发酵工程总结

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发酵工程知识点总结归纳

发酵工程知识点总结归纳

发酵工程知识点总结归纳一、发酵工程概述1. 发酵工程的定义发酵工程是一门研究微生物、酶等生物催化剂在工业生产中广泛应用的工程学科。

2. 发酵工程的历史发酵工程的历史可以追溯到几千年前,最早的酿酒技术可以追溯到古代民族。

随着人类对微生物的认识和技术的发展,发酵工程逐渐成为一门系统的学科。

3. 发酵工程的应用领域发酵工程广泛应用于食品、饮料、医药、生物制药、环保等领域,对人类的生活和健康有着重要影响。

二、发酵过程及机理1. 发酵过程发酵过程是利用微生物或酶对有机物进行生物催化反应,产生有机产物或能量的过程。

发酵过程通常包括菌种培养、发酵产物的分离提纯等步骤。

2. 发酵机理发酵的基本机理包括微生物的生长和代谢过程,包括物质的代谢途径、酶的作用、生理生化特性等。

三、发酵工程中的微生物1. 发酵微生物的分类发酵微生物包括细菌、真菌、酵母等。

不同的微生物在发酵过程中起到不同的作用。

2. 发酵微生物的培养发酵微生物的培养包括培养基的配制、发酵罐的设计等环节,培养条件对微生物的生长和代谢具有重要影响。

3. 发酵微生物的选育发酵工程中常用的微生物包括大肠杆菌、酵母菌等,针对不同的产品需要选择适合的微生物用于发酵生产。

四、发酵工程中的酶1. 酶的分类酶是生物催化剂,可以促进化学反应的进行。

按照其作用方式可以分为氧化酶、还原酶、水解酶等。

2. 酶的应用酶在发酵工程中有着广泛的应用,可以用于生产食品、医药、生物燃料等产品。

3. 酶的工程化酶的工程化包括酶的产生、提纯、改良等步骤,使其更好地适用于实际生产。

五、发酵工程中的设备1. 发酵罐发酵罐是用于放置和滋生微生物的设备,包括灭菌、通气、控温等功能。

2. 排气系统排气系统可以有效地排除产生的二氧化碳和其他代谢产物,以保证发酵过程的正常进行。

3. 分离设备分离设备包括离心机、膜分离等,用于分离提纯发酵产物。

六、发酵工程中的工艺控制1. 发酵条件的控制发酵过程中需要控制pH、温度、氧气供应等参数,以保证微生物的生长和产物的产生。

发酵工程实验报告总结

发酵工程实验报告总结

发酵工程实验报告总结发酵工程实验是一项非常重要且广泛应用的实验,通过实验,我们可以了解到发酵过程中的微生物生长和代谢规律,提高发酵过程的效率和产物质量。

本次实验主要涉及到发酵过程中的控制变量,发酵过程中微生物的生长和代谢规律的研究以及发酵过程中产物的分析等内容。

通过本次实验,我了解到了发酵过程中的一些基本原理和技术,对发酵工程有了更加深入的认识。

在实验中,我们首先进行了菌种的培养和优选。

通过实验,我们了解到菌种的选择和培养过程对发酵过程中的微生物生长和产物质量具有重要的影响。

通过对不同菌种的筛选和培养条件的优化,我们可以选择到合适的菌种,并使其生长状况良好,提高发酵过程的效率。

在实验中,我们还进行了发酵过程的控制变量的研究。

通过对发酵过程中温度、pH值、氧气供应等因素的控制,我们可以调节微生物的生长速度和产物的合成效率。

实验结果表明,控制变量对发酵过程中的微生物生长和产物质量具有明显的影响。

因此,合理地控制发酵过程中的各项参数是提高发酵效率和产物质量的关键。

在实验中,我们还对发酵过程中微生物的生长和代谢规律进行了研究。

通过对微生物数量、生物量、细胞代谢产物等指标的测定和分析,我们可以了解到微生物在不同生长阶段的代谢特点和变化规律。

实验结果表明,微生物生长和代谢过程中有明显的生长阶段和代谢阶段的变化,我们可以根据这些变化规律来调节发酵过程中的控制变量,提高发酵效率。

最后,在实验中,我们还对发酵过程中产物的分析进行了研究。

通过对发酵产物的组成、含量、纯度等指标的分析和测定,我们可以评估发酵过程的效果和产物质量。

实验结果表明,发酵产物的组成和含量与微生物的生长和代谢过程密切相关,通过调节好发酵过程中的控制变量和选择合适的菌种,我们可以获得高质量的发酵产物。

综上所述,发酵工程实验是一项非常重要和有意义的实验,通过实验,我们可以了解到发酵过程中的微生物生长和代谢规律,探索调节发酵过程的控制变量以提高发酵效率和产物质量的方法。

