1.1 Fermentation - eine alte Kunst 1m weiteren Sinne wird bei einer Fermentation organische Materie mit Hilfe von Mikroorganismen einer enzymkatalysierten Stoffumwandlung unterwor­ fen. Die Giirung wurde iiber die Jahrhunderte regelrecht zu einer Kunst wei­ terentwickelt. Wein ist seit mindestens 10000 v. Chr. bekannt, und die Hi­ storiker nehmen an, daB die .Agypter bereits zwischen 5000 und 6000 v. Chr. Bier brauten. Sie lie£en Gerste in irdenen Gefa£en ankeimen, zerkleinerten sie, teigten an, buken den Brei und trankten schlief31ich alles mit Wasser. Aus diesem Ansatz entstand dann das Bier. Etwa 4000 v. Chr. verwendeten die .Agypter Brauhefe, um bei der Teigsauerung die Bildung von Kohlen­ dioxid zu erreichen. Die Azteken in Mexiko ernteten Spirulina Algen aus Teichen mit alkalis chen pH-Werten und verwendeten sie als Lebensmittel. Viele lokal bekannte, fermentativ gewonnene Nahrungsmittel und Saucen in Asien und iiberall auf der Welt werden eindeutig schon seit Tausenden von Jahren hergestellt. Heute wei£ man, daB sie durch Garung, Enzymproduk­ tion und enzymatische Hydrolyse unter Mithilfe von Oberflachenkulturen gebildet werden. Uber die Umwandlung von Milch in Kase wurde schon 5000 v. Chr. berichtet, als man beobachtete, daB Milch, die in Kalbetmagen transportiert wurde, zum Ausflocken neigte (Kalbermagen enthalten En­ zyme, die die Milch ausflocken lassen). Essig ist vermutlich bekannt seit Wein hergestellt wird, obgleich die friihesten Zeugnisse tiber Essig aus dem Alten und Neuen Testament stammen. Die friihesten Berichte iiber destil­ lierte alkoholische Getranke stammen aus China etwa 1000 v. Chr.

1 Einleitung.- 1.1 Fermentation - eine alte Kunst.- 1.2 Das moderne Zeitalter der industriellen Fermentation.- 2 Biologie der technischen Mikroorganismen.- 2.1 Einleitung.- 2.2 Industriell verwendete Mikroorganismen.- 2.3 Zellwachstum.- 2.4 Metabolismus.- 2.5 Steuerung des Metabolismus.- 2.6 Substratassimilation/Produktsekretion.- 3 Kultivierungsverfahren und Bioreaktoren.- 3.1 Diskontinuierliche und kontinuierliche Verfahren.- 3.2 Auslegung von Bioreaktoren.- 3.3 Festphasen-Kultivierungen.- 3.4 Gerätetechnische Ausrüstung und Steuerung.- 4 Grundstoffe für das Wachstum.- 4.1 Kriterien für die Zusammensetzung von Nährmedien.- 4.2 Überblick über Medien für die Kultivierung von Mikroorganismen.- 4.3 Nährmedien für tierische Zellkulturen.- 4.4 Nährmedien für pflanzliche Zellkulturen.- 4.5 Medien für die Stammerhaltung.- 5 Aufarbeitungsverfahren.- 5.1 Einleitung.- 5.2 Trennverfahren.- 5.3 Beispiele für Aufarbeitungsverfahren.- 6 Produktion von Biomasse.- 6.1 Einleitung.- 6.2 Produktion von Einzeller-Protein.- 6.3 Mikrobielle Impfkulturen.- 7 Nahrungsmittelfermentationen.- 7.1 Einleitung.- 7.2 Alkoholische Getränke.- 7.3 Käse.- 7.4 Brot.- 7.5 Fermentierte Lebensmittel aus Soja.- 7.6 Fermentationen von Fleisch.- 7.7 Essig.- 8 Industriechemikalien.- 8.1 Organische Grundchemikalien.- 8.2 Gibberellinsäure.- 8.3 Biopolymere.- 8.4 Bioinsektizide.- 9 Lebensmittelzusatzstoffe.- 9.1 Einleitung.- 9.2 Aminosäuren.- 9.3 Nucleoside.- 9.4 Vitamine.- 9.5 Fette und Öle.- 10 Arzneimittel.- 10.1 Antibiotika.- 10.2 Steroidbiotransformationen.- 10.3 Ergot-Alkaloide.- 10.4 Produkte aus mikrobieller rekombinierter DNA.- 10.5 Impfstoffe.- 10.6 Monoklonale Antikörper.- 10.7 Weitere Produkte aus Säugetierzellkulturen.- 10.8 Zytostatika.- 10.9 Weitere mikrobielle Pharmazeutika.-10.10 Shikoninproduktion durch Pflanzenzellkulturen.- 11 Technische Enzyme.- 11.1 Enzymanwendungen.- 11.2 Neuere Entwicklungen.- 11.3 Produktion von Enzymen.- 11.4 Produktion von rekombinanten Enzymen.- 12 Abwasser- und Abfallbehandlung.- 12.1 Einleitung.- 12.2 Methoden zur Wasseraufbereitung.- 12.3 Mikrobielle Impfkulturen und Enzyme zur Abfallbehandlung.- Literatur.- Quellennachweise.