發(fā)酵，又稱發(fā)酵技術(shù)，指利用微生物的生理活動使有機物分解的生物化學反應過程，以適宜的環(huán)境和培養(yǎng)基為基礎，通過微生物的生長代謝和生命活動來制造微生物菌體本身、直接代謝物或次級代謝物的生物化學反應。

植物經(jīng)微生物發(fā)酵后，其活性物質(zhì)含量大幅提高，單一毒性降低，新的活性物質(zhì)生成，更易于提純分離和應用，這一改變得益于微生物豐富的酶系統(tǒng)和強大的物質(zhì)轉(zhuǎn)化能力及生成代謝能力;同時發(fā)酵的高效穩(wěn)定和物美價廉的特性也為其之后的發(fā)展應用奠定了良好的基礎。

發(fā)酵技術(shù)發(fā)展過程

早在幾千年前，人們就開始從事發(fā)酵生產(chǎn)，并積累了許多有關經(jīng)驗，但當時人們并不了解發(fā)酵背后的原理。根據(jù)史料記載及推測，早在8000年以前，我國就已經(jīng)出現(xiàn)了曲蘗釀酒;4000多年前，釀酒已變得十分普遍;2500年前，勤勞的古代人民發(fā)明了釀醬、醋，并用曲這一特殊的中藥劑型治療消化道疾病。考古證據(jù)顯示我國在龍山文化時（距今4000～4200年）已經(jīng)有酒器出現(xiàn)：先秦《周禮天宮》中記載有主管王室和官用造酒的“酒正”等，說明那時釀酒已經(jīng)成為專門且成熟的職業(yè)。北魏時期，農(nóng)學家賈思勰所著《齊民要術(shù)》里詳細記載了制曲、釀酒、制醬和釀醋等工藝：漢代中藥學著作《神農(nóng)本草經(jīng)》是最早記載發(fā)酵炮制中藥的書籍，之后的史料中，例如《本草綱目》《本草蒙筌》《藥性論》和《韓氏醫(yī)通》中也能夠找到相關依據(jù)。以上數(shù)據(jù)充分證實，植物發(fā)酵技術(shù)是我國勞動人民獨立探索和實踐的智慧結(jié)晶，是應當繼承發(fā)揚的文化。

現(xiàn)代意義上的發(fā)酵工程是一個由多學科交叉、融合形成的技術(shù)性和應用性較強的開放性學科。發(fā)酵工程經(jīng)歷了“農(nóng)產(chǎn)品手工加工一近代發(fā)酵工程一現(xiàn)代發(fā)酵工程”三個發(fā)展階段。

1.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的追溯

早在幾千年前，人們就開始從事發(fā)酵技術(shù)和生產(chǎn)，但并不知道其中的原理，其在科學技術(shù)普遍受壓抑的時代長期停留在“實踐一實踐一實踐”的基礎上，只能處于低水平的應用階段，并且人們普遍認為各種發(fā)酵產(chǎn)物是自然產(chǎn)生的。

2.純培養(yǎng)技術(shù)的建立

17世紀，由于西方近代資本主義制度的建立，生產(chǎn)力得到前所未有的發(fā)展，人們的知識水平得到大幅度提高，這給發(fā)酵業(yè)的發(fā)展帶來了契機。列文·虎克和巴斯德的研究徹底否定了生命的自然發(fā)生說。巴斯德還研究了酒精、醋酸、乳酸發(fā)酵等，并發(fā)現(xiàn)這些發(fā)酵過程都是不同的發(fā)酵菌引起的，從而奠定了初步的發(fā)酵理論。巴斯德在微生物學各方面的研究成果，促進了醫(yī)學、發(fā)酵工業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

19世紀，畢希納發(fā)現(xiàn)并定義了微生物發(fā)酵的作用物質(zhì)為酶，揭開了發(fā)酵現(xiàn)象的本質(zhì)。此后隨著純種微生物的分離及培養(yǎng)技術(shù)的建立，以及密閉式發(fā)酵罐的設計成功，人們能夠利用某種類型的微生物，在人工控制的環(huán)境條件下，進行大規(guī)模的生產(chǎn)，逐步形成了發(fā)酵工程。

