发酵工程概要.docx
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发酵工程概要
发酵工程绪言
生物工程被称为21世纪发展最为迅速的学科之一；是改变人类社会所面临的粮食、能源、癌症三大问题的最有效的武器。
而发酵工程则是生物工程重要的支柱之一。
也是同学们所学专业中非常重要的专业课程之一。
通过本课程的学习，使同学们了解并掌握发酵工程中基本理论及技能。
为同学们奠定一个较为坚实的专业基础。
可持续发展
亦称“可持续发展”和“持续发展”。
1987年挪威首相布伦特兰夫人在她任主席的联合国世界环境与发展委员会的报告《我们共同的未来》中，把可持续发展定义为“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”，这一定义得到广泛的接受，并在1992年联合国环境与发展大会上取得共识。
我国有的学者对这一定义作了如下补充：
可持续发展是“不断提高人群生活质量和环境承载能力的、满足当代人需求又不损害子孙后代满足其需求能力的、满足一个地区或一个国家的需求又不损害别的地区或国家人群满足其需求能力的发展”。
还有从“三维结构复合系统”出发定义可持续发展的。
美国世界观察研究所所长莱斯特R.布朗教授则认为,"持续发展是一种具有经济含义的生态概念……一个持续社会的经济和社会体制的结构，应是自然资源和生命系统能够持续维持的结构。
微生物是人们用肉眼看不见的生物。
它与其它生物共同生活在我们的自然界中。
当你清晨起床后，深深吸一口清新的空气，喝一杯可口的酸奶，品尝着美味的面包或馒头的时候，你就已经开始享受到了微生物给你带来的恩惠；当你因患感冒或其他某些疾病而躺在医院的病床上，经受病痛的折磨时，那便是有害的微生物侵蚀了你的身体；但当白衣护士给你服用（或注射）抗生素类药物，使你很快恢复了健康时，你得感谢微生物给你带来的福音，因为抗生素是微生物的“奉献”….这些都是微生物通过发酵在为我们服务。
我们在以往的学习中已经学习了普通微生物学的知识和理论。
应该说我们大家对微生物的基本特性和微生物学的基本理论有了基本的了解。
为我们学习其它微生物学包括我们今天开始学习的“发酵工程学”打下了很好的基础。
微生物的种类繁多，具有许多独特的生化代谢能力，其遗传特性又容易改造，增殖迅速。
这些特点使我们能够利用微生物生产十分丰富的产品和完成各种各样的任务。
概括的说人们对微生物的利用体现在以下几个方面，也是我们大家非常熟悉的方面。
1、利用微生物的某种酶促反应
2、利用微生物多酶反应体系
3、利用微生物菌体
1、利用微生物的某种酶促反应
微生物体内含有各种各样的酶，利用这些酶可以进行各种各样的单元化学反应。
氧化、还原、水解、脱羧、脱氨基、脱水、缩合氨基化、磷酸化、甲基化、酰胺化、异构化、酯化酰化、氨基转移、糖苷转移、聚合、光合及其它。
2、利用微生物多酶反应体系
1）、酒类
①、各种白酒
②、啤酒
③、葡萄酒
④、料酒
2）、抗生素类
①、β-内酰胺类——青霉素等
②、氨基糖苷类——链霉素等
③、四环类——四环素、土霉素、金霉素等
④、大环内酯类——红霉素、螺旋霉素、麦迪霉素等
⑤、利福霉素类——利福霉素等
⑥、氯霉素类——氯霉素等
⑦、林可霉素——林可霉素
⑧、多肽类、
⑨、多烯类等等
3）、产品酶类
①、底物为糖类的酶
②、底物为蛋白类氨基酸的酶
③、底物为核酸类的酶
④、底物为脂肪的酶
⑤、底物为次级代谢产物的酶
⑥、其它产品酶
可以看出上述所有产品都是和我们人类的生产和生活息息相关，密不可分的。
它们都是利用微生物和微生物的特性来生产出来的。
而大部分又是通过微生物的发酵生产出来的。
那么同学们会提出问题，人们怎样利用微生物来生产这些产品而且又在不断的发现新的产品的？
微生物又是如何生产这些人们所需要的东西呢？
这就是我们这门课要给同学们介绍的《发酵工程》所要回答的问题和理论。
通过这门课的学习，同学们应该能够回答这些基本的问题。
同时掌握发酵工程的基本的理论.
