
zymology
ferment; yeastiness; zymosis
【化】 fermentation; zymohydrolysis; zymolysis
【医】 fermentation; zymo-; zymosis
imitate; knowledge; learn; mimic; school; study; subject of study
发酵学(Fermentation Science)是研究微生物、酶或细胞培养体系在无氧或有氧条件下通过代谢转化生成特定产物的应用型学科。该学科融合了微生物学、生物化学、工程学等多领域知识,旨在优化发酵工艺并开发食品、医药、能源等工业产品。
发酵学可细分为传统发酵工程(如酿酒)与分子发酵技术(如基因工程菌构建)。现代研究进一步与合成生物学、人工智能结合,实现高通量菌种筛选与智能发酵控制。
发酵学是研究微生物或其他生物细胞在有氧或无氧条件下,通过代谢活动将有机物转化为特定产物的学科,其核心涉及代谢机制、工艺控制及应用开发。以下从定义、研究内容、应用领域等方面详细解释:
狭义定义
微生物生理学角度认为,发酵是微生物在无氧条件下分解有机物并释放能量的过程,其本质是生物氧化的一种形式。例如酵母菌将葡萄糖转化为酒精和二氧化碳()。
广义定义
工业发酵泛指利用微生物或动植物细胞的生命活动生产产品,包括菌体本身(如酵母)、代谢产物(如抗生素、有机酸)及环境净化等,涵盖有氧与无氧条件()。
代谢机制
研究微生物的底物转化、能量传递(如NAD再生)及产物合成途径()。
工艺控制
包括菌种选育、发酵条件优化(温度、pH、溶氧量)、产物分离纯化等工程技术()。
应用扩展
结合基因工程、酶工程等现代生物技术,开发新型发酵产品(如重组蛋白、生物燃料)()。
食品工业
生产酒类(啤酒、葡萄酒)、乳制品(酸奶)、调味品(酱油、醋)等()。
生物医药
抗生素(青霉素)、疫苗、氨基酸(谷氨酸)的工业化生产()。
环境保护
利用微生物降解污染物(废水处理)或合成可降解材料(聚乳酸)()。
以酒精发酵为例,其反应式为:
$$
C6H{12}O_6 rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2 + text{能量}
$$
该过程通过酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖,产生乙醇和二氧化碳()。
如需更完整的学科框架或具体案例,可参考微生物学教材或工业发酵技术手册。
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