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发酵工程期末复习知识点

发酵工程期末复习知识点
发酵工程期末复习知识点

初级代谢产物:是指微生物处于对数生长期所形成的产物,主要是与细胞生长有关的产物,如氨基酸、核酸、蛋白质、糖类以及与能量代谢有关的副产物。

次级代谢产物:是指生物生长到一定阶段后通过次级代谢合成的分子结构十分复杂、对该生物无明显生理功能,或并非是该生物生长和繁殖所必需的小分子物质,如抗生素、毒素、激素、色素等。

接种龄:是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间

接种量:是指移入种子液的体积和接种后培养液体积的比例。

生理酸性物质:无机氮源被菌体作为氮源利用后,培养液中就留下了酸性或碱性物质,这种经微生物生理作用(代谢)后能形成酸性物质的无机氮源

生理碱性物质:若菌体代谢后能产生碱性物质的无机氮源

前体:前体指某些化合物加入到发酵培养基中,能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去,而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高

富集培养:指从微生物混合群开始,对特定种的数量比例不断增高而引向纯培养的一种培养方法。富集培养主要根据的碳源、氮源、pH、温度、和需氧量等生理因素控制。

生长因子:凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质

发酵工程:是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。

临界氧:指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度

培养基:是供微生物、植物组织和动物组织生长和维持用的人工配制的养料

分批发酵:在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后,接入少量的微生物菌种进行培养,在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。即一次性投料,一次性收获产品的发酵方式。

连续发酵:又称连续流动培养或开放型培养,即培养基料液连续输入发酵罐,并同时放出含有产品的发酵液的培养方法。

原生质体融合:指通过人为的方法,使遗传性状不同的两个细胞的原生质体进行融合,借以获得兼有双亲遗传性状的稳定重组子的过程。

诱导:凡是促进酶生物合成的现象

阻遏:凡是阻碍酶生物合成的现象

杂交育种:是指将两个基因型不同的菌株经吻合(或接合)使遗传物质重新组合,从中分离和筛选具有新性状的菌株。

1.菌种保藏的原理和方法

菌种保藏主要是根据菌种的生理生化特点,人工创造条件,使孢子或菌体的生长代谢活动尽量降低,以减少其变异。一般可通过保持培养基营养成分在最低水平,缺氧状态,干燥和低温,使菌种处于“休眠”状态,抑制其繁殖能力。

一种好的保藏方法,首先应能长期保持菌种原有的优良性状不变。

菌种保藏的方法很多,一般有下面几种:蒸馏水悬浮法(最简单),斜面冰箱保藏法、沙土管保藏法(干燥载体保藏)、石蜡油封存法(矿物油中浸没保藏)、真空冷冻干燥保藏法、液氮超低温保藏法。

2.培养基的分类

培养基按其组成物质的纯度、状态、用途可分为三大类型

按纯度

合成培养基: 原料其化学成分明确、稳定适合于研究菌种基本代谢和过程的物质变化

规律培养基营养单一,价格较高,不适合用于大规模工业生产天然培养基: 采用天然原料,原料来源丰富(大多为农副产品)、价格低廉、适于工业化生产。原料质量等方面不加控制会影响生产稳定性

按状态

固体培养基:适合于菌种和孢子的培养和保存,也广泛应用于有子实体的真菌类,如香菇、白木耳等的生产

半固体培养基:琼脂,一般用量为0.5%~0.8% ,主要用于微生物的鉴定(运动性,噬菌体校价,厌氧菌保藏)。

液体培养基:80%~90%是水,其中配有可溶性的或不溶性的营养成分(大规模工业发酵)按用途(从发酵生产应用考虑)

孢子(斜面)培养基:营养不能太丰富,以免影响孢子的生成。

种子培养基:为了获得大量的孢子或菌丝体,故培养基营养要合适,总浓度不宜过高(溶氧),氮源可略多。最后一级种子培养基成分尽可能与发酵培养基接近。

发酵培养基:考虑菌体生长和产物合成,在菌体能忍受条件下,浓度越高越好,当浓度过高时,可采用流加。

3.碳源、氮源种类

速效碳源(快糖):葡萄糖等;迟效碳源(慢糖):玉米粉等;无机氮源(速效氮源):种类:氨盐、硝酸盐和氨水。这种经微生物生理作用(代谢)后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质,如硫酸胺,若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质,如硝酸钠。

有机氮源(迟效氮源):成分复杂,①可溶性蛋白、生长因子(生物素)、苯乙酸②较多的乳酸③硫、磷、微量元素等

4.影响种子、孢子质量的因素

影响种子质量的因素:孢子的质量、培养条件(a. 温度b. 湿度c. 通气量)、斜面冷藏时间、培养基、种龄、接种量

影响孢子质量的因素:培养基、培养条件(温度、湿度)、培养时间和冷藏时间、接种量

5.初级、次级代谢产物的调节

初级和次级代谢产物在遗传控制、合成时期、合成途径等方面是存在差异的,因而获得发酵产物过量生产的方法也不同。初级代谢系统、代谢途径和初级代谢产物在各类生物中基本相同,初级代谢产物对环境条件的变化敏感性小,因此,简单改变环境条件是无法影响其产物的表达。1.酶活性的调节(激活,抑制)2.酶合成的调节(诱导,阻遏)3.能量负荷调节)

次级代谢产物合成远离初级代谢的主要途径,微生物细胞对其合成控制较弱,因此,改变环境条件易于影响其产物的表达。

次级代谢产物的调节

1)添加前体:在合成途径已基本清楚的前提下,向发酵培养基中补加前体是增加次级代谢产物的有效方

2)营养期与分化期的关系

产物的形成,是从培养基中某些成分被耗竭时开始的,易利用的糖、氨或者磷酸盐的消失,导致次级代谢物的阻遏作用的解除。

3)加入诱导物:在抗生素生产中,可添加诱导物增加抗生素的产量。

4)反馈调节:青霉素的生物合成受L-赖氨酸的反馈抑制,因而向培养基中添加α-氨基已二酸,可减少赖氨酸的抑制作用

5)防止分解代谢阻遏或抑制的发生

6)筛选耐前体或前体类似物的突变株:前体能提高次级代谢物的产量,但前体过量对菌体有害,故可筛选抗性突变株,以增加前体的用量。

7)筛选耐抗生素的突变株:大多数微生物对自己产生的抗生素是敏感的,筛选抗性突变株,可使抗生素的产量,有明显的提高。

7.发酵工程菌种应具备的特点

能够利用廉价的原料,简单的培养基,大量有效的合成产物;有关产物的合成途径尽可能简单,或者说菌种改造的可操作性要强;遗传性能要相对稳定;不易感染它种微生物或噬菌体;生产菌极其产物的毒性必须考虑(非致病菌);生产特性要符合工艺要求

8.分批发酵优缺点

优点: 操作简单,周期短,染菌机会少,生产过程和产品质量容易掌握

缺点: 产率低,不适于测定动力学数据

9.连续发酵优缺点

优点:控制稀释速率可以使发酵过程最优化。发酵稳定,得到高的产量。由于μ=D,通过改变稀释速率可以比较容易的研究菌生长的动力学

缺点:菌种不稳定的话,长期连续培养会引起菌种退化,降低产量。长时间补料染菌机会大大增加

10.优良种子应具备的条件

总量及浓度能满足要求;生理状况稳定(个体与群体);活力强,移种至发酵后,能够迅速生长;无杂菌污染;保持稳定的生产能力

11.种子质量的判断标准

a. 产物生成量;

b. 培养基灭菌后磷、糖、氨基氮的含量,PH(生化指标);

c. 菌丝形态、菌丝浓度和培养液外观(色素、颗粒等);

d. 其他参数,如酶活力等

12.诱变育种的基本过程

a.出发菌株的选择b. 制备菌悬液c. 诱变处理d.突变菌株的筛选

13.什么是诱变育种,常用的诱变剂有哪些?

