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微生物世界的中国贡献
酿造技术内容丰富，而酿酒技术又是其中大家都熟悉和关心的典范。因此在讨论酿造技术时，人们常常把酿酒技术作为麻雀而进行剖析。酿酒技术属发酵工程，既是最古老的技术，又是现今最前沿的生物工程（现代生物技术）的一部分。说它古老，是因为这项技术出现在八千年前，人们模仿自然发酵的现象掌握了它。尽管沿用发酵酿酒的技术那么绵长，但是直到19世纪下半叶，人们才对谷物究竟为什么能酿成酒有了一知半解。法国科学家巴斯德虽然明确指出，发酵过程与微生物相关，初步揭开了酿酒的机理，但是进一步深入探讨其中的科学过程，科学家们出现了分歧，围绕着发酵过程究竟是生物过程还是化学过程争论了几十年。巴斯德等科学家认为，上述酵母酿酒的过程（目前通称为生醇发酵）是那些厌氧微生物在其中起了关键作用，糖是在酵母菌体内的新陈代谢而产生酒精的，因此生醇发酵是一个生物过程，必须有“活体”微生物的存在，发酵才能实现。以德国化学家李比希（J.Llibig，1803-1873年）为首的一些化学家则有另一种看法。他们认为，发酵是个化学过程，因为糖变成乙醇是化学反应。双方都是科学界的大师，各执己见，谁也不能说服对方，只能通过进一步深入研究才能作出判定。
（注： 德国化学家李比希）
1897年德国化学家布希纳（E.Buchner，1860-1917年）完成了精心设计的，可以称为判定性的科学实验，为这场争论划了一个句号。这一实验是这样进行的：在酵母中加入一定量的石英碎渣和硅藻土一起研磨，使酵母细胞破碎，再使用加压的过滤技术取得其中的酵母液（即细胞内酶）。为了保存这种酵母液，按当时的惯例采用加浓蔗糖液的方法。结果发现在酵母液加蔗糖液的混合体中慢慢地产生了气体。布希纳认识到，气体的产生是因为存在发酵反应。这一现象表明发酵作用与“生命”不是不可分割。因为在实验的混合体中已没有活体的酵母细胞存在，因此发酵只能是由某种“物质”来促进，而这种“物质”应该是存在于由酵母细胞里取得的体液。简单地说，实验证明存在着无细胞的生醇发酵。1897年以后，他发表了一系列论文来介绍他的实验和论证无细胞的生醇发酵的存在，并称这一活泼的发酵制剂为“酿酶”。“酿酶”的发现，不仅揭示了发酵本质是一种“酶”促的化学反应过程，而且还像一把钥匙解决了生物化学的一个悬念，生物的新陈代谢等研究很快就取得重大突破。1902-1909年，布希纳对乳糖酸、醋酸、柠檬酸、油质等其他类型的发酵研究，进一步证实发酵是一系列酶催化的反应过程。酶化学的应用就构成生物技术上的“酶工程”，酶工程的研究对于酿酒、制醋、做酱、制糖及整个食品工业的发展都有着重要意义，对于医学、卫生学、生物学的某些问题的解难也有特殊作用。由此，布希纳荣获了1907年的诺贝尔化学奖。
（注： 德国生物化学家布希纳）
20世纪初，化学家才揭示了发酵酿造的机理是一种叫作酶的蛋白质在起作用。随后人们进一步认识到多种酶的化学结构及其作用机制，建立起今天生物工程的又一分支——酶工程，近代的酿酒技术正是在这种科学的认知基础上获得了新的发展。
20世纪40年代，采用深层培养发酵法使青霉素生产工业化，是发酵工程的发展亮点。此后综合微生物学、生物化学、化学工程学的进展，发酵工程日愈成熟。60年代以后，固定化酶和固定化细胞等新技术促进了生化技术的发展，加上分析、分离和检测技术的进步及电子计算机的应用，发酵工程又获得革新。1973年重组DNA技术出现，能够按工程设计蓝图定向地改变物种的功能而创立新物种，这就是基因工程。通过细胞融合建立杂交瘤，用以生产单克隆抗体，成为免疫学的革命性进展，通过动植物细胞大量培养，可以像微生物发酵那样大量生产人类需要的各种物质，也可以培育出常规方法无法得到的杂交新品种，从而创立了细胞工程。
从微生物发酵工程到酶工程、基因工程、细胞工程就构成了一个综合体系，这个体系就是“生物工程”，又称作“现代生物技术”。它的基础是发酵工程，核心是基因工程。它是21世纪科技的前沿，是新兴的工程技术。
传统意义上的发酵需求优良的菌系的参与，而优良菌种的选育离不开遗传工程。遗传工程是分子生物学中比较活跃的领域，主要研究遗传的物质基础——基因的识别、分离及转移，从而培育出具有新的性状的生物（包括微生物）的新品种。
