发酵工程完整版考试复习资料

一、名词解释

1传统发酵工程：通过微生物生长的繁殖和代谢活动，产

的生物反应过程。

将DNA重组细胞融合技术、酶工程技

综合对

发酵过程控制、优化及放大

指迄今所采用的微生物培养分离及培养

微生物。（特别是极端微生物）

4富集培养主要方法：是利用不同种类的微生物其生长繁

求不同，如温度、PH、培养基C/N

等，是目的微生物在最适条件下迅速生长繁殖，数量增加，

成为人工环境下

的优势种。方法：⑴控制培养基的营养成

消毒仅仅是杀死生物体或非生物体表

死营养细胞，而不能杀死细菌芽孢和

真菌孢子等，特别适合与发酵车间的环境和发酵设备、器

具的灭菌处理。灭菌杀灭所

有的生命体，因此灭菌特别适

的灭菌处理。

法及其区别：湿热灭菌法：指将物品置

高压饱和蒸汽、过热水喷淋等手段使微生

物菌体中的蛋白质、核酸发生变性而杀灭微生物的方法。

该法灭菌能力强，为热力灭菌中最有效、应用最广泛的灭

菌方法。药品、容器、培养基、无菌衣、胶塞以及其他遇

高温和潮湿不发生变化或损坏的物品，均可采用本法灭

菌。干热灭菌法：指将物品置于干热灭菌柜、隧道灭菌器

等设备中，利用干热空气达到杀灭微生物或消除热原物质

的方法。适用于耐高温但不宜用湿热灭菌法灭菌的物品灭

菌，如玻璃器具、金

属制容器、纤维制品、固体试药、液

用本法灭菌。

即在规定温度下杀死一定比例的微生物所用

8致死温度：杀死微生物的极限温

在致死

微生物所需要对

的致死时间。

制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，

基和所用设备一起（实罐灭菌）进

行灭菌

10连续灭菌：将配制好的培养基向发酵罐等培养装置输

热、保温盒冷却等灭菌操作过程。

是指将

冷冻干燥管，沙土管中处于休眠

状

入试管斜面活化后，再经过摇瓶及种子罐

逐级扩大培养而和质量的纯种的过程

纯培养物称为种是指种子的

龄：是指种子始移入下一级

的培养是指移入的种子液体积和

影响呼吸所能允许的最低溶氧浓

13稀释度D：单位时间内连续连续流入发酵罐中的新鲜

的培养总体积的比值。

把导致菌体开始从系统中洗出时的稀

发酵过程中，引起温度变化的原因是由

于

生的净物在生长

繁殖过程中，本身产生的耗氧培养

的

发酵罐都有一定功率的做机械

运动，造成液体之间、液体与设备之间的摩擦，由此产生

。

依靠无菌压缩空气作为液体的提升力，

翻动实现混合和传质传热过程。其

特点是结构简单，无轴封，不易污染，氧传质效率高，能

耗低，安装维修方便。缺点：不适合高粘度或含大量固体

感菌体的生产。

培养基中某些成分的加入有助于

生长因子、前体。产物抑制和促进剂。

微生物生长不可缺少的微量的有机物质，不是

必需。

18前体：指加入到发酵培养基中能直接被微生物在生

物

到产物分子中去，其自身的结构并没有多

大变化，但是产物的产量却因其加入而有较大提高的一类

那些细胞生长非必需的，但加入

量的一些物质，常以添加剂的形式

20

分批发酵（序批式发酵）：指一次性投料、接种直到发

留在发酵罐内。

在发酵过程中，连续向发酵罐流加培养基，

培养液。

搅拌器输入搅拌液体的功率，具

用以客服介质阻力所需用的功

率。

23供氧：指空气中的氧气从空气泡里通过气膜、气液

界

液体主指氧气从液体主流通

内。

生产菌种或选育过程中筛选出来的优良

传代和保藏之后，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。

25氨基酸发酵：指合成菌体蛋白质的氨基酸脱离其正

常

是对产品

使污染物

产生量、流失量和治理量达到最小，使资源充分利用。②

末端治理：把环境责任放在保护研究、管理等人员身上，

产生的污染物的

处理上，总是处于一种被动的、消极的地位。③因为工业

生产无法完全避免污染的产生，推行清洁生产的同时还需

要末端治理。

二、选择填空

1染菌概率：在实际生产过程中，要实现每批次发酵都

完

染几乎是不可能的，一般采用“染菌概率”

