食品生物技术中的发酵工程发展历史

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：发酵工程按人类对微生物技术的利用程度可分为如下阶段。（一）天然发酵时期人类利用微生物的代谢产物作为食品，已有几千年的历史。青霉素发酵技术的迅速发展推动了抗生素工业乃至整个发酵工业的发展。传统的发酵技术，与现代生物工程中的基因工程、细胞工程、蛋白质工程和酶工程等相结合，使发酵工业进入到微生物工程的阶段。

发酵工程按人类对微生物技术的利用程度可分为如下阶段。

（一）天然发酵时期

人类利用微生物的代谢产物作为食品，已有几千年的历史。大约在9000年以前，就有人开始用谷物酿造啤酒；在4000年前的龙山文化时期，我国祖先就会酿制黄酒；豆腐乳、豆酱、泡菜、奶酪、醋、酱油等传统食品的生产历史均在2000年以上。在这一时期，人们还没有对微生物有深入的研究，并不知道微生物与发酵的关系，生产也只能凭经验，很难人为控制发酵过程，所以被称为天然发酵时期。

（二）纯培养技术的建立时期

1680年，荷兰博物学家列文·虎克发明显微镜后，人类用显微镜观察到了微生物。19世纪中叶，生物学家巴斯德用巴氏瓶证明了发酵是由微生物引起的，并发明了著名的巴氏消毒法。1872年，布雷菲尔德创建了霉菌的纯培养法；德国人柯赫发明了固体培养基，建立了微生物的纯培养技术。由此，发酵技术从先前的凭借经验的天然发酵转变为可以靠人类控制和调节的纯培养发酵。(www.chuimin.cn)

（三）深层培养技术的建立时期

随着发酵技术的不断提高，人们发现对于发酵的不同时期，改变发酵条件可以改变代谢工艺和提高发酵效率。1928年，弗莱明发现了青霉素。20世纪40年代，第二次世界大战爆发，由于前线对抗生素的需求量不断增大，从而极大推动了青霉素的研究进度。青霉素发酵从最初的浅盘培养到深层培养，使青霉素发酵单位从最初的40U/mL提高至200U/mL。该法用液体深层发酵罐从底部送入无菌空气并由搅拌桨使之分散成微小气泡以促进氧的溶解。这种由罐底部通气搅拌的培养方法称为深层培养法。青霉素发酵技术的迅速发展推动了抗生素工业乃至整个发酵工业的发展。

（四）微生物工程时期

1953年，美国的沃森（J.Watson）与克里克（F.Crick）发现了DNA双螺旋结构，为基因工程的理论和实际应用奠定了基础。20世纪70年代，基因重组技术、细胞融合等生物工程技术的飞速发展，为人类定向培育微生物开辟了新途径，微生物工程应运而生。通过DNA重组或细胞工程手段，人为设计并创造出“工程菌”和“超级菌”，然后通过发酵生产出目标产品。传统的发酵技术，与现代生物工程中的基因工程、细胞工程、蛋白质工程和酶工程等相结合，使发酵工业进入到微生物工程的阶段。

食品生物技术中的发酵工程发展历史

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