生化工程
生化工程名词解释
生化工程名词解释生化工程是一门综合性学科，利用生物学、化学、工程学等相关知识和技术，研究和应用生物材料和生物技术解决工业和环境问题的学科。
下面将对生化工程中常见的名词进行解释。
1. 生物反应器：生物反应器是生化工程中最重要的装置之一，用于进行生物过程的培养、操控和控制。
生物反应器根据其结构可以分为批式反应器、连续流动反应器和固定床反应器等。
生物反应器用于生物体的培养和发酵，是生化工程中生物转化过程的核心部分。
2. 生物工程：生物工程是将工程原理和技术应用于生物科学和生物技术的交叉学科，通过对生物体的生长、代谢等特性进行改良和应用，用于生产人类需要的产品和能源。
生物工程领域涉及生物过程的设计、构建和操作，包括生物催化、生物传感、基因工程等多个方面。
3. 生物转化：生物转化是生化工程中的一个核心概念，指通过生物过程将废弃物或原料转化为对人类有用的产物。
生物转化包括生物降解、发酵、生物合成等过程，常用于生产食品、药物、酶和其他生物产品。
4. 生物降解：生物降解是利用微生物或酶的作用将有机物质转化为无害物质的过程。
生物降解常用于处理废水、废弃物和污染物等环境问题，具有环保和可持续发展的特点。
5. 生物催化：生物催化是利用酶或整个细胞催化化学反应的过程。
生物催化具有高效、选择性和环境友好等优点，在制药、化工和能源等领域有广泛应用。
6. 基因工程：基因工程是通过对生物体的基因进行修改和重新组合，来改变生物体的特性和功能的技术。
基因工程在生化工程中被广泛应用于生物降解、生物合成和基因治疗等领域。
7. 生物信号传导：生物信号传导是生物体内细胞之间通过分子信号进行信息交流和调控的过程。
生化工程中研究生物信号传导的机制和调控方法，有助于设计新型药物和调控生物转化过程。
8. 代谢工程：代谢工程是通过改变生物体内代谢途径和代谢产物的分布，来增强生物体的产物产量和产物质量的技术。
代谢工程常用于生产药物、化学品和能源等领域。
生化工程师岗位职责
生化工程师岗位职责
生化工程师是指从事生物化工领域的研究、开发和生产的专业人员。
主要负责开发和设计新的生物制品和技术，提高生产效率，控制生产成本，优化生产工艺等。
在这个岗位上，生化工程师拥有以下职责：
1. 研究和开发新的生物制品：生化工程师需要通过研究各种生物化学反应，设计新的生物制品，并开发新的技术来提高生产效率和产品质量。
2. 生产工艺控制：生化工程师需要监控和控制制造过程，以确保生产过程中的质量，安全和效率。
3. 产品质量检测和优化：生化工程师需要对生产出来的产品进行质量检测和分析，并及时对生产工艺进行优化，提高产品质量和产量。
4. 设计和维护实验室设备：生化工程师需要设计和维护实验室的设备和仪器，以确保实验的准确性和可靠性。
5. 制定和执行实验室安全计划：生化工程师需要制定和执行实验室安全计划，确保实验室的人身安全和设备安全。
6. 协调团队合作：生化工程师需要与其他专业人员协调工作，包括实验室技术员、生产员工和市场营销人员等。
7. 项目进度管理：生化工程师需要监测和管理项目进度，并确保项目能够按时完成并交付。
总的来说，生化工程师是一个细心、负责和有创造力的职业。
他们需要有卓越的科学和技术素养，同时需要具备团队合作精神、较强的计划与执行能力，以及解决问题的能力和敏锐的思维能力。
生物化工
神奇的生物化工1、什么是生物化工生物化学工程（又叫生化工程或生物化工）是化学工程与生物技术相结合的产物，是利用生物技术(酶、微生物、细胞及细胞组织)结合化学工程原理进行化学品的加工生产过程，是生物技术的重要分支。
2、生物化工的特点：②要以可再生资源作原料；③反应条件温和，多为常温、常压、能耗低、选择性好、效率高的生产过程；④环境污染较少；⑤投资较小；⑥生产目前不能生产的或用化学法生产较困难的性能优异的产品。
3、发展现状目前全球已拥有年销售额大于10亿美元的生物技术产品数10个。
到本世纪末，全球生物化工工业产品销售额可达1伽X〕亿美元。
仅美国从事生物技术制品生产的公司约1300多家，其中较大的生物制药公司有225家，年工业投资达350亿美元。
90年代初，日本生物技术产业总产值占国民经济总值的5%以上，计划至2005年，生物技术创造的产值将是国民经济总产值的10%左右。
生物化工是生物技术产业化的关键，目前生物技术主要在医药、农业及保健食品领域，但是生物化工在化学品的制备中发展是最快的，每年以18%的速度发展，许多过去以化学法生产的化学品如丙烯酞胺等都开始采用生物法生产，可见生物化工在化学工业中的重要作用。
4、发展中存在的问题（1）上游技术中,研究细胞构建技术,提高加工技术效率和扩大其实用性的方法,其中包括基因工程构建技术菌种、筛选和变异等。
（2)大规模细胞培养的工程学。
（3)生物反应器及过程检测与控制技术,主要是大规模细胞培养及酶反应过程的工业装置及测控技术。
5、发展前景与趋势在生物化工的今后发展中学科交叉是发展趋势,生物化工与生命科学、能源及环境科学的交叉将使其更加欣欣向荣,尤其生物化工与生命科学的交叉,是当今生物化工领域的前沿学科,今后十年以生物制药为引领的生物化工工业是生物技术中实现产业化经济的领域。
利用生物技术发展绿色化学工业、开发新能源、实现环境保护,关系到人类的可持续发展,是最潜力的工业。
生化工程
生化工程的定义：将生物技术的实验室成果经工艺及过程开发，称为可供工业生产的工艺过程，常称为生化工程。
其实质是利用生物催化剂从事生物技术产品的生产过程。
研究“利用生物催化剂（酶或细胞）从事生物技术产品的生产过程”的工程科学，将工程原理应用于设计、开发和分析生物过程的科学。
生物反应工程是化学工程与生物技术的交叉学科。
生物工程的重要组成部分，包括底物或营养液的准备、预处理、转化以及产品的分离、精制等工程和工艺问题。
