Микробная ферментационная технология, основанная на современной технологии ферментации, использует процесс метаболической активности микроорганизмов, биотрансформация и крупномасштабное производство различных промышленных ферментированных продуктов, сформировала разнообразную и всеобъемлющую независимую промышленную систему, занимает важное место в национальной экономике.

Промышленная ферментация - это промышленное производство, осуществляемое за счет жизнедеятельности микроорганизмов.
Промышленное производство вообще называет ферментацией всякое промышленное производство, которое зависит от жизнедеятельности микроорганизмов. Такое определение ферментации означает « промышленную ферментацию». Микробы - это душа промышленной ферментации, без которой нет промышленной ферментации.
Промышленная ферментация - это процесс превращения ферментированного сырья в микробиологические продукты, необходимые человеку посредством жизнедеятельности микроорганизмов.
Промышленная ферментация зависит от жизнедеятельности микроорганизмов, которая поддерживается метаболической энергией, обеспечиваемой биоокислением, поэтому промышленная ферментация должна охватывать все способы биоокисления в микробиологии: аэробное дыхание, анаэробное дыхание и ферментация.
За последние сто лет благодаря научно - техническому прогрессу промышленная ферментация претерпела эпохальные изменения, перейдя от стадии ферментации с использованием старых микроорганизмов в природе к новому этапу преобразования микроорганизмов со специальной Х - энергией для производства ферментативных продуктов, необходимых человеку.

Производственные ферментеры из нержавеющей стали
Исследование промышленной ферментации начинается с типичной промышленной ферментации
Наиболее распространенная промышленная ферментация, как правило, отвечает следующим трем условиям:
Используемые виды относятся к гетеротрофическим микроорганизмам,
Продукты назначения являются первичными или побочными продуктами энергетического обмена,
Продукт назначения вырабатывается внутри клетки и выделяется вне клетки.
Промышленная ферментация, соответствующая вышеуказанным условиям, называется типичной промышленной ферментацией.
Изучение теории промышленной ферментации начинается с типичной промышленной ферментации.
Этапы систематического изучения теории промышленной ферментации изотропных микроорганизмов;
Вторая ступенька - систематическое изучение теории промышленной ферментации других питательных микроорганизмов;
Третья ступенька - систематическое изучение теории промышленной ферментации микроорганизмов с использованием элементов, отличных от углерода.
(2) Теория промышленной ферментации
Исследование, состоящее из трех ступеней, устанавливает три основные гипотезы жизнедеятельности микроорганизмов (три гипотезы ферментации). Они являются теоретической основой для преобразования и использования микроорганизмов. Анализ типичной промышленной ферментации с использованием этих трех основных предположений показывает:
Новая идея промышленных ферментированных микробных биологических машин,
Промышленное брожение, обслуживающее промышленное производство,
(3) "Пятикратная стратегия" управления процессами селекции и ферментации промышленных микроорганизмов.
(3) Изучение идей промышленной ферментации

