什么是发酵？

在生物化学上是指葡萄糖通过糖酵解途径产生丙酮酸的过程。如果丙酮酸进一步反应生成乳酸，称为糖酵解，生成二氧化碳和乙醇称为发酵。

在工业上，微生物生产产品的过程称为发酵。

酵母是一种常用于发酵的微生物，可以生产面包、啤酒等。，但用于发酵的菌种有很多种，不限于酵母。

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发酵源

发酵的现象很早就被人们所知，但要理解其本质却是近200年的事情。英语中的发酵一词来源于拉丁语fervere，意为“搅动”。它描述了酵母作用于果汁或麦芽提取物时的现象。沸腾现象是由渗滤液中的糖在缺氧条件下降解产生的二氧化碳引起的。在生物化学中，酵母的厌氧呼吸过程称为发酵。我们现在所说的发酵，长期以来被赋予了不同的含义。发酵是生命的化学反应和生理变化，是各种生化反应根据生命本身的遗传信息不断分解合成以获取能量维持生命活动的过程。发酵产物是指在反应过程中或反应达到终点时，能够调节代谢达到平衡的物质。其实发酵也是呼吸的一种，只不过呼吸最终产生CO2和水，发酵最终获得各种代谢产物。所以发酵的现代定义应该是:通过微生物(或动植物细胞)的生长、培养和化学变化，产生和积累大量特化代谢产物的反应过程。

发酵的定义

中文单词“发酵”作为名词代表一个过程，作为动词代表一个动作。

(1)微生物生理学严格定义的“发酵”；

有机物被生物氧化降解为氧化产物并释放能量的过程统称为生物氧化。

微生物生理学将生物氧化分为呼吸作用和发酵作用，呼吸作用又可进一步分为有氧呼吸作用和无氧呼吸作用。因此，发酵是生物氧化的一种方式。

发酵是一种生物氧化模式:在没有外源最终电子受体的条件下，异养微生物细胞对能量有机化合物的氧化与内源有机化合物(已被细胞代谢)的还原相耦合，一般为代谢能量ATP通过底物(激酶的底物)的水平磷酸化而不是电子转移和包括细胞色素在内的电子转移链中的电子转移磷酸化获得。能量有机化合物释放电子的初级电子载体NAD以NADH的形式直接将电子给予内源性有机电子受体，使NAD再生，同时将后者还原为发酵产物(不完全氧化的产物)。

细胞中的NAD是有限的。如果作为初级电子载体的NAD不能再生，就不能循环使用，有效电子载体就会越来越少，脱氢反应就无法继续。因此，辅酶NAD的再生是生物氧化(包括发酵)继续进行的必要条件。

(2)工业生产中定义的发酵——“工业发酵”

在工业生产中，凡是通过微生物生命活动实现的工业生产，一般称为“发酵”。这样定义的发酵是“工业发酵”。工业发酵依赖于微生物的生命活动，这些生命活动是由生物氧化提供的代谢能量来支持的，所以工业发酵应该涵盖微生物生理学中生物氧化的所有途径:有氧呼吸、无氧呼吸和发酵。

在过去的一个世纪里，随着科技的进步，发酵技术发生了划时代的变化，从利用自然界原有的微生物进行发酵生产的阶段，进入到根据人类的意愿将其改造成具有特殊性质的微生物，生产出人类需要的发酵产品的新阶段。

(3)技术术语“发酵”

在生活中，“发酵”这个词常常和用面团做蛋糕、油条、馒头、小笼包联系在一起，或者和发霉腐烂的食物联系在一起。

“发酵”作为一个专业词汇，其含义不仅涵盖制作糕点、油条、馒头、小笼包，更重要的是指通过发酵进行的酒类和酒精饮料、食品和食品添加剂、饲料和饲料添加剂、药品和化工原料的工业生产。

发酵特性

发酵和其他化学工业最大的区别在于，它是由生物进行的化学反应。其主要特点如下:

1，发酵过程一般是常温常压下的生化反应，安全，要求条件简单。

2.发酵所用的原料通常是淀粉、糖蜜或其他农副产品，只需添加少量的有机和无机氮源即可进行反应。微生物可以选择性地利用它们所需要的营养物质，因为种类不同。基于这一特性，废水和废物可以作为发酵的原料来转化和更新生物资源。

3.发酵过程是通过生物的自动调节来完成的，反应具有专一性，因此可以获得相对单一的代谢产物。

4.由于生物本身的反应机理，它可以高选择性地对一些较为复杂的化合物的特定部位进行氧化、还原等化学转化反应，也可以生成较为复杂的高分子化合物。

5、预防和控制发酵过程中杂菌的污染非常重要。除了严格的消毒和空气过滤，反应必须在无菌条件下进行。如果杂菌被污染，生产会遭受巨大的经济损失，如果噬菌体被感染，会对发酵造成更大的危害。因此，保持无菌条件是发酵成败的关键。

6.微生物菌株是发酵的基本因素。通过诱变和菌株筛选，可以获得高产的优良菌株，充分利用生产设备，还可以获得常规方法难以生产的产品。

7.与其他行业相比，工业发酵具有投资少、见效快、经济效益显著的优点。

基于上述特点，工业发酵越来越受到人们的关注。与传统发酵技术相比，现代发酵工程比上述发酵特性更具优势。除了利用微生物，还可以利用动植物细胞和酶，也可以利用人工“工程菌”进行反应；反应设备不仅仅是常规的发酵罐，而是用多种生物反应器代替，自动化程度和连续性高，在原有基础上提高和创新了发酵水平。

发酵的类型

根据发酵的特点和微生物对氧气的不同需求，发酵可分为几种类型:

1，按发酵原料可分为糖发酵、石油发酵、废水发酵三种。

2、按发酵产物分: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.根据发酵形式，有:固体发酵和液体深层发酵。

4.根据发酵过程，有分批发酵、连续发酵和补料分批发酵。

5.根据发酵过程中对氧气需求的不同，一般可分为厌氧发酵和通气发酵两种。

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