一、发酵与发酵工程
二、发酵工程学的教学安排
一、发酵与发酵工程
1、发酵
①、发酵的传统概念
①、发酵的传统概念
发酵（fermentation）来自拉丁语“发泡（ferrere）一词，当时是指酒精发酵时产生二氧化碳的现象。
发酵——从生理生化的角度上定义，发酵是仅指微生物在无氧条件下，底物脱氢后所产生的还原力［H］不经过呼吸链传递而直接交给某一内源氧化性中间代谢产物的一类低效能反应。
巴斯德——发酵定义
1、“发酵就是无空气的生活”。
在《啤酒的研究》中，将发酵的概念表达得更为清楚：
2、“我们已经描述的那些实验中，酵母菌的发酵被看作是营养、同化和生活等过程，在没有游离氧的状态中进行时的结果。
完成这件工作所需要的热必然是从发酵物的分解中取得的……因此，酵母菌的发酵看来主要是与这种微小的细胞植物所具有的性质相联系着的，这性质就是以某种方式用化合在糖中的氧完成它的呼吸功能。
”
②、发酵的现代的概念（工业上所说的发酵）
在人工控制条件下，微生物在有氧或厌氧条件下通过自身代谢活动，将所吸收的营养物质进行分解、合成，产生各种产品的生产工艺过程称为发酵。
③、发酵微生物
微生物种类很多，而且能在不同环境下，对不同的物质进行不同的发酵。
因而，发酵的类型、发酵产品都是多种多样的。
2、发酵微生物学
发酵微生物就是指那些能积累特定代谢产物的微生物。
3、发酵工程
发酵工程是指通过研究改造发酵所利用微生物以及应用技术手段控制发酵过程来大规模工业化生产发酵产品。
它以培养微生物使其发酵为主，因此又叫微生物发酵工程。
•发酵工程是指通过研究改造发酵所利用微生物以及应用技术手段控制发酵过程来大规模工业化生产发酵产品。
它以培养微生物使其发酵为主，因此又叫微生物发酵工程。
•目前医用抗生素、农用抗生素等已有几百个品种，绝大多数都是发酵工程的产品，此外，发酵工程产品还包括氨基酸、维生素、核苷酸、工业用酶等。
日常生活中的味精、维生素等都是发酵工程的产品。
4、微生物发酵工业
微生物发酵工业就是利用微生物的生长和代谢活动生产各种有用物质的现代工业。
习惯上也称为发酵工业。
发酵工业源远流长，历史悠久，它又是现代生物工程的重要组成部分，是基因工程、细胞工程、酶工程的具体应用的工业。
发酵工业包括范围很广，凡是通过微生物发酵制取产品的行业，均属发酵工业。
如抗菌素工业、酱油、醋调味品工业、酿酒工业以及新型发酵工业等。
二、发酵工程学的教学安排
绪言
第一章发酵工程概述
第二章发酵机制与发酵动力学
第三章发酵工业微生物的菌种
第四章发酵工业培养基与原料处理
第五章发酵工业的净化系统
第六章发酵条件及过程控制
第七章发酵过程中试和放大
第八章微生物发酵工业实例简介
第一章发酵工程概述
第一节发酵工程的主要发展阶段
第二节工业发酵的菌种和发酵特征
第三节工业发酵的方式
第四节发酵的产品类型
第一节发酵工程的主要发展阶段
一、发酵工程的主要发展阶段
一）、发酵工程的主要发展阶段
二）、发酵工程的主要发展阶段的特点
一）、发酵工程的主要发展阶段
1、天然发酵时期
早在自然科学发源以前，人类就开始逐步学会了利用有益微生物在自然拌种和混合发酵的条件下来酿造自己喜爱的风味食品和饮料.例如：
酒类、酱类、醋类、泡菜、豆豉、酸牛奶、干酪和面包等。
由于，这一时期长期处于手工操作和自然的落后状态，并不知道微生物与发酵的关系，所以，把这一时期称为天然发酵时期。
2、纯培养技术的建立
L.Pasteur（法国巴斯德）
R.Koch（德国科赫）
E.Buchner（德国人）
建立了研究微生物的一系列的重要方法，尤其在分离微生物纯种方面。
利用平板分离方法寻找并分离到多种传染病的病原菌。
利用无细胞酵母菌压榨汁中的酒化酶对葡萄糖进行酒精发酵成功，从而开创了微生物生化研究的新时代。
