的微生物代谢物。7、发酵技术的发展前景发酵技术是生物工程的核心技术，也是医药生物工程和农业生物工程实现产业化的桥梁，具有广阔的发展前景。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。1、发酵工程作为最早从事微生物学的研究领域，在过去的3个世纪中为人类的生活、生存、社会的发展作出了重大的贡献。但这些都是过去的成就。发酵工程与现在的生物工程（基因工程）相比，是处于劣势，因为其是个老学科，在很多人看来，其没有什么大的学问，通过一些操作过程的控制和菌种的筛选难以达到基因工程那样迅捷的效果。但目前发酵工程不断在发展自己，不断整合其他学科的优点来发展自己：1 上游方面：在菌种选育方面与基因工程相结合，从源头上来发展自己的优势。但这一方面存在很大的问题，因为搞基因的人对发酵不很熟悉，使得许多基因工程菌难以发酵生产产品，而且基因工程菌发酵的乙酸问题到现在还没有解决；另一方面，基因工程领域的专家对发酵工业具有很大应用价值的菌种还没有做深入研究（我指的是国内情况），国内还没有哪个基因中心对工业微生物进行基因测序。2工艺方面： 在过程控制中，与微生物学、微生物生理学、计算机工程、控制工程、化工工程等学科相结合，将过程操作变数与微生物生理状态结合起来。基于微生物反应原理的培养基组成优化；基于微生物代谢特性的分阶段培养策略；基于代谢通量分析的发酵优化策略。等等策略的利用，多尺度控制策略（叶勤教授等）就是将化工领域的策略运用到微生物学领域的典型范例，并取得很大的成就（华北制药等等）。2 该学科在积极拓展自己的领域：最明显的例子是交叉学科的出现，如发酵工程与环境工程的交叉形成了环境生物技术，与化工交叉的生物化工，与纺织工业交叉的纺织生物工程等的等。对于未来，微生物发酵有很大的发展空间。微生物制造是有发展的特点和投资的热点，发展方向比较广，不过在发展过程中的核心技术和资金瓶颈一直困扰着企业。微生物发酵与人民的吃穿息息相关，同时与国家的节能减排大政方针密切联系，与国家的循环经济是分不开的。发酵技术随着时代的发展而不断向前发展，从传统的发酵工业到现代发酵工业，再到微生物工程，它不仅成为生物技术产业的重要支柱，而且和基因工程技术的结合使它如虎添翼.随着生物技术的发展，发酵工程的应用领域也在不断扩大。从细胞生长繁殖、代谢的角度而言，利用发酵工程技术所进行的大规模植物细胞培养，将用于生产一些昂贵的植物化学品；而动物细胞培养所生产的一些蛋白质和多肽类产品将作为医用激素及抗癌与抗艾滋病的新药物。发酵原料的更换也将使发酵工程发生重大的变革。2000年以后，由于木质纤维素原料的大量应用，发酵工程将大规模生产通用化学品以及能源。这样，发酵工程变得对人类更为重要。目前还在逐步应用的化工原料前体发酵技术，已使发酵工程成为生产某些化学品的不可替换的手段，诸如色氨酸的前体发酵，长链脂肪烃（13，14正烷烃）发酵等，将使人类大规模应用色氨酸和长链二元酸成为可能。发酵工程技术在今后10年内的重点发展方向为：基因工程及细胞杂交技术在微生物育种上的应用，将使发酵用菌种达到前所未有的水平；生物反应器技术及生物分离技术的相应进步将消除发酵工业放大的某些神秘特征；由于物理微生物数据库、发酵动力学、发酵传递力学的发展，将使人们能够清楚地描述与使用微生物的适当环境和有关的生物学行为，从而能最佳地、理性化地进行工业发酵设计与生产。8、参考文献1顾觉奋王鲁燕倪孟祥等抗生素上海上海科学技术出版社 2001： 232233  2 陈琳, 赵婷, 侯恩太, 赖智捷, 路锋, 巩江, 倪士峰，发酵中药研究概况， Journal of Anhui Agri. Sci. 2010, 38 (15) : 8274  8275  3 任虹，曹学丽，徐春明，王巧娥，农业有机废渣固态发酵在食品工业中的应用， Science and Technology of Food Industry， 2010,8（31）4 陈万里，赵明星，燃料乙醇产业发展综述，河南化工， 2010， 275欧平，生淀粉发酵生产燃料酒精的进展， GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY， 2010,139 6 余龙江，发酵工程原理与技术应用9、致谢光阴似箭催人老，日月如梭赶少年。转眼三年匆匆而去。转眼我度过了人生中最宝贵的三载年华，有过彷徨，有过退缩，然后幸运的是身边自始至终都有良师益友相伴，陪我一起度过那些坎坷的日子。经过半学期的忙碌，本次毕业设计已经接近尾声，在此，我要感谢每一个帮助过我的人。这次的毕业论文是在xx老师的精心指导和大力支持下完成的，她渊博的知识开阔的视野给了我深深的启迪，论文凝聚着他的血汗。x老师平日里工作繁多，但在我们做毕业设计的每个阶段，都给予我悉心的指导和帮助。可以说，没有陈老师的指导，我是不可能顺利完成我的毕业设计的。另外，她以严谨的治学态度和敬业精神深深的感染了我，对我的工作学习产生了深渊的影响，在此谨向x老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。“明师之恩，诚为过于天地，重于父母”这三年来感谢各位老师对我专业思维及专业技能的培养，他们在学业上的心细指导为我工作和继续学习打下了良好的基础，在这里我要像诸位老师深深的鞠上一躬！ 其次，感谢这三年来我的朋友以及诸位同学对我的学习、生活和工作的支持和关心。三年来我们真心相待，和睦共处，不是兄弟胜是兄弟！正是一路上有你们我的求学生涯才不会感到孤独，希望你们有好的前途。最后，感谢这段青春的校园生活，让我与你们相遇，让我们相互学习共同成长。感谢师长的教育和培养，让我们逐渐学会一些必要的社会技能。谢谢你们，你们辛苦了！总之，感谢每一位给我关心和帮助的人！祝大家身体健康，永远幸福