食品發酵工程是指利用現代工程技術手段,利用微生物的特定功能生產對人類有用的產品,或將微生物直接應用于工業生產過程的新技術。發酵工程的內容包括菌種的選育、培養基的配制、滅菌、擴大培養和接種、發酵過程、產品的分離凈化等。發酵是指微生物在有氧或無氧條件下通過生命活動準備微生物菌體本身或直接準備代謝物或二次代謝產物的過程。
食品發酵工程有時用面發酵,其定義取決于使用情況。通常所說的發酵是指有機體對有機物的某些分解過程。發酵是人類早期接觸的生物化學反應,現已廣泛應用于食品工業、生物、化學工業。也是生物工程的基本過程發酵工程。對其機器及過程控制的研究仍在繼續。
食品發酵工程的酵母、乳酸菌等微生物的無氧呼吸也被稱為發酵。
20世紀20年代的酒精、甘油等發酵工程屬于厭氧發酵。從那時起,發酵工程又經歷了幾次重大轉變,不斷發展和完善。
隨著20世紀40年代初青霉素的發現,抗生素發酵工業逐漸崛起。青霉素生產菌是氧氣型的,因此微生物學家以厭氧發酵技術為基礎,成功引進了透氣攪拌和無菌技術集,構建了深層通氣發酵技術。很大地促進了發酵工業的發展,使有機酸、未生素、激素等可以用發酵法大量生產。
1957年,日本成功地用微生物生產谷氨酸,目前可以用發酵法生產20種氨基酸。氨基酸發酵工業的發展是以代謝調節發酵新技術為基礎的。科學家在對微生物代謝途徑進行深入研究的基礎上,通過對微生物的人工誘變,首先獲得適合生產特定產品的突變類型,然后在人工控制條件下培養,大量生產人們需要的物質。目前,代謝控制發酵技術已與核苷酸、有機酸、部分抗生素等生產一起生產。
20世紀70年代以后,隨著基因工程、細胞工程等生物工程技術的開發,發酵工程進入定向育種新階段,新產品層出不窮。
20世紀80年代以來,隨著學科間的交叉和滲透不斷,微生物學家開始用數學、力學、化學工程原理和計算機技術對發酵過程進行綜合研究,使對發酵過程的控制更加合理。在一些國家,發酵過程中的所有參數都可以自動記錄和自動控制,從而大大提高了生產率。