張皓穎

摘要：發(fā)酵工程技術是一門新興技術，通過微生物和活性酶來為人們提供生物產(chǎn)品，已經(jīng)廣泛應用到諸多領域。本文對發(fā)酵工業(yè)在食品工業(yè)、農業(yè)生產(chǎn)、污染整治和藥物生產(chǎn)等領域的應用進行深入探討，并對發(fā)展前景進行展望，可供相關人員參考。

關鍵詞：發(fā)酵工程; 工業(yè)應用;展望

1引言

發(fā)酵工程歷史較為久遠，現(xiàn)代發(fā)酵工程技術以生物學為基本理論，通過對微生物功能進行改良，可以用于農業(yè)生產(chǎn)和生產(chǎn)優(yōu)質產(chǎn)品， 包括對有益微生物的選擇，有益營養(yǎng)條件的確定等方面。進入到新世紀以來，人們通過對發(fā)酵工程技術的優(yōu)化，已經(jīng)將該工程技術應用到更多的領域，致力追求更高的效率、更環(huán)保的工藝、更好的控制性能，用著更好的應用和發(fā)展前景。

2發(fā)酵工程在各領域的應用

2.1 食品工業(yè)

在傳統(tǒng)食品發(fā)酵方面，我國很多食品工藝都是人們結合區(qū)域自然條件，再加上掌握的常識與知識，不斷進行創(chuàng)新產(chǎn)生的，但隨著工業(yè)化步伐的加快，傳統(tǒng)的食品工業(yè)技術必須進行改良。采用先進的生物學理論，探索傳統(tǒng)食品發(fā)酵工藝途徑，對發(fā)酵菌種進行純化處理，這樣可以更好地提高食品口味，食品的生產(chǎn)效率也會得到提升，也易于對發(fā)酵過程進行控制，保證食品安全。

例如，酒精與醋酸都采用相同的工藝，酒精發(fā)酵化學反應式為：

生物體糖酵解每個步驟都有不同類型的酶進行催化，微生物參與酒精發(fā)酵是由于分泌酶來實現(xiàn)，是當代釀酒工藝技術的理論基礎。酒精釀制工藝改良主要體現(xiàn)在如下幾方面：1）采用基因工程、細胞工程等技術，挑選出更適合酒精生產(chǎn)的酵母菌;2）研制發(fā)酵罐等設備，添加過程營養(yǎng)限制因子等工藝改進技術;3）改進純化工藝和生產(chǎn)途徑。

在食品添加劑方面，采用化學方法來制備的添加劑，人們長期攝入化學添加劑會對身體產(chǎn)生傷害，植物中提取食品添加劑，雖可以保證食品的安全，可生產(chǎn)成本過高，也不便于規(guī)?；a(chǎn)，發(fā)酵工程可以用于食品添加劑的規(guī)?；苽?。例如，在制備味精時，采用超亞適量轉晶等電離交方法，可以解決傳統(tǒng)工藝技術存在的弊端。在功能性食品開發(fā)方面，發(fā)酵工程生產(chǎn)的營養(yǎng)食品，可以用于特定人群的身體機能調整，但不可以用于疾病治療，例如，通過對酵母菌等菌種的分離，可以制備具有甜味的糖醇。

2.2 農業(yè)生產(chǎn)

采用農作物生產(chǎn)形成的廢棄物來制備食用菌，比如，秸稈中存在多種蛋白質，是很好的食用菌培養(yǎng)的基質，可以在適宜的環(huán)境下培養(yǎng)食用菌產(chǎn)品，為餐桌中提供更多的健康、營養(yǎng)食品。也可以采用菌糠來制造有機肥料，在纖維素酶的影響下，菌絲體可將秸稈纖維素降解為葡萄糖等小分子物質，還會形成有機質、礦物質等，氮、磷、鉀等元素可以用于有機肥制備。堆肥中采用高溫纖維素工藝技術，在45天后PH值、有機質含量、總養(yǎng)份等都可以滿足有機肥要求。菌糠中的營養(yǎng)物質比較豐富，通過生物降解可以提升有機肥中的粗蛋白、粗脂肪量。

2.3 污染整治

在處理氮氧化物方面，天然氣、煤炭等燃燒會產(chǎn)生氮氧化物，采用硝化細菌等微生物可以將氮氧化物中氮元素還原為無毒的氮氣。將二氧化氮氣體進行處理時，需將氣體溶解在水中生成酸根離子，利用微生物進行還原。廢氣中一氧化氮可以被微生物吸附而產(chǎn)生反應，從而轉變?yōu)榈獨?。在煙氣脫硫方面，由于煙氣中存在二氧化硫，在采用物理或化學手段進行處理后會轉變成硫酸，通過微生物的影響可以加快轉化效率，亞鐵離子可作為微生物營養(yǎng)物質，加快亞鐵離子、三階鐵離子的相互轉化。在工程除臭方面，微生物可先將部分臭氧轉變?yōu)橐后w，不被水溶解的氣體可以被微生物吸引，通過酶的作用分解為小分子物質，然后通過滲透至微生物細胞后通過多種酶進行分解，可以為微生物生存提供營養(yǎng)和能量。

2.4 藥物生產(chǎn)

采用基因工程、細胞工程來對微生物進行改良，使其在新陳代謝中分泌出滿足藥物制備的物質，多用于制造維生素、激素、抗生素等，微生物制藥的副作用小，可以用于針對性的治療。特別用于中醫(yī)藥物的制備，微生物可以更好地保持中藥活性成分，藥用成分更為全面，有利于發(fā)揮出中藥優(yōu)勢。同時，微生物制藥還可用于制備工藝改進、產(chǎn)品質量跟進等方面的研究。

2.5 其他方面

發(fā)酵工程在造紙業(yè)應用方面，可利用生物制漿技術，借助于可以降解木質素的微生物，例如，漆化酶、土質素過氧化酶等，對植物纖維材料中木質素進行降解。木質素不可用作微生素碳膜，還需要對纖維素進行分解來得到能量，這就要求選擇具有纖維素活性的菌株。在應用到植物保護方面，可以采用微生物來生產(chǎn)激素、抗生素等農藥，對植物病蟲害進行治理，具有生產(chǎn)成本低、安全性高等特點，例如，可以利用蘇云金芽孢桿菌、阿維菌素等來生產(chǎn)殺蟲劑，可以避免食品受到污染，對生產(chǎn)有機食品提供新思路 。

3 前景與展望

發(fā)酵工程作為生命科學領域的重要分支，已經(jīng)不局限于農產(chǎn)品等領域，在食品工業(yè)、環(huán)境保護、醫(yī)療健康等方面發(fā)揮著重要作用，充分發(fā)揮出發(fā)展?jié)撃?。加強對發(fā)酵工程理論的研究，開發(fā)出更多的發(fā)酵工程技術，可以為人們提供更多的幫助。將來的發(fā)酵工程會走產(chǎn)業(yè)化、精細化道路，注重安全性、環(huán)保性和高效性，需要加強對功能菌的選育工作，注重理論積累與應用實踐，將技術轉化為產(chǎn)品，注重技術與經(jīng)濟效益間的均衡。

參考文獻：

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