诱变育种:是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群,促使其突变率变大幅度提高,然后采用简便、快速和高效的筛选方法,从中挑选少数符合育种目标的突变株用于生产和研究。

诱变剂: 物理诱变剂:紫外线、快中子、X射线、γ射线、β射线、激光。

化学诱变剂:硫酸二乙酯、甲基硫酸乙酯、亚硝基胍、亚硝基甲基脲、亚硝酸、乙烯亚胺、羟胺、吖啶类物质。

生物诱变剂:噬菌体、转座子。

14.发酵菌种分离筛选的步骤?

土样的采取→预处理→培养→菌落的选择→产品的鉴定

或者:标本采集→标本材料的预处理→富集培养→菌种初筛→菌种复筛→性能鉴定→菌种保藏

15.发酵最适温度的选择?

a. 根据菌种及生长阶段选择。

b. 根据培养条件选择。

c. 根据菌生长情况菌生长快,维持在较高温度时间要短些;菌生长慢,维持较高温度时间可长些。

16.发酵培养基的设计和优化

培养基成分选择的原则:(1)菌体的同化能力(2)代谢的阻遏和诱导(3)合适的C、N比(4)pH的要求

培养基优化:(1)考虑理论转化率与实际转化率:如何使实际转化率接近于理论转化率

是发酵控制的一个目标(2)合理的实验方法(如:单因子实验;多因子实验:正交实验设计、响应面分析等)总体来讲即为:初步确定可能的培养基成分→通过单因子实验确定适宜的培养基成分→正交设计确定优化的配方

17.发酵过程中泡沫的影响及控制

影响:(1)降低生产能力(2)引起原料浪费(3)影响菌的呼吸(4)引起染菌

控制:泡沫的控制方法可分为机械消泡和消泡剂消泡二大类型。

机械消泡:利用消泡装置或将泡沫引出罐外,消泡装置可在罐的顶部安装消泡浆,其优点是不需要引入外界物质(消泡剂),节省原材料和不会增加下游工段的负担,缺点是不能从根本上消除泡沫成因,消泡装置占用罐内空间,安装困难,且增加罐内可能的死角。(罐内消泡:耙式消泡桨;罐外:装置旋转叶片)

消泡剂可分为破泡剂和抑泡剂。破泡剂是加到已形成的泡沫中,使泡沫破灭的添加剂。如低级醇、天然油脂。一般来说,破泡剂都是其分子的亲液端与起泡液亲和性较强,在起泡液中分散较快的物质。这类消泡剂随着时间的延续,迅速降低效率,并且当温度上升时,因溶解度增加,消泡效率会下降。抑泡剂是发泡前预先添加而阻止发泡的添加剂。聚醚及有机硅等属于抑泡剂。一般是分子与气泡液亲和性很弱的难溶或不溶的液体。

18.发酵染菌的判断及防治

污染噬菌体:镜检可发现菌体数量明显减少,菌体不规则,严重时完全看不到菌体,且是在短时间内菌体自溶。发酵pH值逐渐上升,4~8小时之内可达8.0以上,不再下降。发酵液残糖高,有刺激臭味,粘度大,泡沫多。生产量甚少或增长缓慢或停止。

污染其它杂菌:有些杂菌会使生产菌自溶产生大量泡沫,即使添加消泡剂也无法控制逃液,影响发酵过程的通气搅拌。有的杂菌会使发酵液发臭、发酸,致使pH下降,使不耐酸的产品破坏。特别是染芽孢杆菌,由于芽孢耐热,不易杀死,往往一次染菌后会反复染菌。

噬菌体的防治:A 必须建立工厂环境清洁卫生制度,定期检查、定期清扫,车间四周有严重污染噬菌体的地方应及时撒石灰或漂白粉。B 车间地面和通往车间的道路尽量采取水泥地面。C 种子和发酵工段的操作人员要严格执行无菌操作规程,认真地进行种子保管,不使用本身带有噬菌体的菌种。感染噬菌体的培养物不得带入菌种室、摇瓶间。(选用抗噬菌体菌株和轮换使用生产菌株)

19.发酵过程中PH的影响及控制

A pH影响酶的活性。当pH值抑制菌体某些酶的活性时使菌的新陈代谢受阻。

B pH值影响微生物细胞膜所带电荷的改变,从而改变细胞膜的透性,影响微生物对营养物质的吸收及代谢物的排泄,因此影响新陈代谢的进行。

C pH值影响培养基某些成分和中间代谢物的解离,从而影响微生物对这些物质的利用。

D pH影响代谢方向

pH的控制:(1)调节好基础料的pH(2)在基础料中加入维持pH的物质(3)通过补料调节pH(4)当补料与调pH发生矛盾时,加酸碱调pH (5)不同调pH方法的影响(6)发酵的不同阶段采取不同的pH值

20.常见碳源、氮源的作用

碳源作用:提供微生物菌种的生长繁殖所需的能源和合成菌体所必需的碳成分;

提供合成目的产物所必须的碳成分。

氮源主要用于构成菌体细胞物质(氨基酸,蛋白质、核酸等)和含氮代谢物。常用的氮源可分为两大类:有机氮源和无机氮源。

21.什么是接种量,常用的接种量是多少?

移入种子的体积

接种量=—————————

接种后培养液的体积

一般实验室采用接种量为5%-10%,有时会更低,如2%等。(细菌1%-5%,酵母菌5%-10%,霉菌7%-15%,有时20%-25%)

22.什么是种龄?适宜种龄确定的依据

种龄是指种子罐中培养的菌体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。

依据:对数生长期末,细胞活力强,菌体浓度相对较大,但是最终由实验结果定。

《发酵工程原理与技术》课程复习提纲及习题集

《发酵工程原理与技术》课程复习提纲及部分知识点 [复习提纲] 什么是发酵?发酵工程的发展历程? 发酵的定义在合适的条件下利用生物细胞内特定的代谢途径转变外界底物生成人类所需目标产物或菌体的过程 自然发酵时期 1.发酵工程的诞生 2.通气搅拌液体深层发酵的建立 3.大规模连续发酵以及代谢调控发酵技术的建立 4.现代发酵工程时期 发酵工业常用的微生物及其特点。 ①细菌:枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等②放线菌:链霉菌属、小单胞菌属和诺卡均属③酵母菌:啤酒酵母、假丝酵母、类酵母 4.霉菌 菌种的分离及保藏 一稀释涂布和划线分离法二利用平皿中的生化反应进行分离三组织分离法四通过控制营养和培养条件进行分离 一斜面保藏方法二液体石蜡油保藏法三冷冻干燥保藏法四真空干燥法五液氮超低温保藏法六工程菌的保藏 菌种的退化及复壮 菌种退化是指生产菌种或选育过程中筛选出来的较优良菌株,由于进行转移传代或包藏之后,群体中某些生理特征和形态特征逐渐减退或完全丧失的现象退化的原因主要有基因突变连续传代以及不当的培养和保藏条件 菌种的复壮通过人工选择法从中分离筛选出那些具有优良性状的个体使菌种获得纯化服装的方法一纯种分离二淘汰法三宿主体内复壮法 微生物育种的方法有哪些? 自然育种、诱变育种 培养基的主要成分。 水、碳源、氮源、无机盐、生长因子、 碳源及氮源的种类。 碳源种类:1、糖类2、醇类3、有机酸类4、脂肪类5、烃类6、气体 氮源种类:1、无机氮源 2、有机氮源 培养基的设计的基本原则? 一根据生产菌株的营养特性配制培养基二营养成分的配比恰当三渗透压 4ph 值 发酵工业原料的选择原则 一因地制宜就地取材原料产地离工厂要近,便于运输节省费用 二营养物质的组成比较丰富浓度恰当能满足菌种发育和生长繁殖成大量有生理功能菌丝体的需要更重要的是能显示出产物合成的潜力 三原料资源要丰富容易收集

