发酵工程，也称为微生物工程，是一种通过操纵和控制微生物生长繁殖过程，以实现工业化生产的技术。它是一门集生物学、化学、工程学等多学科交叉的综合性学科。
2. 1 微生物选择与培养
在微生物发酵过程中，选择适合目标产物的菌种至关重要。不同的菌种具有不同的生长特性和代谢途径，因此需要根据目标产物的性质和生产要求进行选择。在选定菌种后，还需要进行必要的培养和繁殖，以确保微生物的数量达到工业化生产的规模。
2. 2 发酵条件优化
为了提高微生物的代谢效率和产物的产量，需要对发酵条件进行优化。这些条件包括培养基的成分和pH值、温度、压力、通气量等。通过调整这些参数，可以改善微生物的生长和代谢状况，从而提高产物的产量和质量。
2. 3 产物生成与提取
在微生物发酵过程中，产物通常伴随着微生物的生长和代谢过程而生成。为了提取这些产物，需要采用各种分离和提纯技术，如过滤、萃取、蒸馏等。这些技术的选择和应用取决于产物的性质和提取要求。
3. 1 食品工业
发酵工程在食品工业中具有广泛的应用，如酸奶、面包、啤酒等的生产。通过操纵和控制微生物的生长和代谢过程，可以生产出具有特定风味和质量的产品。发酵工程还可以用于食品添加剂和调味品的生产，如味精、醋等。
3. 2 生物医药
发酵工程在生物医药领域也具有广泛的应用。例如，通过操纵微生物的生长和代谢过程，可以生产出各种抗生素、抗病毒药物和生物制品等。发酵工程还可以用于生产疫苗和诊断试剂等生物医药产品。
3. 3 环境保护
发酵工程还可以用于环境保护领域。例如，通过操纵微生物的生长和代谢过程，可以处理各种有机废弃物和废水等，实现废物的资源化和无害化处理。发酵工程还可以用于生产环保材料和生物能源等产品，如生物塑料和生物燃料等。
4. 1 基因工程的应用
随着基因工程的不断发展，越来越多的基因被用于改良微生物菌种，提高发酵效率和产物产量。通过基因工程的手段，可以实现对微生物菌种的精细调控，进一步挖掘微生物的潜力。
4. 2 代谢工程的应用
代谢工程是通过改变微生物的代谢途径来实现对产物的优化生产。通过代谢工程的手段，可以优化微生物的代谢网络，提高产物的产量和纯度，同时降低副产物的生成，提高资源的利用率。
4. 3 生物信息学应用
生物信息学技术的应用为发酵工程提供了新的研究手段和方法。通过生物信息学技术，可以对微生物基因组学、蛋白质组学和代谢组学等进行深入研究，揭示微生物的生长和代谢机制，为发酵过程的优化提供理论依据。
