微生物在發酵過程中起著生產者的作用,這是與其特性分不開的。他們擁有孫悟空式的生存技能,豬壹樣的食欲,他們還組建了世界上第壹支“超生遊擊隊”。孫悟空是壹個不死的英雄。微生物的生存能力也得到了提高。它們對周圍環境的溫度、壓力、酸堿度和幹濕條件都有很強的適應性。在10公裏的海底,人會被壓成壹張紙,而有些細菌還在快樂地活著。在-250℃的超低溫下,壹些微生物仍然沒有死亡,而是處於“冬眠”狀態。如果條件合適,微生物會不斷繁殖生長,自己也沒見過死的。而這些不死的小家夥極其貪婪,甚至是饑餓。美味不用說,即使是石油、塑料、金屬氧化物、工業廢料以及DDT、砷等毒物,也會成為壹些微生物爭相吞食的美味。吃得多,長得快,繁殖速度自然驚人。如果壹個大腸桿菌能順利無阻的繁殖,兩天內它的重量將是地球的四倍!正是微生物的這些特性,使其成為發酵工程中的主要統帥和功臣。發酵罐是微生物在發酵過程中生長、繁殖和形成產物的外部環境裝置。它取代了傳統的發酵容器——各種培養瓶、醬壇、酒窖。與傳統容器相比,發酵罐最明顯的優點是:可以進行嚴格的滅菌,並使空氣按需循環,從而提供良好的發酵環境;它可以攪拌和搖動,促進微生物的生長;能自動控制溫度、壓力和空氣流量;它可以通過各種生物傳感器測量發酵罐中的細菌、營養物質和產物的濃度,並用計算機隨時調整發酵過程。因此,發酵罐可以實現大規模連續生產,最大限度地利用原料和設備,獲得高產高效。這樣,人們就可以充分利用發酵方法來生產所需的食物或其他產品。可以簡單地說,發酵工程就是利用現代技術手段,通過研究改造發酵的菌種,控制發酵過程,大規模生產發酵產品。
蛋白質是構成人體組織的主要物質,也是地球上非常稀缺的食物。利用發酵工程大量生產單細胞蛋白,快速補充天然產物的不足。因為在發酵罐裏,每壹個微生物都是蛋白質合成工廠。每種微生物體重的50 ~ 70%是蛋白質。這樣,人們就可以利用大量的“廢物”生產出高質量的食物。因此,單細胞蛋白的生產是發酵工程對人類的突出貢獻之壹。
此外,發酵工程還可以生產人體和多種醫藥產品不可缺少的賴氨酸。幾乎所有常用的抗生素都是發酵工程的產物。
發酵工程不僅生產食品和藥物,也是解決能源危機的有力武器。石油、煤炭、天然氣等傳統能源終將枯竭,科學家們在人類如何繼續生存的問題上已經耗盡了心血。到了80年代,人們終於看到了希望:壹方面,核能、風能、太陽能的利用有了很大的進步;另壹方面,發酵工程的出現,可以使地球上每年產生大量的纖維物質——稻草、麥稭、玉米稭、灌木、幹草、樹葉等。——通過“發酵工程”轉化為人類的新能源。
發酵工程在開發生物新能源的同時,還可以完成另壹項重要使命,即處理廢物,凈化環境,減少甚至基本消除環境汙染。
總之,現代發酵工程可以幫助人們制造食品、藥物、開發能源和凈化環境。古老的生物發酵法壹旦用現代高科技方法加以改進,將使生產效率提高壹千倍,使舊技術煥發青春,為人類做出巨大貢獻。