微生物纯培养技术的建立是发酵微生物学发展的第一个转折点。
3、通气搅拌技术（深层培养技术）
上个世纪中叶，随着青霉素的发现，抗生素工业逐渐兴起，由于青霉素大量生产的需要，引进了通气搅拌培养，建立深层发酵技术，使许多产品都可以用好气性发酵进行大规模生产。
因此，深层发酵技术的建立，可以说是发酵微生物学发展的第二个转折点。
4、代谢控制发酵技术的建立
上个世纪50年代，建立起来的代谢控制发酵技术，极大的促进了发酵工业。
代谢控制发酵技术是以动态生物化学和微生物学为基础，将微生物进行人工诱变，得到适合于生产某种产品的突变株，再在有控制的条件下培养，能选择性大量生产人们所需要的物质。
此项技术已广泛地应用于氨基酸，核苷酸类物质、有机酸和一部分抗生素的发酵生产。
这是发酵微生物学发展的第三个转折点
5、酶法的转化
Peterson和Murray利用根霉和黑红菇在甾体分子的C11上加入羟基，便大大简化了可的松类激素的合成。
这种甾体的微生物加氧反应，极大的推动了甾体药物的研究和生产，开辟了一个新的生物转化领域。
同时在青霉素等抗菌素生产中也得到了很好的应用。
6、固定化酶
过去用酶发酵生产时，酶使用一次，就要更换，酶很难回收。
1966年研发的固定化酶法大大改变这种状况。
这种方法就是将酶固定起来作为一种工具，装入反应器内，发酵反应很快就可以完成，同时酶也可以反复使用。
产率得到了很大的提高。
固定化酶技术往往和固定化细胞技术联合使用。
由于使用了固定化酶和固定化细胞技术，现在发酵工程中发酵时间大大的缩短，成本大大降低，管理也极为方便。
7、细胞融合技术
采用细胞融合技术可以进行微生物种内、种间和属间的遗传重组，它克服了细胞壁阻碍遗传物质交换的屏障，为微生物育种提供了一个新的途径，也为发酵工程提供了全新的菌种资源。
8、基因工程菌的利用
自从体外DNA重组技术在微生物育种方面得到实用后，人们就有可能按照预定的意向选育菌种来生产所需要的产物。
这类菌种也可称为“基因工程菌”或简称为“工程菌”。
工程菌不但可以生产用一般微生物所不能生产的产品。
如胰岛素等的动物激素和干扰素等，而且可以改进一般微生物能够生产的发酵产品，如氨基酸、酶制剂、抗生素等。
EGF——表皮细胞生长因子——人体“美丽因子”
（ＥｐｉｄｅｒｍａｌＧｒｏｗｔｈＦａｃｔｏｒ）
１９６２年，美国Ｃｏｈｅｎ博士和Ｍａｎｔａｌｃｉｎｉ教授在实验中发现ＥＧＦ，并因此而获得了１９８６年诺贝尔生理奖与医学奖。
ＥＧＦ解开了皮肤生长、成熟、衰老以及其它生理和病理变化的秘密。
科学研究发现，采用极微量的ＥＧＦ，即可赋予衰老细胞以全新的生命力，促使各种受损皮肤修复和再生。
它是调控人体皮肤生长、更新和代谢等生命活动最重要的因子。
此外，它还能刺激细胞外一些大分子（如透明质酸、糖蛋白等）的合成与分泌，滋润皮肤，是决定肌肤活力和健康的源泉。
所以，ＥＧＦ又被人们称为“美丽因子”。
二）、发酵工程的主要发展阶段的特点
从发酵微生物学的发展的历史角度来分析，微生物发酵培养技术的发展有以下几个特点：
①、从少量培养发展到大规模培养发酵；
②、从浅层培养发酵发展到厚层（固体）或深层（液体）发酵；
③、从以固体培养发酵技术为主发展到以液体发酵技术为主；
④、从静止式液体发酵发展到通气搅拌式液体发酵；
⑤、从单批发酵发展到连续培养以至多级连续发酵；
⑥、从利用分散的微生物细胞发酵发展到利用固定化细胞集团发酵；
⑦、从单纯利用微生物细胞到大量培养、利用高等动植物细胞；
⑧、从单菌发酵发展到混菌发酵；
⑨、从利用野生菌种发展到利用变异株以及“工程菌”发酵。
二、现代微生物工业发酵的基本流程
第二节工业发酵的菌种和发酵特征
一、工业发酵生产菌种的要求和来源
二、工业大规模发酵的特征
一、工业发酵生产菌种的要求和来源
1、生产菌种的要求
2、生产菌种的来源