发酵复习重点

发酵复习重点 第一章绪论 1.名词解释:发酵工程 现代发酵工程:采用现代工程技术手段,利用生物细胞的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程中的一种新技术。 2.发酵过程中包括哪些环节? 发酵工程的内容包括了以下的基本步骤: 1.菌种的选育 2.培养基的配置 3.灭菌 4.种子扩大培养和接种 5.发酵过程控制 6.发酵动力学及代谢机理 7.发酵过程的比拟放大 8.分离提纯 3.简述发酵工程的发展历史。 ? 1.传统发酵工业: ●从人类出现到19世纪中期 ? 2.近代发酵工业建立时期 ●19世纪50年代到20世纪40年代 ? 3.近代发酵工业全盛时期 ●从20世纪40年代初到70年代末 ? 4.现代发酵工业建立和发展 ●20世纪70年代末至今 4.发酵工业的研究范围包括哪几个方面? ? 1.微生物菌体发酵 ? 2.微生物酶发酵 ? 3.微生物代谢产物发酵 ? 4.微生物转化发酵 ? 5.生物技术的生物细胞发酵 5.简述发酵工程的主要前沿进展。 主要研究:人工选育和改良菌种 ?高等动植物细胞培养 ?固定化技术广泛应用 ?开发大型节能高效的发酵装置 ?强调代谢机理与调控研究 ?将生物技术广泛地用于环境工程 ?混合菌发酵 前沿进展: ?过程优化技术 ?多尺度生物反应器优化控制技术 ?生物炼制

第二章菌种选育 1.发酵工业对菌种的要求有哪些,菌种的来源有哪些? ?原料廉价,生长迅速,目的产物产量高; ?培养条件易于控制,发酵周期较短; ?抗噬菌体及杂菌污染的能力强; ?菌种不易变异退化; ?对放大设备的适应性强; ?菌种不是病原菌,不产生任何有害的生物活性物质和毒素。 ●从自然界筛选 ●菌种保藏机构 ●从发酵制品中分离 2.常见的菌种选育方法有哪些? 经典育种:自然选育,诱变育种,有一定盲目性。 定向育种:杂交育种,分子育种(DNA重组技术) 如碱基类似物、5—氟尿嘧啶、烷化剂等 4.菌种保藏有哪些主要方法?

发酵工程期末复习题

发酵工程复习题库 一、填空题(常为括号后2-4字) 1. 淀粉水解糖的制备可分为( )酸解法、( )酶解法和酸酶结合法 三种。 2. 糖酵解途径中的三个重要的关键酶是( )己糖激酶、磷酸丙糖激酶、( )丙 酮酸激酶。 3. 甘油的生物合成机制包括在酵母发酵醪中加入( )亚硫酸氢钠 与乙醛起加成反应 和在( )碱性 条件下乙醛起歧化反应。 4. 微生物的吸氧量常用呼吸强度;耗氧速率两种方法来表示,二者的关系是 ( ) 。 5. 发酵热包括( )生物热;搅拌热;蒸发热和( )辐射热等几种热。 6. 发酵过程中调节pH 值的方法主要有添加( )碳酸钙法;氨水流加法和尿素流加 法。 7. 微生物工业上消除泡沫常用的方法有( )化学消泡和( )机械消泡两种。。 8. 一条典型的微生物群体生长曲线可分为( )迟滞期、对数期;( )稳定期; 衰亡期四个生长时期。 9. 常用菌种保藏方法有( )斜面保藏法、( )沙土管保藏法、液体石蜡保藏法; 真空冷冻保藏法等。 10. 培养基应具备微生物生长所需要的五大营养要素是( )碳源、氮源;( )无 机盐;( )生长因子和水。 11. 提高细胞膜的( )谷氨酸通透性,必须从控制磷脂的合成着手或者使细胞膜受损 伤。 12. 根据微生物与氧的关系,发酵可分为( )有(需)氧发酵;( )厌氧发酵两 大类。 13. 工业微生物育种的基本方法包括( )自然选育、诱变育种; 代谢控制育种;( ) 基因重组和定向育种 等。 14. 肠膜明串珠菌进行异型乳酸发酵时,产物为( )乳酸;( )乙醇;CO2。 15. ( )诱导酶指存在底物时才能产生的酶,它是转录水平上调节( )酶浓度的 一种方式。 16. 发酵工业的发展经历了( )自然发酵,纯培养技术的建立,( )通气搅拌的 好气性发酵技术的建立,人工诱变育种( )代谢控制发酵技术的建立,开拓新型 发酵原料时期,与( )基因操作技术相结合的现代发酵工程技术 等六个阶段。 17. 去除代谢终产物主要是通过改变细胞的膜的( )通透性来实现。 18. 获得纯培养的方法有( )稀释法,( )划线法,单细胞挑选法,利用选择培 养基分离法等方法。 19. 生长因子主要包括( )维生素,( )氨基酸,( )碱基,它们对微生物 所起的作用是供给微生物自身不能合成但又是其生长必需的有机物质。 20. 微生物生长和培养方式,可以分为( )分批培养,( )连续培养,补料分批 培养三种类型。 21. 影响种子质量的主要因素包括培养基,( )种龄与( )接种量,温度,pH 值, 通气和搅拌,泡沫,染菌的控制和( )种子罐级数的确定。 22. 空气除菌的方法有加热杀菌法,静电除菌法,( )介质过滤除菌法。 23. 发酵产物的浓缩和纯化过程一般包括发酵液( )预处理,提取,精制。 24. 菌种扩大培养的目的是为每次发酵罐的投料提供( )数量相当的( )代谢旺 盛的种子。 25. 在微生物研究和生长实践中,选用和设计培养基的最基本要求是( ) 目的明确, ( )营养协调,物理化学条件适宜和( )价廉易得。 26. 液体培养基中加入CaCO3的目的通常是为了调节( )pH 值。 27. 实验室常用的有机氮源有( )牛肉膏,蛋白胨等,无机氮源有 硫酸铵,硝酸钠, 等。为节约成本,工厂中常用尿素、( )液氨等作为氮源。 () X c Q r O ?=2

发酵工程期末复习题

发酵工程课程复习题 简述发酵工业的特点 发酵工程初级代谢产物次级代谢产物、营养缺陷型标记、组成型突变株、基因工程 抗反馈调节突变株组成型突变株营养缺陷型 代谢产物的结构类似物 微生物菌种的分离筛选步骤? 菌种保藏原理及措施 分析营养缺陷型在理论研究和工业生产中的应用 培养基营养成分及来源、作用 速效氮源前体生长因子产物合成促进剂 培养基的类型? 污染杂菌的危害 如何根据溶氧水平的异常变化判断是否感染杂菌? 灭菌彻底的判断标准 对数残留定律 灭菌时间的计算公式 湿热灭菌的优点 分析培养基灭菌不彻底的原因 影响培养基灭菌的因素 分批灭菌定义及工艺流程 连续灭菌的定义及工艺流程 空气过滤除菌定义 写出两级冷却分离油水的过滤除菌流程方框图及操作要点 提高过滤除菌效率的措施 种子培养种龄接种量扩培级数 种子制备的过程? 种子培养基配比的特点 种子扩培的终点在什么时期? 比生长速率呼吸强度稀释率临界稀释率连续发酵分批发酵补料分批发酵分批发酵过程中,微生物生长要经历的时期。 微生物比生长速率与培养基中残留的生长限制性底物浓度之间的关系(莫诺的方程表达式),K S的物理意义。 产物生成速率和细胞生长速率之间的动力学关系如何分类?举例 补料分批发酵的优点 连续发酵达到稳定的条件?