上述遗传工程的研究和现代的生物技术开发在工、农、医及环保、国防上都有重要意义。在发酵—微生物工程上，通过对微生物遗传特征的控制，获得高产菌株，使发酵工业改变面貌。在农业中，可使固氮基因从豆科作物转到禾本科植物中去，就有可能培育出高产、抗病、耐旱、耐寒、耐盐碱等优良性能的新品种，以增加产量，提高水平。在医学上，在对一些人类的遗传性疾病进行预防和有效控制的同时，还可能解决细胞癌变的诸多因素，有效地控制癌症对人们健康的威胁。在环境保护中，可以选育特殊菌种，帮助清理石油、煤炭等化石能源和其他工业造成的污染。在国防上，对付细菌-生化武器的有效手段也离不开现代的生物技术。由此可见发酵技术在现代生物技术的地位及它在发展经济、改善环境和提高人们生活质量等诸多方面所呈现的重要意义。
中国学者用近代的科学技术来研究中国的传统酿酒技术大约开始于20世纪30年代。从20世纪初开始，将发酵技术与微生物的菌学研究联系起来成为科学探索的一个热门课题。从美国哈佛大学留学归来的孙学悟（1888-1953年），在1922年配合中国近代化工的奠基人范旭东（1883-1945年）创办黄海化学工业研究社后，敏锐地觉察到开展菌学研究对于利用霉菌发酵酿酒、制醋、做酱有着悠久历史的中国尤为重要，于是在研究社组建了发酵与菌学研究室。他亲自带领方心芳、金培松等一批年轻学者研究微生物与发酵技术。他们的第一步工作即是对我国传统的发酵酿造工艺进行考察、研究并对其进行科学总结。为了做好这一工作，他们除了亲赴一些酒厂，收集酒曲，分析，分离酒曲中所含微生物，考察酿酒工艺，总结经验，并提出科学建议外，还以优厚的待遇聘请那些身怀绝技或富有经验的酿酒师傅来社与研究人员一起劳作，用最新的科学知识对传统酿酒技术和经验进行系统的整理，既保护了传统酿酒工艺的精髓，又让工艺中的科学内涵得以升华。他们收集了蓄藏在酒曲中的大批菌种，以供分析、鉴别和择优汰劣之用，他们还写出了关于中国传统酿酒工艺的第一批科学论文，例如《唐山高粱酒之酿造》、《改良高粱酒酿造之初试验》、《酒花测验烧酒浓度法》、《汾酒酿造情况报告》、《汾酒用水及其发酵醅之分析》等。这些研究成果既是对传统酿酒技术的研究总结，也是发展酿酒新技术的起点。除了黄海化学工业社有一批学者从事酿酒技术和微生物工程的研究外，还有陈騊声等学者开展相近课题的研究，也取得不少研究成果。正是这些学者的开创性研究工作，为传统的酿酒技术在科学原理指导下获得改造和发展筑构了新的平台。从此中国酿酒技术的发展翻开了新的一页。
（注： 中国近代化工奠基人：范旭东）
（注： 中国传统酿酒研究先行者：孙学悟）
随着近代科学技术在中国的传播和发展，从事微生物学研究和工业微生物技术开发、推广的队伍有了相应的扩大。在20世纪30年代仅有几所高等院校开设发酵工业课程（曾从属于应用化学系或农产品制造系），为发酵工业培养了一些属于启蒙时期的专业人才。到了50～60年代，微生物学和工业微生物的教学有了很大进展。1952年首先在南京工学院设立专门学科，1958年后又先后在无锡、北京、天津等地建立了轻工业学校，并以工业发酵作为主要专业方向，培养了一大批相关的科研技术人才，为中国传统的发酵酿造技术的传承和发展提供了人力资源。
工业微生物学的研究也从原先的零星、分散的状况发展出一支有一定实力的科研队伍。从轻工业部上海工业试验所（后改组为上海食品工业研究所）到北京、南京、天津、广州、江西、辽宁、黑龙江、四川、福建都设立了工业微生物研究所或发酵研究所，组织力量对中国几千年留传下来的酿造技术和微生物资源进行有效的整理研究和开发试验。从而使中国的传统酿造业不仅继承了老祖宗留下来的遗产，还釆用新的知识观念和技术手段改造了传统的手工技艺，使中国的酿造工业及其技术提升到一个新的高度。同时，让传承下来的文化遗产在新的生态环境中绽放新花。特别是科学家们历年来对菌种的收集和保管，对优良菌种的选育和推广，极大地推动了各项发酵工业的蓬勃发展。
中国对微生物菌种的收集、选育、驯化、保藏及研究中所取得的成就和在发酵酿造技术上的摸索、试验、创新所取得的经验一样，都是人类在迈向新的科学征程中难得的、宝贵的财富。
