發(fā)酵
發(fā)酵是微生物（如酵母菌、霉菌、細菌等）在適宜的環(huán)境條件下，利用糖類、蛋白質、脂肪等有機物作為營養(yǎng)源，通過自身代謝作用將這些物質轉化為其他物質的過程。發(fā)酵過程廣泛存在于自然界，在食品生產、醫(yī)藥生產、農業(yè)生產等領域有著重要的應用。
發(fā)酵的分類
根據微生物的種類和代謝途徑的不同，發(fā)酵可分為以下幾類：
有氧發(fā)酵：在這種發(fā)酵過程中，微生物利用氧氣作為電子受體，將糖類等有機物氧化分解為二氧化碳和水。有氧發(fā)酵的典型例子是好氧呼吸，它發(fā)生在酵母菌、霉菌等微生物中。
無氧發(fā)酵：在這種發(fā)酵過程中，微生物不利用氧氣作為電子受體，而是利用其他物質（如硝酸鹽、硫酸鹽等）作為電子受體，將糖類等有機物分解為各種代謝產物。無氧發(fā)酵的典型例子是厭氧呼吸，它發(fā)生在細菌等微生物中。
混合發(fā)酵：在這種發(fā)酵過程中，微生物既利用氧氣作為電子受體，又利用其他物質作為電子受體，將糖類等有機物分解為各種代謝產物?；旌习l(fā)酵的典型例子是乳酸發(fā)酵，它發(fā)生在乳酸菌等微生物中。
發(fā)酵的應用
發(fā)酵在食品生產中有著廣泛的應用，它可以使食品具有獨特的風味、口感和營養(yǎng)價值。例如，酵母菌的發(fā)酵可以使面團發(fā)酵，產生二氧化碳氣體，使面包松軟可口；乳酸菌的發(fā)酵可以使牛奶發(fā)酵，產生乳酸，使酸奶具有獨特的風味和營養(yǎng)價值；醋酸菌的發(fā)酵可以使酒精發(fā)酵，產生醋酸，使醋具有酸味和殺菌作用。
發(fā)酵在醫(yī)藥生產中也有著重要的應用。例如，青霉菌的發(fā)酵可以產生青霉素，青霉素是一種廣譜抗生素，可以治療多種感染性疾??；鏈霉菌的發(fā)酵可以產生鏈霉素，鏈霉素是一種廣譜抗生素，可以治療多種結核病；酵母菌的發(fā)酵可以產生維生素B12，維生素B12是一種重要的維生素，可以治療貧血。
發(fā)酵在農業(yè)生產中也有著重要的應用。例如，豆科植物根瘤菌的發(fā)酵可以使豆科植物根部形成根瘤，根瘤中含有大量的固氮菌，固氮菌可以將空氣中的氮氣轉化為氨，氨可以被豆科植物吸收利用，從而提高豆科植物的產量；酵母菌的發(fā)酵可以產生乙醇，乙醇可以作為一種清潔能源，用于汽車和發(fā)電廠。
發(fā)酵的原理
發(fā)酵過程是一個復雜的生化過程，涉及多種酶的參與。微生物在發(fā)酵過程中，首先將糖類等有機物分解為葡萄糖，葡萄糖然后被進一步分解為丙酮酸。丙酮酸可以通過多種途徑代謝，*終產生各種各樣的代謝產物，如乙醇、乳酸、醋酸、丙酸、丁酸、戊酸等。
發(fā)酵過程的產物取決于微生物的種類、發(fā)酵條件（如溫度、pH值、營養(yǎng)源等）以及發(fā)酵時間。不同的微生物具有不同的代謝途徑，因此可以產生不同的發(fā)酵產物。同一微生物在不同的發(fā)酵條件下，也可以產生不同的發(fā)酵產物。發(fā)酵時間越長，發(fā)酵產物的產量越高。
發(fā)酵的控制
發(fā)酵過程是一個動態(tài)過程，需要嚴格控制，以確保發(fā)酵產物的質量和產量。發(fā)酵過程的控制主要包括以下幾個方面：
微生物的選擇：選擇合適的微生物是發(fā)酵成功的關鍵。微生物應具有高產、高活、耐高溫、耐低溫、耐酸、耐堿、耐鹽等特性。
發(fā)酵條件的控制：發(fā)酵條件包括溫度、pH值、營養(yǎng)源、水分含量、通氣量等。不同的發(fā)酵過程對發(fā)酵條件的要求不同，需要根據具體情況進行控制。
發(fā)酵時間的控制：發(fā)酵時間應根據發(fā)酵產物的產量和質量來確定。發(fā)酵時間過短，發(fā)酵產物的產量低；發(fā)酵時間過長，發(fā)酵產物的質量差。
4. 發(fā)酵產物的分離和純化：發(fā)酵產物通常與其他雜質混合在一起，需要進行分離和純化才能得到純凈的產品。分離和純化的方法主要包括離心、過濾、蒸餾、萃取、結晶等。