临界溶氧浓度呼吸强度 氧的传递速率方程是什么 影响微生物耗氧的因素有哪些? 从操作条件分析影响氧传递速率的主要因素 呼吸商菌体自溶 发酵过程参数分类:直接状态参数、间接状态参数 物理参数、化学参数、生物参数 影响发酵温度的因素及温度的选择 发酵过程中pH变化的因素 溶氧在发酵过程控制中的重要作用 泡沫的形成原因及泡沫对发酵的影响泡沫的控制方法,消泡剂的种类放罐时间对下游提取的影响 凝胶色谱超临界萃取离子交换树脂 有机溶剂沉淀法的定义及原理优缺点 盐析法定义及原理、优缺点 简述凝胶色谱技术的基本原理 发酵工程下游加工特点 简述发酵工程下游加工提取与精制的工艺步骤? 细胞破碎的方法有哪些?细胞破碎的主要阻力? 各种膜分离技术(超滤、微滤、反渗透)的分离孔径大小比较 加粗为名词解释

发酵工程期末考试复习整理

一.名词解释 1.前体:某些化合物被加入培养基后,能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去,而自身的结构并未发生太大变化,却能提高产物的产量,这类小分子物质被称为前体。如在青霉素的发酵生产中,苯乙胺及其衍生物和一些脂肪酸的前体可以被优先结合到青霉素分子中去,它们是青霉素分子的组成部分。并且加入的这类分子不同,除可以提高产量外,还可以形成不同的青霉素。 2.聚合度:衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值,以n表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含单个结构单元数目。由于高聚物大多是不同分子量的同系物的混合物,所以高聚物的聚合度是指其平均聚合度。 3.增效反馈调节:又称合作反馈抑制,在分支代谢途径中,当两个分支的末端产物同时存在时,反馈抑制明显强于只有一种末端产物存在时的作用。也就是1+1>2的效果。 4.共同中间体:是指既是生产初级代谢产物的中间体也是生产次级代谢产物的中间体。 5.分批发酵:又称分批培养,即在一个密闭系统内一次性投入有限数量的营养物进行培养的方法。在以后微生物的整个生长繁殖过程中,除加氧气、消泡剂及控制pH值外,不再加入任何其他物质,因此这是一种非恒态的培养方法。 6.倒种法:种子罐数量较少,当菌种不够对多个发酵罐接种使用时,一个发酵罐加入全部菌种培养后,一罐分两罐,再补加培养基进行发酵。 7.临界氧浓度:是指不影响微生物呼吸的最低溶氧浓度,和菌种的种类、大小、生长状态等有关。 8.半合成抗生素:一部是微生物合成,另一部分是用化学方法或生物方法进行修饰而成的衍生物。 9.化学耗氧量:又称化学需氧量,简称COD。是指在一定条件下,水体中存在的能被一定的氧化剂(如高锰酸钾和重铬酸钾)所氧化还原性物质的量,通常用mg/L来表示。COD是表示水体有机污染的一项重要指标,能够反应水体的污染程度。化学耗氧量越大,说明水体受有机物的污染越严重。 10.抗生素的效价单位:指每毫升或每毫克中所含某种抗生素的有效成分的多少,其有三种表示方法:一是稀释单位,是将抗生素配成溶液,逐步进行稀释,以抑制某一标准菌株生长发育的最高稀释度(即最小剂量)作为效价单位;二是重量单位,是以抗生素的有效成分(即生理活性部分)的重量作为抗生素的效价单位,即1微克作为一个效价单位;三是特殊单位,某些抗生如青霉素G钠盐1毫克定为1667单位,另外,为了生产科研的方便而规定的,链霉素、土霉素等其效价基准都是以1毫克作1000单位计算。 11.抗菌谱:是指某种抗生素所能抑制或杀灭病原体的范围及其所需要的剂量称之为该种抗生素的抗菌谱。 12.发酵热:引起发酵过程中温度变化的原因是在发酵过程中所产生的热量,叫做发酵热。发酵热=生物热+搅拌热-蒸发热-显热-辐射热 13.生物热:是指微生物在生长繁殖过程中本身所产生的大量的热,主要来源是培养基中的碳水化合物、脂肪和蛋白质被微生物分解成二氧化碳、水和其他物质时释放出来的。

发酵工程知识点复习进程

第一章发酵工程概述 一、发酵工程:是利用微生物特定的形状和功能,通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用与工业化生产的技术体系,是将传统发酵与现代的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的发酵技术。二、发酵工程简史: 1590 荷兰人詹生制作了显微镜 1665 英国人胡克制作的显微镜观察到了霉菌 近代发酵工程建立初期1864 巴斯德灭菌法 1856 psateur 酵母导致酒精发酵 19世纪末Koch 纯种分离和培养技术 三、发酵工程技术的特点 (1)主体微生物的特点 ①微生物种类繁多,繁殖速度快、代谢能力强,容易通过人工诱变获得有益的突变株; ②微生物酶的种类很多,能催化各种生化反应 ③微生物能够利用有机物、无机物等各种营养源 ④可以用简易的设备来生产多种多样的产品 ⑤不受气候、季节等自然条件的限制等优点 (2)发酵工程技术的特点 ①发酵工程以生命体的自动调节方式进行,数十个反应能够在发酵设备中一次完成 ②反应通常在常温下进行,条件温和,耗能少,设备简单 ③原料通常以糖蜜,淀粉等碳水化合物为主 ④容易生产复杂的高分子化合物 ⑤发酵过程中需要防止杂菌污染 (3)发酵工程反应过程的特点 ①在温和条件下进行的 ②原料来源广泛,通常以糖、淀粉等碳水化合物为主 ③反映以生命体的自动调节形式进行(同(2)①) ④发酵分子通常为小分子产品,但也很容易生产出复杂的高分子化合物 四、发酵工程的一般特征 ①与化学工程相比,发酵工程中微生物反应具有以下特点: 作为生物化学反应,通常在常温常压下进行,没有爆炸之类的危险,不必考虑防爆问题,还有可能使一种设备具有多种用途 ②原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主,加入少量的各种有机或无机氮源,只要不含毒,一般无精制的必要,微生物本身就有选择的摄取所需物质 ③反应以生命体的自动调节方式进行因此数十个反应过程能够像单一反应一样,在称为发酵罐的设备内很容易进行 ④能够容易的生产复杂的高分子化合物,是发酵工业最有特色的领域 ⑤由于生命体特有的反应机制,能高度选择性的进行复杂化合物在特定部位的氧化还原官能团导入等反应