3.深層培養(yǎng)技術(shù)的建立

當代發(fā)酵工程可以說是從20世紀40年代開始的，在以后半個多世紀里，它經(jīng)歷了諸多的重大轉(zhuǎn)折。青霉素的發(fā)現(xiàn)以及第二次世界大戰(zhàn)推動微生物液體深層發(fā)酵技術(shù)的巨大發(fā)展，此時期稱為發(fā)酵工程的第二個里程碑，這一時期生產(chǎn)的主要物質(zhì)為維生素、激素和有機酸等。

4.代謝控制技術(shù)的建立

發(fā)酵工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)存在預期效果不佳的情況，人們開始思考發(fā)酵工程的生物學內(nèi)核（微生物），并基于此開始了新的研究層面，其生物學屬性的認定使得發(fā)酵工程發(fā)展有了明確的方向，發(fā)酵工程由此進入生物工程的范疇。

5.發(fā)酵原料的改變

20世紀60 - 70年代，發(fā)酵工業(yè)得到迅速發(fā)展，這一時期微生物發(fā)酵原料發(fā)生轉(zhuǎn)變，由過去單一性碳水化合物向非碳水化合物過渡。發(fā)酵工程、細胞工程和基因工程的相輔相成，使其進入了定向育種的新階段。這一階段實現(xiàn)了20種氨基酸全部可以由發(fā)酵產(chǎn)生的巨大進步。

6.現(xiàn)代發(fā)酵工程

作為現(xiàn)代生物技術(shù)的一個重要組成部分，現(xiàn)代發(fā)酵工程具有廣闊的應用前景，在食品、藥物、香料、化妝品原料和農(nóng)業(yè)中都發(fā)揮著重要的作用。這門古老的學科在各種技術(shù)的不斷滲入下面貌煥然一新，已逐漸成為國民經(jīng)濟新的增長點。

植物發(fā)酵及其提取物

植物發(fā)酵液通常是指一些新鮮蔬菜、水果、糙米、菇類、藥食同源中藥等植物原料經(jīng)預處理后再添加菌種在適宜的環(huán)境下發(fā)酵，產(chǎn)生含有豐富的酵素、益生菌、維生素、礦物質(zhì)、氨基酸、各種有機酸、多糖等營養(yǎng)成分的混合液。植物發(fā)酵提取物目前已經(jīng)進行了許多功能性研究進展，具有例如抗癌、抗氧化、抑菌、保健、美白等作用。

目前市場上利用發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的化妝品有很多，其中比較有代表性的品牌產(chǎn)品包括雅詩蘭黛小棕瓶、SK- Ⅱ神仙水、海藍之謎等，因具有一些獨特的優(yōu)勢，這類發(fā)酵化妝品已經(jīng)成為繼天然植物提取化妝品后的又一大市場發(fā)展的新方向。

問題和展望

隨著植物提取物作為功效原料添加到化妝品熱潮的開始，植物發(fā)酵提取物就進入了新原料篩選的范圍內(nèi)。關于植物發(fā)酵提取物產(chǎn)品的開發(fā)速度和市場熱度在不斷上升，各大品牌爭相推出植物發(fā)酵提取液主打的護膚產(chǎn)品。這一現(xiàn)象使得小作坊競相模仿大牌產(chǎn)品中宣稱的成分，混淆市場，使一些消費者失去對植物發(fā)酵提取物的信任。作為植物發(fā)酵提取液研究領域的科研人員，我們有必要去科普植物發(fā)酵提取物的優(yōu)勢與作用方式，以及其發(fā)酵二字背后真正的涵義，為發(fā)酵提取液作為原料應用營造良好的環(huán)境和風氣，努力將其價值發(fā)揮到最大。

植物發(fā)酵提取物應用存在的問題不容忽視，但其所具有的發(fā)展?jié)摿臀磥硗瑯硬蝗菪∮U。植物發(fā)酵提取物的應用并非只有化妝品功效原料這一條路可以走，包材、保健品原料、食品添加劑、生物農(nóng)藥等領域內(nèi)都有植物發(fā)酵提取物的身影，未來植物發(fā)酵提取物會具有更加廣闊的發(fā)展空間，為人類社會更好的發(fā)展做出貢獻。