미생물발효기술은 현대발효기술을 핵심으로 하고 미생물의 대사활동과정을 리용하여 생물전환을 거쳐 대규모로 각종 공업발효제품을 제조하였는데 이미 품종이 많고 종류가 구전한 독립공업체계를 형성하여 국민경제에서 중요한 지위를 차지하였다.

공업 발효는 미생물의 생명 활동으로 이루어진 공업 생산을 가리킨다.
공업생산에서 미생물의 생명활동에 의거하여 실현된 모든 공업생산을 두루뭉술하게 발효라고 한다.이렇게 정의된 발효는 바로"공업발효"이다.미생물은 공업 발효의 영혼이다. 미생물이 없으면 공업 발효도 없다.
산업 발효는 미생물의 생명 활동을 통해 발효 원료를 인류가 필요로 하는 미생물 제품으로 전환하는 과정이다.
산업 발효는 미생물의 생명 활동에 의존해야 하고, 생명 활동은 생물 산화가 제공하는 대사 에너지 (metabolic energy) 에 의존하여 지탱해야 하기 때문에 산업 발효는 미생물학에서 생물 산화의 모든 방식을 포괄해야 한다: 유산소 호흡, 무산소 호흡과 발효.
최근 100년 동안 과학 기술의 진보에 따라 공업 발효에 획기적인 변혁이 일어났다. 이미 자연계에 있는 기존의 미생물을 이용하여 발효 생산을 진행하는 단계에서 인간의 의사에 따라 특수한 X 에너지를 가진 미생물로 개조하여 인류가 필요로 하는 발효 제품을 생산하는 새로운 단계에 들어섰다.

생산형 스테인리스강 발효 탱크
(1) 공업발효에 대한 연구는 전형적인 공업발효로부터 시작된다
비교적 흔히 볼수 있는 공업발효는 일반적으로 다음과 같은 세가지 조건에 부합된다.
① 사용하는 균종은 화학에너지 이양형 미생물에 속하며,
② 목적산물은 초급대사산물 또는 에너지대사부산물에 속하며
③ 목적의 산물은 세포 내에서 생성된 후 세포 밖으로 분비된다.
이상의 조건에 부합되는 공업발효를 전형적인 공업발효라고 한다.
공업 발효 이론에 대한 연구는 전형적인 공업 발효에서 시작된다.
이양형 미생물의 공업 발효 이론을 체계적으로 연구하는 단계;
두 번째 단계는 다른 영양 유형의 미생물의 산업 발효의 이론을 체계적으로 연구한다;
세 번째 단계는 미생물이 탄소 이외의 원소를 이용하여 공업을 발효시키는 이론을 체계적으로 연구한다.
(2) 공업발효이론
단계별 연구는 미생물 생명 활동의 세 가지 기본 가설 (발효학 3가설) 을 세웠다.그것들은 미생물을 개조하고 이용하는 이론적 기초이다.이 세 가지 기본 가정으로 전형적인 산업 발효를 분석하면 다음과 같습니다.
① 산업 발효 미생물 생물 기계의 새로운 사고방식,
② 공업생산을 위해 봉사하는 공업발효에 대한 약간의 추리,
③ 산업 미생물 육종과 발효 공정 통제의'5자 전략'.
(3) 공업발효의 사고방식을 연구한다