生化工程包括：生化反应动力学（酶反应动力学、细胞生长动力学）生化反应器（理想流动生化反应器、生化反应器的流动模型、工业化反应器）对细胞处理包括胞内控制和胞外控制，胞外控制包括：培养基的灭菌、同期搅拌、固定化技术、空气除菌、比拟放大、产品分离和纯化、发酵动力学、发酵优化控制和细胞培养技术等。
胞内控制包括：遗传育种、代谢控制、培养基平衡等。
上游加工：最重要的是提供和制备高产优质和足够数量的生物催化剂下游加工：生物反应器为中心下游加工：从反应液中提取目的产物加工精制称合格产品。
单元操作：完成一道工序所需的一种手段和方法化学酶工程：也称初级酶工程，指自然酶、化学修饰酶、固定化酶及人工酶的研究和应用。
生物酶工程包括三个方面：1.用基因工程技术大量生产酶（克隆酶）2.修饰酶基因产生遗传修饰酶（突变酶）3.设计新酶基因，合成自然界不曾有的酶（新酶）提高酶产量的措施：选育优良的产酶菌种或细胞、工艺条件的优化控制、高效酶反应器的设计与应用、添加诱导物、控制阻遏物浓度、添加表面活性剂、添加刺激剂、添加产酶促进剂。
青霉素发现，大规模液体发酵罐：搅拌装置（搅拌桨、轴封）通气装置（空气过滤、分散器）灭菌装置（管路、阀门、罐内）无菌状态（接种、采样、隔离）控制装置（温度、pH、溶氧、消泡）添加装置（碱、葡萄糖、前体）工程放大：摇瓶试验、小试、中试、工业化生产生物反应工程研究的内容包括两个：宏观动力学、生物反应器工程生化工程的核心是生物反应器的过程的数量化处理和动力学模型的建立。
生化工程复习资料
生化工程绪论1、 定义：生化工程是生物化学工程的简称，它是以生物技术从实验室规模扩大至生产规模为目的，以生物生产过程中带有共性的工程技术问题为核心的一门由生物科学与化学工程相结合的交叉学科。
它既是生物技术的一个重要组成部分，又是化学工程的一个分支学科。
2、 单元操作：完成一道工序所需的一种方法和手段。
在研究单元操作时，经常用到下列五个基本概念，即物料衡算，能量衡算，物系的平衡关系，传递速率及经济核算等。
第一章 灭菌技术1、抑制有害微生物的措施：2、除菌的方法包括①培养基的加热灭菌（包括常压或蒸汽高压加热法）②空气的过滤除菌③紫外线或电离辐射④化学药物灭菌第一节 培养基的灭菌一、概述：发酵工业广泛应用蒸汽加热的方法处理大量培养基1、 高温杀菌作用的种类：2、 干热灭菌法：其中的灼烧是一种最彻底的方法，但是仅用于接种针等少数对象的灭菌。
3、 湿热灭菌法：比干热灭菌法更有效。
细菌的芽孢最耐热，一般要在120℃下处理15min 才能杀死。
➢ 常压法：包括巴氏消毒法和间歇灭菌法等。
其中，巴氏消毒法是用于牛奶、啤酒、果酒和酱油等不能进行高温灭菌的液体的一种消毒方法，其主要目的是杀死其中无芽孢的病原菌（如牛奶中的结核杆菌或沙门氏菌），而又不影响它们的风味。
是一种低温消毒法，包括LTH 法和HTST 法。
4、 影响加压蒸汽灭菌效果的因素① 灭菌物体含菌量的影响。
（天然原料尤其是麸皮等植物性原料配成的培养基，一般含菌量较高，而用纯粹化学试剂配制成的组合培养基，含菌量低。
）➢ 灭菌：采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。
分杀菌和溶菌两种。
杀菌指菌体虽死，形体尚存；溶菌指菌体杀死后其细胞发生溶化、消失的现象。
➢ 消毒：采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的病原菌，而对被消毒的物体基本无害的措施。
➢ 高温致死原理：使微生物的蛋白质和核酸等生物大分子发生变性、破坏。
生化工程师岗位职责规定
生化工程师岗位职责规定1. 岗位背景和目标生化工程师岗位是本公司生产管理团队中的关键职位。
生化工程师将承当负责生物化学工艺的设计、优化和改进，确保生产过程的高效、安全和质量。
本规定旨在明确生化工程师的职责，并为他们供应合理的引导和支持，以保证生产部门的顺利运行和公司整体的发展。
2. 岗位职责2.1 工艺设计和改进•订立和改进生产工艺和操作流程的标准程序和指南。
•依据项目需求，设计和优化生物化学工艺的流程，并确保其符合质量和安全要求。
•负责评估和引进新的生产技术和设备，提出建议并帮助实施。
•定期进行工艺数据分析，连续改进工艺流程以提高生产效率和产品质量。
2.2 实施和监控生产•负责监督和管理生产部门的日常运营，确保生产计划的顺利执行。
•开展生产过程的监控和掌控工作，确保符合质量标准和要求。
•对生产线进行现场管理，确保设备运行正常、安全可靠。
•协调各部门之间的协同合作，优化资源配置，确保生产效率最大化。
2.3 问题诊断和解决•及时检测和分析生产中的问题、风险和隐患，提出相应的解决方案。
•协调相关部门解决生产过程中的技术和质量问题，确保生产连续性。
•引导并培训操作人员，提升他们的技术本领和质量意识。
2.4 安全管理•遵守国家有关安全生产法律法规以及公司的安全管理规定。
•负责订立和实施生产部门的安全生产方案，并组织实施。
•监督安全生产工作，定期开展安全检查和隐患排查，并记录整改情况。
•领导和组织应急事件的处理，做好相关记录和报告。
2.5 文件管理和报告•负责编写和管理生产工艺文件、操作规程和质量掌控记录等。
•定期向上级汇报生产部门的工作进展、问题和风险。
•帮助生产部门订立年度、季度和月度产能及质量指标，并进行考核和分析。
3. 岗位要求•具备本科以上学历，生物工程、生物化学或相关专业背景。
•熟识生物化学工程技术和操作流程，在相关领域有肯定的实践经验。
•具备良好的沟通本领和团队协作精神，能够与跨部门的团队合作。
生化工程