微生物工程期末考试试题

一、选择题(多项或单项) 1.发酵工程得前提条件就是指具有( A )与( E C)条件 A、具有合适得生产菌种 B、具备控制微生物生长代谢得工艺 C.菌种筛选技术D、产物分离工艺E.发酵设备 2.在好氧发酵过程中,影响供氧传递得主要阻力就是( C ) A.氧膜阻力 B.气液界面阻力 C.液膜阻力 D.液流阻力 3.微生物发酵工程发酵产物得类型主要包括: ( ABC ) A、产物就是微生物菌体本身 B、产品就是微生物初级代谢产物 C、产品就是微生物次级代谢产物 D、产品就是微生物代谢得转化产物 E、产品就是微生物产生得色素 4.引起发酵液中pH下降得因素有:( BCDE ) A、碳源不足 B、碳、氮比例不当 C、消泡剂加得过多 D、生理酸 性物质得存在E、碳源较多 5.发酵培养基中营养基质无机盐与微量元素得主要作用包括: (ABCD ) A、构成菌体原生质得成分 B、作为酶得组分或维持酶活性 C、调节细胞渗透压 D、缓冲pH值 E、参与产物得生物合成6.在冷冻真空干燥保藏技术中,加入5%二甲亚砜与10%甘油得作用就是(B ) A 营养物 B 保护剂 C 隔绝空气 D 干燥 7.发酵就是利用微生物生产有用代谢产物得一种生产方式,通常说得乳酸发酵属于( A ) A、厌氧发酵B.氨基酸发酵C.液体发酵D.需氧发酵 8.通过影响微生物膜得稳定性,从而影响营养物质吸收得因素就是( B ) A、温度 B、pH C、氧含量D.前三者得共同作用 9.在发酵工艺控制中,主要就是控制反映发酵过程中代谢变化得工艺控制参数,其中物理参数包括:( ABCD ) A、温度 B、罐压 C、搅拌转速与搅拌功率 D、空气流量 E、菌体接种量10.发酵过程中较常测定得参数有:( AD ) A、温度 B、罐压 C、空气流量 D、pH E、溶氧 二、填空题

发酵工程原理期末复习

发酵工程原理期末复习 一 1、微生物的无氧呼吸称发酵 2、现代发酵工程:是将现代DNA重组及细胞融合技术、酶工程技术、组学及代谢网络调控技术、过程工程优化技术等新技术与传统发酵工程融合,大大提高传统发酵技术水平,拓展传统发酵应用领域和产品范围的一种现代工业生物技术体系。强调现代生物技术、控制技术和装备技术在发酵工业领域的集成应用。 3、发酵工程在生物技术中的地位:发酵工程是生物技术的基础,是生物技术产业的核心。 4、广义发酵工程对生物学和工程学的要求: 上游技术:优良种株的选育和保藏(包括菌种筛选、改造,菌种代谢路径改造等), 中游技术:发酵过程控制,主要包括发酵条件的调控,无菌环境的控制,过程分 析和控制等 下游技术: 分离和纯化产品。包括固液分离技术、细胞破壁技术、产物纯化 技术,以及产品检验和包装技术等 5、日常发酵产品:酒、酒精、醋、啤酒、干酪、酸乳等 6、以高产量、高转化率和高效率及低成本为目标的发酵过程优化技术: 高产量:微生物生理、遗传、营养及环境因素 高转化率:微生物代谢途径和过程条件 高效率:微生物反应动力学和系统优化 低成本:技术综合及产业化技术集成 7.发酵工程技术:分子层次,生物催化→催化剂发现/改造 细胞层次,细胞工厂→代谢工程 过程层次,过程优化→单元放大/耦合/集成/优化 8.发酵工业的范围:①微生物菌体 ②酶制剂 ③代谢产物 ④生物转化 ⑤微生物特殊机能的利用 利用微生物消除环境污染 利用微生物发酵保持生态平衡 微生物湿法冶金 利用基因工程菌株开拓发酵工程新领域 9、新的菌体发酵产品: 茯苓菌→茯苓 担子真菌→灵芝、香菇类 虫草头孢菌 密环菌 二、1.发酵工业对菌种的要求:1)能在价廉原料制备的培养基上迅速生长并生成所需代谢产物,且产量高2).培养条件易于控制, 3)生长迅速,发酵周期短, 4)满足代谢控制的要求 5)抗噬菌体和杂菌的能力强 6)遗传性状稳定,菌种不易变异退化 7)在发酵过程中产生的泡沫少,这对装料系数,提高单罐产量,降低成本有重要意义

最新发酵工程重点总结

发酵工程重点总结

第一章 发酵:通过微生物的生长繁殖和代谢活动,产生和积累人们所需产品的生物反应过程发酵工程:利用微生物(或动植物细胞)的特定性状,通过现代工程技术,在生物反应器中生产有用物质的技术体系。该技术体系主要包括菌种选育与保藏、菌种扩大生产、代谢产物的生物合成与分离纯化制备等技术。 发酵工业的特点?(7点) 1.发酵过程一般是在常温常压下进行的生化反应,反应安全,要求条件较简单。 2.可用较廉价原料生产较高价值产品。 3.反应专一性强。 4.能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位的生物转化修饰。 5.发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。 6.菌种是关键。 7.发酵生产不受地理、气候、季节等自然条件限制。 工业发酵的类型? 厌氧发酵 1. 按微生物对氧的不同需求需氧发酵 兼性厌氧发酵 液体发酵(包括液体深层发酵) 2.按培养基的物理性状浅盘固体发酵 深层固体发酵(机械通风制曲) 分批发酵 按发酵工艺流程补料分批发酵 单级恒化器连续发酵 连续发酵多级恒化器连续发酵 带有细胞再循环的单级恒化器连续发酵 发酵生产的基本工业流程? 1. 用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的配制; 2. 培养基、发酵罐及其附属设备的消毒灭菌; 3. 扩大培养出有活性的适量纯种,以一定比例接种入发酵罐中; 4. 控制最适发酵条件使微生物生长并形成大量的代谢产物; 5. 将产物提取并精制,以得到合格的产品; 6. 回收或处理发酵过程中所产生的三废物质。

工业发酵的过程的工艺流程图? 第二章 1、发酵工业菌种分离筛选的一般流程? 调查研究(包括资料查阅) 试验方案设计 含微生物样品的采集(如何使样品中所含微生物的可能性大?) 样品预处理(如何在后续的操作中使这种可能性实现) 菌种分离 根据目的菌株及其产物特点分 选择性分离方法随机分离方法 (定向筛选←选择压力) (用筛选方案- 检测系统进行间接分离) 富集液体培养固体培养基条件培养 (初筛) 菌种纯化 复筛 菌种纯化 初步工艺条件摸索再复筛生产性能测试 较优菌株1-3株 保藏及进一步做生产试验某些必要试验和 或作为育种的出发菌株毒性试验等 2、菌种选育改良的具体目标。(4点)? 1.提高目标产物的产量

发酵工程复习题

复习A 1. 发酵过程中异常现象(发酵液转稀、发酵液过浓、耗糖缓慢、pH不正常)处理措施? (1)发酵液转稀:适时补入适当碳源或氮源促使繁殖新菌体; (2)发酵液过浓:补入10%无菌水,使菌液浓度下降、粘度下降,改善发酵条件; (3)耗糖缓慢:补入适量合适的氮源、磷盐,提高发酵温度、风量; 2. Monod(莫诺)方程表明了什么和什么的重要关系?简介Monod(莫诺)方程? 比生长速率和生长基质浓度的关系。 内涵:当温度、pH恒定时,u随特定的S变化。 3. 补料分批发酵技术的特点, 与分批发酵,连续发酵的区别? 特点:(1)由于机制的缓慢补入,既满足了微生物生长和产物合成的持续需要,又避免了由于基质过量引起的各种调控效应,从而能使产率获得很大提高; (2)补料技术本身提高:少次多量→少量多次→流加→微机控制流加; 区别:(1)区别于分批发酵技术:由于补加物料,补料分批发酵系统不再是封闭系统; (2)区别于连续发酵技术:补料分批系统并不是连续地向外放出发酵液,罐内的培养液体积(V)不再是个常数,而是随时间(t)和物料流速(F)而变化的变量(变体积操作)。 4. 通风发酵设备中的机械搅拌发酵罐必须满足的基本条件? (1)发酵罐应具有适宜径高比; (2)能承受一定压力; (3)发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合; (4)具有足够的冷却面积; (5)罐内应尽量减少死角; (6)搅拌器的轴封应严密。 5. 发酵液pH对发酵的影响包括哪些方面? (1)影响酶活力; (2)影响细胞膜所带电荷的状态,改变膜的渗透性,影响对营养的吸收利用; 6. 比底物消耗速率方程? Qs=Qsmax·S/Ks+S 7. 补料分批发酵的适用范围? (1)高菌体浓度培养系统; (2)存在高浓度底物抑制的系统,通过添加底物降低抑制; (3)存在crabtree效应的系统; (4)受异化代谢物阻遏的系统; (5)利用营养突变体的系统; (6)希望延长反应时间或补充损失水分的系统。 8. 优良的发酵装置应具有的基本特征包括哪些内容? (1)避免将需蒸汽灭菌的部件与其它部件连接,因为即使阀门关闭,细菌也可在阀门内生长; (2)尽量减少法兰连接,因为设备震动和热膨胀会引起连接处的移位,导致染菌,应全部焊接结构,消除积蓄耐灭菌物质; (3)防止死角、裂缝等一类情况,以避免固体物质在此堆积,形成使杂菌获得热抗性的环境‘ (4)发酵系统的某些部分应能单独灭菌; (5)与反应器相同的任何连接应采用蒸汽加以密封,取样口在不取样时也要一直通蒸汽; 9. 控制发酵过程pH的方法? (1)培养基中适当添加生理酸性盐或生理碱性盐; (2)培养基中适当添加缓冲剂; (3)自动检控;