산업 발효 → [일반에서 특수로] → 전형적인 산업 발효 → [특수에서 일반으로] → 생물 기계, 세포 기계의 개념 모델 → [깊이 연구하여 자연 법칙을 발견] → 자연 법칙 (미생물 생명 활동의 세 가지 기본 가설) → [일반에서 특수로: 자연 법칙을 전형적인 산업 발효로 활용] → 세포 기계 아온 상태 물류 모델 → 적재 경로 → 5단식 → 5자 전략 → [특수에서 일반으로 생산 → 발효에 대한 미래 예측]
미생물 세포의 성장과 번식에 관련된 모든"동작"은 세포 내의 유기물 분해의 가동, 생물 합성의 가동과 지속, 능동 운송, pH 자동 동적 균형 등을 포함하여 모두 대사 에너지의 지원이 필요하며, 세포의 생명을 유지하는 것도 대사 에너지의 지지가 필요하다.
미생물 세포의 물질 대사와 에너지 대사는 대사 네트워크에 의해 이루어진다.화합물은 대사망에서 흐르며 대사류를 형성한다.공업발효에서 원료대사류는 세포기계에서 일련의 경로를 거쳐 목적산물로 전환된다.이 기초에서 발효학의 제2가설은 대사경로와 수송시스템이 대사물분자수준에서 통합되고 보조인자수준에서 조률되여 미생물활세포 내외를 가로지르는 대사망을 형성한다고 제기하였다.이 대사망은 생화학경로와 다막수송과정을 간단하게 련결하는것이 아니라 생물화학개념을 세포대사의 총체적틀에 포함시켜야 한다.책에서 연구하는 것은 주로 효소와 단백질 차원에서 유기물 (탄소) 의 대사망이다.연구에 따르면 겸X염산소미생물의 경우 산소수요와 산소부족시대사망은 뚜렷한 차이가 있을뿐만아니라 부동한 배양조건에서 생존할 때 그 대사망도 차이가 있다.예를 들어, 유산소 성장의 대사는 TCA 고리를 뼈대로 하는 중심 영역에서, 산소 결핍 성장 시에는 OAA에서 TCA의 포크 경로를 뼈대로 하는 중심 영역에서 구축된다.
사실 미생물의 생명활동은 4가지 차원으로 나눌수 있다. 즉 DNA차원, 단백질차원, 물류차원, 미생물세포차원으로서 그들사이에는 단계별로 활성화되여야 한다.대사망은 척도가 없다. 미생물 세포 기계의 작업 패턴은 세포 기계 운행 단계의 적재 경로를 중심 경로, 중심 경로와 원심 경로 3자가 순서대로 처음과 끝이 연결되어 관통하는 하나의"통로"로 묘사한다.대사망 가설로서 공업 발효를 기반으로 조작할 수 있으며, 신제품과 신원료를 개척할 수 있는 실행 가능한 X를 예측할 수 있다.
구조가 기능을 결정합니다.수평적으로 실현된것은 그 계단의 방향은 될수록 영양을 리용하여 비교적 큰 성장을 실현하는것이다.진핵생물 세포 내 원핵생물은 핵이 없기 때문에 DNA는 세포질로부터 조절 신호를 받아 단백질 합성의 스위치 제어는 피막이 서로 다른 공간으로 분리된 것을 전사해 합성대사와 분해대사를 분리하고 분리해 조절할 수 있는 가능한 X를 제공한다. 대장대균 유당 조종자는 유당의 분해 경로를 제어하는 효소계의 조종자다.전사가 시작되는 마이너스 통제와 플러스 통제는 각각 전사를 촉진할 수 있다. 합성된 효소의 수준을 결정하고 전사를 막을 수 있다. 포도당과 유당이 병존할 때의 낭비를 방지한다.또한, 미생물 대사 경로 중의 억제와 활성화의 조절 모드, 경로의 유도와 저지의 조절 모드, 이러한 미생물 자체는 매우"총명한"자동 조절로 그들이 생존에 더 잘 적응할 수 있도록 한다.이것은 사람의 주관적인 의지로 전이되지 않는다. 제3가설"세포경제가설"에서 말한바와 같이 미생물세포는 물경천택에서 형성된 경제체계로서 미생물세포의 생존보장체계로서 세포의 적응X, 경제X와 대사지속X에 보장을 제공한다.
이렇게 보면 미생물세포는 독립적으로 손익을 스스로 부담하는 기업과 같은 특징을 가지고 있어 매우 생동감이 있다.세 가지 가설은 각각 에너지, 물질, 정보 등 세 가지 각도에서 발효 산업의"세포 기계"의 정상적인 작동을 지탱한다.세 가지 가설도 미생물이 발효 산업에서 제대로"일"하는 이치를 점차 깊이 있게 밝혀냈다.미생물 활세포는 발효 생산 라인 *의 미생물 생물 기계이고 생물 정보를 저장한 자주적인 세포 기계인 이상 우리는 미생물 세포와의"대화"를 증가하고 주관적인 능동 X를 발휘하며 고유의 운행 법칙 (자연 법칙) 을 준수하고 이용하여 발효 중인 사람과 미생물의 대립 통일 관계를 잘 처리하고 협력을 촉진하여 효익을 얻어야 한다.
미생물 발효 과정, 즉 미생물 반응 과정은 미생물이 생장 번식 과정에서 일으키는 생화학 반응 과정을 가리킨다.

미생물의 종류에 따라 (호산소, 염산소, 겸X염산소) 호산소X발효와 염산소X발효 두 종류로 나눌 수 있다.
(1) 호산소X발효는 발효과정에서 끊임없이 일정량의 무균공기를 통하게 해야 한다. 례를 들면 흑곰팡이를 리용하여 구연산발효, 막대균을 리용하여 글루타민산발효, 황단포균을 리용하여 다당발효 등이다.

좋은 산소스테인리스강발효 탱크

(2) 혐기성X발효는 발효할 때 공기를 공급할 필요가 없다. 례를 들면 유산균으로 인한 젖산발효, 북상아포주균으로 인한 아세톤, 부탄올발효 등이다.