生化工程：生化工程是由生物学，化学，工程学组成的一门交叉学科，主要研究把生物学的实验室成果转化为生产力过程的带有共性的工程技术，是生物技术的一个重要组成部分。
生长速率：单位时间内微生物细胞浓度的增加。
发酵动力学：研究发酵过程中微生物的生长，基质的浓度，产物的浓度产物的形成等因素之间关系的学科。
比生长速率：微生物生长速率与细胞浓度的比值。
倍增时间：细胞浓度增加一倍所用的时间。
代时：所有的菌种都以相同的世代时间进行繁殖，此时代时和倍增时间相等。
限制性基质：在培养微生物的营养物质中对微生物的影响起限制作用的营养物质。
细胞或产物的得率：消耗单位质量的基质所得到的细胞或产物的量。
细胞的理论得率：基质完全被利用时细胞的得率。
过饱和曲线：溶质能够自发地结晶出来的浓度与温度的关系曲线。
流化床：当Umf＜U＜Ut时，颗粒就悬浮在空气中，而作随机运动，床层高度随气流速度的增大而增大。
沸腾干燥（流化床干燥）：利用流态化技术，即利用热空气使孔板上的物料呈现流化沸腾状态，使水分迅速汽化，从而使物料得以干燥。
雾沫夹带：塔板上的部分液体被上升的蒸汽夹带到上层的塔板上，使得上层塔板的酒精浓度降低，塔板效率下降的现象，其影响因素有：空塔汽速，板距，泡浮深度和物料的气泡性。
淹塔：当液体经降液管下降至下一层塔板上，由于各种阻力，必定会在浆液管中形成一定的高度，当阻力增大时，管中的液层会上升，当上升至上下两层液体串通时，则成液泛，从而发生淹塔。
介稳区：介于过饱和溶液和饱和溶液之间的浓度的溶液，若无晶体或其他因素存在，他还是比较稳定的，可以保持较长的时间不会自然结晶析出。
育晶区：介稳区中接近饱和溶液曲线部分。
晶种起晶：将溶液浓缩或者冷却到育晶区，加入一定数量和大小的晶种，同时利用搅拌器搅拌，使粒子均匀悬浮于溶液中，溶液中的饱和溶质就会慢慢扩散到晶种周围，在各晶面上排列，使晶种长大。
气流干燥：利用热空气与物料在流动过程中充分接触，气体与固体进行传热传质，从而使湿物料得以干燥。
化学工程中的生化反应工程
化学工程中的生化反应工程化学工程是一门综合性的学科，它以化学反应为基础，涉及到物理学、数学、工程学等多个学科的知识。
其中，生化反应工程是化学工程的一个分支，也是现代工业中不可或缺的一部分。
本文将介绍生化反应工程的相关知识。
一、生化反应工程的定义生化反应是指生物体内对某些物质进行化学转化的过程。
而生化反应工程则是利用化学反应原理进行生物体外的工程生产，包括发酵、纯化、分离等过程。
生物化学工程是生化反应工程的重要组成部分，是指利用化学反应的方式研究生物体内的化学转化及其机制，参与化学反应的大部分为生物大分子，如蛋白质、多糖、核酸等。
二、生化反应工程的应用领域生化反应工程的应用领域非常广泛，主要涉及到以下几个方面：1、生物制药生物制药是生化反应工程最为重要的应用领域之一。
利用生物体内的化学反应原理和技术，可以生产出一系列的生物制品，如酶、抗体、疫苗等。
其中酶是生物制药中的核心产品之一，如著名的碱性磷酸酶和葡萄糖氧化酶等。
生物制药的生产过程较为复杂，需严格控制各个环节的操作，一旦出现失误，将会导致产品失去活性，浪费大量的时间和人力成本。
2、食品工业生化反应工程在食品工业中也拥有广泛的应用，可用于生产具有高营养价值、美味可口的食品，如乳制品、酿造类食品等。
其中，酿酒是最早应用生物反应工程技术的食品行业之一，其主要利用发酵反应原理进行酒的酿造。
随着食品科学和生物技术的不断发展，生化反应工程在食品工业中的应用将更加广泛。
3、环境保护生化反应工程在环境保护领域中也有很大的应用，如处理废水、煤气、固体废料等。
其中最常见的应用是生物法处理废水。
生物法利用生物反应器中的微生物菌群将有害废水中的有机物分解为CO2、水和其他无害的化合物，从而达到净化废水的目的。
三、生化反应工程的工艺流程生化反应工程的工艺流程大致分为三个步骤：发酵、分离和纯化。
1、发酵发酵是生化反应工程的第一步，主要包括物料筛选、微生物菌种筛选、场地规划以及发酵条件的调节等环节。
生化反应工程原理的应用
生化反应工程原理的应用1. 生化反应工程概述生化反应工程是将生物体内的生物化学反应原理与工程原理相结合，通过控制操作条件、提高反应效率和产量，实现工业化生物化学反应的一门学科。
在化工、制药、食品、环保等领域有广泛的应用。
2. 生化反应工程的基本原理生化反应工程的基本原理是通过控制反应的底物浓度、反应温度、pH 值、搅拌速率等因素来改变反应速率和产物生成率。
基于酶促或微生物催化反应原理，通过工程设计和优化，实现高效、高产和可控的反应过程。
3. 生化反应工程的应用领域生化反应工程的应用非常广泛，以下是一些典型的应用领域：3.1 制药工业生化反应工程在制药工业中扮演着非常重要的角色。
通过搭建高效的反应系统和优化操作条件，可以提高药物合成的效率和产量，缩短合成周期。
同时，生化反应工程还可以用于生产酶制剂、抗生素等生物制品。
3.2 食品工业在食品工业中，生化反应工程被广泛应用于酿造、植物提取物制备、食品添加剂生产等过程。
通过优化反应条件，可以提高食品的品质、口感和营养价值。
3.3 环境保护生化反应工程在环境保护领域也有重要应用。
比如利用生物膜反应器、生物滤池等生化反应设备，对水体和废水中的污染物进行处理和降解。
生物反应能够高效地去除有机物和重金属等污染物，同时具有低成本和环保的优势。
4. 生化反应工程的关键技术生化反应工程的应用离不开一些关键技术的支持，以下是一些关键技术的介绍：4.1 酶工程酶工程是通过对酶进行改造和优化，以提高酶的反应活性、热稳定性和耐受性等性能。
酶工程的发展使得生化反应工程可以更好地利用酶来催化反应，提高反应效率。
4.2 微生物筛选与改造对于一些微生物催化的反应，通过对微生物菌种的筛选和改造，可以获得更高效的生物催化剂。
同时，通过对微生物代谢途径的优化，可以提高目标产物的生成率和选择性。
