发酵原理是指通过微生物的代谢活动将有机物质转化为其他化合物的过程，主要分为以下要点：
一、基本定义与分类
定义 发酵是微生物在缺氧或无氧条件下，利用有机物质（如葡萄糖）产生能量和代谢产物的生化过程。
分类
- 酒精发酵： 如酿酒，通过酵母菌将葡萄糖转化为酒精和二氧化碳。 - 乳酸发酵
- 其他发酵：包括酒精发酵、醋酸发酵、抗生素生产等。
二、核心原理与过程
代谢途径 - 糖酵解：
葡萄糖分解为丙酮酸，产生少量ATP。
- 无氧呼吸：在缺氧条件下，丙酮酸转化为酒精和二氧化碳（酒精发酵）或乳酸（乳酸发酵）。
- 有氧呼吸：葡萄糖完全氧化为二氧化碳和水，产生大量ATP（与发酵无关，但属于微生物代谢范畴）。
关键酶与产物 - 酵母菌通过 淀粉酶
分解淀粉为葡萄糖，再通过 酒化酶转化为酒精。
- 乳酸菌通过 乳酸脱氢酶将丙酮酸转化为乳酸。
能量转换
发酵过程中，微生物通过代谢作用将有机物的化学能转化为ATP，用于生长繁殖和代谢活动。
三、应用与意义
发酵在食品、医药、环保等领域有广泛应用：
食品加工： 酿造啤酒、葡萄酒、酸奶等。 工业生产
环保技术：利用微生物降解有机废物。
四、工程学原理
发酵工程通过控制温度、pH、营养等条件，优化微生物代谢，实现规模化生产。其核心基于微生物生命活动的三个基本假说：
代谢能支撑假说：
微生物活细胞是耗散结构，依赖代谢能维持空间和时间有序性。2. 代谢途径调控假说：不同微生物通过特定代谢途径产生独特产物。3. 系统稳定性假说：发酵过程需保持动态平衡以维持高效生产。
综上，发酵原理是微生物利用无氧或低氧条件将有机物质转化为有用代谢产物的复杂生化过程，涉及糖酵解、无氧呼吸等代谢途径，并通过工程学手段实现工业化应用。