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。

发酵工程全部知识点总结

发酵工程全部知识点总结

发酵工程全部知识点总结一、发酵工程的基本概念1. 发酵的定义发酵是指利用微生物或其代谢物来改变物质的过程。

主要包括酵母、细菌、真菌等微生物。

2. 发酵工程的定义发酵工程是指利用发酵微生物代谢特性,通过合理调控环境条件,进行微生物发酵过程中的相关技术。

二、发酵微生物1. 酵母酵母是发酵工程中最常用的微生物,广泛应用于酒类、面包、啤酒等食品工业中。

2. 细菌细菌在发酵工程中也有重要的应用,如益生菌、酸奶中的乳酸菌等。

3. 真菌真菌发酵应用广泛,包括酵素生产、抗生素生产、食品添加剂等。

三、发酵工程的基本过程1. 液体发酵液体发酵是将发酵微生物培养在液体培养基中,通过控制培养基成分、通气、温度等条件来进行微生物代谢产物的生产。

2. 固体发酵固体发酵是将发酵微生物培养在固体底物中,通过控制底物成分、湿度、通气等条件来进行微生物代谢产物的生产。

3. 半固体发酵半固体发酵是将发酵微生物培养在半固体底物中,采用液态和固态发酵的优点来进行微生物代谢产物的生产。

四、发酵工程的主要设备和工艺1. 发酵罐发酵罐是发酵工程的主要设备之一,根据不同的发酵工艺和需求,可以采用不同类型的发酵罐。

2. 发酵工艺发酵工艺是指在发酵过程中,针对不同的微生物和产物特性,进行合理的发酵条件控制和操作流程。

3. 发酵控制系统发酵控制系统是指在发酵工程中,通过自动化设备和仪器,实现对发酵条件如温度、pH 值、通气、搅拌等的精确控制。

五、发酵工程的应用范围1. 食品工业发酵工程在食品工业中应用广泛,如酿造啤酒、制作酸奶、发酵面包、制作酱油等。

2. 医药工业发酵工程在医药工业中应用广泛,如生产抗生素、激素、酶制剂等。

3. 燃料工业发酵工程在燃料工业中也有应用,如生物乙醇、生物柴油等。

4. 化学工业发酵工程在化学工业中也有应用,如生产乳酸、丙酮、丙二醇等。

六、发酵工程的发展趋势1. 发酵工程技术的进步随着科技的不断进步,发酵工程的技术也在不断提高,发酵设备和工艺不断更新。

发酵工程知识点总结

发酵工程知识点总结

➢名词解释(每个3分)➢填空题➢单项选择题➢计算题(2题)➢简答题(4-5题)➢分析题(1-2题)➢论述或问答题(1题)第一章1发酵和发酵工程的概念发酵狭义:利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动,来制备微生物菌体或其代谢产物的过程。

广义:凡是培养细胞(动、植物和微生物细胞)来制得产品的过程。

发酵工程研究发酵工业生产过程中,各个单元操作的工艺和设备的一门科学2、发酵工程研究的内容※发酵工业用生产菌种的选育:◆自然选育◆诱变育种◆基因工程育种※发酵条件的优化与控制※生物反应器的设计※发酵产物的分离、提取和精制3、发酵类型1 按发酵产品的类型划分2 按发酵工艺是否需氧划分※厌氧发酵:如酒类发酵、酒精发酵、丙酮丁醇发酵、乳酸发酵和甲烷发酵※通风发酵:如酵母菌生产、抗生素发酵、有机酸发酵、氨基酸发酵和酶制剂生产等3 按发酵工艺培养基的状态划分※固态发酵:主要应用于传统酿造业。

※液态发酵:,是目前发酵工业所采用的主要工艺。

4、发酵工艺培养方法发酵工艺培养方法有:固态发酵工艺和液态发酵工艺1固态发酵工艺※固态薄层发酵※固态厚层(通风)发酵2 液态发酵工艺※液态表面发酵(浅盘发酵)工艺※液态深层通风发酵(Submerged fermentation)液态深层通风发酵是指在无菌条件下,在液体培养基内部进行微生物培养,获得产品的过程。

它包括向发酵罐中通入大量无菌空气、搅拌使空气均匀、培养基灭菌和无菌接种。

液态深层通风发酵是发酵工业使用的主要工艺。

5、分批发酵,分批补料发酵分批发酵(batch-process):在生物反应器内投入限量培养基后,接入微生物菌种进行培养,完成一个生长周期,获得产品的微生物培养方法。

是目前传统发酵工业所采用的主要发酵形式。

在分批补料发酵:发酵的开始投入一定量的培养基,在发酵过程的适当时期,开始连续补加碳或(和)氮源或(和)其他必需基质,直至发酵液体积达到发酵罐最大操作容积后,将发酵液一次放出,这种操作方式称为补料分批发酵。

高中发酵工程的知识点总结

高中发酵工程的知识点总结

高中发酵工程的知识点总结一、发酵工程的基本概念1. 发酵工程的定义发酵工程是以微生物或酶等生物催化剂为基础,通过控制合适的环境条件,利用微生物或酶的代谢作用,进行有选择地生产物质或提取有用产品的工程技术。

2. 发酵工程的原理发酵工程利用生物催化剂在适宜的温度、pH、氧气供应等条件下对原料进行代谢作用,使其产生有用的化学产物。

发酵过程分为有氧发酵和无氧发酵,有氧发酵是指微生物在充分供氧的情况下进行代谢作用,而无氧发酵则是微生物在缺氧条件下进行代谢作用。

3. 发酵工程的应用发酵工程在食品、医药、酒类、饲料、化工等领域都有重要的应用,可以生产出酒精、乳酸、维生素、抗生素、酶等多种产品。

二、微生物学基础1. 微生物的分类微生物是一类极小的生物体,包括细菌、真菌、酵母菌、病毒等。

其中,细菌可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,酵母菌主要是酵母菌科的酵母菌,真菌包括霉菌和酵母菌。

