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發酵工程是指採用現代工程技術手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產有用的產品，或直接把微生物應用於工業生產過程的一種技術。發酵工程的內容包括菌種選育、培養基的配置、滅菌、種子擴大培養和接種、發酵過程和產品的分離提純（生物分離工程）等方面。發酵產品具有應用例如食品，以及在一般的工業。一些化學物質的商品，如乙酸，檸檬酸，和乙醇是由發酵製成。[1]
發酵工程以其生產條件溫和，原料來源豐富且價格低廉，產物專一，廢棄物對環境污染小和容易處理等特點，而在醫藥工業、食品工業、農業、冶金工業、環境保護等許多領域得到了廣泛的應用，逐步形成了規模龐大的發酵工業。在一些發達國家，發酵工業的總產值佔到國民生產總值的5%左右。
發酵工程在醫藥工業上的應用，成效十分顯著，生產出了如抗生素、維生素、動物激素、藥用氨基酸、核苷酸（如肌苷）等。目前，常用的抗生素已達100多種，如青黴素類、頭孢菌素類、紅黴素類和四環素類。另應用發酵工程大量生產的基因工程藥品有人生長激素、重組乙肝疫苗、某些種類的單株抗體、白細胞介素-2、抗血友病因子等。
發酵工程在食品工業上的應用十分廣泛，主要包括：
第一、生產傳統的發酵產品，如啤酒、果酒、食醋等，使產品的品質和產量得到明顯提高。
第二、生產食品添加劑。如L-蘋果酸、檸檬酸、穀氨酸、紅曲素、高果糖漿等。
第三、單細胞蛋白的生產。
在污水處理的過程中，污水通過由細菌分泌的酶被消化。固體有機物被分解成無害的，水溶性物質和二氧化碳。所產生液體被消毒處理，在排入河流或海中之前除去病原體，或者可以被用作液體肥料。被消化的固體也被稱為污泥，被乾燥並用作肥料。氣態副產物如甲烷，可以被用作發電機的沼氣燃料。細菌消化的一個優點是它減少了和污水的氣味和批量，從而減少了所需的傾倒空間。細菌消化在污水處理的主要缺點是，它是一個非常緩慢的過程。
20世紀20年代的酒精、甘油和丙酮等發酵工業，屬於厭氧發酵。
20世紀40年代初，隨着青黴素的發現，抗生素髮酵工業逐漸興起。由於青黴素產生菌是需氧型的，微生物學家就在厭氧發酵技術的基礎上，成功地引進了通氣攪拌和一整套無菌技術，建立了深層通氣發酵技術。這使有機酸、維生素、激素等都可以用發酵法大規模生產。
1957年，日本用微生物生產穀氨酸成功，如今20種氨基酸都可以用發酵法生產。氨基酸發酵工業的發展，是建立在代謝控制發酵技術的基礎上的。目前，代謝控制發酵技術已經用於核苷酸、有機酸和部分抗生素的生產中。
20世紀70年代以後，基因工程、細胞工程等生物工程技術的開發，使發酵工程進入了定向育種的階段。
20世紀80年代以來，隨着學科之間的滲透和交叉，數學、動力學、化學工程原理和計算機技術開始被用於發酵過程的研究。目前，自動記錄和自動控制發酵過程的全部參數已經被應用於生產。
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