⑴ 精密發酵，是工業化生產的必經之路
精密發酵：發酵工業的革新之路
發酵，自古以來就是人類智慧的結晶，中國憑借其深厚的傳統，釀造了酸奶、酒類、泡菜和醬油等獨特美食。然而，隨著工業時代的推進，發酵技術發展出更為精細的領域——精密發酵，它在氨基酸、有機酸、酶制劑等工業中嶄露頭角，構建起規模龐大的中國發酵工業體系。
中國作為發酵產業的領航者，維生素、抗生素等領域的產量居世界前列，但產業升級的挑戰依然嚴峻。據數據，2021年，核心菌種的自主率僅為20%，氨基酸的菌種自主率更低，核心技術設備的依賴度高，產業數字化的步伐亟待加快。精密發酵，正是在這個背景下嶄露頭角，它以微生物為細胞工廠，通過基因工程技術改造，實現高純度目標產物的高效生產。
精密發酵的精髓在於個性化培養基的開發，針對不同細胞工廠和產物，設計出精準的營養配方。在這個領域，工藝優化、成本控制、穩定性和規模化生產是關鍵。通過選擇天然原料如農業廢棄物，如木質纖維素替代傳統碳源，我們追求的是環保與成本的雙重優化。然而，培養基成本高昂，其中生長因子和誘導劑的使用需謹慎，需深入研究細胞耐受機制並進行技術改造。
發酵設備的先進性對精密發酵至關重要，但全球產能的局限和高精度要求使得精密發酵設備佔比僅為3%。這既是技術難題，也是市場挑戰。中國在發酵設備自主研發上仍有提升空間，工藝設備的智能化和定製化成為產業升級的關鍵。同時，對微生物生長狀態的理解，從經驗驅動轉向科學預測，合成生物學的發展將推動這一轉變。
傳統化工巨頭如王叔和、杜邦等已在合成生物學領域布局，預示著精密發酵產業的廣闊前景。然而，如何整合產業鏈上下游，實現知識密集型服務的創新，將是未來的重要課題。CMO合同加工外包模式的成功案例在生物醫葯領域提供了借鑒，而在精密發酵領域，我們期待一種以技術為核心，以服務為導向的新生產模式的誕生。
隨著工業4.0的推進，新技術如機器人、物聯網、人工智慧和大數據，為精密發酵的未來發展描繪出無限可能。這不僅將革新傳統工業，也將深刻影響食品生產。在這個變革的時代，精密發酵將成為中國發酵工業的創新引擎，引領我們步入一個全新的生產與創新階段。
⑵ 發酵是什麼
發酵是一種生物化學反應過程。
發酵是指微生物在特定的環境條件下，通過生命活動，使有機物發生化學變化，產生醇類、酸類、氣體等產物的過程。這一過程通常涉及微生物的呼吸作用和生物合成。發酵可以是自然發生的，也可以是人工控制的。以下是詳細的解釋：
1. 發酵的基本定義：發酵是一種生物化學過程，包括微生物與底物之間的相互作用，通過代謝產生新的物質。這個過程通常會產生能量，並伴隨著生物體的生長和繁殖。這一過程在許多領域中都有應用，如食品製造、葯品生產以及生物燃料的生產等。
2. 發酵過程中的微生物角色：在發酵過程中，微生物起到了關鍵作用。它們通過自身的酶系統分解底物，如糖類，並轉化為其他物質。這些微生物包括細菌、酵母和黴菌等。每種微生物都有其特定的發酵方式和產物。例如，酵母在麵包製作中通過發酵產生二氧化碳和酒精，使得面團膨脹並產生獨特的口感和風味。
3. 發酵的應用領域：發酵技術在許多領域都有廣泛的應用。在食品工業中，發酵被用於製作麵包、酒、酸奶、泡菜等。在醫葯工業中，某些葯物的生產過程也需要通過發酵來實現。此外，發酵技術還被應用於生物燃料的生產以及污水處理等領域。通過對發酵過程的控制和優化，可以實現特定產物的生產，滿足人類的需求。
總的來說，發酵是一種重要的生物化學反應過程，涉及微生物與底物之間的相互作用，產生各種有用的產物。通過理解和控制這一過程，人類可以實現多種應用目的。