发酵原料的开发和利用与提高菌种效率是关键

1、发酵原料的开发和利用

粮食和能源紧张是当下和今后世界各国都将面临的难题。发酵产业对能源和粮食的消耗巨大，同时地球上的石油、煤炭、天然气等化石燃料终将枯竭。因此，发酵工业在发酵原料的开发和利用方面，未来的发展要求应该是：①实现原料到产品的高转化率。②开发和利用非粮食农业生物质发酵原料，如纤维素、非粮淀粉、非粮脂肪酸等。③加强发酵产业向能源、化工以及材料等领域延伸，实现部分代替石油，生产大宗材料、能源、化工产品等，逐渐减少对石油的依赖。例如通过微生物利用秸秆、玉米芯等木质纤维素农林业残渣作为原料发酵生产乙醇等燃料能源，已经引起越来越多的国家在发展战略上的重尽管目前纤维素乙醇的生产成本已下降至5000~6000元，但限制乙醇作为燃料使用的主要障碍还是成本问题，因而构建能够利用可再生物质生产乙醇的工程菌仍是主要的努力方向。④随着工业的发展、人口增长和国民生活的改善，废弃物也日益增多，同时也造成环境污染。因此，通过发酵技术对各类废弃物的治理和转化，变废为宝，实现无害化、资源化和产业化

2、提高菌种效率是关键

我国的发酵产业在硬件方面已经达到很高的水平。因此，今后节能减排的工作重点应该放在菌种的改良上。

①充分利用包括基因工程在内的现代分子生物学技术研究成果，按照人们的意愿来改良菌种及将外源基因导入微生物细胞，对传统发酵工业菌种进行改造，提高发酵效率。

②构建复合功能微生物是菌种改良的重要方向。目标是获得一个能快速生长、能进行多种基因整合、抗染菌、允许不同多个个体的染色体在细胞中共存，从而获得多种性能、能生产多种产品的菌株近期和中期菌种改造硏究的重要应用领域包括：改造控制生长速度的微生物基因组，使微生物细胞更快地生长，利用快速生长的微生物菌株生产大宗化工产品，提高生物过程相对于化工过程的竞争性。限制细胞群体效应，使发酵能达到更高的密度，提高生物产品单位时间和单位体积的生产效率。实现跨种属染色体在一个细胞共存，使细胞具有多种功能（特别是利用纤维素快速生长获得目标产物）。总之提高菌种的效率是提高发酵产业的关键。