发酵工程知识点
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
⑥生产发酵产物的生物物质菌体本身也是发酵产物，富含维生素、蛋白质、酶等有用物质，因此除特殊
情况外，发酵液等一般对生物体无害。
⑦发酵生产在操作上最需要注意的是防止杂菌污染。进行设备的冲洗、灭菌，空气过滤等，使全过程在无菌条件下运转
⑧通过微生物的菌种改良，能够利用原有生产设备使生产飞跃上升
五、发酵罐的类型
1. 按微生物生长：厌氧和好氧发酵设备
2. 按发酵罐设备特点：
1）机械搅拌通风发酵罐
循环式：伍式、文氏管式发酵罐非循环式：通风式、自吸式发酵罐
2）非机械搅拌通风发酵罐
循环式：气提式、液提式发酵罐非循环式：排管式、喷射式发酵罐
3. 按溶积分类
50L以下的是实验室发酵罐
50~5000L是中试发酵罐
5000以上是生产规模的发酵罐
4. 按微生物生长环境
悬浮生长系统支持生长系统
5. 按操作方式
分批发酵和连续发酵
. 常见发酵设备的类型
1. 机械搅拌发酵罐
利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液混合并溶解在发酵液中，基本要求：
1）适宜的径高比，罐身较长，氧利用率较高
2）能耐受一定的压力
3）搅拌通风装置
4）足够的冷却面积
5）罐内要减少死角
6）搅拌器的轴封要严密，以减少泄露
2.自吸式发酵罐
最关键的部件是带有中央吸气口的搅拌器
浸在发酵液中的转子迅速旋转，液体和空气在离心力作用下被甩向叶轮外缘，中心形成负压
转子的空膛与大气相通
发酵罐外的空气通过过滤器不断被吸入
转子的搅拌使气体分散
3. 空气带升环流式发酵罐
在罐外装设上升管，上升管两端与罐底及罐上部相连接，构成一个循环系统.
在上升管的下部装设空气喷嘴，以250~300 m/s的高速喷入上升管。
借助喷嘴的作用将空气分散。
分为内环流式和外环流式两种。
4. 高位塔式发酵罐
罐内装有若干块筛板。
压缩空气由罐底导入，经过筛板逐渐上升，并带动发酵液同时上升。
上升后的发酵液又通过筛板上带有液封作用的降液管下降而循环。
特点：
培养基及操作合理，基本上可达到通用式发酵罐的水平。
六、发酵工程中常见的发酵类型
（1）液体发酵与固体发酵
（2）厌氧发酵与好氧发酵
（3）分批发酵与连续发酵
（4）单一纯种发酵与混合发酵
（5）固定化发酵技术
①试管液体培养仅适用于培养兼性好氧菌
实验室常见的液体发酵方式
②浅层液体培养仅适用于兼性好氧
③摇瓶培(旋转式和往复式) 被应用于微生物的生理生化试验
④台式发酵罐
①浅盘培养
工业生产中常用的液体发酵方式
②发酵罐深层培养
生产中常见的固定培养
实验室常见的固定化培养实验室主要有试管斜面、培养皿平板、较大型的克氏扁平和茄子瓶斜面等固体培养方法，用于菌种的分离、纯化、保藏和生产种子的制备。用接种针挑
取原始培养物后，在固体培养基表面划线接种
（未）分批发酵：分批发酵又称分批培养。所谓分批发酵是指将所有的物料一次加入发酵罐，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。
（未）连续发酵：是指以一定的速度向培养系统内添加新鲜的培养液，同事以相同的速度流出培养液，从而使培养系统内培养液的量维持恒定，使微生物细胞能在近似恒定状态下生长的微生物发酵培养方式。分类：具有菌体再循环或不循环的单罐连续发酵，具有菌体再循环或不循环的多罐连续发酵
第二章微生物菌种选育
一、菌种的来源
二、工业发酵中常见微生物的种类
枯草芽孢杆菌
大肠杆菌
乳酸杆菌
丙酮丁醇梭菌
①细菌假单胞菌（可以利用烃类产生单细胞）
醋酸杆菌
棒状杆菌
黄单胞菌（产生黄原胶）
酿酒酵母（啤酒酵母）
异常汉逊式酵母
②酵母菌假丝酵母
毕赤式酵母
根霉属
③霉菌曲霉属④放线菌⑤担子菌⑥藻类
青霉属
毛霉属
三、工业微生物的来源（菌种来源）需要补充
①向菌种保藏机构索取有关菌株，从中筛选所需菌株②自然环境中分离③从发酵制品中分离目的菌株
四、微生物菌种的选择性分离
菌株的分离和筛选一般可以分为（采样）、（富集）、（分离）、（目的菌的筛选）等几个步
骤。
(1)微生物样品的采集控制培养基的营养成分：
(2)微生物样品的富集培养控制培养条件：pH 温度及通气量
抑制不需要的菌类
（3）目的菌种的分离：透明圈法、变色圈法、生长圈法、抑菌圈法、
（4）目的菌种的筛选：涂布法、影印平板法
（5）自然界分离微生物的一般操作步骤？
（6）样品的采取→预处理→培养→菌落的选择→初筛→复筛→性能的鉴定→菌种保藏
五、发酵高产菌株的选育方法
自然选育、诱变育种、杂交育种、原生质体融合、基因工程育种
六、常用的菌种保藏方法、原理以及各自的适用对象
原理：采用低温干燥缺氧、缺乏营养，添加保护剂或酸度中和剂等方法，使微生物处于代谢不活泼，生长受抑制的环境中。
（1）蒸馏水悬浮法：好氧性细菌和酵母菌
（2）斜面传代保藏：放线菌、酵母菌
（3）霉菌矿物油浸没保藏：丝状真菌、酵母菌、细菌、放线菌、担子菌（各类菌）（4）干燥载体保藏（沙土管保藏）：产孢子微生物
（5）冷冻干燥法（超低温冷冻保藏、普通冷冻保藏、液氮冷冻保藏）：各大类
六、菌种复壮定义：狭义菌种已发生衰退的情况下，通过纯种分离和测定生产性能等方法，从衰退的群体中找出少数尚未衰退的个体，从而达到恢复该菌原有典型性状的目的。广义：在菌种的生产性能尚未衰退前，就经常有意识的进行菌种分离和生产性能的测定工作，从而逐步提高菌种的生产特性。