4.3 反应器设计与建模反应器设计与建模是生化反应工程中的重要环节，通过对反应器的结构和操作条件进行设计和优化，可以实现反应过程的高效、可控和稳定。
生化工程中的蛋白质生产
生化工程中的蛋白质生产生化工程是指利用生物学、化学、物理学等学科的原理和技术，对生物系统进行控制、设计、改造和优化，旨在实现生物制品的高效生产与开发。
其中，蛋白质生产是生化工程领域的重要研究方向之一。
蛋白质是生命体内最为重要的大分子，承担着众多生理功能，因此，对于蛋白质的大量生产既有理论意义，也具有广泛的应用前景。
1、生化工程概述生化工程是一门综合性的学科，涉及生物学、化学、物理学、计算机科学、工程学等诸多领域的知识。
它包括了生物反应器的设计、废物处理、生物酶的开发利用等诸多层面。
生化工程技术的主要应用领域包括了食品加工、生物医药、环境保护等众多领域。
2、蛋白质的重要性作为身体组成的重要成份，蛋白质扮演着多种多样的角色。
它们构成了细胞膜及其他器官的基础，可以运输、储存营养素并可以上调和下调基因表达。
为了维持身体正常的代谢，人类生体需要依靠由蛋白质组成的酶来协调化学反应。
3、蛋白质的生产对于生化工程领域的科学家们而言，大量生产蛋白质是一个具有挑战性的任务。
在实现其生产的过程中，需要考虑到许多事项，如菌株的筛选、生物反应器的设计、基质的优化等等。
(1) 菌株筛选在蛋白质生产的过程中，微生物完成了大多数生产步骤。
因此，选择一种适合生产的微生物是特别重要的。
同时，微生物的遗传组合也是影响蛋白质生产的一个重要因素。
因此，对于微生物的筛选以及遗传组合的优化都是很重要的一步。
(2) 生物反应器的设计生物反应器是蛋白质生产过程中最关键的设备之一，其设计直接影响生产效率。
反应器是一个复杂的系统，其体积、形状、搅拌速度等参数都会影响到反应器内的过程。
同时，严格的维护条件也是必不可少的，如温度、pH值、气体的配合等等。
(3) 基质的优化基质是蛋白质生产过程中的基础。
通过改变基质的质量和成分，可以改善微生物在生产过程中对营养物的利用。
同时，还可以增加微生物的生长速度，并且减少细胞废弃物的产生，从而使反应器达成高效的生产。
生物化学工程习题
6. 影响微生物生长的因素有哪些？其对发酵生产有何指导作用？
7. 何为分批培养？有何优劣？
8. 什么是连续培பைடு நூலகம்？有何优劣？
9. 连续培养中的稀释率是如何定义的？
10. 为什么在单级连续培养中有菌体循环比无菌体循环的发酵效率高？
11. 补料分批培养主要应用在哪些情况中？
12. 灭菌方法主要有哪几种？发酵工业中为何应用最广泛的是湿热灭菌？ HTST灭菌的理论基础是什么？
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生物化学工程习题
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/11/26
生物化学工程习题
基本特点如何？ 5. 简述酶在食品、轻工、化工和医疗业中的应用。 6. 在工业生产中，若要使某一酶催化的反应速度从最大反应速度的10%
提高到最大反应速度的90%、95%时，其底物浓度的改变分别是多 少？
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生物化学工程习题
第四章 基因工程概要
1. 什么是基因工程？DNA重组技术包括哪些步骤？ 其应用价值如何？
2. 什么是基因工程菌？其制造程序和应用前景如何？ 3. 什么是胚胎克隆、体细胞克隆及异种克隆？其理
论基础是什么？ 4. 什么是转基因动物？其有哪些方面的应用？
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生物化学工程习题
第五章 生化反应器
• 1. 什么是生化反应器？其有何特点？ • 2. 生化反应器的设计原则是什么？ • 3. 什么是连续式生化反应器，它包括哪两种理想模型？各
生物化学工程习题
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2020/11/26
生物化学工程习题
第一章 绪论
1. 什么是生化工程？其与生物技术及其他学科的 关系如何？
生化工程绪论
过滤设备
生物工程发展史
天然细胞
3、现代生物工程
基因工程 蛋白质工程 代谢工程 细胞工程
工程细胞
分离工程
酶
生化反应器
分离工程
代谢工程 细胞工程 发酵工程
酶工程 生物活性物质
（1）基因工程：
1973,Cohen等 DNA体外重组以及E. coli转化
转基因工程菌株的培养、 质粒稳定性，环境 安全性 基因工程药物的提取：蛋白纯化，复性 低压层析系统（轴相分离） HPLC （径向分离） 膜分离技术
生化工程定义
生化工程：运用化学工程的原理与方法， 将生物技术的实验室成果进行工业开发， 使之成为生物反应过程的一门学科。
生化工程是为生物技术服务的化学工程。
（3）连续发酵
二十世纪40年 代末提出概 念 1950，Monod; Novick and Szilark各自 独立提出恒 化器概念
生化反应器
生化工程
第一章 绪论
生化工程的概念 学科的诞生 学科的发展 和生物工程其他学科的关系 研究内容 教学计划和授课内容 学习方法，参考书和网站
生物工程发展史
1、原始阶段
传统发酵技术： 酒、酱制品、 腐乳、食醋、 干酪等
生物工程发展史
2、近代 （1）纯培养发酵 列文虎克 ，巴斯德 ，赫克 面包酵母发酵生产 补料液体通风发酵 丙酮丁醇发酵 培养基灭菌技术
Diagrams
of various important enzyme reactor types.