Промышленная ферментация → « от общего к особому » → Типичная промышленная ферментация → « от специального к общему» → Концептуальная модель биологических машин и клеточных машин → « Углубленное изучение для обнаружения законов природы» → Законы природы (три основные гипотезы жизнедеятельности микроорганизмов) → « От общего к особому: применение естественных законов к типичной промышленной ферментации» → Субстабильный логистический режим клеточной машины → путь переноса → пятисловная стратегия → « от специального к общему» → Прогноз будущего промышленного производства ферментации
Каждое « действие», связанное с ростом и размножением микробных клеток, включая запуск деградации органических веществ в клетках, запуск и продолжение биосинтеза, активный транспорт, автоматический динамический баланс pH и т. Д. Все это требует поддержки метаболической энергии, а поддержание жизни клеток также требует поддержки метаболической энергии.
Метаболизм веществ и энергии в микробных клетках достигается за счет метаболических сетей. Соединение течет в метаболической сети, образуя метаболический поток. При промышленной ферментации метаболический поток сырья преобразуется в целевой продукт в клеточной машине несколькими способами. Исходя из этого, вторая гипотеза ферментации предполагает, что метаболические пути и системы доставки интегрируются на молекулярном уровне метаболитов, координируются на уровне вспомогательных факторов, образуя метаболические сети, которые охватывают живые клетки микроорганизмов и за их пределами. Эта метаболическая сеть не просто связывает биохимические пути с трансмембранными процессами доставки, а скорее интегрирует биохимические концепции в общую структуру клеточного метаболизма. В книге рассматриваются в основном метаболические сети органических веществ (углеродных элементов) на уровне ферментов и белков. Исследование показало, что для X - анаэробных микроорганизмов не только аэробные и анаэробные сети имеют очевидные различия, но и их метаболические сети различаются, когда они выживают в разных условиях культивирования. Например, метаболизм аэробного роста построен на основе центральной плиты с кольцом TCA в качестве каркаса, а при гипоксическом росте - на основе центральной плиты с разветвленным каналом TCA в OAA в качестве каркаса.
На самом деле, микробиологическая жизнедеятельность может быть разделена на 4 уровня: уровень ДНК, уровень белка, уровень логистики, уровень микробных клеток, между ними требуется поэтапная активация. Метаболическая сеть не масштабна, и режим работы микробной клеточной машины описывает путь переноса на этапе работы клеточной машины как « канал», проходящий через центробежный путь, центральный путь и центробежный путь, которые, в свою очередь, соединяются в начале и конце. Как гипотеза метаболической сети, основанная на промышленной ферментации, может работать, и она может предсказать жизнеспособность X для разработки новых продуктов и сырья.
Структура определяет функции. На горизонтальном уровне достигается направление его ступенек, чтобы максимально использовать питательные вещества для достижения относительно большого роста. Внутренние нуклеотиды эукариот не имеют ядра, поэтому ДНК принимает регуляторные сигналы от цитоплазмы, поэтому переключатель синтеза белка контролируется транскрипцией, разделенной мембраной на различные пространства, обеспечивая возможность раздельного и раздельного регулирования анаболизма и метаболизма. Отрицательное и положительное управление, которое начинается с транскрипции, соответственно, способствует транскрипции - определяет уровень синтетических ферментов и препятствует транскрипции - предотвращает отходы глюкозы, когда она сосуществует с лактозой. Кроме того, регуляторные режимы подавления и активации в микробиологических метаболических путях, регуляторные режимы индукции и сдерживания путей, которые сами эти микроорганизмы очень "умны" для автоматической регуляции, делают их лучше адаптироваться к выживанию. Это не зависит от субъективной воли человека, и, как говорится в третьей гипотезе « гипотеза клеточной экономики», микробные клетки представляют собой экономическую систему, сформированную в результате естественного отбора, и являются гарантией выживания микробных клеток, обеспечивая адаптацию клеток к X, экономике X и метаболической устойчивости X.
Таким образом, микробиологические клетки имеют те же характеристики, что и независимые предприятия, работающие на основе самоокупаемости, и очень яркие. Три гипотезы поддерживают нормальную работу ферментативной промышленности « клеточной машины» с трех точек зрения: энергии, материи и информации соответственно. Три гипотезы также постепенно раскрывают смысл того, что микроорганизмы хорошо « работают» в ферментативной промышленности. Поскольку микробиологические живые клетки являются микробиологическими биологическими машинами на ферментационной производственной линии *, автономными клеточными машинами, которые хранят биологическую информацию, мы должны увеличить « диалог» с микробиологическими клетками, играть субъективную инициативу X, следовать и использовать присущие законы работы (законы природы), чтобы иметь дело с антагонизмом и единством отношений между человеком и микроорганизмом в ферментации, содействовать сотрудничеству и получать выгоды.
Микробиологические процессы ферментации - это процессы биохимических реакций, вызванные микроорганизмами в процессе роста и размножения.

В зависимости от типа микроорганизмов (хороший кислород, анаэробный и X анаэробный), его можно разделить на две основные категории: хорошее кислородное X - брожение и анаэробное X - брожение.
(1) Кислородная X - ферментация требует постоянного доступа к определенному количеству асептического воздуха в процессе ферментации, например, при ферментации лимонной кислоты с использованием черной плесени, при ферментации глутаминовой кислоты с использованием палочек, при ферментации полисахаридов с использованием желтых монофильных бактерий и т.д.

Кислород.нержавеющая стальФерментор

2) Анаэробное X - брожение не требует подачи воздуха во время ферментации, например, ферментация молочной кислоты, вызванная лактобактерией, ацетоном, вызванным палочкой, брожением бутанола и т.д.

Ферментор из анаэробной нержавеющей стали

(3) В сочетании с X - ферментированными дрожжами X - анаэробные микроорганизмы, которые накапливают алкоголь путем анаэробной X - ферментации в условиях гипоксии и аэробной X - ферментации в условиях вентиляции, размножают большое количество бактериальных клеток.