염산소 스테인리스강 발효 탱크

(3) 겸X발효효모균은 겸X혐기미생물로서 산소결핍조건에서 혐기X발효를 진행하여 알콜을 축적하고 유산소 즉 통기조건하에서 호산소X발효를 진행하여 균체세포를 대량으로 번식시킨다.

염산소 스테인리스강 발효 겸용

설비에 따라 발효는 또 오픈발효, 밀폐발효, 천반발효와 심층발효로 나눌수 있다.
일반적으로 오픈발효는 번식이 빠르고 좋은 산소발효를 진행하는 류형에 응용된다. 례를 들면 효모생산은 그 균체가 신속하고 대량으로 번식하여 기타 잡균의 생장을 억제할수 있다.그래서 오픈 발효 설비의 요구는 간단하다.반면 밀폐발효는 밀폐된 설비 안에서 이뤄지기 때문에 설비 요구가 엄격하고 공정도 복잡하다.얕은 접시 발효(표면배양법)는 얕은 접시를 이용해 얇은 배양액만 담아 사람 균종을 받아 표면배양을 하고 액체 위에 균막을 형성한다.통기 설비가 부족할 때, 번식이 빠른 일부 좋은 산소 X 미생물에 대해 이 방법을 이용할 수 있다.심층발효법은 액체배지 내부(표면뿐만 아니라)에서 이뤄지는 미생물 배양 과정을 말한다.
액체 심층 발효는 페니실린 등 항생제 생산에서 발전한 기술이다.다른 발효 방법에 비해 다음과 같은 이점이 있습니다.
① 액체 부상 상태는 많은 미생물의 비교적 적합한 생장 환경이다.
② 액체에서는 균체 및 영양물, 산물(열량 포함)이 쉽게 확산되어 균질 또는 의균질 조건에서 발효가 가능하고 통제가 용이하며 생산규모를 확대하기 쉽다.
③ 액체 수송이 편리하고 기계화 조작이 쉽다.
④ 공장 면적이 작고 생산 효율이 높으며 자동화 제어가 쉽고 제품의 품질이 안정적이다.
⑤ 제품은 추출, 정제 등이 쉽다.따라서 액체 심층 발효는 발효 공업에서 광범위하게 응용된다
공업 생산 상용 미생물
미생물 자원은 매우 풍부하여 토양, 물과 공기 중에 널리 분포되어 있으며, 특히 토양 중에 비교적 많다.어떤 미생물은 자연계에서 분리되어 이용될 수 있고, 어떤 미생물은 분리된 야생 균주를 인공적으로 유인하여 돌연변이주를 얻어야 이용될 수 있다.현재 발효공업에 사용되는 균종의 전반적인 추세는 야생균에서 변이균으로, 자연선육에서 대사통제육종으로, 유전자돌연변이를 유발하는 것에서 유전자재조합의 정향육종으로 전환되는 것이다.공업생산에서 상용하는 미생물은 주로 세균, 방선균, 효모균과 곰팡이이며, 발효공정 자체의 발전 및 유전공정의 매개자로 인해 조류, 바이러스 등도 점차 공업생산용의 미생물로 변하고 있다.기타 미생물에는 멜대균, 조류가 있다.
【EM】균 미생물 발효 기술 상용균
미생물 발효는 항상 균종과 제품에 따라 다르지만 일반적인 과정은 기본적으로 동일하며 일반적으로 균종 제조, 원료 처리, 접종 배양, 발효 제어 및 제품 추출 등의 단계를 포함합니다.
1. 균종 제조
균종은 발효공업의 어머니로서 균종이 없으면 미생물발효라고 할수 없다.균종은 일반적으로 보존균종, 요병(가지병 등) 균종과 종자캔 균종으로 나뉜다.보존 균종은 발효 생산의 예비 균종으로 일반적으로 저온 건조 상태에서 보관한다.보존 균종은 생산 접종에 들어가기 전에 우선 사면에 접속해 활성화해 균종을 휴면 상태에서 정상 대사 상태로 전환한다.활성화에 사용되는 배지는 일반적으로 영양이 풍부하고 흡수가 쉬워 균종의 생장 번식에 유리하다.활성화된 균종을 다시 확대하여 요람병(가지병 등)에 인계하여 배양하는데 이때 사용하는 배양

균종 배양 발효 탱크

기초는 보존균종용 배양기보다 더 조방하고 경제적이다.요병 종자를 더욱 확대하여 종자 통을 받아 배양하다.종자 탱크 배양기는 발효 탱크에 사용되는 배양기 성분에 비교적 가깝는데, 그 목적은 균종이 발효 배양기의 환경에 더욱 적응하도록 하는 것이다.종자통 종자를 잘 배양한 후에는 적시에 큰 통조림(통풍곡실) 접종을 할 수 있다.