2. 微生物的生长特性微生物的生长需要适宜的温度、pH值、氧气供应等条件,不同微生物的生长特性有所不同。

典型的微生物生长曲线包括潜伏期、对数生长期和平稳期。

3. 微生物的代谢特点微生物的代谢分为呼吸代谢和发酵代谢两种形式。

呼吸代谢需要有氧气,产生CO2和H2O,而发酵代谢不需要氧气,产生乳酸、酒精、醋酸等产物。

4. 微生物的培养方法微生物的培养方法包括液体培养和固体培养两种形式,培养基的选择对微生物的生长有重要影响。

三、发酵工程的工艺流程1. 发酵工程的基本流程发酵工程的基本流程包括发酵菌种的培养和保存、发酵罐的设计和运行、发酵过程的控制和调节、产品的分离和提取等步骤。

2. 发酵工程的发酵罐发酵罐是进行微生物发酵的设备,按照不同的设计要求可分为批式发酵罐和连续式发酵罐。

3. 发酵工程的发酵菌种发酵菌种是进行发酵的微生物,可以是细菌、酵母菌、真菌等。

合适的发酵菌种是发酵工程成功的关键。

4. 发酵工程的发酵过程控制发酵过程的控制包括温度、pH值、氧气供应、营养物质的添加等方面,需要根据不同的菌种和发酵产品进行调节。

发酵工程原理知识点总结

发酵工程原理知识点总结

发酵工程原理知识点总结发酵工程是一门研究微生物在发酵过程中生长、代谢和产物形成的工程学科。

其研究内容包括发酵微生物的筛选与培养、优化发酵条件、发酵过程监控与控制、发酵产物提取纯化与分离、罐内动力学和发酵机理等。

以下是发酵工程原理的相关知识点总结:1.发酵微生物的筛选与培养:(1)选材原则:产物多、投资少、筛选简单、培养容易、操纵方便;(2)常用的微生物包括细菌、酵母、霉菌等;(3)需考虑微生物生长的条件,如pH、温度、氧气供应等;(4)历经菌种筛选、单菌菌种的分离和纯化、菌种的贮藏等步骤;2.发酵条件的优化:(1)pH的控制:不同微生物对pH的要求不同,可以通过酸碱控制剂来调节pH;(2)温度的控制:温度是细胞生长和代谢的重要因素,一般通过水浴或发酵罐内加热来实现温度控制;(3)氧气供应的控制:氧气是许多微生物生长和代谢必需的,可以通过氧气流量的调节或增加曝气器的表面积来提供充足的氧气;(4)发酵液的搅拌速度和离心速度:搅拌可增强氧气传递和培养液的混合,离心可实现发酵产物的分离和提纯;3.发酵过程监控与控制:(1)发酵过程中需要监测的重要指标包括微生物生长速率、酸碱度、氧气浓度、温度、发酵产物浓度等;(2)监控手段有离线分析法、在线分析法和非破坏性检测法;(3)通过对监测指标的控制,实现对发酵过程的控制与优化,如调节酸碱度、温度以及添加营养物质来提高产量和产物质量;4.发酵产物的提取纯化与分离:(1)通过离心和过滤等物理方法,去除微生物和固体颗粒;(2)通过萃取、渗析、蒸馏、结晶等方法来提纯产物;(3)产物的纯化和分离过程需要进行监测和控制,以确保产物的纯度和产量;5.罐内动力学和发酵机理:(1)罐内动力学研究微生物的生长和代谢过程,了解微生物在不同发酵过程中的特性;(2)通过建立数学模型,可以预测发酵过程中微生物产物的生成速率和浓度变化;(3)对发酵机理的研究有助于进一步优化发酵条件,提高产物的产量和质量;以上是发酵工程原理的一些主要知识点总结。

发酵工程期末考点总结

发酵工程期末考点总结

第一章绪论狭义“发酵”的定义:在生物化学或生理学上发酵是指微生物在无氧条件下,分解各种有机物质产生能量的一种方式,或者更严格地说,发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。

广义“发酵”的定义:工业上所称的发酵是泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程,它包括厌氧培养的生产过程,如酒精、丙酮丁醇、乳酸等,以及通气(有氧)培养的生产过程,如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。

产品即有细胞代谢产物,也包括菌体细胞、酶等。

“发酵工程”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性服务的一门科学。

发酵工程的特点:1)常温常压下进行的生物化学反应,反应安全,要求条件也比较简单。

2)发酵所用的原料简单粗放3)反应的专一性强,因而可以得到较为单一的代谢产物4)发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要5)可以产生比较复杂的高分子化合物。

6)微生物菌种是进行发酵的根本因素7)工业发酵与其他工业相比,投资少,见效快,并可以取得显著的经济效益。

发酵过程的组成:繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份确定;培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌;培养出有活性、适量的纯种,接种入生产容器中;微生物在最适合于产物生长的条件下,在发酵罐中生长;产物提取和精制;过程中排出的废弃物的处理。

发酵产品的类型: 菌体、代谢产物、酶初级代谢产物:氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、脂类和碳水化合物等。

次级代谢产物:有些微生物的稳定期培养物中所含有的化合物,并不在营养期时出现,而且未见到对细胞代谢功能有明显的影响。

例如,抗生素。

生物转化过程定义:生物细胞或其产生的酶能将一种化合物转化成化学结构相似,但在经济上更有价值的化合物。

特点:反应条件温和(30-40℃,常压,水相反应)反应选择性高反应产物纯度高(包括光学纯)反应底物简单便宜(一般无毒、不易燃)反应收率主要取决于菌种的性能设备简单第二章:生产菌种的来源微生物的特性及工业微生物的要求:1)微生物的特性:体积小、面积大;吸收快、转化快;生长旺、繁殖快;易变异、适应性强;种类多、分布广2)工业化菌种的要求:能够利用廉价的原料,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遗传性能要相对稳定不易感染它种微生物或噬菌体产生菌及其产物的毒性必须考虑生产特性要符合工艺要求菌种在发酵过程中不产生或少产生与目标产品性质相近的副产物和其它产物。