（4）代谢工程
生化工程学的前沿领域
生化工程学的前沿领域生化工程学是生物技术中非常重要的一个分支，它以化学和工程学为基础，结合了生物学和微生物学的知识，旨在开发出生物体系并制造功能化产物。
越来越多的生物制品引起了人们对生化工程学领域的兴趣和关注。
1.基因编辑和修饰基因编辑和修饰的应用是生化工程学的一个重要领域。
随着技术的进步，人们可以精确地编辑和修改基因序列，使得这些基因在生物体中产生期望的效果。
严格控制基因的表达和功能，生物体可以实现很多特定的生理和代谢过程，例如细胞的自修复，植物的产量提高等等。
此外，基因的编辑也是为人类健康服务，如基因疗法，治疗癌症，治疗遗传疾病等等。
2.合成生物学合成生物学是一种将生物系统中的基础组成部分，如蛋白质，DNA和酶，组装到新的系统中，以产生生命系统的新功能的工程学。
合成生物学技术不仅可以用于生产各种生物制品，如药品、果蔬、化学物质、食品等，还可以使人类受益于可持续和绿色能源的生产。
此外，合成生物学的已经在实验室得到验证的研究成果，如菌株的自修复和代谢功能的优化，创建了传统生物技术无法实现的新领域。
3.生物传感器生物传感技术是一种利用生物体系作为信号转换器的技术。
它可以将微生物、酶和其他生物组分与传感器技术相结合，识别检测到的生物分子和环境参数。
利用这种技术，可以检测水、空气和土壤中的元素和化合物。
除此之外，生物传感器还可以检测膳食成分、地雷、爆炸物等，同时，也可以在制药、食品和环境污染等其他领域中应用。
4.单细胞技术随着微生物学和细胞生物学的发展，人们对单个细胞的研究也变得越来越重要了。
新的单细胞技术已经被开发出来，使得人们可以识别、操纵、分离和分析单个细胞。
这种技术为微生物、癌症和神经退化症患者的治疗和疾病预防提供了新的方法。
单细胞技术也可以被用于胚胎学、发育生物学和干细胞研究等领域中，并且已经具有极大的应用前景。
总之，生化工程学是一个正在快速发展的学科领域，其学科涵盖面广且应用广泛。
未来，随着技术的发展和研究的深入，我们相信它将会创造出更多的惊人成果，人类将从中获益不浅。
生化工程
第一章绪论1、生物反应过程：生物反应过程是指将生物技术的实验室成果经工艺及工程开发而成为可供工业生产的工艺过程。
生化工程（Biochemical engineering)：是应用化学工程的原理与方法将生物技术的实验室成果进行工业开发的一门学科，它既可视为化学工程的一个分支，又可认为是生物技术的一个重要组成部分。
简言之，生化工程是为生物技术服务的化学工程。
3、生化工程研究的本质：是研究生物反应过程的速率及其影响因素，是生化工程的理论基础之一。
包括二个层次的动力学。
以获得生物量为目的：生物合成速率≈影响因素（生物体、基质、环境因素、操作条件等）以获得目的产物为目的：转录与转译速率=（基因量、…….等)调控速率=（表达速率、酶活力、……等）就是要学习运用生物学、化学、计算机与信息技术等理论，利用生物（如微生物）进行有用物质生产的原理与方法。
第二章培养基灭菌1、湿热灭菌的优缺点：湿热灭菌的优点蒸汽来源容易，操作费用低，本身无毒；蒸汽有强的穿透力，灭菌易于彻底；蒸汽有很大的潜热；操作方便，易管理。
2、热致死反应速率常数K与温度之间的关系3、微生物热致死动力学以及影响培养基灭菌的因素及影响培养基灭菌的因素（1）微生物受热蛋白质变性而死亡，温度对杀菌速率常数的影响可以用阿累尼乌斯（Arrhenins)方程表示：K=Ae-E/RTK --- 杀菌速率常数（死亡速率常数）（min-1）A --- 频率因子（阿累尼乌斯常数），因菌种的不同而异E --- 活化能（J/mol）T --- 绝对温度（K）T= t+273.15R --- 气体常数8.36J/mol.K(或1.98cal/mol.K)（2）影响培养基灭菌的因素：1. 营养成分的保持2. 微生物的耐热性3. pH值4. 培养基成分5. 泡沫6. 颗粒4、连续灭菌的优点？为什么要采用连续灭菌?连续灭菌（连消）：连续灭菌可以采用高温短时,使培养基养分破坏减少到最低限度，从而增加生产率,并且缩短了发酵周期。
《生化工程》课程教学大纲
《生化工程》课程教学大纲课程名称：生化工程英文名称：Biochemical Engineering总学时：36理论学时：36实验学时：0总学分：2一、课程的性质、目的及任务生物化学工程，简称生化工程。
它是运用化学工程的原理与方法将生物技术的实验室成果进行工业开发的一门学科。
它即可视为化学工程的一个分支，又可认为是生物技术的一个重要组成部分。
生化工程是化学工程和生物技术研究的前沿领域之一。
本课程的教学目的是为生物工程专业的学生在学习了生物化学、微生物、物理化学和化工原理等课程的基础上，学会将化学工程的基本原理合理地与生物技术研究相结合，力图突出应用化学工程的原理与方法解决生化反应过程开发、放大等工程技术问题的特点，让学生确实掌握有关的基本理论与方法，培养其分析和解决问题的能力。
二、课程教学基本要求在生物化学、微生物、物理化学和化工原理等先修课程的基础上，学习生化工程的基础内容和基本理论，掌握将化学工程基本原理应用到生化反应过程中的基本原则及方法。