发酵工程原理知识点总结

1、发酵:通过微生物的生长繁殖和代谢活动,产生和积累人们所需产品的生物反应过程。 2、发酵工程:利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系,它是生物工程和生物技术学科的重要组成部分,又叫微生物工程 3、发酵工程技术的发展史: ①1900年以前——自然发酵阶段 ②1900—1940——纯培养技术的建立(第一个转折点) ③1940—1950——通气搅拌纯培养发酵技术的建立(第二个转折点) ④1950—1960——代谢控制发酵技术的建立(第三个转折点) ⑤1960—1970——开发发酵原料时期(石油发酵时期) ⑥1970年以后——进入基因工程菌发酵时期以及细胞大规模培养技术的全面发展 4、工业发酵的类型: ①按微生物对氧的不同需求:厌氧发酵、需氧发酵、兼性厌氧发酵 ②按培养基的物理性状:固体发酵、液体发酵 ③按发酵工艺流程:分批发酵、补料发酵、连续发酵5、发酵生产的流程:(重要) ①用作种子扩大培养及发酵生产的各 种培养基的制备 ②培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌 ③扩大培养有活性的适量纯种,以一 定比例将菌种接入发酵罐中 ④控制最适的发酵条件使微生物生长并 形成大料的代谢产物 ⑤将产物提取并精制,以得到合格的产 品 ⑥回收或处理发酵过程中所产生的三废 物质 6、常用的工业微生物: ①细菌:枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、 棒状杆菌、短杆菌等 ②放线菌:链霉菌属、小单胞菌属和 诺卡均属 ③酵母菌:啤酒酵母、假丝酵母、类 酵母 7、未培养微生物:指迄今所采用的微生 物纯培养分离及培养方法还未获得纯培 养的微生物 8、rRNA序列分析:通过比较各类原核生 物的16S和真核生物的18S的基因序列, 从序列差异计算它们之间的进化距离,从 而绘制进化树。 选用16S和18S的原因是:它们为原 核和真核所特有,其功能同源且较为古 老,既含有保守序列又含有可变序列,分 子大小适合操作,它的序列变化与进化距 离相适应。 9、菌种选育改良的具体目标: ①提高目标产物的产量 ②提高目标产物的纯度 ③改良菌种性状,改善发酵过程 ④改变生物合成途径,以获得高产的 新产品 10、发酵工业菌种改良方法: ①常规育种:诱变和筛选,最常用。 关键是用物理、化学或生物的方法修改目 的微生物的基因组,产生突变。 ②细胞工程育种:杂交育种和原生质 体融合育种 ③代谢工程育种:组成型突变株的选 育、抗分解调节突变株的选育、营养缺陷 型在代谢调节育种中的应用、抗反馈调节 突变株的选育、细胞膜透性突变株的选育 ④基因工程育种:原核表达系统、真 核表达系统 ⑤蛋白质工程育种:定点突变技术、 定向进化技术 ⑥代谢工程育种:改变代谢途径、扩 展代谢途径 ⑦组成生物合成育种:通过合成化合 物库进行高效率的筛选 ⑧反向生物工程育种:希望表型的确

最新发酵工程复习资料重点

发酵工程复习资料重 点

发酵工程(Fermentation Engineering)的定义 应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理,利用微生物等生物细胞进行酶促转化,将原料转化成产品或提供社会服务的一门科学。 淀粉质原料进行蒸煮的目的是使植物组织和细胞膜彻底破裂,淀粉成为溶解状态进行液化;同时对进料进行灭菌;排除原料中的一些不良成分及气味。 为了实现这些目的,蒸煮设备必须达到下列要求: (1)能使淀粉细胞完全破裂,淀粉溶解成均匀的糊状物; (2)尽量减少淀粉和糖分的损耗,避免产生其它不必要的有害的化学变 化; (3)节省蒸汽,减少热损失; (4)设备能承受较高的压力,具有耐磨性,能使物料在锅内充分翻动,受 热均匀; (5)结构简单,操作方便,投资少。 连续蒸煮有低温长时间的罐式连续蒸煮,中温的柱式连续蒸煮和高温短时间的管式连续蒸煮 后熟器 在连续蒸煮中,后熟器是利用经加热器或蒸煮锅(罐)加热后的料液余热,在一定压力和温度下维持一定时间的继续蒸煮,因此,后熟器又称维持器。对后熟器的要求是,料液在后熟器中的整个截面上均匀地由下向上推动,力求做到先进先出。

真空冷却指的是醪液在一定的真空度下(即醪液进入负压状态)醪液本身产生大量蒸气(二次蒸气),并被抽出,这样便消耗了醪液大量的热量,因而醪液很快冷到与真空度相应的温度,这种醪液冷却法就称为真空冷却 糖化设备主要是糖化罐,其容积按1m3的糖化醪需要的1.3m3容积来计算。其旋转方向与冷却水在蛇管中水流的方向相反 ?连续糖化罐的作用是连续地把糊化醪与水稀释,并与液体曲或麸曲乳混 合,在一定温度下维持一定时间,保持流动状态,以利于酶的活动。二级真空冷却的连续糖化法。对蒸煮醪的前冷却和后冷却均采用真空冷却的糖化工艺,叫二级真空冷却糖化法 发酵罐的定义:是为一个特定生物化学过程的操作提供良好而满意的环境的容器。 ?1.按微生物生长代谢需要分类: ?好气:抗生素、酶制剂、酵母、氨基酸,维生素等产品是在好气发酵罐 中进行的;需要强烈的通风搅拌,目的是提高氧在发酵液中的传质系 数; ?厌气:丙酮丁醇、酒精、啤酒、乳酸等采用厌气发酵罐。不需要通气。 ? 2. 按照发酵罐设备特点分类: ?机械搅拌通风发酵罐:包括循环式,如伍式发酵罐,文氏管发酵罐,以 及非循环式的通风式发酵罐和自吸式发酵罐等。