发酵工程工作总结

发酵工程工作总结

发酵工程工作总结
发酵工程是一门涉及微生物、生物化学、工程学等多学科知识的综合性学科,
其应用范围涉及食品、医药、化工等多个领域。

在过去的一段时间里,我有幸参与了发酵工程的工作,并在实践中积累了一些经验和感悟,现在我将对这段经历进行总结和分享。

首先,发酵工程的工作需要对微生物的生长规律和代谢途径有深入的了解。


实际操作中,我们需要根据不同微生物的特性,选择合适的培养基、培养条件和发酵工艺参数,以保证微生物能够获得最佳的生长环境,从而产生出高效的发酵产物。

在这个过程中,对微生物的生理特性和代谢途径的理解是至关重要的。

其次,发酵工程的工作需要对发酵工艺有深入的了解和熟练的操作技能。

在实
际操作中,我们需要掌握各种发酵设备的使用方法,了解不同发酵工艺的优缺点,并且能够根据实际情况进行灵活调整和优化。

同时,我们还需要对发酵过程中可能出现的问题有预见性,并且能够迅速有效地解决这些问题,以保证整个发酵过程的顺利进行。

最后,发酵工程的工作需要具备团队合作和沟通能力。

在实际工作中,我们需
要与不同领域的专业人员进行密切的合作,共同解决实际问题。

而且,我们还需要与同事之间进行有效的沟通和协调,以保证整个团队的工作能够有序进行。

总的来说,发酵工程是一项综合性强、应用广泛的工作,需要我们具备多方面
的知识和能力。

在未来的工作中,我将继续努力学习,不断提升自己的专业素养,以更好地为发酵工程的发展做出贡献。

发酵工程知识点总结

发酵工程知识点总结

发酵工程知识点总结一、发酵工程的基本概念发酵工程是利用微生物、酶等生物体对有机物进行代谢的技术和工艺。

通过对微生物的培养、发酵过程的调控和产物的提取等一系列工艺步骤,实现对特定有机物的高效生产。

发酵工程是一门综合国家的学科,涉及生物学、化学工程、微生物学、工艺学等多个学科的知识。

二、发酵工程的发展历史发酵工程的起源可以追溯到几千年前,人类早在古代就已经开始利用自然界中的微生物进行发酵生产,如制酒、酿酒、发酵豆腐等工艺。

随着科学技术的发展,特别是现代微生物学、生物技术和生物化工技术的兴起,发酵工程逐渐成为一门独立的学科,并得到了迅速的发展。

三、发酵工程的基本原理发酵过程是一种微生物或酶对有机物进行代谢的过程。

微生物在合适的温度、pH值、氧气供应等条件下,利用有机物作为碳源进行代谢,产生新的有机化合物。

该过程分为静态发酵和动态发酵两种方式。

在发酵工程中,需要控制好微生物的生长条件,确保发酵产物的质量和产量。

四、发酵工程的主要微生物种类发酵工程中常用的微生物包括细菌、真菌、酵母等。

常见的细菌有大肠杆菌、乳酸菌等,真菌有曲霉、酵母菌等。

不同的微生物对有机物的代谢方式有所差异,因此在不同的发酵工程中需要选择合适的微生物种类。

五、发酵工程的工艺流程发酵工程的工艺流程主要包括微生物的培养、发酵过程的控制和产物的提取三个阶段。

微生物的培养是指通过预处理、接种和发酵基质制备等步骤,使得微生物得到最佳的生长繁殖条件。

发酵过程的控制是指通过对温度、pH值、氧气供应等因素的调控,使得微生物产生出期望的产物。

产物的提取则是指将发酵产物从培养基中分离出来,并经过精制处理得到最终的产品。

六、发酵工程中的发酵罐发酵罐是发酵工程中最为重要的设备之一,它是用来进行微生物培养和发酵过程控制的容器。

根据不同的发酵工艺要求,发酵罐可以分为批次式发酵罐、连续式发酵罐等多种类型。

在发酵罐中,需要控制好温度、pH值、氧气供应等因素,以确保微生物的生长和代谢过程。

高三生物发酵工程知识点总结

高三生物发酵工程知识点总结

高三生物发酵工程知识点总结在高三的生物学课程中,我们学习了许多有关生物发酵工程的知识。

发酵工程是一门将微生物和有机物结合起来产生有用产物的科学,涉及到了微生物学、生物化学、和工程学的多个领域。

本文将总结高三生物学中所学习的一些发酵工程的重要知识点。

1. 发酵工程的定义和应用发酵工程是利用微生物进行发酵生产的一门科学。

它可以用于食品工业、制药工业和环境工程等领域。

在食品工业中,我们通常利用微生物发酵来制作酸奶、啤酒、面包等食品。

在制药工业中,发酵可以用来生产抗生素、维生素和其他药物。

在环境工程中,发酵是处理废物和产生可再生能源的重要方法。

2. 发酵过程的基本原理发酵是一种有氧或无氧条件下的微生物代谢过程。

它通常分为三个阶段:生长阶段、发酵阶段和产物分离和纯化。

在生长阶段,微生物需要合适的温度、pH值和营养物质来进行生长。

在发酵阶段,微生物利用底物进行代谢反应,并产生所需的产物。

在产物分离和纯化阶段,通过一系列的分离和纯化步骤,得到纯净的产物。

3. 杀菌技术在发酵工程中,杀菌是一项重要的步骤。

杀菌可以去除微生物中的杂质和竞争微生物,以确保发酵过程的顺利进行。

常见的杀菌方法包括高温杀菌、紫外线辐射和滤过。