一般

为10-3

①细菌②放线菌③酵母菌④霉菌⑤未培养

采集样品→样品预处理→目的菌富

酵性能鉴定→菌

种保藏

层的微生物数量最多，秋季采土样

物理方法、化学方法、诱饵法。

因突变；直接原因：连续

传

菌种保藏方法：①斜面低温保藏法②砂土管保藏法

③冷

液保藏法⑥液体

石蜡保藏据微生物生理、生化特点，人为地

于不活泼、生长繁殖受抑制的

持菌种存活率②减少变异③保

持

优良性状

7液氮超低温保藏法：原理：在超低温（-130℃）状态下

延续，且不发生

加保护剂（甘油等）制成菌悬液封于安瓿管内

温速度的冻结后，贮藏在-150～-190℃液氮冰箱内；特

点：适合各类微生物①适合各类微生物②保存时间长③需

特殊设备④操作较复杂

8培养基成分：

①碳源（糖类，导致PH下降；油和脂肪，

，导致PH上升）②氮源（有机、无

量元素④水⑤生长调节物质。

⑴一般首先是通过单因子实验确定培养基成

因子实验确定培养基个组分及其适宜的浓

度；⑵响应面分析法对培养基进行优化①最陡爬坡实验

10检测染菌方法：镜检查法

②平板划线培养检

法④发酵过程异常现象观察法(溶

CO

2、粘度）。

种子带菌②过滤空气带菌③设备的

培养基霉菌不彻底⑤操作不当⑥噬

干热灭菌法，湿热灭菌法，射线灭菌法，

除菌法，火焰灭菌法

13空气除菌方法：辐射杀菌，加热杀菌，静电除菌，过

乙醇发酵；部分相关型，中间

复杂发酵类型：抗生

15DO值只是发酵与

配合起OUR：

CER：CO2

的

产品的质量和经济效

式、固定化、

指在一定的搅拌转速下，在搅拌罐中增

加而漩涡基本消

18发酵罐构件：搅拌器，挡板，空气分布器，换热装置。

罐的基本体积上升，单位发酵液

清洁生产过程，清洁产品和

理，改进生产工艺，废

20工艺技术改革方式：改变原料，改进生产设备，改革

经济效益，环境效益，社会效

，反应过程，后

23总成本费用=成本+销售费用+管理费用+财务费用

①气泡与包围着气泡的液体之

间

体分子处于层流状态，氧气以

浓度差方式透过双膜，任何一点的氧浓度

氧分压相等；②

在双膜之间的界面上，氧分压与溶于液体中的氧浓度处于

平衡状态；③氧传递过程处于稳定状态时，传递途径上各

间而变化。

为了提高分离效率，通常富集培养课增加

数量。

是为了获得大量的活力强的种子，以便

中尽可能的缩短延迟期，种子最好

是在对数生长期接种。

27. S0 为底物初始St为发酵时间为t时底物的

残留

小。

、传热及混合效

30发酵罐放大极限为100级

成本的20% ~30%

32酒精发酵原料：淀粉质原料、糖质原料、纤维质原料。

三、简答

1影响微生物耗氧因素：①微生物本身遗传特征的影响

菌龄④发酵条件⑤代谢类

影响③碳氮比对菌体代谢调节的重要性④ PH对不同

3发酵工艺过程：①用作种子扩大培养及发酵生产的各

种

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，以一定比例形成大量的代

谢产物；④控制最适的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；

酵过程中所产生的三废物质。（P8图）

①能在廉价原料制成的培养基上生长，且

生

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

性物质和毒素。

必须提供合成微生物细胞和发酵产

少培养基原料的单耗，即提高

单位营养物质的转化率。③有利于提高产物的浓度，

以提