七、纯种分离的方法（稀释分离法）（平板划线法）（组织分离法）
八、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。这些纯种培养物成为种子。
细菌孢子的制备
孢子制备霉菌孢子的制备
实验室种子制放线菌孢子的制备
备种子扩大培养液体种子制备
生产车间种子制备
九、影响种子质量的因素：（接种量）（种龄）（孢子的质量）（培养基）（培养条件）
影响孢子质量的因素：（培养基）（培养条件）（培养时间）（冷藏时间）
十、种子罐级数的确定：
种子罐是指：制备种子需要逐级扩大培养的次数，主要取决于两个方面
①菌种生长特性，孢子发芽及菌体繁殖速度
②所采用发酵罐的容积
十一、接种量：是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例
第三章发酵机制及发酵动力学（需看课本代谢调节）
十二、分批发酵和连续发酵的关系
十三、初级代谢产物和次级代谢产物的关系
1、概念不同
在微生物的新陈代谢中，一般将微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程，称为初级代谢
而次级代谢是相对于初级代谢而提出的一个概念。一般认为，次级代谢是指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程
2 产物不同
初级代谢的产物，如单糖或单糖衍生物、核苷酸、维生素、氨基酸、脂肪酸等单体以及由它们组成的各种大分子聚合物，如蛋白质、核酸、多糖、脂质等生命必需物质。
通过次级代谢合成的产物称为次级代谢产物，大多是分子结构比较复杂的化合物，可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素等类型
次级代谢产物可积累在细胞内，但通常都分泌到细胞外，有些与机体的分化有一定的关系，并在同其它生物的生存竞争中起着重要的作用。
3 存在范围不同
初级代谢的代谢系统，它是一类普遍存在于各类微生物中的一种基本代谢类型。
次级代谢只存在于某些微生物中，并且代谢途径和代谢产物因生物不同而不同，就是同种生物也会由于培养条件不同而产生不同的次级代谢产物。
4 对微生物的作用不同
通过初级代谢，能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或为生长提供能量，因此初级代谢产物，通常都是机体生存必不可少的物质，只要在这些物质的合成过程的某个环节上发生障碍，轻则引起生长停止，重则导致机体发生突变或死亡，是一种基本代谢类型。次级代谢产物一般对菌体自身的生命活动无明确功能，不参与细胞结构组成，也不是酶活性必需的，不是机体生长与繁殖所必需的物质，即使在次级代谢的某个环节上发生障碍，也不会导致机体生长的停止或死亡，至多只是影响机体合成某种次级代谢产物的能力。但许多次级代谢产物通常对人类和国民经济的发展有重大影响
5 同微生物生长过程的关系
初级代谢自始至终存在于生活的菌体中，同菌体的生长过程呈平行关系，只有微生物大量生长，才能积累大量初级代谢产物。次级代谢则是在菌体生长到一定时期内（通常是微生物的对数生长期末期或稳定期）产生的，它与机体的生长不呈平行关系，一般可明显地表现为菌体的生长期和次级代谢产物形成期二个不同的时期。
6 对环境条件的敏感性或遗传稳定性上明显不同
初级代谢产物对环境条件的变化敏感性小（即遗传稳定性大），而次级代谢产物对环境条件变化很敏感，其产物的合成往往因环境条件变化而停止。
7 相关酶的专一性不同
相对来说催化初级代谢产物合成的酶专一性强，催化次级代谢产物合成的某些酶专一性不强，因此在某种次级代谢产物合成的培养基中加入不同的前体物时，往往可以导致机体合成不同类型的次级代谢产物
另外，催化次级代谢产物合成的酶往往是一些诱导酶，它们是在菌体对数生长末期或稳定生长期里，由于某种中间代谢产物积累而诱导机体合成的一种能催化次级代谢产物合成的酶，这些酶通常因环境条件变化而不能合成。
十四、如何选育抗反馈调节的突变菌种
微生物生长时常需要一些代谢物如氨基酸、维生素嘌呤和嘧啶化合物等用于细胞的生物合成。如果将这些代谢物的结构类似物（抗代谢物）添加与培养基内，由于它们可以和正常的代谢物竞争同一酶系，因此使微生物不能够再将正常的代谢物用于细胞的生物合成，结果使菌体不能正常生长。如果将菌体诱变，获得在抗代谢物同时也能够正常生长的突变株，则证明给突变株的有关酶系对某抗代谢物已不敏感了。在一般情况下，该突变株的有关酶系对相应的代谢物也不敏感了，这样也就解除了某些代谢物对有关酶系的反馈抑制和阻遏。
十五、分解代谢物阻遏（葡萄糖效应）
原因：大肠杆菌优先利用葡萄糖，并在葡萄糖耗尽后开始利用乳糖。葡萄糖分解的中间产物阻遏了分解葡萄糖酶系的合成。
第四章发酵工业培养基及原料处理
一、培养基要满足：满足菌的生长，促进菌的生成
二、发酵培养基一般含有五大方面的要素：碳源、氮源、无机盐及微量元素、水，以及生长因子、前体、产物促进剂和抑制剂等。发酵培养基一般有三种分类方法，按原料的化学纯度不同分为：天然合成培养基、合成培养基和半合成培养基；按培养基的物理状态不同分为：固体培养基、液体培养基和半固体培养基；按培养基的用途不同分为：孢子培养基、种子培养基、发酵培养基
三、常用的碳源：葡萄糖、糖蜜、酯类、烃类、（淀粉、糊精需要先糖化）
常用的氮源：氨水、蛋白胨、尿素
四、工业发酵中培养基按照用途分实验室常用培养基、发酵生产中常用培养基
