微生物工程工艺原理

一、微生物工程发展简史

微生物工程是运用微生物为工业化大规模生产服务的一门工程技术,它通过控制微生物生长和代谢的发酵工艺条件来获取人们需要的物质,或为人类提供服务的技术。因此,微生物工程直接建立在微生物工业基础上,并随着微生物工业和化学工业的发展而快速发展。

为了更好地了解微生物工程的发展现状和未来,需要了解其发展史,并结合微生物学、生物化学、化学工程、发酵工程和微生物工业的关系进行探讨。

(1)自然发酵时期

早在2500多年前,我国劳动人民就懂得酿酒、酿醋、酱油等,其中酿酒工业是最古老的微生物工业,当时人们只是靠口传身授,在实践中使用微生物,却不知道酿酒与微生物的关系,例如,微生物厌氧发酵酿造酒,好氧发酵酿造醋。这一时期称为自然发酵时期。

(2)微生物纯培养技术时期

1667年荷兰人列文霍克(Anoty Van Leowen Hock) 发明了显微镜，从此发现了微生物。150年后法国人通过实验发现了发酵是由微生物活动产生的,开始了人为控制微生物的纯培养发酵新时代。由于杀菌操作发明了简便的密闭式发酵罐等设备，这大大减少了发酵失败现象(如腐败),人工控制环境条件使发酵效率迅速提高。微生物厌氧发酵由此兴起，如酒精、丙酮、乳酸等的生产。在世界范围内利用微生物分解代谢进行规模化工业生产经历了100多年的历史。因此,微生物纯种技术的建立是微生物工程技术发展的第一个转折时期。

(3)好氧发酵工程技术时期

1929年英国细菌学家傅莱明(Fleming)发现了青霉素。青霉素大规模生产是好氧发酵的成功例子,实验室采用摇瓶通风培养以及空气纤维过滤方法的高效除菌,在20世纪40年代创立了好氧发酵的通气搅拌工程技术。抗生素工业的兴起不仅使微生物技术应用到医药工业，而且大大促进了好氧发酵工业的发展。微生物工程已经从分解代谢转为生物合成代谢,如各种有机酸、酶制剂、维生素、激素等。

这是超越微生物正常代谢的发酵生产时期,即通气搅拌的好氧发酵工程技术是微生物工程技术发展的第二个转折时期。

……

本书系统地介绍了微生物工程工艺原理和发酵生产技术，全书共五篇十六章，主要内容包括微生物工业菌种与培养基、微生物发酵机制、发酵工艺过程控制、发酵产物的提取与精制、微生物工程相关的技术与经济学等。本书第一版被轻工总工会全国高校发酵工程专业教材委员会评定为全国高校发酵工程、生物工程专业通用教材，第二版、第三版被评为普通高等教育”十一五”国家级规划教材。