三、课程教学基本内容1、绪论和课程教学方法2、均相酶催化反应动力学(1)酶反应的特征(2)可逆酶反应的动力学(3)影响酶反应的因素3、固定化酶反应动力学(1)酶的固定化方法(2)固定化酶的性质(3)固定化酶反应动力学4、细胞反应过程动力学(1)细胞反应的化学计量学(2)Monod方程(3)底物消耗动力学与产物生成动力学(4)动力学参数的测定和估算(5)固定化细胞反应动力学5、理想流动生化反应器(1)分批操作的搅拌罐反应器(2)连续操作的全混流理想反应器(3)连续操作的活塞流理想反应器(4)补料分批操作反应器6、传递过程(1)氧传递的双膜理论(2)影响氧传质的因素(3)搅拌反应器的结构与计算7、反应器放大与设计(1)反应器放大设计的依据和方法(2)工业反应器放大设计实例(3)生化工程设计与工程计算讨论8、新型反应器与生化工程进展四、学时分配表五、教材及教学参考书教材：《生化工程》，伦世仪堵国成主编，中国轻工业出版社，2009。
生化工程
古埃及麦芽发酵制得啤酒
将水浸泡过的大麦堆积在平整的石板上，使其发芽，几天 后让太阳晒干或用柴草烘干。把干麦捣成粉末，放入木桶中， 加适量温水，人在木桶中将麦芽粉踩踏成面团。空气中的酵 母菌使面团发酵膨胀后，人工再将它捏成面包状进行烘烤， 使淀粉胶结、蛋白质凝固。然后再捣碎，并掺入热水混合， 用筛子或无花果叶过滤，得到麦芽汁。将麦芽汁倒入陶罐中 再进行发酵，两天后便成为可口的啤酒。饮用时可用麦杆吸， 也可倒在碗里喝。
这种陶罐啤酒在古埃及常常作为供奉神灵的祭品，也用作 殉葬品。
二、生化工程的形成及发展
1857年法国科学家L.巴 斯德首先证明由活的酵母 发酵可以得到酒精（乙 醇），其他不同发酵产物 是由不同的微生物的作用 引起的。
4.三星堆遗址
该遗址地处四川省广汉，埋藏物为公元前4800年至公 元前2870年之间的遗物。该遗址中出土了大量的陶器和 青铜酒器，其器形有杯，觚，壶等。其形状之大也为史前 文物所少见。
5.山东莒县陵阴河大汶口文化墓葬
1979年，考古工作者在山东莒县陵阴河大汶口文化墓葬 中发掘到大量的酒器。其中有一组合酒器，包括酿造发酵所 用的大陶尊，滤酒所用的漏缸，贮酒所用的陶瓮，用于煮熟 物料所用的炊具陶鼎。还有各种类型的饮酒器具100多件。 据考古人员分析，墓主生前可能是一职业酿酒者。在发掘到 的陶缸壁上还发现刻有一幅图，据分析是滤酒图。
2. 河姆渡文化时期（公元前5000-3000年）
上述两个文化时期,均有陶器和农作物遗存，均具 备酿酒的物质条件。
3.磁山文化时期 磁山文化时期距今7355-7235年，有发达的农业经济。
据有关专家统计:在遗址中发现的“粮食堆积为100m3， 折合重量5万公斤”还发现了一些形制类似于后世酒器的 陶器。有人认为磁山文化时期，谷物酿酒的可能性是很大 的。
生化工程原理复习题及答案
生化工程原理复习题及答案一、名词解释1、生化工程：将生物技术的实验室成果经工艺及工程开发，成为可供工业生产的工艺过程，常称为生化工程。
2、灭菌：是指用物理或化学方法杀灭物料或设备中的一切生命物质的过程。
3、惯性冲撞机制：气流中运动的颗粒，质量，速度，具有惯性，当微粒随气流以一定的速度向着纤维垂直运动时，空气受阻改变方向，绕过纤维前进，微粒由于惯性的作用，不能及时改变方向，便冲向纤维表面，并滞留在纤维表面。
4、细胞得率：是对碳的细胞得率。
=生成细胞量某细胞含碳量或=消耗基质量某基质含碳量。
5、生物反应动力学：是研究在特定的环境条件下，微生物的生长、产物的生成、底物的消耗之间的动态关系及规律，以及环境因子对这些关系的影响。
生物反应工程：是一门以生物反应动力学为基础，研究生物反应过程优化和控制以及生物反应器的设计、放大与操作的学科。
6、返混：反应器中停留时间不同的物料之间的混合称为返混。
7、细非结构模型：8、非结构模型：如果把菌体视为单组分，则环境的变化对菌体组成的影响可被忽略，在此基础上建立的模型称为非结构模型。
结构模型：在考虑细胞组成变化基础上建立的微生物生长或相关的动力学模型。
9、限制性底物：是培养基中任何一种与微生物生长有关的营养物，只要该营养物相对贫乏时，就可能成为限制微生物生长的因子，可以是C 源、N源、无机或有机因子。
10、绝对过滤介质：绝对过滤介质的孔隙小于细菌和孢子，当空气通过时微生物被阻留在介质的一侧。
深层过滤介质：深层过滤介质的截面孔隙大于微生物，为了达到所需的除菌效果，介质必须有一定的厚度，因此称为深层过滤介质。
11、均衡生长:在细胞的生长过程中，如果细胞内各种成分均以相同的比例增加，则称为均衡生长。
非均衡生长:细胞生长时胞内各组分增加的比例不同，称为非均衡生长。
二、问答1、试述培养基灭菌通常具有哪些措施？灭菌动力学的重要结论有哪些？答：培养基灭菌措施有：（1）使用的培养基和设备需经灭菌。
生化工程考试大纲及详细解释
绪论1、重点1) 生化工程的定义（识记）将生物技术的实验室成果经工艺及工程开发，成为可供工业生产的工艺过程，常称为生化工程2 )生化工程的研究内容（识记）１、培养基灭菌、空气除菌、通气搅拌、反应器及比拟放大２、微生物的连续培养３、生物反应动力学４、固定化酶技术及应用2、次重点生化工程的发展历程（识记）生化工程学诞生于上世纪40年代。