选择培养基
实验室常用的培养基鉴别培养基
孢子培养基
发酵生产中常用的培养基种子培养基
发酵培养基
第五章
一、常用的灭菌方法：化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌
二、求灭菌时间
三、空气除菌的工艺流程（两次冷却两次分离适当加热）
预处理的目的：
提高压缩空气的洁净度，降低空气过滤器的负荷；
除去压缩后空气中所带的油水，以合适的空气湿度和温度进入空气过滤器
六章
一、影响发酵的原因及控制
（1）营养基质和菌体浓度：碳源的种类和浓度；氮源的种类和浓度；磷酸盐的浓度；菌体浓度；
（2）温度：生物热；搅拌热；蒸发热；辐射热；发酵热
（3）pH：使微生物细胞的原生质膜的电荷发生改变；直接影响酶活性；直接影响代谢过程
控制：添加碳酸钙法，氨水流加法，尿毒流加法，通过补料控制pH
（4）通气和搅拌：微生物对氧气的需求（临界氧浓度，溶解氧）
（5）泡沫：化学消泡，机械消泡
（6）二氧化碳和呼吸商
控制：严格选择和控制最适温度。
泡沫控制的途径：调整培养基成分或改变某些物理化学参数或改变发酵工艺；采用机械消泡或消泡剂；采用菌种选育的方法筛选不产生流态细胞的菌种。
染菌的原因及控制
种子带菌，空气系统带菌，夹套穿孔，盘管穿孔，操作问题，补料取样带菌，培养基灭菌不透。
控制：
发酵优化的控制
表型延迟：指某一突变在DNA复制和细胞分裂后，才在细胞表型上显示出来，避免长出不纯的菌落。
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，促使其突变率大幅度提高，然后采用简便快捷和高效的筛选方法，从中挑选少数符合育种目标的突变株用于生产和研究。
生长因子：是一类对微生物必不可少的物质，一般为一些小分子有机物，需求量很小。假菌丝：
富集培养：是指在目的微生物样品含量较少时，根据微生物的生理特点，设计一种选择性培养基，创造有利的生长条件，使目的微生物在最适的环境下迅速生长繁殖
菌种复壮：
连续培养：以一定的速度向培养基内添加新鲜培养液，同时以相同的速度流出培养液，
从而使培养系统内培养基的量维持恒定，使微生物细胞能在近似恒定状态下生长的微生物发酵培养方式。
碳氮比：是非常重要的一个营养比列关系。碳氮比指的是培养基碳源中的碳原子摩尔数与氮源中氮源子摩尔数之比。
《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
发酵工程复习题
一、名词解释 烈性噬菌体：能引起寄主细胞迅速裂解的噬菌体。这种噬菌体成为烈性噬菌体。 温和性噬菌体：在侵染细菌后并不迅速繁殖，而是以传递遗传信息的方式和寄主的遗传物质紧密结合在一起随寄主细胞的繁殖而繁殖，这种噬菌体成为温和性噬菌体。 敏感性细菌：受烈性噬菌体感染的细菌成为敏感性细菌。 溶原性细菌：含有温和性噬菌体的细菌通常称作溶原性细菌。 斜面保藏法：最基本的方法，适用范围广，细菌、真菌和放线菌都可用。当微生物在适宜的斜面培养基和温度条件下生长良好后，在5摄氏度左右可以保藏3-6个月，到期后重新移种一次 穿刺保藏法：常用于保藏各种需气性细菌。方法是将培养基制成软琼脂（一般为1%），盛入1.2cm*10cm的小试管或螺旋口小管内，高度1~2cm，121摄氏度高压灭菌后制成斜面，用接种针将菌种穿刺接入培养基的1∕2处，培养后的微生物在穿刺处及琼脂表面均可生长，然后覆盖以2-3cm的无菌液体石蜡。这样的小管可以在冰箱中保藏半年至一年， 干燥保藏法：将微生物吸附在各种载体上，干燥后低温保藏的方法。 悬液保藏法：将微生物悬浮于不含养分的溶液中保藏的方法。 冷冻干燥保藏法：将微生物或孢子冷冻后在减压情况下利用升华现象出去水分，使细胞代谢、生长等生命活动处在停止状态下从而达到长期保藏目的的方法。 菌丝速冻保藏法：对于不产孢子或芽孢的微生物，配制50%的甘油溶液和菌体悬浮液并按照1：1的比例混合均匀后置于—20°C保藏的方法。 微生物种子：将保存在沙土管或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，再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养，从而获得一定数量和质量的纯种，这些纯种培养物就称为微生物种子 表面培养法：是将纯种微生物接种在固体或液体培养基的表面，在恒温条件下进行静置培养的方法。 固体培养法：是将纯种微生物接种在固体培养基上进行培养的方法。 液体深层培养法：又叫液体通风培养，是专门在发酵罐中进行的。菌体在液体培养基中处于悬浮状态，导入培养基中的空气通过气液界面传质进入液相，在扩散进入细胞内部。 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时的培养时间。 接种量：是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。 二级发酵：种子接入种子罐后培养一次即可接入发酵罐作为种子，这称为一级种子扩大培养，也称二级发酵。 三级发酵：种子接入种子罐经过第一次培养后，还需移入装有新鲜培养基的第二级种子罐进行第二次培养，然后才能接入发酵罐作为种子，称为二级种子扩大培养，也称三级发酵。 双种法：采用二只种子罐接一只发酵罐的方法称双种法。 倒种法：以适宜的发酵液倒出适量给另一发酵罐作种子。 