4. 发酵过程监控发酵过程的监控对于产物的得率和品质至关重要。

常用的发酵过程监控方法包括测量发酵生物体积、氧气和二氧化碳浓度、底物浓度以及产物浓度。

这些监控手段可以帮助工程师调整发酵条件,以达到最佳的产物结果。

5. 常见的发酵工程应用在生活中,我们能够接触到许多发酵工程的应用。

例如,酵母菌发酵是制作面包的基础过程。

当酵母菌在面团中进行发酵时,它们分解葡萄糖,产生二氧化碳气泡,使面团发酵膨胀。

啤酒的制作也是通过酵母菌发酵产生的。

此外,酸奶、味精、红曲米等都是通过发酵工程制造的。

6. 发酵工程的未来发展随着科学技术的进步,发酵工程在未来将有更广阔的发展前景。

例如,通过基因工程技术,可以改良微生物的代谢途径,增强产物产量和质量。

高中生物发酵工程的知识点总结

高中生物发酵工程的知识点总结

高中生物发酵工程的知识点总结高中生物的发酵工程是生物学中的一个重要分支,涉及到多种微生物和酶的使用,是现代生物技术的重要组成部分。

在学习高中生物发酵工程时,需要掌握一些基本的知识点,下面就是一个高中生物发酵工程的知识点总结。

一、发酵工程的概念和分类发酵工程是利用微生物和生物酶对一些物质进行转化的过程。

它主要分为植物发酵工程、微生物发酵工程和动物发酵工程。

其中,微生物发酵工程是最常见的。

二、发酵微生物的分离与培养发酵工程要涉及到微生物的使用,因此分离与培养是非常关键的步骤。

在高中生物实验中,我们可以采用以下步骤进行分离和培养:1. 采样:从自然环境或其他已经进行的发酵过程中取样,可以得到微生物样本。

2. 筛选:将样本分别接种到不同的培养基上进行筛选,选出合适的微生物株。

3. 培养:将筛选出的微生物株进行培养,包括静态和摇床培养。

三、发酵过程参数的调控发酵过程中,有多种参数需要调控,以保证发酵过程的顺利进行,同时也可以提高产品的产量和质量。

1. pH调控:不同微生物对pH的适应范围不同,需要在不同的阶段进行调控。

2. 温度调控:对于不同的微生物来说,有特定的最适生长温度。

3. 氧气含量调控:不同的微生物对氧气含量的需求也不同,需要根据微生物的特性进行调控。

4. 搅拌速度调控:搅拌速度可以影响发酵液的气体传递和混合均匀度,需要根据具体情况进行调控。

4、发酵液的成分在发酵工程中,发酵液的成分非常重要,可以直接影响发酵的效果和产品质量。

1. 碳源:微生物需要碳源来进行生长和转化,常见的碳源包括葡萄糖、淀粉和纤维素等。

2. 氮源:氮源可以影响微生物的生长速率和产物合成,常见的氮源包括氨基酸、尿素和硝酸盐等。

3. 矿物元素:矿物元素对于微生物的生长和代谢也非常重要,常见的矿物元素包括钙、磷和镁等。

4. 其他添加剂:例如表面活性剂、营养补充剂、抗生素等,也可能会对发酵液的成分产生影响。

5、发酵产物的提取发酵产物的提取是整个发酵过程的关键环节之一,涉及到后续生产的成本和产品的质量。

第1章 发酵工程 期末复习知识点总结【新教材】人教版高中生物选择性必修三

第1章  发酵工程 期末复习知识点总结【新教材】人教版高中生物选择性必修三

第1章发酵工程1.1传统发酵技术的应用一、发酵与传统发酵技术1. 发酵: 人们利用微生物, 在适宜的条件下, 将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物。

2. 传统发酵食品——腐乳:(1) 原料: 豆腐。

(2) 参与发酵的微生物: 酵母、曲霉和毛霉等, 起主要作用的是毛霉。

(3) 物质变化: 蛋白质小分子的肽和氨基酸。

毛霉是怎样将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸的?提示: 毛霉产生的蛋白酶将蛋白质分解。

3. 传统发酵技术:(1) 概念: 直接利用原材料中天然存在的微生物, 或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。

(2) 特点: 以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主, 通常是家庭式或作坊式的。

4. 下列食品是传统发酵食品的是②③④⑥⑦⑧⑨。

①豆腐②腐乳③酱油④香醋⑤豆油⑥泡菜⑦豆豉⑧馒头⑨米酒⑩豆浆酸奶米饭二、尝试制作传统发酵食品(一) 制作泡菜1. 菌种来源: 植物体表面天然的乳酸菌。

2. 原理: 无氧的情况下, 乳酸菌将葡萄糖分解为乳酸。

反应简式: C 6 H 12 O 6 2C 3 H 6 O 3 (乳酸) +能量。

3. 方法步骤:4. 结果分析与评价:判一判: 结合泡菜的制作原理和过程, 判断下列实验分析的正误:(1) 用水密封泡菜坛可以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境。