早期的发酵工业只有较少种类的产品，其中厌氧发酵产品居多。
如酒类、乳酸。
厌氧发酵由于不大量供应氧气，染杂菌导致生产失败的机会较少，故而深层液体厌氧发酵早就具有相当大的规模。
那时只有少数的好氧发酵产品采用了深层液体发酵生产法，如面包酵母，醋酸。
前者因为酵母的比生长速率较高，后者因为醋酸的生成导致发酵液中pH降低，不易污染杂菌。
40年代前期，正好是第二次世界大战期间，战场上有成千上万的伤员需要救治，急需药物（非磺胺类）防止伤口感染。
早在1928年英国的学者Fleming发现了青霉素，1940年分离出纯品，1941～1942年在临床上应用，证明有非常好的疗效，这时急待将青霉素投入工业化生产。
第二章培养基灭菌和空气除菌1、重点1）微生物的热死灭动力学（应用）2）空气过滤设计（应用）2、次重点1）分批灭菌的设计（应用）分批灭菌：就是将配制好的培养基放在发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行加热灭菌的过程，通常也称为实罐灭菌。
2）连续灭菌反应器的流体流动模型（理解）3）连续灭菌设计（应用）连续灭菌：培养基在发酵罐外经过一套连续灭菌设备，以比分批灭菌高的温度和较短的时间进行快速连续加热灭菌，并快速冷却，再立即输入预先经过空罐灭菌后的发酵罐中3 、一般1）空气除菌方法（理解）(加热灭菌,辐射灭菌,化学灭菌,静电除尘,介质过滤)2）典型空气除菌流程（识记）(高空采风—空压机—贮罐—冷却器—总过滤器—分过滤器—净化空气—进罐)(北方) (湿度大时,应该在冷却器后加上油水分离器和除雾器)3）新型过滤器（理解）(聚乙烯醇过滤器,折式过滤除菌器,高效烧结金属过滤器,绝对过滤器)第三章氧的供需1、重点（1）概念：比耗氧速率:单位质量的细胞（干重）在单位时间内消耗氧的量。
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细菌纤维素的发酵技术的研究孙伟亮（山东农业大学生命科学学院）摘要：本次验证从木醋杆菌出发，通过一系列操作和试验，优化了木醋杆菌产细菌纤维素的发酵培养基及发酵条件。
优化后的发酵培养基组成为葡萄糖8％，酵母提取物2％，柠檬酸O．3％。
Na2HP04.12H2O 0．2％，KH2P040．1％，MgS04〃7H20.02％，乙醇l％；发酵条件为培养基初始pH值5．4，装液量为500mL 摇瓶中装100mL发酵液，发酵方式为静置培养。
经验证，使用优化后的培养基配方，在上述发酵条件下，30℃培养6d，细茵纤维素的产量可达0．633 g．100mL-I。
关键词：培养基;细菌纤维素；木醋杆菌；发酵中图分类号：TS105.2 文献标识码：A 文章编号：2012-0536（2010）12-0433-02Optimization of Medium and Conditions for FermentationProcess of Bacterial CelluloseSun Weilaing(Shandong Agriculture University College of Life Sciences) Abstract: conditions of producing bacterial cellulose andfind out a proper way of fermentation to produce more bacterial cellulose．The optimized media was obtained as follows：glucose8％，yeast extract powder 2％，citric acid 0．3％，Na2HP04〃12H200．2％，KH2P040．1％，MgS04〃7H20 0．02％，alcohol l％，and theproper fermentation condition as follows: pH5．4．static cultureat 30℃for 6 days．The yield is 0.633g〃lOOmL-1Key words:medium；bacterial cellulose; Acetobacter xylinuml; fermentation细菌纤维素是由某些微生物在含糖基质上发酵产生的一类超微纤维素．是由吡喃葡萄糖残基以β—l，4糖苷键连接而成的链状高分子聚合物。
与自然界存在的植物纤维素相比．细菌纤维素有更多优良的特性．如高纯度、高结晶度、较高的机械强度和很好的亲水性．并易于在环境中降解。
细菌纤维素作为一种新兴的生物材料。
在食品工业、生物医学、造纸工业、石油开采等方面都有广泛的用途。
在国外，如日本、美国，已经得到了较好的应用。
目前国内对细菌纤维素还处于研究阶段，实现产业化的技术障碍主要是发酵水平低。
在能够产细菌纤维素的细菌中。
木醋杆菌是研究得比较深入的菌种，发酵产细菌纤维素的能力较强，有较好的应用前景。
