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发酵原理

发酵工程的生物学原理是发酵工程最基本的科学原理,简称“发酵原理”。对这个定义作如下解释:

(1)“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”,词条“发酵原理”中的“发酵”应该是“工业发酵”。

(2)工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品,其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。为实现工业化生产,就必须解决实现这些工艺(发酵工艺)的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题,因此,就有了“发酵工程”。

(3)发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼(包括废水处理)等三个阶段,这三个阶段都有各自的工程学问题,一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。发酵工程的三个阶段均分别有它们各自的工艺原理和设备及过程控制原理,它们一起构成发酵工程原理。

(4)千百年,特别是最近几十年的发酵工业生产的实践证明:微生物是发酵工程的灵魂。近年来,对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化,发酵工程正在走近科学。

(5)从生物科学的角度重新审视发酵工程,发现发酵工程最基本的原理是其生物学原理,而前述的发酵工程原理均必须建立在发酵工程的生物学原理的基础上。因此,发酵工程的生物学原理是发酵工程最基本的原理,并且可以把它简称为“发酵原理”。

(6)发酵原理的核心内容是微生物复杂系统运行的自然规律(即微生物生命活动的三个基本假说)。代谢能支撑假说(生命活动的前提,动力)暗示:微生物活细胞是耗散结构,这种结构依靠代谢能来支撑。这个假说体现了生命活动的空间性(方位排列的有序)、时间性(周期变化的有序)。代谢网络假说(生命活动的内容,结构)显示:代谢网络是细胞代谢活动的运行图。这个假说体现了生命活动的整体性、流动性、层次性。细胞经济假说(生命活动的法则,控制)揭示细胞经济的运行原理,它们体现了细胞代谢活动的自主性。

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