培养基：就是人工配制的供微生物或动植物细胞生长、繁殖、代谢和合成人们所需要的营养物质和原料同时也为微生物提供合适的生长坏境条件。 碳源：凡可构成微生物细胞和代谢产物中碳素骨架的营养物质成为碳源。 氮源：凡是能被微生物用来构成细胞物质中或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源 生长辅助物质：是在微生物生长发育过程中不可缺少而需要量又极少的一类特殊营养物质。 光能自养微生物：细胞内含有光合色素，能进行光合作用的，以光作为能源，以某些无机物作氢受体还原二氧化碳合成有机化合物的一类微生物。 光能异养微生物：以光为能源，利用有机物作为碳源的一类微生物称为光能异养微生物。 化能自养微生物：以无机物氧化所产生的化学能作为能源，以二氧化碳作为碳源合成有机物的一类微生物称为化能自养微生物。 化能异养微生物：以有机物作为能源和碳源的微生物称为化能异养微生物。 专性好氧微生物：只能在有空气或有氧的条件下才能生长的微生物。 专性厌氧微生物：只能在没有空气或无氧的条件下才能生长的微生物。 兼性微生物：既能在有空气或有氧的条件下生长，又能在没有空气或无氧的条件下生长的微生物。 天然培养基：是指用天然有机物配制而成的一类培养基。 合成培养基：是指用化学成分完全清楚的物质配制而成的一类培养基。 半合成培养基：是指以一部分天然物质作为碳源、氮源及生长辅助物质的来源，再适当补充少量的盐，经人工配制而成的一类培养基。 固体培养基：在配制好的液体培养基中加入一定量的凝固剂，经煮沸溶解并冷却后制成的培养基就是固体培养基。 液体培养基：是指将微生物所需的营养物质用水溶解并混合在一起，再经调节适宜的酸碱度后制成为液体状态的培养基质。 增殖培养基：按某种微生物的营养特性在培养基中加入有利于该微生物生长、繁殖的营养物质，以提高对该微生物的分离效率。这些在微生物增殖过程
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
高中生物选修1传统发酵技术 知识点总结(经典全面)
选修一知识总结（专题一、二、三、六） （请妥善保存） 专题一 传统发酵技术的应用 课题1 果酒和果醋的制作 广义发酵→有氧发酵和无氧发酵；狭义发酵→微生物的无氧呼吸。发酵≠无氧呼吸 （一） 果酒制作 1．原理：菌种 ，属于 核生物，新陈代谢类型 ， 有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖。反应式为： ； 无氧条件下，进行无氧呼吸，产生酒精。反应式为： 。 2．控制的发酵条件： 。 3．菌种来源：??? 。：。：菌菌种分离获得得纯净的酵母人工培养型酵母菌附着于葡萄皮上的野生自然发酵 4．实验设计流程图 挑选葡萄→冲洗→______________→_______________→_______________ ↓ ↓ 果酒 果醋 5．实验结果分析与评价：可通过嗅觉和品尝初步鉴定，并用____________检验酒精存在。可观 察到的现象为 。葡萄酒呈红色的原因： 6.注意事项： (1) 在 、 的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而多数其它微生物都因无法适应这 一环境而受到抑制，从而在不灭菌情况下，使酵母菌成为优势菌种。 (2)新鲜葡萄的处理: 为防止杂菌感染应先 （冲洗/去枝梗），注意不要反复冲洗，否则酵母菌数 量减少，影响发酵。 (3)为防止发酵液被污染，发酵瓶要用 消毒。发酵液装瓶后保留 的空间,目的是 (4)装置各部件作用 ①出料口：___________ ；②___________ ：醋酸发酵时连接充气泵；③___________ ： 排出酒精发酵时产生的CO2。 ④排气口连接一个长而弯曲胶管的作用是 ___________ 。使用该装置制酒 时，应该______充气口；制醋时，应该充气口连接____________。 （二）果醋的制作： 1．原理：菌种____________，属于________核生物，新陈代谢类型为___ ______ 。 当 、 都充足时，醋酸菌将 分解成醋酸； 当缺少 时，醋酸菌将 变为 ，再将 变为醋酸。 反应式为__________ _________ _________ 。 2．条件：最适合温度为__________，需要充足的______________。 3．菌种来源：可以从食醋中分离醋酸菌，也可以购买。 4．设计实验流程及操作步骤： 果酒制成以后，在发酵液中加入___________或醋曲，然后将装置转移至 _____ 0C 条件下发 酵，适时向发酵液中通入________。如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶盖上纱布，以减 少空气中尘土污染。 5.注意事项: (1)严格控制发酵条件,因为醋酸菌对_______的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断 通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。此外,醋酸菌最适生长温度为_________℃，控制好发酵温度，使发酵时 间缩短，又减少杂菌污染的机会。 (2)有两条途径生成醋酸：直接氧化和以 为底物的氧化。
微生物发酵工程试题(卷)与答案解析3套