江南大学发酵工程原理及技术考试样卷答案1

样卷1及参考答案 一、填空(每空1分,共30分) 1,工业上的发酵产品分为菌体、代谢产物、微生物酶和生物转化产品四个类别。 2,从本质上来说,微生物代谢是通过酶量调节和酶活性调节两种方式来进行调节的。 3,根据对氧需求的不同可将发酵分为通风发酵和厌氧发酵两种类型。 4,根据产物合成途径,我们可将次级代谢分为与糖代谢有关的类型、与脂肪酸代谢有关的类型、与萜烯和甾体化合物有关的类型、与TCA环有关的类型和与氨基酸代谢有关的类型五种类型。 5,卡尔文循环由羧化、还原和再生三个阶段(部分)组成。 6,发酵厂用于原料除杂的方法有筛选、风选和磁力除铁。 7,种子的制备可分为实验室种子制备和车间种子制备两个阶段。 8,空气除菌的方法有加热、静电、射线和介质过滤。 10,常用的连续灭菌工艺有喷射加热、薄板换热器和喷淋冷却。 11,氢化酶是氢细菌进行无机化能营养方式生长的关键酶,在多数氢细菌中有两种氢化酶,它们是颗粒状氢化酶和可溶性氢化酶。 二、名词解释(每题4分,共20分) 1,发酵工程 应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理,利用微生物等生物细胞进行酶促转化,将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。 2,无菌空气 发酵工业应用的“无菌空气”是指通过除菌处理使空气中含菌量降低在一个极低的百分数,从而能控制发酵污染至极小机会。此种空气称为“无菌空气”。 3,种子的扩大培养 是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。 4,酶合成的阻遏 某些酶在微生物生长时可正常地产生,但当生化途径的终产物浓度增加时或向生长培养基加入这种终产物时,酶的合成就被阻遏。这种低分子量的终产物(辅阻遏物)被认为是同胞内由调节基因编码的蛋白质(阻遏蛋白)结合,产生一种阻遏物,该阻遏物“关闭”对酶编码的结构基因。这样的酶称为可受阻遏的酶。阻遏酶合成的物质称为阻遏物。

温州大学发酵工程原理期末复习题答案

一、填空题: 1、通常将现代生物技术划分为基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程等五个方面,它们之间彼此密切联系,不可分割。 2、通气搅拌的大规模发酵生产技术的建立是现代发酵技术的开端。 3、利用基因工程菌生产的第一个有用物质是1977年美国试制成功的激素释放抑制因子。 4、微生物生物转化过程与化学催化过程相比具有明显的优越性,具体反映在其催化专一性强、效率高、条件温和等。 5、按微生物对氧的不同需求可将发酵类型分为需氧发酵、厌氧发酵以及兼性厌氧发酵三大类型。 6、现代工业发酵大多采用液体深层发酵,青霉素、谷氨酸、肌苷酸等大多数发酵产品均采用此法大量生产。 7、液体深层发酵的特点是容易按照生产菌种的营养要求以及在不同生理时期对通气、搅拌. 温度、及PH等的要求,选择最适发酵条件。因此,目前几乎所有好氧性发酵都采用液体深层发酵。 8、按发酵工艺流程区分,发酵类型可分为分批发酵、连续发酵和补料分批发酵等三大类型。 9、发酵工业应用的可培养微生物通常分为四大类:细菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌。 10、常规的菌种选育包括自然选育、诱变育种、杂交育种等技术。分子生物学的发展,为微生物育种带来了一场技术革命,产生了一种全新的育种技术――基因工程育种。 11、通过基因工程育种,可以实现对传统发酵产业的技术改造,大大提高发酵水平,而且还可以建立新型的发酵产业,即利用基因工程菌生产微生物原来所没有的代谢产物。 12、碳源的作用包括:提供微生物菌体生长繁殖所需的能源以及合成菌体所需的碳骨架,同时提供菌体合成目的产物的原料。 13、工业发酵常用碳源有糖类、油脂、有机酸等。 14、工业发酵常用氮源包括:黄豆饼粉、花生饼粉、棉子饼粉、玉米浆、蛋白胨、尿素、酒糟、酵母粉、与鱼粉等。 15、就微生物的主要类群而言,有细菌、放线菌、酵母菌、霉菌之分,它们所需要的培养基组分也是不同的,培养细菌常用培养基为LB培养基;放线菌为高氏一号;酵母菌为麦芽汁培养基;霉菌为察式培养基。 16、造成发酵染菌的原因很多,比较复杂,但种子带菌、空气带菌、设备渗漏、培养基或设备灭菌不彻底、操作失误和技术管理不善是造成各个发酵厂污染杂菌的普遍原因。

发酵工程原理课程标准

发酵工程原理课程标准 濮阳职业技术学院刘殿锋 一、课程的基本要素 1、课程性质 本课程是应用生物技术专业的必修专业课之一;是一门综合性学科,涉及的知识面广,同时又是一门基础理论与生产实际相结合的课程;本课程是在《微生物学》、《生物化学》、、《分子生物学与基因工程》等课程基础上开设的;对于同时开设的《生物技术概论》、《生物工程设备》等课程与本课程有着密切的联系,同时又有适当的分工,本课程以讲授发酵工艺的基本原理为主;在本课程基础上使学生更好地理解和掌握《发酵分析》、《发酵工厂设计概论》、《发酵工艺》、《生物分离与纯化技术》等后续课程。 2、课程的基本理念 该课程面向应用生物技术专业,使学生掌握各种发酵工艺的基本原理,重点突出生产工艺操作及过程控制等方面的实际问题,并了解发酵工程技术前沿动态。 3、课程的设计思路 本课程在设计过程中,注重工学结合教学模式的改革,校企专家共同参与教学过程与评价过程,以“四个结合”作保障,即教学内容――校企结合、教师队伍――专兼结合、教学环境――工学结合、教学方法――理实结合,从根本上改变本课程教学从“理论到理论、从课堂到课堂、从知识到知识”的陈旧的教学模式。 二、课程的目标 1、知识目标 通过本课程的学习,使学生掌握发酵工程的典型过程及其基本原理、基本技术以及基本实验操作技能,了解该学科的发展方向。 2、能力目标 通过本课程的学习,使学生能够理论联系实际去分析和解决有关发酵工程中的具体问题。 3、素质目标

通过本课程的学习,培养出的学生能够理论联系实际地在发酵企业分析实际技术问题,并能因地制宜处理这些问题的能力,可以胜任生物技术产业中新产品和新工艺的开发,生产工艺过程技术管理和高技术生产岗位的实际技术工作。 三、课程内容的组织 课程内容的组织以就业为导向,以能力为本位,以发酵工艺项目为驱动,结合发酵企业生产实际,以发酵工程中的典型单元操作为中心构建课程内容,其理论知识的选取紧紧围绕发酵企业生产实际的需要来进行。 四、课程实施意见 1、学时安排 第一章绪论(2学时): 了解生物技术的知识和生物产品生产的基本过程;了解发酵的一般概念;了解发酵工程的应用范围、特点、发展简史及发展趋势;发酵工艺的一般培养方法及过程。 第二章生产菌种的选育(10学时): 了解生物活性物质产生菌的筛选方法与过程,掌握自然育种、诱变育种、杂交育种、原生质体融合技术育种及基因重组技术育种的原理与方法。 第三章培养基(8学时): 了解发酵生产培养基的组成成份及其在发酵中的作用;掌握影响培养基质量的因素及控制措施。 第四章灭菌(6学时): 了解灭菌的概念及方法;掌握微生物热死动力学;掌握影响灭菌效果的因素及控制方法;重点掌握分批灭菌和连续灭菌的工艺过程及操作要点。 了解无菌空气质量标准、制备方法;掌握空气介质过滤除菌的工艺过程及影响无菌空气质量的因素。 第五章生产菌种的扩大培养与保藏(6学时): 了解生产菌种制备的一般流程;掌握各生产菌种制备的工艺流程及操作要点;掌握影响种子质量的因素及其控制方法;掌握菌种保藏的原理及方法。 第六章发酵动力学(8学时): 掌握分批培养、补料分批培养和连续培养的基础理论、操作特点、动力学模