анаэробное брожение из нержавеющей стали

В зависимости от оборудования ферментацию можно разделить на открытую ферментацию, закрытую ферментацию, мелкую ферментацию и глубокую ферментацию.
Как правило, открытые ферментации применяются к типам, которые быстро размножаются и хорошо ферментируются кислородом, таким как производство дрожжей, которые могут подавлять рост других разновидностей бактерий из - за быстрого и массового размножения их бактерий. Поэтому оборудование для ферментации открытого отверстия требует простоты. Напротив, замкнутая ферментация осуществляется в закрытом оборудовании, поэтому оборудование требует строгих требований, и процесс более сложный. Мелкая ферментация (метод поверхностной культуры) - это использование мелкого диска, содержащего только тонкий слой питательной жидкости, после приема человеческих культур для поверхностной культуры, образуя слой мембраны над жидкостью. При отсутствии вентиляционного оборудования этот метод может быть использован для некоторых быстро размножающихся аэробных X - микроорганизмов. Глубокое брожение - это процесс выращивания микроорганизмов внутри жидкой среды (а не только на поверхности).
Глубокая ферментация жидкостей - это технология, разработанная при производстве антибиотиков, таких как пенициллин. По сравнению с другими методами ферментации он имеет много преимуществ:
Состояние жидкой суспензии является более подходящей средой для роста многих микроорганизмов.
(б) В жидкости бактерии и питательные вещества, продукты (включая тепло) легко распространяются, так что ферментация может проводиться в однородных или квазигомогенных условиях, легко контролировать, легко расширять масштаб производства.
(3) Легко транспортировать жидкость, легко механизировать работу.
(4) Завод имеет небольшую площадь, высокую производительность, легко осуществлять автоматизированный контроль, качество продукции стабильно.
(5) Продукты легко извлекаются, очищаются и т.д. Таким образом, глубокое жидкое брожение широко используется в ферментативной промышленности.
Микробы, используемые в промышленном производстве
Микробиологические ресурсы очень богаты и широко распространены в почве, воде и воздухе, особенно в почве. Некоторые микроорганизмы могут быть использованы, если они отделены от природы, а другие требуют искусственного мутирования отдельных диких штаммов, чтобы получить мутантные штаммы для использования. В настоящее время общая тенденция в отношении видов, используемых в ферментативной промышленности, заключается в переходе от диких бактерий к мутантным, от естественной селекции к контролируемой метаболизмом селекции и от индуцированной мутации генов к целенаправленной селекции с рекомбинацией генов. Микробы, обычно используемые в промышленном производстве, - это в основном бактерии, актиномисты, дрожжи и плесень, которые постепенно превращаются в микроорганизмы для промышленного производства из - за развития самой ферментации и посредников в генной инженерии, водорослей, вирусов и т. Д. Другие микроорганизмы имеют несущие бактерии, водоросли.
Микробиологическая ферментация бактерий
Микробная ферментация часто варьируется в зависимости от вида и продукта, но общий процесс в основном один и тот же, как правило, включает в себя подготовку штамма, обработку сырья, культивирование вакцинации, контроль ферментации и извлечение продукта.
1. Подготовка штаммов
Грибы являются матерями ферментативной промышленности, и без них не может быть и речи о микробной ферментации. Виды, как правило, делятся на консервированные виды, фляжки (баклажаны и т.д.) и семенные резервуары. Хранители представляют собой резервные штаммы для ферментации и обычно хранятся в сухих условиях при низких температурах. Перед введением в производственную вакцинацию хранящийся вид активируется путем включения скоса, в результате чего вид переходит из состояния покоя в нормальное метаболическое состояние. Среда, используемая для активации, как правило, богата питательными веществами и легко усваивается, что способствует росту и размножению видов. Активированные штаммы затем расширяются, чтобы культивировать их в бутылках для приема людей (баклажаны и т. Д.), используемых в это время для культивирования

Ферментер для выращивания культур

Кики более обширны и экономичны, чем питательные среды для сохранения видов. Семена в бутылках еще больше расширяются, и семенные банки для приема людей культивируются. Среда для выращивания семян в емкостях ближе к компоненту среды, используемому в ферментерах, и предназначена для дальнейшей адаптации штаммов к среде ферментативной среды. После того, как семенной резервуар будет культивирован, можно будет своевременно провести вакцинацию в большом резервуаре (вентиляционная камера).