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

在發酵工業中，可以通過控制代謝過程實現生產：

• 代謝流的調控

  包括“粗調”和“微調”兩個方面。“粗調”是指調節酶合成量的誘導或阻遏機制；”細調“是調節現成酶催化活力的反饋抑制機制，通過兩者的配合與協調，可以實現最佳的代謝調節效果。

  
  

• 應用營養缺陷型菌株解除正常的反饋調節

• 在賴氨酸發酵中，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，在正常的細胞中難以積累較高的賴氨酸。

  
  

• 為了解除正常的代謝調節以獲得賴氨酸高產量的菌株，在工業上，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基中產生大量的氨基酸。

  
  

• 應用抗反饋的突變株解除反饋調節

  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，進而能夠使蘇氨酸積累，在此基礎上，對突變株進一步誘變獲得甲硫氨酸缺陷株，此時它解除了甲硫氨酸對合成途徑中的兩個反饋阻遏點，蘇氨酸就能夠大量積累。

  
  

• 控制細胞膜的滲透性

• 微生物的細胞膜對細胞內外物質的運輸具有高度選擇性。細胞的代謝產物往往以很高的濃度累積著，并自然地通過反饋阻遏限制了它們的進一步合成。采取生理學或遺傳學方法，可以提高發酵產物的產量。

  
  

• 在谷氨酸發酵生產中，應用谷氨酸生產菌的油酸缺陷型菌株，在限量添加油酸的培養基中，因細胞發生滲漏而提高谷氨酸的產量。這是因為油酸是一種含有一個雙鍵的不飽和脂肪酸，它是細菌細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胞膜出現缺損。