
zymology
ferment; yeastiness; zymosis
【化】 fermentation; zymohydrolysis; zymolysis
【醫】 fermentation; zymo-; zymosis
imitate; knowledge; learn; mimic; school; study; subject of study
發酵學(Fermentation Science)是研究微生物、酶或細胞培養體系在無氧或有氧條件下通過代謝轉化生成特定産物的應用型學科。該學科融合了微生物學、生物化學、工程學等多領域知識,旨在優化發酵工藝并開發食品、醫藥、能源等工業産品。
發酵學可細分為傳統發酵工程(如釀酒)與分子發酵技術(如基因工程菌構建)。現代研究進一步與合成生物學、人工智能結合,實現高通量菌種篩選與智能發酵控制。
發酵學是研究微生物或其他生物細胞在有氧或無氧條件下,通過代謝活動将有機物轉化為特定産物的學科,其核心涉及代謝機制、工藝控制及應用開發。以下從定義、研究内容、應用領域等方面詳細解釋:
狹義定義
微生物生理學角度認為,發酵是微生物在無氧條件下分解有機物并釋放能量的過程,其本質是生物氧化的一種形式。例如酵母菌将葡萄糖轉化為酒精和二氧化碳()。
廣義定義
工業發酵泛指利用微生物或動植物細胞的生命活動生産産品,包括菌體本身(如酵母)、代謝産物(如抗生素、有機酸)及環境淨化等,涵蓋有氧與無氧條件()。
代謝機制
研究微生物的底物轉化、能量傳遞(如NAD再生)及産物合成途徑()。
工藝控制
包括菌種選育、發酵條件優化(溫度、pH、溶氧量)、産物分離純化等工程技術()。
應用擴展
結合基因工程、酶工程等現代生物技術,開發新型發酵産品(如重組蛋白、生物燃料)()。
食品工業
生産酒類(啤酒、葡萄酒)、乳制品(酸奶)、調味品(醬油、醋)等()。
生物醫藥
抗生素(青黴素)、疫苗、氨基酸(谷氨酸)的工業化生産()。
環境保護
利用微生物降解污染物(廢水處理)或合成可降解材料(聚乳酸)()。
以酒精發酵為例,其反應式為:
$$
C6H{12}O_6 rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2 + text{能量}
$$
該過程通過酵母菌在無氧條件下分解葡萄糖,産生乙醇和二氧化碳()。
如需更完整的學科框架或具體案例,可參考微生物學教材或工業發酵技術手冊。
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