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发酵工业的发展史

发酵工业的发展史

一、国外发酵工业的发展概况

1,发酵工业发展的阶段:

天然发酵阶段(古代~1900年)

纯培养技术的建立(1905年~)微生物工程发酵技术发展的第一个转折时期。

通气搅拌发酵技术的建立(1940年~)第二个转折时期

代谢控制发酵时期(1960年~)第三个转折时期

基因工程阶段(1979~)

(1)第一个阶段(1900年以前)

产品只限于含酒精和醋

古埃及已经能酿造啤酒

17世纪能在容量为1500桶(一桶相当于110升)的木质大桶中进行第一次真正的大规模酿造

在1757年已应用温度计

1801年就有了原始的热交换器

18世纪中期,证实了酒精发酵中的酵母活动规律

Paster最终使科学界信服在发酵过程中酵母所遵循的规律

18世纪后期,Hansen在Calsberg酿造厂建立了酵母纯种培养技术

(2)第二个阶段(1900年~1940年)

主要的新产品是酵母、甘油、柠檬酸、乳酸、丁醇和丙酮

在面包酵母的生产中首先采用了分批补料培养技术

在一次大战时,Weizmann开拓了丁醇丙酮发酵,并建立了真正的无杂菌发酵技术。

(3)第三个阶段(1940年以后)

这以阶段的标志是,在纯种培养技术下,以深层培养生产青霉素

解决向培养基中通入大量无菌空气和高粘度培养液的搅拌问题

早期青霉素生产与溶剂发酵的不同点还在于青霉素生产能力极低,因而促进了菌株改良的进程,并对以后的工业起着重要的作用。

(4)第四个阶段(1960年以后)

(5)第五个阶段(1979年以后)

二、国外发酵工业的发展趋势

1,生物转化(或生物合成)技术成为国外著名化学公司争夺的热点,并逐步从医药领域逐渐向化工领域转移

2,生物催化合成已成为化学品合成的支柱之一

利用生物催化合成化学品不但具有条件温和、转化率高的优点,而且可以合成手性化合物及高分子。手性化合物是国外目前生物技术的主要生产产品。

3,利用生物技术生产有特殊功能、性能、用途或环境友好的化工新材料,是化学工业发展的一个重要趋势。

4,传统的发酵工业已由基因重组菌种取代或改良。许多传统的发酵工程产品如柠檬酸、青

霉素等都已开始采用基因工程手段进行改造,大大地提高了产量。在以基因工程为主导的现代生物技术产品中,医药生物技术产品占75%左右。

三、国内发酵工业的发展概况

我国传统发酵历史悠久:白酒的起源,当在元朝以前,尚待考证。酱油的酿造,当始自周朝。在汉武帝时代开始有了葡萄酒,距今已有两千多年的历史。

数千年来由于科学技术进步缓慢,各种微生物工业也未能充分发展。直到20世纪中期才建立了一系列新的微生物工业。近几年来,由于生物新技术的应用,发酵工业开始进入新的发展时期。

1,白酒

中国的酿酒业,距今已有数千年的历史渊源。白酒是我国特有的、具有悠久历史的传统酒种。1949年新中国成立时,我国白酒的产量只有10.8万吨。

1996年,我国白酒产量达到历史高峰,总量达到801.30万吨。

目前,我国白酒的产量为400余吨。

规模较大的有五粮液、茅台、泸州老窖、剑南春、汾酒、古井。

2,黄酒

黄酒是我国最古老的酒种,早在夏、商、周三代就已经大量生产了,并流传至今,据史料记载已有6000年左右了。目前年产量为130万吨左右。

3,啤酒

1900年我国最早的啤酒厂于哈尔滨建成

1915年国人投资的双合盛啤酒厂建成

1949年啤酒产量仅七千余吨

1981年啤酒产量增至91万吨

2005年产量达到3000万吨左右

4,葡萄酒

1892年华侨张弼士在烟台建立酿酒公司,这是我国第一个新型的葡萄酒酿造厂

目前我国葡萄酒工厂已有近八十家

2003年葡萄酒年产量约34万吨。

年产万吨以上的有张裕、王朝、华夏、长城、新天酒业、柳河绿源、烟台威龙、烟台中梁。5,酱油和醋

早在三千年前便已掌握了酱油和醋发酵的技术方法,数千年来一直沿用自然发酵法,直到20世纪后才开始采用纯种培养培养技术生产,目前设备及酿造方法逐步实现了现代化酱油年产量约为450万吨,已居世界首位

醋年产量约为250万吨

6,酒精

二十世纪初期,外商在东北设立哈尔滨和阿城两个酒精厂

1922年山东溥益酒精厂成立,为第一个由国人设立的酒精厂

1934年华侨投资在上海浦东设立中国酒精厂,当时号称远东第一大型酒精厂

酒精年产量解放前仅1万吨左右。

2003年酒精产量约为250万吨左右。

7,酶制剂

1964年才在无锡建立了第一个酶制剂工厂

目前有酶制剂生产厂家40家左右,其中万吨以上,销售额2000万以上有8家,其余均在万吨以下,目前的年产量为22万吨左右

9,微生物制药

在上海建立了第一个抗生素工厂(即后来的上海第三制药厂),以生产青霉素为主。

1958年我国最大的抗生素工厂——华北制药厂亦正式投入生产。

11,基因工程产品

我国已经开发成功了21种基因工程药物和疫苗,世界上销售额排名前10位的基因工程药物和疫苗,我国已能生产8种。

四、我国发酵工业的主要进步

1.发酵产品增长快、质量明显提高,在国民经济中起重要作用

新型发酵工业:年产量115万吨;产值150亿;利税50亿。酿酒工业(不包括酒精):年产量2000万吨左右;产值450亿;利税120亿。

2.科技进步,技术水平提高

例如:糖化酶的发酵液酶活力由7000 u/ml提高至30000-40000 u/ml;味精和柠檬酸三个主要指标:产酸率、转化率和提取率提高5%左右。

3.积极开发新产品

特鲜味精;无水柠檬酸、柠檬酸盐;高温α-淀粉酶;纤维素酶;β-葡聚糖酶;异淀粉酶等酶制剂;L-苹果酸;L-乳酸;衣康酸;黄原胶;

功能性发酵制品: r-亚麻酸;冬虫夏草;蘑菇、灵芝多糖; 活性肽;红曲色素, 低聚异麦芽糖、果糖、半乳糖、木糖;海藻糖等等。

五、与国际先进水平的差距

1,多数工厂规模小、效益低

2,生产技术水平比较低

3,产品品种单一,结构不合理

4,应用的深度和广度不够

5,技术装备和检测手段落后,自动化水平低

6,综合利用和环境治理差