高单位容积发酵罐的生产能力。④有利于提高产物的合成

速度，缩短发酵周期。⑤尽量减少副产物的形成，便于产

物的分离纯化，并尽可能减少“三废”物质。⑥原料价格

低廉，质量稳定，取材容易。⑦所用原料尽可能减少对发

酵过程中通气搅拌的影响，利于提高氧的利用率，降低能

①原材料质量：生产过程中经常

其主要原因在于原材料质量

波动；②培养温度：温度对多数微生物的斜面孢子质量有

显著影响；③湿度：斜面孢子培养基的湿度对孢子的数量

和质量都有较大影响。湿度低，孢子生长快；湿度高，孢

子生长慢；④通气与搅拌：在种子罐中培养的种子除保证

供给易于利用的营养物质外，应有足够的通气量，以保证

菌种代谢的正常，提高种子的质量；⑤斜面冷藏时间：斜

面冷藏时间对孢子的生产能力有较大影响，通常冷藏时间

越长，生产能

力降低越多；⑥培养基：一般来说，种子罐

是培养菌体的，培养基的糖分要少而对微生物生长起主导

作用的氮源要多，而且其中无机氮源所占比例要大些；⑦

pH：各种微生物都有自己生长和合成酶的最适pH，为了

达到微生物的打了繁殖和酶合成的目的，培养基必须要保

①能在廉价原料制成的培养基上生长，且

生

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

性物质和毒素。

①分批作业操作简单，周期短，染菌

程产品质量易控制；②不利于测定其

过程动力学，存在底物限制或抑制问题，出现底物分解阻

遏效应以及二次生长现象；③对底物类型及初始浓度敏感

的次级代谢产物如一些抗生素等就不适合采用分批发酵；

④营养层分很快耗竭，无法维持微生物继续生长和生产；

①添加新鲜培养基，克服养分不足所

延长对数期生长期，增加生物量

等；②长时间发酵，菌种易变异，易染菌；③操作不当，

新加入的培养基与原有培养基不易完

全混合。

10补料分批发酵优缺点：①可以解除底物的抑制，产

物

应；③避免在分批发酵中因

一次性投糖过多造成细胞大量生长，耗氧量过多，以致通

风搅拌设备不能匹配的状况；③菌体可被控制在一

续的过度态阶段，可用来作为控制细胞质量的手段

①无菌要求低；②菌体变异

11分批补料发酵的应用：①消除分解阻遏作用，保障通

浓度培养基的抑制作用并延

配置合适的培养基，调节培养基初始

使其具有很好的缓冲能力；②培养过程

中加入非营养物质的酸碱调节剂；③培养过程中加入基质

性酸碱调节剂；④加入生理酸性或碱性盐基质；⑤将pH

控制与代谢结合起来，通过补料来控制pH。

13搅拌式、气升式结构特征及其应用：①搅拌式：

带有

机

械搅拌的作用是使发酵液充分混合，保持液体中的固性物

料呈悬浮状态，并能打破空气气泡以提高气液间的传氧速

率。较适合对剪切力生长，不适于高粘度或

含大量固体的培依靠无菌压缩空气作为

液体的提升力，下翻动实现混合和传

质传热过程，特点是结构简单、无轴封、不易污染、氧传

质效率高、能耗低、安装维修方便。

14清洁生产与末端治理

的比较：①清洁生产：是对产品

使污染物

量和治理量达到最小，使资源充分利用。②

把环境责任放在保护研究、管理等人员身上，

产生的污染物的

处理上，总是处于一种被动的、消极的地位。③因为工业

生产无法完全避免污染的产生，推行清洁生产的同时还需

15味精清洁生产工艺优点：①取消离子交换工艺，减少

温结晶，节约大量冷冻

耗电；③因为采用闭路循环工艺，除了副产品中夹带少量

目标产物外，没有其他损失，故产品得率高；④实现物料

主体闭路循环，达到经济、环境和社会效应的三统一；⑤

冷凝水可循环作为工艺用水，实现废水零排放。