(√)(2) 随着发酵时间的延长, 泡菜中乳酸含量逐渐增加, 所以泡菜腌制时间越长越好。

(×)提示: 当乳酸含量为0. 4%~0. 8%时, 泡菜的口味、品质最佳, 如果发酵时间过长, 乳酸含量过高,口味不佳, 还需考虑亚硝酸盐含量的问题。

(3) 制作泡菜时配制的盐水可以直接使用。

(×)提示: 盐水应该煮沸冷却后再使用。

(4) 蔬菜和香辛料不能装满泡菜坛, 只能装八成满。

(√)蔬菜中含有较多的硝酸盐, 试从泡菜的制作过程分析亚硝酸盐产生的原因。

提示: 泡菜是新鲜蔬菜经过乳酸菌等微生物的发酵制作而成的, 蔬菜中的硝酸盐在某些微生物的作用下被还原成亚硝酸盐。

发酵工程原理知识点总结

发酵工程原理知识点总结

发酵工程原理知识点总结1.微生物生长和代谢:发酵工程原理的基础是对微生物生长和代谢过程的深入理解。

微生物生长的关键因素包括温度、pH值、营养物质和氧气的供应等。

在发酵过程中,微生物通过代谢合成或降解有机物质,产生所需的产物或者降解废物。

代谢途径包括糖的发酵、酸的代谢、氨基酸和脂类的合成等。

2.反应器的设计和操作:反应器是发酵工程中最核心的装置,其设计和操作直接影响发酵过程的效果。

常见的反应器类型包括批式反应器、连续流动反应器和离散批式反应器等。

反应器的设计需要考虑气液传质、热量传递、气体液体反应速率等因素。

操作方面,需要控制反应器内的温度、pH值、氧气和营养物质的供应等参数。

3.发酵过程的监测和控制:发酵过程的监测和控制是保证发酵工程运行稳定和高效的关键。

监测包括微生物数量、代谢产物的浓度、营养物质的消耗和废物的产生等方面。

常用的监测方法包括生物量测定、物质浓度测定、环境参数的监测等。

控制方面,需要根据监测结果调整温度、pH值、氧气和营养物质的供应,以维持发酵过程的稳定和高效。

4.发酵工艺的优化:发酵工艺的优化是提高产量和质量的关键。

优化方法包括微生物菌种的选取、培养基组成的优化、发酵条件的优化等。

在微生物菌种选取上,需要考虑产物的需求和微生物的特性。

培养基的组成需要提供充足的营养物质,以满足微生物的生长需求。

发酵条件的优化包括控制温度、pH值、氧气和营养物质的供应等,以最大程度地促进微生物的生长和代谢。

5.发酵工程的应用领域:发酵工程广泛应用于食品、饮料、制药、化工等工业领域。

在食品工业中,发酵工程用于酿造啤酒、酱油、味精等食品。

在制药工业中,发酵工程用于制备抗生素、酶、氨基酸等生物药品。

在化工工业中,发酵工程用于生产有机酸、有机溶剂等化学品。

总之,发酵工程原理涉及微生物的生长和代谢、反应器的设计和操作、发酵过程的监测和控制等方面。

了解和掌握发酵工程原理,可以为工程师在发酵工程中的设计和操作提供理论和实践指导,进一步提高发酵工程的效果和产量。

发酵工程(总结)

发酵工程(总结)

名词解释:⒈诱变育种:利用物理、化学等因素,使微生物DNA上的碱基发生改变,而排列错误的DNA 模版形成异常的遗传信息,造成某些结构变异,导致细胞功能的改变⒉前体:是指加到发酵培养基中的某些化合物,能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去,而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因其加入而有较大的提高。

⒊促进剂:在氨基酸、抗生素、和酶制剂的发酵过程中可在发酵培养基中加进某些对发酵起一定促进作用的物质⒋介质过滤:过滤时用来阻留固体颗粒、渗透液体的多孔隙固体物质。

⒌种子培养:将冷冻干燥管、砂土管中处于休眠状态的工业菌种接入试管斜面活化后,再经摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种的过程。

这些纯培养物称为种子⒍发酵热:发酵过程中所产生的热量,叫做发酵热。

Q发酵=Q生物+Q搅拌-Q蒸发-Q辐射⒎微生物工程:是利用微生物为工业大规模生产服务的一门工程技术,它直接建立在微生物工业基础上,随着微生物工业的发展而迅速发展,并与化学工业的新发展相结合⒏发酵动力学:是研究发酵过程中菌体生长,基质消耗,产物生成的动态平衡及其内在规律⒐连续培养:又称连续发酵,是在开放系统中进行的,指以一定的速率向发酵罐内添加新鲜培养基,同时以相同的速度流出培养液,从而使发酵罐内的容量维持恒定,使培养物在近似恒定的状态下生长的培养方法⒑次级代谢:微生物在生长和繁殖过程中合成一些功能不明确的化合物,如抗生素、酶抑制剂、色素等,一般将生成的这些化合物的代谢称为次级代谢。

这些化合物称为次级代谢产物⒒诱变剂:能够提高生物体突变频率的物质⒓菌种退化:菌种的抗生素产生抑菌圈减少,分解菌水解圈减小和生产菌株产量降低的现象⒔自然选育:微生物不经过人工诱变处理,从而自然生长繁殖与菌种保存的过程中选出突变菌株的过程⒕抑制剂:抑制某些代谢途径的进行,同时刺激另一代谢途径,以致可以改变微生物的代谢途径⒖连续灭菌:培养基连续流入灭菌容器内(连消塔),经流入维持罐,一定时间保温后,冷却流入发酵罐⒗分批发酵:在发酵中,营养物和菌种一次加入进行培养,直到结束放出,中间除了空气进入和尾气排出外,与外部没有物料交换。

高二发酵工程的知识点总结

高二发酵工程的知识点总结

高二发酵工程的知识点总结发酵工程是一门涉及生物和工程学科的交叉学科,研究生物质在微生物或酶的作用下产生有用产物的过程。

在高二阶段的学习中,掌握发酵工程的基本知识点对于进一步深入学习和理解发酵工艺具有重要意义。

本文将对高二发酵工程的知识点进行总结。

一、发酵工程的基本概念和原理1. 发酵的定义:发酵是生物体在无氧或微氧条件下通过酶的催化作用将有机物转化为有机酸、醇、酮、酯、酶或其他化合物的过程。

2. 发酵的分类:根据所用微生物的种类和发酵过程的条件,发酵可以分为酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵、酱油发酵等。

