25/1/26张星元：发酵原理1微生物生物工程基本理论的探索张星元江南大学生物工程学院江苏无锡21403625/1/26张星元：发酵原理225/1/26张星元：发酵原理3摘要工业发酵是微生物群体活动的动态过程。此过程靠如下三种流动来维系，即伴随能量形式的转换而发生的电子流动、伴随异化和同化作用而发生的物质流动以及伴随不同水平上的代谢调节而发生的信息流动。在分析以上三种流动的运行规律和工业发酵(微生物生物工程)大量信息的基础上，运用归纳逻辑的方法提出了关于微生物生物工程的三个基本假说，即生物能支撑假说、代谢网络假说和细胞经济假说。根据这三个假说进行演绎推理对工业发酵的代谢导向做出了三条预测。25/1/26张星元：发酵原理4前言随着生物化学、细胞生物学、应用分子生物学、遗传工程和代谢工程的进展，工业发酵正在发生一个从技艺到科学的重大变化，正在向微生物生物工程过渡。在生物工程受到广泛重视的今天，有必要把微生物（菌种选育）、微生物学过程（发酵工艺）和微生物体系（生物反应器）作为一个整体，在科学的水平上对工业发酵进行重新审视。25/1/26张星元：发酵原理5微生物生物工程基本理论的探索1.工业发酵的基本模式2.工业发酵的三个基本观点3.微生物生物工程基本理论的探索4.工业发酵的23条基本概念25/1/26张星元：发酵原理6第一部分1.工业发酵理论研究的起点2.工业发酵的基本模式25/1/26张星元：发酵原理71．工业发酵理论研究的起点认真观察当今发酵工业的现状，可知：1.大多数的发酵法工业生产的生产菌种一般均属于化能异养型微生物，2.工业发酵产品大多数是从发酵液中提取的微生物细胞的胞外产物，3.工业发酵的目的产物和主要原料一般是有机化合物。工业发酵理论的研究是从这个基础水平上开始的。25/1/26张星元：发酵原理82.工业发酵的基本模式为了研究的方便，必须对复杂而多样的工业发酵进行合理的简化。假定工业发酵依靠化能异养型微生物的代谢来获得微生物代谢的胞外产物，把研究的重点放在含碳架的化合物的代谢（碳代谢）上，经抽象思维，则可以为工业发酵建立以微生物活细胞为中心的基本模式：25/1/26张星元：发酵原理9工业发酵的基本模式25/1/26张星元：发酵原理101.培养基中的有机营养物质跨膜进入微生物活细胞；2.微生物细胞的代谢促成工业发酵的目的产物在细胞内生成；3.在细胞内生成的目的产物跨膜排放到培养介质中。也就是说，能源化合物进入细胞，经过代谢转换，以一种变化了的形式输出；靠消耗能量来保证细胞...