一 一、单项选择题：在每小题的备选答案中选出一个正确答案，并将正确答案的代码填在题干上的括号内。（每小题1分，本大题共10分） 1．一类单细胞有分枝的丝状微生物，以孢子繁殖，分布广泛大多是腐生菌，少数是动植物寄生菌，是抗生素的主要产生菌，2/3以上抗生素由该类菌产生。这类微生物是：A．细菌B．霉菌 C．放线菌D．酵母菌 3．用液氮长期保藏菌种是因为液氮温度可达（），远远低于微生物新陈代谢作用停止的温度。 A．-180 0C B．-170 0C C．-160 0C D．-196 0C 4．在微生物发酵工程中利用乳酸杆菌生产乳酸的发酵属于（）。 A．好气性发酵B．厌气性发酵 C．兼性发酵D．好厌间歇发酵 5．配料较粗，营养丰富，完全，C/N合适，原料来源充足，质优价廉，成本低，有利于大量积累产物。这些是（）的一般特点。 A．选择培养基B．保藏培养基 C．种子培养基D．发酵培养基 6．( ) 是一类微生物维持正常生长不可缺少的，但自身不能合成的微量有机化合物。 A．生长因素B．碳源 C．氮源D．微量元素 7．生物反应器间歇操作, 在发酵过程中,不断进行通气(好氧发酵)和为调节发酵液的pH而加入酸碱溶液外, 与外界没有其它物料交换。这种培养方式操作简单, 是一种最为广泛使用的方式, 称之为（）。 A．连续发酵B．半连续发酵 C．补料分批发酵D．分批发酵 8．要求发酵设备现代化程度高、体系内营养物浓度和产物浓度始终一致、菌种容易发生变异的问题无法解决这种发酵方式是（）。 A．连续发酵B．分批发酵 C．补料分批发酵D．半连续发酵 10．菌体的倍增时间是（）增加一倍所需要的时间。 A．细胞质量B．菌体浓度 C．菌体种类D．呼吸强度 二、多项选择题：在每小题的备选答案中选出二个或二个以上正确答案，并将正确答案的代码填在题干上的括号内，正确答案未选全或选错，该小题无分。（每小题2分，本大题共20分） 11．发酵工程的前提条件是指具有（）和（）条件 A．具有合适的生产菌种B．具备控制微生物生长代谢的工艺 C．菌种筛选技术D．产物分离工艺 E．发酵设备
发酵工程复习资料
第一章，绪论 一、填空： 微生物工程可分为发酵和提纯两部分，其中以发酵为主。 化学工程与发酵工程的本质区别在于化学工程利用非生物催化剂，发酵工程利用生物催化剂---酶。 二、判断： 发酵产品是经微生物厌氧生物氧化过程获得的。错 三、课后思考题： 1、发酵的定义：利用微生物的新陈代谢作用，把底物（有机物）转化成中间产物，从而获得某种工业产品。（工业上定义、广义、有氧无氧均可） 2、发酵流程： 3、比拟放大的基本过程：斜面菌种－摇瓶试验(培养基、温度、起始pH值、需氧量、发酵时间)－小型发酵罐－中试－大规模工业生产 4、发酵工程的发展经历了哪几个阶段？ 1.）自然发酵时期 2）纯培养技术建立(第一个转折期) 3）通气搅拌的好气性发酵工程技术建立(第二个转折期) 4）人工诱变育种与代谢控制发酵工程技术建立(第三个转折期) 5）发酵动力学、连续化、自动化工程技术的建立(第四个转折期) 6）生物合成和化学合成相结合工程技术建立(第五个转折期) 5、微生物工业发展趋势 1）、几个转变 分解代谢→合成代谢 自然发酵→人工控制的突变型发酵→代谢控制发酵→通过遗传因子的人工支配建立的发酵（如工程菌） 2）、化学合成与生物合成相结合 3）、大型、连续化、自动化发酵 发酵罐的容量可达500t，常用的也达20-30t。 4）、人工诱变育种和代谢控制发酵
微生物潜力进一步挖掘，新菌株、新产品层出不穷。 5）、原料范围不断扩大 石油、植物淀粉、天然气、空气、纤维素、木质素等 6、举例说明微生物工业的范围 酿酒工业（啤酒、葡萄酒、白酒） 食品工业（酱、酱油、食醋、腐乳、面包、酸乳） 有机溶剂发酵工业（酒精、丙酮、丁醇） 抗生素发酵工业（青霉素、链霉素、土霉素等） 有机酸发酵工业（柠檬酸、葡萄糖酸等） 酶制剂发酵工业（淀粉酶、蛋白酶等） 氨基酸发酵工业（谷氨酸、赖氨酸等） 核苷酸类物质发酵工业（肌苷酸、肌苷等） 维生素发酵工业（维生素B12、维生素B2等） 生理活性物质发酵工业（激素、赤霉素等） 名贵医药产品发酵工业（干扰素、白介素等） 微生物菌体蛋白发酵工业（酵母、单细胞蛋白） 微生物环境净化工业（利用微生物处理废水等） 生物能工业（沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙烯等能源物质） 微生物治金工业（微生物探矿、治金、石油脱硫等） 第二章发酵基础知识 1、写出生产以下产品的主要菌种： 啤酒（啤酒酵母）、黄酒（霉菌（根霉、曲霉）、酵母菌、细菌）、味精（谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌）、柠檬酸（黑曲霉）、食醋（霉菌、酵母菌、醋酸菌）、酸奶（乳酸菌（保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、乳酸链球菌）） 2、发酵工艺控制中，主要应监控温度、pH值、溶解氧、 泡沫、氧化还原电位等。 3、概念：单菌发酵: 现代发酵工业中最常见，传统发酵工业中很难实现。 混合菌发酵: 自然发酵和人工接种发酵 液态发酵: 发酵基质呈流动状态，如啤酒发酵、柠檬酸发酵等。 固态发酵: 发酵基质呈不流动状态。如固态酱油发酵、米醋发酵、大曲酒（白酒）发酵等。半固态发酵: 发酵基质呈半流动状态，如黄酒发酵、传统稀醪酱油发酵等。 4、发酵产品主要类型 微生物菌体、代谢产物、酶 5、如何理解：传统工艺，原料决定菌种；现代工艺，菌种决定原料？ 传统工艺，原料决定菌种：传统工艺中，发酵原料是一种选择培养基。 传统工艺就是利用这种选择作用，把自然界带入的各种野生菌，在发酵基质上进行选择富集培养，这些微生物生长和代谢的结果可生产出有特殊风味的食品。 现代工艺，菌种决定原料：在使用纯种发酵剂前，我们必须对原料进行灭菌，以防止其他杂菌对发酵的干扰。 6、发酵产品主要有哪些附加值 1）发酵有利于食品保藏食品发酵后，改变了食品的渗透压、酸度、水的活性等，从而抑制了腐败微生物的生长，有利于食品保藏。 2）发酵产品有保健作用有些食品经过微生物发酵后，不仅能产生酸类和醇类等，还能产生某些抗菌素可抑制致病菌和肠内腐败菌。