3. 发酵的条件:发酵过程中,需要控制温度、pH值、营养物质和氧气供应等条件,以保持微生物的生长和产酶/产物的最佳状态。

4. 发酵过程的步骤:发酵过程包括菌种接种、培养基制备、发酵液发酵、产物分离和纯化等步骤。

二、常见的发酵工艺1. 酒精发酵:酒精发酵是将糖类物质经过酵母菌的作用转化为乙醇和二氧化碳的过程。

常见的应用包括酿酒、酿造啤酒等。

2. 乳酸发酵:乳酸发酵是将葡萄糖等物质通过乳酸菌转化为乳酸的过程。

常见的应用包括乳制品生产、食品酸化等。

3. 醋酸发酵:醋酸发酵是将酒精通过醋酸菌氧化转化为醋酸的过程。

常见的应用包括醋的生产和调味品的发酵等。

4. 酱油发酵:酱油发酵是将大豆和小麦等原料经过微生物的作用转化为酱油的过程。

常见的应用包括调味品的生产和食品加工等。

三、发酵工程的关键技术1. 良种选育:选择高产高效的微生物菌株,进行培养和改良,以提高发酵产物的质量和产量。

2. 发酵培养基的设计:根据微生物的生长特性和发酵需要,合理设计培养基的组成和比例,为微生物的生长提供适宜的营养环境。

3. 发酵过程的控制:通过控制温度、pH值、氧气供应等参数,调节微生物的生长和代谢,提高产物生成的效率。

4. 发酵产物的提取和纯化:通过物理和化学方法,将发酵产物从发酵液中分离和纯化,以获得高纯度的产品。

四、发酵工程的应用领域1. 食品工业:发酵工程在食品工业中广泛应用,包括酿酒、酿造啤酒、乳制品生产、酱油生产等。

高中生物发酵工程知识点总结

高中生物发酵工程知识点总结

高中生物发酵工程知识点总结
发酵工程是生物工程的一个分支,主要关注微生物的生长、代谢和产物分泌等过程。

以下是高中生物发酵工程的知识点总结:
1. 发酵定义和分类:发酵是指利用微生物对有机物进行代谢,产生特定的有用产物的过程。

常见的发酵分类包括酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵、葡萄糖酸发酵等。

2. 微生物发酵过程:微生物发酵是指某些微生物在适宜的条件下(温度、pH、氧气浓度等)对有机底物进行代谢,产生有用的产物和能量的过程。

典型的微生物有乳酸菌、酵母菌、大肠杆菌等。

3. 发酵器:发酵器是用于进行微生物发酵的设备。

常用的发酵器有罐式发酵器、塔式发酵器、灵活床式发酵器等。

4. 发酵调控:发酵过程需要控制环境因素来促进微生物的生长和代谢,包括温度、pH、氧气浓度、碳源和氮源等。

5. 发酵产物:发酵产物是指微生物在发酵过程中产生的有用物质。

常见的发酵产物有乳酸、醋酸、酵母、酒精等。

6. 发酵应用:发酵应用广泛,包括生物制药、食品工业、化工工业等领域。


见的应用包括酸奶生产、啤酒酿造、酱油发酵等。

发酵工程总结版

发酵工程总结版

发酵工程期末复习名词解释:1.发酵工程是发酵原理与工程学的结合,是研究生物细胞参与的工艺过程的的原理和科学,是研究利用生物材料生产有用物质服务于人类的综合性科学技术。

2.分批培养: 是指在一个密闭系统内, 投入有限数量的营养物质后接入少量微生物菌种进行培养, 使微生物生长繁殖, 在特定条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。

3.连续培养: 是指以一定的速度向培养系统内添加新鲜培养基, 同时又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, 微生物细胞能在近似恒定状态下生长的发酵方式。

4.补料分批培养: 是指在分批培养过程中, 间歇或连续地补加新鲜培养基的培养方法5.液化: 用α-淀粉酶将淀粉转化为糊精和低聚糖。

6.糖化: 用糖化酶(又称葡萄糖淀粉酶)将糊精和低聚糖转化为葡萄糖7.糊化: 在温水中, 当淀粉颗粒无限膨胀形成均一的粘稠液体的现象, 称为淀粉的糊化。

此时的温度称为糊化温度。

8.老化:分子间已断裂的氢键、糊化淀粉又重新排列形成新的氢键的过程, 也就是复结的过程。

9.间歇灭菌间歇灭菌就是将配制好的培养基放入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灭菌的操作过程, 也称分批灭菌或实罐灭菌。

10.连续灭菌将配制好的培养基在向发酵罐输送的同时加热、保温和冷却, 进行灭菌。

11.呼吸强度(比耗氧速率) QO2 : 单位质量干菌体在单位时间内消耗氧的量。

单位: mmolO2/(kg干菌体·h)。

12.摄氧率γ(耗氧速率): 单位体积培养液在单位时间内消耗氧的量。

单位:γ=QO2·x x——细胞浓度, kg(干重)/m313.临界氧浓度微生物的耗氧速率受发酵液中氧的浓度的影响, 各种微生物对发酵液中溶氧浓度有一个最低要求, 即不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度, 称为临界氧浓度, 以C临界表示14.静电除菌: 利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘灭菌的目的。

发酵工程知识点总结高中

发酵工程知识点总结高中

发酵工程知识点总结高中一、发酵工程的概念和发展发酵工程,是指通过微生物的代谢活动,将有机物质转化成更有用的产物的工程技术。

发酵工程是综合应用生物化学、微生物学、工程学的一门新兴科学,是现代生产中的重要组成部分。

随着生物技术和工程技术的不断发展,发酵工程得到了较快的发展。

发酵工程的产物广泛用于医学、农业、食品、环保等多个领域。

在国民经济各部门和人们生活中都起着重要作用。

二、发酵工程的基本原理1.微生物发酵的基本原理发酵的基本过程是:首先是微生物分解所需营养物质为能量,随后是将其转化为生长代谢的生物体组织,进一步是将有机物质转化为对人类生产和生活有益的产物。