1、生产菌种的要求
①、能在较短的发酵过程中高产出有价值的发酵产品；
②、菌种的发酵培养基应价格低廉、来源充足、被转化为产品的效率高；
③、菌种对人、动物、植物和环境不应该造成危害，还应注意潜在的、慢性的、长期的危害，要对其充分评估，严格防护；
④、菌种发酵后，所产的不需要的代谢产物少，而且发酵产品相对容易地与不需要的物质分离，下游技术能用于规模化生产；
⑤、菌种的遗传特性稳定，而且易于进行基因操作。
2、生产菌种的来源
发酵工业要获得具有上述基本要求的菌种，主要来源途径：
①、自然环境
②、收集菌株筛选
③、购置生产菌种
二、工业大规模发酵的特征
1、工业大规模发酵的特征
2、用于好氧菌的大型发酵罐的结构和应用
3、厌氧菌大型发酵罐
4、其他生物反应器（发酵罐）
5、发酵过程的优化及后处理
6、发酵的逐级放大
1、工业大规模发酵特征
大规模发酵既不同于实验室的摇瓶或小发酵罐的发酵，也不同于实验工厂的实验发酵罐的发酵，其特征是：
①、规模大，即所用的设备庞大，占用场地大，人力、物力投入的规模大；
②、消耗的原料、能源多；
③、菌种符合生产菌种的要求，其生长代谢特性与大规模发酵相适应；
④、需要进行成本核算等。
大型发酵罐，特别是用于好氧微生物液体发酵的大型发酵罐，它的结构、功能和应用的特点较突出地反映出大规模发酵的特征，是其最具代表性的体现。
2、用于好氧菌的大型发酵罐的结构和使用
1）、结构
2）、常见类型
3）、使用
1）、结构
①、发酵工业的发酵罐，容积大小变化很大，小的1－10升，大的为50万升－150万升；
②、利用发酵罐的大小取决于生产需要和怎样进行操作。
③、大型发酵罐一般指容积在几十吨以上，用普通钢材或不锈钢材构造，它是顶端和底部被密封的大圆柱体，在其内部装配着各种各样的管道、阀门和仪表。
2）、常见类型
①、标准发酵罐
②、自吸式发酵罐
③、气升式发酵罐
④、卧式发酵罐
⑤、塔式发酵罐
⑥、连续发酵的发酵罐
3）、使用与操作
①、发酵培养基的灭菌和培养温度的控制是通过罐体夹层和罐体内的盘旋管，用蒸汽或冷却水的流通达到。
②、发酵罐内的高密度的微生物群体需要大量氧供应，大型发酵罐采用喷雾装置和搅拌器充分地通气。
③、安装无菌轴封非常重要。
（电机驱动搅拌器的轴使搅拌叶轮旋转，轴是从发酵罐外面穿入内部的，要特别注意发酵不被污染）。
④、工业发酵罐发酵过程中必须精心监视而加以控制，因而发酵罐装有观察孔、溶解氧监测器、温度监测仪、搅拌速度控制器、PH检测和控制器、酸碱添加泵、泡沫破碎叶片、营养物的添加管道等设备和仪器。
3、厌氧菌大型发酵罐
厌氧菌大型发酵罐与好氧菌发酵相比更为简单，省去了无菌空气供应的装置和系统。
可以用钢材也可用钢筋混凝土或木料构成
4、其他生物反应器
①、标准发酵罐
②、自吸式发酵罐
③、气升式发酵罐
④、卧式发酵罐
⑤、塔式发酵罐
⑥、连续发酵的发酵罐
①、标准发酵罐
②、自吸式发酵罐
自吸式发酵罐是一种不需要另行通入压缩空气，而是在搅拌过程靠自吸作用把空气吸入罐内的发酵罐。
它的搅拌器是由特殊的转子和定子组成。
优点：
具有结构简单，操作方便，电能消耗少和溶氧效果好的优点。
缺点：
罐压较低，容易染
③、气升式发酵罐是一种借气体上升的动力来搅拌的发酵罐称为气升式发酵罐。
发酵过程中，由于导流筒内外流体重度的差异，产生静压差，再加上气流喷出时的动能，促使流体自导流筒上升，周围环隙下降的循环流动
又分为两种：
A、内循环式气升式发酵罐
B、外循环式气升式发酵罐
④、卧式发酵罐
一种能高效率利用氧气的发酵罐
⑤、塔式发酵罐
塔式发酵罐又称为高位发酵罐。
它的特点：
A、罐身高，一般高径比6-7或更高；
B、有或无搅拌器。
通常依靠塔底喷嘴喷射气体的功能来搅拌液体；