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
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1、举出几例微生物大规模表达的产品,及其产生菌的特点？ A.蛋白酶表达产物一般分泌至胞外，能利用廉价的氮源，生长温度较高， 生长速度快 ,纯化、分离及分析快速；安全性高，得到 FDA的批准的菌种。 B.单细胞蛋白生长迅速，营养要求不高，易培养，能利用廉价的培养基或生 产废物。适合大规模工业化生产，产量高，质量好。安全性高，得到 FDA的批准的菌种。 C.不饱和脂肪酸生长温度较低，安全性高，能利用廉价的碳源，不饱和脂 肪酸含量高， D.抗生素生产性能稳定，产量高，不产色素，，能利用廉价原料 F.氨基酸代谢途径比较清楚，代谢途径比较简单 2、工业化菌种的要求？ A能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物 B有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的可操作性要强C. 遗传性能要相对稳定 D.不易感染它种微生物或噬菌体 E.产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关） F.生产特性要符合工艺要求 4、讨论：微生物（包括动、植物）可以生产我们所需的一切产品，但是涉 及到工业化生产，对于某一种特定的产品，为何只有特定的微生物才具有大量 表达的潜力？ 在不同的环境条件下，微生物细胞对遗传信息作选择性的表达，实现代谢 的自动调节。代谢的协调能保证在任何特定时刻、特定的细胞空间，只合成必 要的酶系（参与代谢的多种酶）和刚够用的酶量。一旦特定物质的合成达到足 够的量，与这些物关系支持细胞自身的增殖（生产细胞），不支持（人的）目
的产物的过量生产（生产特定的初级代谢产物）。而工业化生产要求特定表达 某种或某类物质，只有正常代谢被打破，代谢协调失常的微生物才能达到要求 5、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 样品的采取→预处理→培养→菌落的选择→初筛→复筛→性能的鉴定→菌种保藏 6、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集培养？ 自然界中目的微生物含量很少，非目的微生物种类繁多，进行富集培养， 使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖，数量增加，由原来自然条件下 的劣势种变成人工环境下的优势种，使筛选变得可能。 7、菌种选育分子改造的目的？ 防止菌种退化 ; 解决生产实际问题 ; 提高生产能力 ; 提高产品质量 ; 开发新产品 . 8、以目前的研究水平，土壤中能够培养的微生物大概占总数的多少？什么 是 16sRNA同源性分析？ 目前能够培养的微生物不到总数的 1%。以 16sRNA为靶基因，设计引物， 建立 pcr 扩增体系，再通过 DNA 测序进行细菌同源性分析。 9、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 自然选育就是不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过 程。
发酵工程复习题2013418
一、发酵工程与传统酿造、化学工程相比特点是：发酵是生物体自身进行的反应 与传统酿造相比： 1、发酵过程以生命体的自动调节方式进行，数十个反应过程能够在发酵设备 中一次完成； 2、反应通常在常温常压下进行，条件温和，耗能少，设备较简单； 3、原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，可以是农副产品、工业废水或 可再生资源，微生物本身能有选择地摄取所需的物质； 4、容易生产复杂的高分子化合物，能高度选择地在复杂化合物的特定部位进 行氧化、还原、官能团引入或去除等反应； 5、发酵过程中需要防止杂菌污染，大多情况下设备需要进行严格的冲洗、灭 菌，空气需要过滤等。 二、与化学工程相比（发酵工程的一般特征）： 1）作为生化反应，通常在常温常压下进行，因此没有爆炸之类的危险，各种设备都不必考虑防爆问题，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，只要不含毒物，一般无精制的必要，微生物本身就有选择地摄取所需物质； 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，在称为发酵罐的单一设备内很容易地进行； 4）能够容易地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，能高度选择性地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； 6）生产发酵产物的生物物质菌体本身也是发酵产物，富含维生素、蛋白质、酶等有用物质。因此，除特殊情况外，发酵液等一般对生物体无害；
