發(fā)酵工程是指采用工程技術(shù)手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的離體酶的某些功能，為人類有用的生物產(chǎn)品，或直接用微生物參與控制某些工業(yè)過程的一種技術(shù)。人們熟知的利用酵母菌發(fā)酵啤酒、果酒、工業(yè)酒精，乳酸菌發(fā)酵奶酪和酸牛奶，利用真菌大規(guī)模等都是這方面的例子。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)酵技術(shù)也有了很大的發(fā)展，并且已經(jīng)進(jìn)入能夠人為控制和改造微生物，使這些微生物為人類產(chǎn)品的現(xiàn)代發(fā)酵工程階段。現(xiàn)代發(fā)酵工程作為現(xiàn)代生物技術(shù)的一個重要組成部分，具有廣闊的應(yīng)用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌種并且提高其產(chǎn)量；利用微生物發(fā)酵藥品，如人的胰島素、干擾素和生長激素等。

    已經(jīng)從過去簡單的酒精類飲料、醋酸和發(fā)酵面包發(fā)展到今天成為生物工程的一個極其重要的分支，成為一個包括了微生物學(xué)、化學(xué)工程、基因工程、細(xì)胞工程、機(jī)械工程和計(jì)算機(jī)軟硬件工程的一個多學(xué)科工程。現(xiàn)代發(fā)酵工程不但酒精類飲料、醋酸和面包，而且胰島素、干擾素、生長激素、抗生素和疫苗等多種醫(yī)療保健藥物，天然殺蟲劑、細(xì)菌肥料和微生物除草劑等農(nóng)用資料，在化學(xué)工業(yè)上氨基酸、香料、生物高分子、酶、維生素和單細(xì)胞蛋白等。

    從廣義上講，發(fā)酵工程由三部分組成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括優(yōu)良種株的選育，zui適發(fā)酵條件（pH、溫度、溶氧和營養(yǎng)組成）的確定，營養(yǎng)物的準(zhǔn)備等。中游工程主要指在zui適發(fā)酵條件下，發(fā)酵罐中大量培養(yǎng)細(xì)胞和代謝產(chǎn)物的工藝技術(shù)。這里要有嚴(yán)格的無菌生長環(huán)境，包括發(fā)酵開始前采用高溫高壓對發(fā)酵原料和發(fā)酵罐以及各種連接管道進(jìn)行滅菌的技術(shù)；在發(fā)酵過程中不斷向發(fā)酵罐中通入干燥無菌空氣的空氣過濾技術(shù)；在發(fā)酵過程中根據(jù)細(xì)胞生長要求控制加料速度的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；還有種子培養(yǎng)和培養(yǎng)的不同的工藝技術(shù)。此外，根據(jù)不同的需要，發(fā)酵工藝上還分類批量發(fā)酵：即一次投料發(fā)酵；流加批量發(fā)酵：即在一次投料發(fā)酵的基礎(chǔ)上，流加一定量的營養(yǎng)，使細(xì)胞進(jìn)一步的生長，或得到更多的代謝產(chǎn)物；連續(xù)發(fā)酵：不斷地流加營養(yǎng)，并不斷地取出發(fā)酵液。在進(jìn)行任何大規(guī)模工業(yè)發(fā)酵前，必須在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的小發(fā)酵罐進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，得到產(chǎn)物形成的動力學(xué)模型，并根據(jù)這個模型設(shè)計(jì)中試的發(fā)酵要求，zui后從中試數(shù)據(jù)再設(shè)計(jì)更大規(guī)模的動力學(xué)模型。由于生物反應(yīng)的復(fù)雜性，在從實(shí)驗(yàn)室到中試，從中試到大規(guī)模過程中會出現(xiàn)許多問題，這就是發(fā)酵工程工藝放大問題。下游工程指從發(fā)酵液中分離和純化產(chǎn)品的技術(shù)：包括固液分離技術(shù)（離心分離，過濾分離，沉淀分離等工藝），細(xì)胞破壁技術(shù)（超聲、高壓剪切、滲透壓、表面活性劑和溶壁酶等），蛋白質(zhì)純化技術(shù)（沉淀法、色譜分離法和超濾法等），zui后還有產(chǎn)品的包裝處理技術(shù)（真空干燥和冰凍干事燥等）。

    此外，在藥物和食品的發(fā)酵工業(yè)中，需要嚴(yán)格遵守美國聯(lián)邦食品和藥物管理局所公布的cGMPs的規(guī)定，并要定時接受有關(guān)當(dāng)局的檢查監(jiān)督。