发酵工程原理与技术应用复习整理

发酵工程原理与技术应用 第一章绪论 1.什么是发酵工程? 发酵工程是指利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系,是生物工程与生物技术学科的重要组成部分。 利用微生物的特定性状和功能,通过现代化工程技术来生产有用物质或将微生物直接用于工业化体系的一门技术,是建立在微生物发酵工业基础上,与化学工程相结合而发展起来的。 2.发酵工业的特点 ①一步生产 ②反应条件温和 ③原料纯度要求低 ④设备的通用性高 ⑤对环境的污染相对较小 ⑥生产受自然条件限制小 第二章发酵工业菌种 1. 发酵工业菌种的常用类型。 ①细菌:枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等 ②放线菌:链霉菌属、小单胞菌属 ③酵母菌:啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等 ④霉菌:根霉、毛霉、犁头霉、红曲霉、曲霉及青霉等 ⑤未培养微生物: 2. 发酵工业对菌种的要求。 ①能在廉价原料制成的培养基上生长,且生成的目的产物产量高、易于回收。 ②生长较快,发酵周期短。 ③培养条件易于控制。 ④抗噬菌体及杂菌污染的能力强。 ⑤菌种不易变异退化,以保证发酵生产和产品质量的稳定。 ⑥对放大设备的适应性强。 ⑦菌种不是病原菌,不产生任何有害的生物活性物质和毒素。

3.从自然界分离筛选菌种常用步骤。 ①采样:有针对性地采集样品。 ②样品预处理:可提高菌种分离效率。 ③增殖:人为地通过控制养分或培条件,使所需菌种增殖培养后,在数量上占优势,使 筛选变得可能。【目的菌富集培养】 富集培养方式:1?分批培养2?连续培养3?半连续培养 ④纯种分离:利用分离技术得到纯种。 常用的分离方法:1?平板划线分离2?稀释分离3?涂布分离4?毛细管分离5?小滴分离 ⑤初筛:从分离得到的大量微生物中将具有目的产物合成能力的菌株筛选出来的过程。 【(1)平板筛选(各种变化圈),(2)摇瓶发酵筛选】 ⑥菌种复筛。 ⑦菌种发酵性能鉴定。【鉴定技术四个水平:细胞的形态和习性水平 细胞组分水平蛋白质水平基因或核酸水平】 ⑧菌种保藏。 4?代谢调控机制一阻遏 阻遏的类型主要有:末端代谢产物阻遏和分解代谢产物阻遏。末端产物阻遏:| 是指由某代谢途径末端产物过量积累而引起的阻遏。 分解代谢物阻遏:是指有两种碳源(或氮源)分解底物同时存在时,细胞利用快的那种 分解底物会阻遏利用慢的底物的有关分解酶的合成和积累。 5.发酵工业菌种改良的目的 防止菌种退化 改良菌种性状,改善发酵过程 提高生产能力 提高产品质量 开发新产品 6.诱变育种的基本步骤。 ①菌出发菌株的选择:选择好的出发菌株对诱变效果有着极其重要的作用。 【选择标准:产量高、对诱变剂的敏感性大、变异幅度广】 ②悬液的制备:这一步骤的关键是制备单细胞和单孢子状态的、活力类似的菌悬液,为 此要进行合适培养基的培养,并要离心,洗涤,过滤。 ③诱变处理:将制备好的菌悬液与诱变剂接触,进行诱变。 ④中间培养:由于在发生了突变尚未表现出来之前,有一个表现延迟的过程,即细胞内原有酶量的稀释过程(生理延迟),需3代以上的繁殖才能将突变性状表现出来。此过程称为中间培养

2018年高三生物微生物发酵及其应用知识点汇总-优秀word范文 (3页)

本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除! == 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! == 高三生物微生物发酵及其应用知识点汇总 发酵工程的概念和内容 发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。 (1)“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”,词条“发酵工程”中的“发酵”应该是“工业发酵”。 (2)工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品,其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。为实现工业化生产,就必须解决实现这些工艺(发酵工艺)的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题,因此,就有了“发酵工程”。 (3)发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼(包括废水处理)等三个阶段,这三个阶段都有各自的工程学问题,一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。 (4)微生物是发酵工程的灵魂。近年来,对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化,发酵工程正在走近科学。 (5)发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。 (6)发酵工程有三个发展阶段。 现代意义上的发酵工程是一个由多学科交叉、融合而形成的技术性和应用性较强的开放性的学科。发酵工程经历了“农产手工加工——近代发酵工程——现代发酵工程”三个发展阶段。 发酵工程发源于家庭或作坊式的发酵制作(农产手工加工),后来借鉴于化学工程实现了工业化生产(近代发酵工程),最后返璞归真以微生物生命活动为中心研究、设计和指导工业发酵生产(现代发酵工程),跨入生物工程的行列。

发酵工程期末复习题

发酵工程期末复习题 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

发 酵工程复习题库 一、填空题(常为括号后2-4字) 1. 淀粉水解糖的制备可分为( )酸解法、( )酶解法和酸酶结合法 三种。 2. 糖酵解途径中的三个重要的关键酶是( )己糖激酶、磷酸丙糖激酶、( ) 丙酮酸激酶。 3. 甘油的生物合成机制包括在酵母发酵醪中加入( )亚硫酸氢钠 与乙醛起加成反 应和在( )碱性 条件下乙醛起歧化反应。 4. 微生物的吸氧量常用呼吸强度;耗氧速率两种方法来表示,二者的关系是 ( ) 。 5. 发酵热包括( )生物热;搅拌热;蒸发热和( )辐射热等几种热。 6. 发酵过程中调节pH 值的方法主要有添加( )碳酸钙法;氨水流加法和尿素流加 法。 7. 微生物工业上消除泡沫常用的方法有( )化学消泡和( )机械消泡两 种。。 8. 一条典型的微生物群体生长曲线可分为( )迟滞期、对数期;( )稳定 期;衰亡期四个生长时期。 9. 常用菌种保藏方法有( )斜面保藏法、( )沙土管保藏法、液体石蜡保藏 法;真空冷冻保藏法等。 10. 培养基应具备微生物生长所需要的五大营养要素是( )碳源、氮源;( ) 无机盐;( )生长因子和水。 () X c Q r O ?=2

11.提高细胞膜的()谷氨酸通透性,必须从控制磷脂的合成着手或者使细胞膜受 损伤。 12.根据微生物与氧的关系,发酵可分为()有(需)氧发酵;()厌氧发酵 两大类。 13.工业微生物育种的基本方法包括()自然选育、诱变育种;代谢控制育种; ()基因重组和定向育种等。 14.肠膜明串珠菌进行异型乳酸发酵时,产物为()乳酸;()乙醇;CO2。 15.()诱导酶指存在底物时才能产生的酶,它是转录水平上调节()酶浓度 的一种方式。 16.发酵工业的发展经历了()自然发酵,纯培养技术的建立,()通气搅拌 的好气性发酵技术的建立,人工诱变育种()代谢控制发酵技术的建立,开拓新型发酵原料时期,与()基因操作技术相结合的现代发酵工程技术等六个阶段。 17.去除代谢终产物主要是通过改变细胞的膜的()通透性来实现。 18.获得纯培养的方法有()稀释法,()划线法,单细胞挑选法,利用选择 培养基分离法等方法。 19.生长因子主要包括()维生素,()氨基酸,()碱基,它们对微 生物所起的作用是供给微生物自身不能合成但又是其生长必需的有机物质。 20.微生物生长和培养方式,可以分为()分批培养,()连续培养,补料分 批培养三种类型。 21.影响种子质量的主要因素包括培养基,()种龄与()接种量,温度,pH 值,通气和搅拌,泡沫,染菌的控制和()种子罐级数的确定。

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