7）发酵生产在操作上最需要注意的是防止杂菌污染 8）通过微生物的菌种改良，能够利用原有生产设备使生产飞跃上升。 三、微生物发酵技术反应过程中的特点： 1、条件通常温和（常温、常压、弱酸、弱碱）。 2、原料来源广泛，以糖、淀粉等碳水化合物为主。 3、反应以生命体的自动调节方式进行，单一反应器内进行。 4、发酵产品（多为小分子产品，也容易生产出复杂的高分子化合物） 5、高度选择性地进行复杂化合物在特定部位的反应。 6、生产发酵产物的微生物菌体本身也是发酵产物（发酵液一般对生物体无害）。 7、防止污染（灭菌是发酵成败的关键）。 8、改良微生物菌种（提高生产水平；菌种是发酵的根本因素）。 四、微生物发酵技术发展历史过程及特点： 1、自然发酵（天然发酵）：厌氧发酵、非纯培养、产物稳定性差（酒、醋、酱油）。 2、纯培养技术建立：纯培养无菌操作技术建立、密闭发酵罐、表层培养、显微镜诞生及微生物发现（甘油、丙酮、丁醇等初级代谢产物）。 3、通气搅拌大规模发酵技术建立：好氧发酵、发现青霉素（次级代谢产物）。 4、代谢控制发酵技术：生产谷氨酸，菌种经遗传育种、人工诱变等控制其代谢途径得到所需的代谢终产物（氨基酸、某些抗生素）。 5、开拓发酵原料时期（石油发酵时期）：石化工副产品作为发酵原料、大型发酵罐、自动化、连续化（单细胞蛋白）。 6、DNA体外重组技术的建立（基因工程阶段）：分子生物学、DNA重组、细胞融合（干扰素、激素）。 五、分批发酵：1、定义：(分批培养)是指将所有的物料（除空气、消沫剂、调 节pH的酸碱物外）一次性加入发酵罐，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。 2、特点：非稳态培养过程、一次性投料一次性收获产品、封闭
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
发酵工程习题
发酵工程习题 1、举出几例微生物大规模表达的产品, 及其产生菌的特点？ 2、工业化菌种的要求？ 3、讨论：生产抗生素的微生物能不能生产氨基酸？ 4、讨论：微生物（包括动、植物）可以生产我们所需的一切产品，但是涉及到工业化生产，对于某一种特定的产品，为何只有特定的微生物才具有大量表达的潜力？ 5、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 6、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集富集？ 7、菌种选育分子改造的目的？ 8、以目前的研究水平，土壤中能够培养的微生物大概占总数的多少？什么是16sRNA同源性分析？ 9、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 10、什么是正突变？什么是负突变？什么是结构类似物？ 11、什么是诱变育种？常用的诱变剂有哪些？ 12、什么是基因的重组？什么是基因的直接进化？二者有何区别？ 13、什么是培养基?发酵培养基的特点和要求？ 14、用的碳源有哪些？常用的糖类有哪些，各自有何特点？ 15、什么是生理性酸性物质？什么是生理性碱性物质？ 16、常用的无机氮源和有机氮源有哪些？有机氮源在发酵培养基中的作用？ 17、什么是前体？前体添加的方式？ 18、什么是生长因子？生长因子的来源？ 19、什么是产物促进剂？产物促进剂举例？ 20、什么是理论转化率？什么是实际转化率？ 21、培养基设计的一般步骤？ 22、培养基成分选择考虑的问题？ 23、读书报告：举例说明培养基设计的方法与步骤？ 24、讨论：培养基优化在发酵优化控制中的作用与地位？ 25、么是种子的扩大培养？ 26、种子扩大培养的目的与要求？ 27、种子扩大培养的一般步骤？ 28、在大规模发酵的种子制备过程中，实验室阶段和生产车间阶段在培养基和培养物选择上各有何特点？ 29、什么是接种量？对于细菌、放线菌及霉菌常用的接种量是多少？ 30、什么时发酵级数？发酵级数对发酵有何影响，影响发酵级数的因素有哪些？ 31、什么是种龄？事宜种龄确定的依据？ 32、读书报告：结合具体的产品理解种子质量控制的方法，以及认识种子质量对发酵的影响？ 33、接种、倒种、双种？ 34、么是菌体的生长比速？产物的形成比速？基质的消耗比速？维持消耗？ 35、什么是Monod方程其使用条件如何？各参数的意义与求解？ 36、什么是初级代谢产物？什么是次级代谢产物？ 37、什么是一类发酵？二类发酵？三类发酵？ 38、什么是连续培养？什么是连续培养的稀释率？ 39、解释连续培养富集微生物的原理？
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09试卷(含答案) (2)