C、内有筛板，压缩空气由罐底导入，通过筛板逐渐上升，气泡在上升的过程中，带动发酵液同时上升，上升后的发酵液通过筛板降液管下降而形成循环。
省去了机械搅拌的装置。
D、在不增加空气流量的情况下，基本上可达到通气搅拌发酵罐的发酵水平。
⑥、连续发酵的发酵罐常用于啤酒连续发酵的发酵罐
上述发酵罐的每一种类型都是根据发酵的特点、生产的需要和操作方式和所具备的条件等设计的，各有所长：
①、有的供氧特别充分；
②、有的耗能比较低；
③、有的节省设备材料；
④、有的发酵周期比较短等等。
类型众多的发酵罐能够更加适应大规模的发酵生产的特征和要求，也使工业发酵更加稳定和高效地进行。
5、发酵过程的优化及后处理
①、发酵过程的优化
②、后处理
①、发酵过程的优化
最佳控制发酵过程的方案或发酵过程主要控制项目和方法称为发酵过程的优化。
②、后处理
后处理是指大规模发酵后直到产品形成的整个工艺过程。
它决定着产品的质量和安全性，也决定着产品的收率和成本。
后处理的费用占到整个产品费用成本的60%以上。
6、发酵的逐级放大
由实验室小型设备到试验工厂小规模的试验发酵，再转为大规模设备的工业发酵生产，此过程称为发酵的逐级放大。
一般称逐级放大为小试、中试和大试三个阶段。
①、小试（小型试验）
②、中试（中间试验）
③、大试（大规模工业性试验）
发酵的逐级放大，几乎是发酵工业新产品或改良产品或工艺改造的必由之路。
①、小试
一般指采用实验室的小型设备，包括三角瓶、1-50升发酵罐等设备进行的试验。
②、中试
一般指采用试验工厂或车间小规模设备，100-5000升发酵罐及其他控制条件的试验。
③、大试
用工业性大规模设备，进行的实验性的生产。
第三节工业发酵的方式
一、工业发酵的分类
二、分批发酵和连续发酵
三、固定化酶和固定化细胞发酵
四、固态发酵
五、混合培养物发酵
一、工业发酵的分类
微生物发酵是一个错综复杂的过程，尤其是大规模工业发酵，要达到预定目标，更是需要采用和研究开发各式各样的发酵技术，发酵的方式就是最重要的发酵技术之一。
通常按发酵中某一方面的情况，人为地分类为如下几种方式。
实际上微生物工业生产中，都是各种发酵方式结合进行的，选择哪些方式结合起来进行发酵，取决于菌种特性、原料特点、产物特色、设备状况、技术可行性、成本核算等多方面的因素来决定。
现代发酵工业大多数的发酵方式，采用的是一种好氧、液体、深层、分批、游离、单一纯种结合的发酵方式进行的。
这种结合方式在发酵中有如下的优越性：
1、好氧单一纯种微生物发酵方式是产生单一产品，是现代发酵工业的主流。
这种发酵结合方式是目前应用最多和最好的发酵方式，大多数发酵工业均选择这种方式。
2、液体悬浮状态是很多微生物的最适宜的生长环境。
菌体、营养物、产物、热量容易扩散和均质，使产品较易达到高产、优质，发酵中液体输送方便，检测、控制和操作也容易实现自动化。
3、深层、游离状态扩大了菌种与发酵基质的接触面，增加了发酵反应的效率，加快了反应周期。
4、分批发酵
生物反应器中的发酵是间歇式操作，其主要特征是所有工艺变量都随时间而变，工艺变量主要是菌体、营养物、PH、热量、产物的变更而变化，变化的规律强，比较容易控制复壮和改良。
5、分批单一纯种发酵特点 不容易污染，菌种较容易复壮和改良。
这些优势不是绝对的，也不是对所有微生物都适用，对某一种菌种来说，也可能变更其中一种或几种发酵方式，发酵会更好，结果会更好，效益也会更佳。
二、分批发酵和连续发酵
1、分批发酵
1）、分批发酵
所谓分批发酵是指将所有的物料（除空气、消沫剂、调节PH值的酸碱物外）一次加入发酵罐，然后灭菌、接种、培养，最后将整个罐的内容物放出，进行产物回收。
清罐结束后，重新开始新的装料发酵的发酵方式。
在分批发酵中，由于到了中后期，养料快要消耗完毕，菌体逐渐走向衰老自溶，代谢产物不能再继续分泌。
这时为了延长中期代谢活动，维持较高的发酵产物的增长幅度。
