發(fā)酵，在廣義上是指利用好氧性或厭氧性微生物來生產(chǎn)有用代謝產(chǎn)物或食品、飲料的一類生產(chǎn)方式。在狹義上，是指在無氧等外源氫受體的條件下，底物脫氫后所產(chǎn)生的還原力未經(jīng)呼吸鏈傳遞而直接給某一內(nèi)源中間代謝物接受，以實(shí)現(xiàn)底物水平磷酸化產(chǎn)能的一類生物氧化反應(yīng)。

在發(fā)酵工業(yè)中，可以通過控制代謝過程實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)：

• 代謝流的調(diào)控

  包括“粗調(diào)”和“微調(diào)”兩個(gè)方面。“粗調(diào)”是指調(diào)節(jié)酶合成量的誘導(dǎo)或阻遏機(jī)制；”細(xì)調(diào)“是調(diào)節(jié)現(xiàn)成酶催化活力的反饋抑制機(jī)制，通過兩者的配合與協(xié)調(diào)，可以實(shí)現(xiàn)最佳的代謝調(diào)節(jié)效果。

  
  

• 應(yīng)用營養(yǎng)缺陷型菌株解除正常的反饋調(diào)節(jié)

• 在賴氨酸發(fā)酵中，一方面賴氨酸對天冬氨酸激酶有反饋抑制作用；另一方面，由于天冬氨酸除了用于合成賴氨酸外，還能作為合成甲硫氨酸和蘇氨酸的原料。因此，在正常的細(xì)胞中難以積累較高的賴氨酸。

  
  

• 為了解除正常的代謝調(diào)節(jié)以獲得賴氨酸高產(chǎn)量的菌株，在工業(yè)上，選擇了谷氨酸棒桿菌的高絲氨酸缺陷型菌作為賴氨酸的發(fā)酵菌株，此菌株不能合成高絲氨酸脫氫酶，所以不能夠合成高絲氨酸，也就無法合成蘇氨酸和甲硫氨酸，然后通過添加高絲氨酸的條件下，可以在含較高糖濃度或銨鹽的培養(yǎng)基中產(chǎn)生大量的氨基酸。

  
  

• 應(yīng)用抗反饋的突變株解除反饋調(diào)節(jié)

  黃色短桿菌的抗α-氨基-β-羥基戊酸菌株能積累蘇氨酸。其原理是：抗性突變株的高絲氨酸酶不受蘇氨酸的反饋抑制，進(jìn)而能夠使蘇氨酸積累，在此基礎(chǔ)上，對突變株進(jìn)一步誘變獲得甲硫氨酸缺陷株，此時(shí)它解除了甲硫氨酸對合成途徑中的兩個(gè)反饋?zhàn)瓒酎c(diǎn)，蘇氨酸就能夠大量積累。

  
  

• 控制細(xì)胞膜的滲透性

• 微生物的細(xì)胞膜對細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的運(yùn)輸具有高度選擇性。細(xì)胞的代謝產(chǎn)物往往以很高的濃度累積著，并自然地通過反饋?zhàn)瓒粝拗屏怂鼈兊倪M(jìn)一步合成。采取生理學(xué)或遺傳學(xué)方法，可以提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量。

  
  

• 在谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)中，應(yīng)用谷氨酸生產(chǎn)菌的油酸缺陷型菌株，在限量添加油酸的培養(yǎng)基中，因細(xì)胞發(fā)生滲漏而提高谷氨酸的產(chǎn)量。這是因?yàn)橛退崾且环N含有一個(gè)雙鍵的不飽和脂肪酸，它是細(xì)菌細(xì)胞膜磷脂中重要脂肪酸，油酸缺陷型突變株因其不能合成油酸而使細(xì)胞膜出現(xiàn)缺損。