一、填空题：(20分，每空1分) 1、淀粉水解方法有酸法、酶法和酸酶结合法。 2、根据微生物生长速度与产物合成速度之间的关系，可以将发酵分为三种类型，分别是生长偶联型、非生长偶联型和混合生长偶联型。 3、呼吸抑制发酵的现象叫巴斯德效应。 4、高温灭菌的原理是高温使微生物蛋白质变性失活。 5、常用的干燥方法有对流加热干燥、接触加热干燥和冷冻升华干燥等。 6、发酵醪中菌体分离可采用离心分离和过滤分离方法。 7、发酵热包括生物热、搅拌热、蒸发热和辐射热。 8、发酵过程中，调节PH值常用方法有添加CaCO3法、流加尿素、 加缓冲剂法等。 二、名词解释：（15分，每题3分） 1、分解代谢物阻遏 当菌体利用葡萄糖作C源进行生长时（1分），葡萄糖分解产物能阻遏参与次级代谢产物的合成的酶系生成（1分），从而影响次生代谢物的合成（1分）。 2、对数残留定律 在高温灭菌时，菌的死亡速率与任一瞬间残留的活菌数N成正比（3分）。 3、反馈抑制 酶促反应的终产物（1分）抑制代谢途径第一个酶的活性（2分），这称反馈抑制。 4、限制性基质 微生物生长速率与底物浓度有一定的依赖关系（1分），当底物浓度很小（1分），微生物生长速率与底物浓度成正比，此时基质叫限制性基质（1分）。
5、次级代谢产物 从初级代谢途径中形成分枝代谢途径（1分），并用初级代谢产物生成与菌体生长繁殖无关的物质或功能还未明的化合物（2分），这个过程称次级代谢。 二、判断题（对的在下面的表格中打“√”，错的打“Χ”，10分） 1、柠檬酸发酵主要防止前期染菌。 2、疫苗深层培养，如果中期染菌不严重，考虑继续发酵。 3、介质过滤除菌，必须保证介质之间的孔径小于细菌直径，才能达到除菌目的。 4、发酵醪需先进行菌、液的分离，才能进行后续的提取和精制过程。 5、谷氨酸发酵中，加速DCA循环有利于产物积累。 6、发酵生产单细胞蛋白，需要供氧。 7、在发酵过程中，随着通气量的提高，溶氧系数也增大。 8、为了提高发酵效率及便于控制，在整个发酵期内，我们要选定一个最适温度， 控制发酵在该温度下进行。 9、一般来说，种子培养基的碳氮比低于发酵培养基的碳氮比。 10、消毒不一定能达到灭菌的要求，而灭菌则可达到消毒的目的。 每题1分 四、简答：（40分，每题5分） 1、微生物工程的发展经历了哪几个时期？ 答：1.自然发酵时期（1分） 2.纯培养技术的建立（1分） 3.通气搅拌好气性发酵工程技术建立（1分） 4.人工诱变育种与代谢调控发酵工程技术的建立（1分） 5.发酵动力学、发酵的连续化自动化工程技术的建立 6.基因工程阶段。或答微生物酶反应生物合成和化学合成反应相结合工 程技术建立。（1分） 2、谷氨酸生产如何防止噬菌体污染？ 答：注意环境卫生（1分），防止菌种流到发酵罐等设备以外（1分），发酵液必须经灭菌等处理措施才能排放（1分），选育抗噬菌体菌株，将不同生产菌轮流使用（1分），定期进行菌种复壮，注意检查溶原菌。
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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。
发酵工程复习题样本
发酵工程复习题 第一章绪论 发酵工程：运用微生物特定性状和功能，通过当代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产技术体系，是将老式发酵于当代DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术集合并发展起来发酵技术。 二简答题 1. 简述发酵工业特点 2. 简述发酵普通工艺流程 （菌种制备、培养基制备、灭菌、接种、控制发酵条件、产物提取与精制、回收解决三废物质)。 3．上游技术：优良种株选育和保藏（涉及菌种筛选、改造，菌种代谢途径改造等）。基因工程和细胞工程（上游生物技术） 中游技术：发酵过程控制，重要涉及发酵条件调控，无菌环境控制，过程分析和控制等下游技术：分离和纯化产品。涉及固液分离技术、细胞破壁技术、产物纯化技术，以及产品检查和包装技术等 4．发酵工程发展 1) 19前，自然发酵阶段。 2) 1900-1940年，纯培养技术建立—第一转折点 3) 1940年后，深层液体通气搅拌纯种培养—第二转折点 4) 代谢控制发酵工程技术建立—第三转折点 5) 开拓发酵原料,发展发酵放大技术 6) 采用基因工程菌生产新产物 5．发酵工业研究范畴：发酵食品，微生物菌体，酶制剂，微生物特殊机能运用，代谢产物，生物转化。 6．工业发酵类型 对氧需求：需氧发酵，厌氧发酵，兼性厌氧发酵 培养基物理性状：液体发酵，固体发酵（浅盘固体发酵和深层固体发酵） 发酵工艺流程：分批发酵，持续发酵，补料分批持续发酵
第二章发酵工业菌种 规定 一名词解释 菌落，芽孢，荚膜，鞭毛，富集培养，比生长速率，持续培养，诱变育种，菌种退化，菌种复壮。 二简答题 1. 简述酵母菌形态构造及繁殖方式； 2. 菌种分离筛选环节。 一名词解释 菌落 芽孢 荚膜 鞭毛 富集培养 比生长速率：单位菌体在单位时间内生长所增长菌体量。 持续培养 诱变育种 菌种退化 菌种复壮：在菌种生产性能未衰退前，故意识进行纯种分离和性能测定，以期菌种性能逐渐提高； 办法：1、纯种分离；2、在宿主体内生长进行复壮；3、裁减衰退个体。 营养菌丝：生长于培养基内，具备吸取营养功能放线菌或真菌 气生菌丝：放线菌或真菌营养菌丝长到一定限度长出培养基，向空气中伸展。 孢子丝（繁殖菌丝）：放线菌或真菌气生菌丝发育到一定限度，上端分化成产生孢子菌丝。野生型菌株：直接从自然界样品中分离得到具备一定生产性能菌株. 二简答题 1.简述酵母菌形态构造及繁殖方式 2.菌种分离和筛选普通环节