因此本项研究选择木醋杆菌作为研究对象，旨在优化培养基，确定初始发酵条件及通过不同培养方式的比较提高细菌纤维素的产量。
1材料与方法1．1 材料1)菌种木醋杆菌u812(A cetobacter xylinum¨812)，购自中国普通微生物菌种保藏中心。
2)培养基配方斜面培养基：葡萄糖10％。
酵母提取物l％，CaC032％，琼脂1．5％，pH值6．8，120℃灭菌20 min。
液体种子培养基：葡萄糖2％，蛋白胨l％，柠檬酸0．2％，Na2HP04〃12H2O 0．27％，MgS04〃7H2O0．03％。
pH值6．8，121℃灭菌20 min。
优化后的发酵培养基：葡萄糖8％．酵母提取物2％，柠檬酸0．3％，Na2HP04〃12H2O 0．2％，KH2P040．1％，MgS04〃7H20 0．02％，乙醇1％，pH值5．4，121℃灭菌20 min。
1．2方法1．2．1 培养方法将制备好的种子液接入液体培养基，用装液量为100 mL的摇瓶发酵。
30℃，150 rmin一摇床或静置培养．6 d后测纤维素干重。
1．2．2发酵培养基优化1)单因素试验确定适宜的碳源、氮源和有机酸基础发酵培养基配方为碳源5％．氮源1％．有机酸0．1％，Na2HP04〃12H20 0．27％，KH2P040．1％，MgS04〃7H20 0．025％，pH值6．8，121℃灭菌20 min。
其中碳源分别为葡萄糖、果糖、蔗糖、葡萄糖+蔗糖(1：1)、葡萄糖+果糖(1：1)和果糖+蔗糖(1：1)：氮源分别为蛋白胨、酵母提取物和胰蛋白胨：有机酸分别为柠檬酸、醋酸和乳酸。
接种量为8％。
装液量为500 mL的摇瓶装100 mL的发酵液．30℃。
150 r．min-1，摇床培养6 d后终止发酵．测定发酵终点的pH值和纤维素干重。
3次重复。
确定碳源、氮源、有机酸的种类时，分别固定氮源为蛋白胨，有机酸为柠檬酸；碳源为葡萄糖，有机酸为柠檬酸；碳源为葡萄糖，氮源为蛋白胨。
2)正交试验确定最佳培养基配比单因素试验确定适宜的碳源、氮源和有机酸后，以Na2HPO4〃12H20、KH2PO4和MgS04•7H20为无机盐，添加乙醇作为增效因子，进行L18(37)正交试验。
2结果与分析2．1 单因素试验结果与分析由表1数据可知．单独以葡萄糖为碳源时纤维素产量较高。
木醋杆菌能够直接利用葡萄糖合成纤维素。
果糖和蔗糖转化成葡萄糖后才能被木醋杆菌作为合成纤维素的前体物质。
以酵母提取物作为氮源时纤维素的产量较高。
柠檬酸有利于纤维素的合成。
因此选定葡萄糖为碳源，酵母提取物为氮源．柠檬酸为有机酸，进行正交试验。
注：A—F为确定碳源的培养基．I一Ⅲ为确定氮源的培养基，X—Z为确定有机酸的培养基。
“一”表示纤维素产量很低．烘干后无法在分析天平上测出，“一一”表示不产纤维素。
2．2正交试验结果与分析正交试验因素水平和结果见表2、表3。
由表3知．7个因素对纤维素产量影响的主次顺序为A>D>C>F>E>B>G，即培养基各成分对纤维素产量的影响顺序为葡萄糖>KH2P04>Na2HP04〃12H20>柠檬酸>MgS04"7H20>酵母提取物>乙醇。
由方差分析结果可知．除G因素外。
其他因素对细菌纤维素产量影响显著．显著性大小顺序为A>D>C>F>E>B．即培养基各成分对纤维素产量的影响顺序为葡萄糖>KH2PO4>Na2HP04〃12H20>柠檬酸>MgSO4•7H20>酵母提取物，与极差分析所得结果一致。
正交试验中纤维素产量最高的为第18组试验，结合表2，各因素的水平为A 3B3C2D1E2F3G1。
通过极差分析得到的理论上纤维素产量最高的培养基配方各因素水平为A3C2D1E2F3G2。
极差分析所得的理论上纤维素产量最高的培养基配方不包括在正交试验设计的18组试验中．但与其中的第18组各水平相差不大．除B因素和G 因素外．其他各因素的水平相同．而B因素和G因素对纤维素产量影响不大。
因此，在实际中。
较优培养基配方可以选择的各因子水平为A3B3C2D1E2F3G1或A 3B2C2D1E2F3G2。
因此得到的较优培养基配方为葡萄糖8％．酵母提取物2％，柠檬酸0．3％，Na2HP04〃12H20 0．2％，KH2P04O．1％，MgS04•7H20 0．02％，乙醇l％，pH值6．8，121℃灭菌20min。
3 小结本项研究中．通过单因素试验，确定了最适合木醋杆菌产细菌纤维素的碳源为葡萄糖．氮源为酵母浸粉．经过正交试验．确定木醋杆菌最适配方为葡萄糖8％，酵母提取物2％．柠檬酸0．3％，Na2HP04‧12H2O0．2％，KH2P040．1％，MgS04〃7H2O0．02％。
乙醇1％。
经过进一步试验．确定最适合木醋杆菌产纤维素的条件为初始pH值5．4，装量100mL‧500 mL-1三角瓶，接种量10％，28℃静置培养6 d。
经验证。
细菌纤维素产量最高可达0．633 g〃100 mL-1。
参考文献：[1]尹娟，万中义，周荣华，王开梅，杨自文。
细菌纤维素发酵技术初步研究(中国科学院武汉病毒研究所武汉 430061。
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