需要给发酵罐补加培养料的发酵方式。
2）、分批补料发酵
如果采用之前加入过多的丰富的培养料来延长发酵的周期，提高产量，则往往由于高浓度的培养基对微生物的生长繁殖极为不利，加之通气搅拌困难，发酵不易正常进行。
生产中有不少发酵产品采用这种方式发酵生产。
2、连续发酵
1）、连续发酵的定义
连续发酵是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定，使培养物在近似恒定状态下生长的培养方法。
恒定状态可以有效的延长分批培养中的对数期或稳定期。
连续发酵（continuousfermentation）是相对于分批发酵（batchfermentation）而言的，也是连续培养技术在发酵工业上的应用，就是连续培养放大后用来大规模生产微生物的产品。
连续发酵的方式和生物反应器类型也是各式各样，主要是具有菌体再循环或不循环的单罐连续发酵和具有菌体再循环或不循环的多罐连续发酵。
2）、连续发酵的特点
1）、优点：
①、简化了菌种的扩大培养；简化了发酵罐的多次灭菌、清洗、出料等程序；
②、缩短了发酵周期，提高了设备的利用率，降低了人力、物力的消耗，增加了生产效率。
③、对大部分微生物来说，用连续发酵培养研究生理、生化和遗传特性是很好的手段。
2）、缺点：
①、对大部分微生物来说，用连续发酵进行大规模工业生产是比较困难的。
这是因为连续发酵过程比较长，菌种很容易出现退化，容易出现污染。
培养基的利用率一般都低于分批发酵。
工艺的复杂度也高于分批发酵。
②、对次生代谢的产物，一般不用连续发酵。
如大规模的抗生素的生产，一般不用连续发酵。
这是因为次生代谢的产物所需的最佳条件往往与其产生菌种生长所需要的条件不一致，有的还与微生物细胞分化有关，现代发酵工业中又多使用高浓度营养组分，这些都是连续发酵亟待解决的难题。
3）、连续发酵在工业上的应用
利用连续发酵的大规模生产的产品主要有：
酒精、丙酮、丁醇、乳酸、食用酵母、饲料酵母、单细胞蛋白、浮游生物的生物量和石油脱蜡及污水处理。
三、固定化酶和固定化细胞发酵
1、固定化酶和固定化细胞发酵
微生物可以看作是多种酶的包裹，工业发酵就是合理控制和利用微生物酶的过程，因此，可以将酶从微生物细胞中提取出来，将其与底物作用制造产品，也可以将提取出来的酶用固体支持物（称为载体）固定，使其成为不溶于水或不易散失和可多次使用的生物催化剂，利用它与底物作用制造产品。
同样也可以将微生物细胞用载体固定，将反应物与其作用，制造产品或做其它用途。
未固定的酶或细胞用于发酵工业生产，可以称为游离酶或细胞。
固定化酶（细胞）用于微生物发酵可称为固定化酶（细胞）发酵，可简称为固定化发酵。
2、固定化的优势
①、固定化酶和固定化细胞可以重复使用
②、固定化酶和固定化细胞产品的分离、提纯等后处理比较容易
③、固定化酶和固定化细胞一般都做成了球形颗粒或薄片状，使产品的生产工艺操作简化，易于机械化和自动化，设备和器材也较简易。
④、固定化酶与固定化细胞可以制成酶活力很高或细胞密度很大，而且抗酸、碱、温度变化的性能高，酶活力较稳定。
因而反应加快，生产周期缩短。
⑤、固定化酶和固定化细胞相比，各有所长。
固定化酶相对产物更单一，非需要的产物更少些，生产操作条件更易控制，而固定化细胞不需要酶的提取，减少了酶活力的损失和操作，还可以利用细胞中的多酶体系，完成需要多种酶参加的反应，而且固定的微生物细胞可以是死的，也可以是活的，后者并可增殖，更有利于重复使用和加快反应速度。
我国的固定化细胞发酵生产在酒精和啤酒行业已取得了显著的经济效益。
许多固定化微生物活细胞，用来处理某些污水的工艺，
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