在这个过程中,微生物起着关键的作用。

2.发酵过程的基本特点发酵过程是由微生物代谢活动引起的,具有时间长、可控制性差等特点。

另外,发酵过程还会产生较多的热量,需要合理的散热措施。

3.发酵工程原料的选择原料的选择对于发酵工程至关重要,原料一般包括碳源、氮源、矿物盐等,不同的微生物对原料要求差异较大。

4.发酵工程的主要流程发酵工程主要包括发酵罐的设计、微生物的培养、发酵条件的控制等步骤,其主要目的是通过发酵罐培养微生物得到需求的产物。

三、发酵工程中的微生物1.发酵工程中的微生物的种类常见的发酵微生物有酵母菌、乳酸菌、霉菌、细菌等。

在不同的发酵过程中,选择合适的微生物种类非常重要。

2.微生物的选型对于发酵工程来说,微生物的选型是十分关键的。

要根据所需产物的性质和发酵条件的要求来选择合适的微生物。

3.微生物的培养微生物的培养是发酵工程中的核心环节,培养的条件应该控制得很好,确保微生物的最佳生长繁殖情况。

四、发酵罐的设计1.发酵罐的结构发酵罐通常分为罐体、搅拌器、温控装置、进气装置、排气装置等几个部分。

2.发酵罐的主要功能和要求发酵罐的主要功能是提供合适的生长环境给微生物,要求它能够充分搅拌,保持温度和通气等。

3.发酵罐的类型目前,常用的发酵罐类型有批量式、连续式及其衍生的多种类型。

发酵工程全重点总结

发酵工程全重点总结

一绪论1生物技术(biotechnology): “应用自然科学及工程学原理、依靠生物作用剂的作用将物料进行加工以提供产品或为社会服务”的技术。

2发酵的英文Fermentation是从拉丁语ferver即“翻腾”、“沸涌”、“发泡”而来;因为发酵有鼓泡和类似翻腾、沸涌的现象。

如中国的黄酒、欧洲的beer就以起泡现象作为判断发酵进程的标志。

3发酵广义——通过微生物的培养使某种特定代谢产物或菌体本身大量积累的过程。

狭义——厌氧微生物或兼性厌氧微生物在无氧条件下进行能量代谢并获得能量的一种方式。

4发酵工业:(巴斯德)经纯种培养和提炼精制获得的成分单纯、无风味要求的产品的生产过程叫发酵工业。

如酒精、抗生素、柠檬酸、氨基酸、酶、维生素、某些色素等。

、5就发酵产品而言,发酵主要有以下主要类型:微生物菌体发酵;酶制剂和酶调节剂的微生物发酵;以微生物的代谢产物(包括初级代谢产物和次级代谢产物)为目的产物的微生物发酵;微生物转化发酵;工程菌和工程细胞产物的发酵等。

6 生物发酵工业的发展简史:传统(古老)生物技术的追溯;第一代(初期)生物技术产品的出现;第二代(近代)生物技术产品的发展;第三代(现代)生物技术产品的挑战。

①最早的发酵产品据记载起源与5000BC。

据记载最早的发酵食品应是酒类,通常认为是wine,因为大自然中具备了野生果类和酵母菌,条件适宜情况下即行发酵。

在神话传说中亦有猿猴酿酒之说。

由于自然界中资源的多样性(F、M),便有了多种多样的发酵食品。

4000BC——Beer,至古埃及即出现了麦芽糖化。

5000~6000BC——wine、黄酒、白酒、Cheese 4000BC——Beer,至古埃及即出现了麦芽糖化。

(酱油、调味品) 白酒:农业社会粮食节余,生霉、发酵、蒸馏而得)②第一个转折点——微生物纯种分离培养技术建立:自然发酵时期:知其然而不知其所以然,如厌气性——酒类,好气性——醋。

微生物纯种分离培养技术,开创了人为控制微生物时代,减少了腐败现象,实现了无菌操作;发明了简便的密封式发酵罐;人工控制条件,提高发酵效率,稳定产品质量。

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1 绪论1-1何谓发酵?生物化学和工业上的发酵有何不同?生物化学意义上的发酵是指细胞在无氧条件下,分解葡萄糖或有机物产生能量的过程。

工业意义上的发酵是泛指利用培养细胞(包括动物、植物和微生物)获得产物的任何有氧或无氧的过程。

1-2何谓发酵工程?其主要内容是什么?请简述其与生物技术的关系。

发酵工程是利用生物体为工业化生产服务的一门工程技术,即利用生物体的生命活动产生的酶,对无机或有机原料进行酶加工(生物反应过程),获得产品的工程化技术。

它是研究生物技术产业化的一门学科,其主体包括生物反应工程和产品提取、精制的下游工程。

主要研究内容:1)优良菌种的选育;2)合适的生物反应工程包括生物反应过程的优化、反应器的选择和下游工程生物技术是应用自然科学和工程学的原理,依靠生物催化剂(酶或细胞)的作用将物料进行加工以提供产品或为社会服务的技术。

它包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程等五大工程。

生物技术的核心是基因工程,但又离不开发酵工程。

发酵工程是基因工程和酶工程的表达,即大部分生物工程的产品均要通过发酵工程来完成。

所以说,发酵工程在生物工程中是最关键的过程。

现代发酵工程处于生物技术的中心地位,绝大多数生物技术的目标都是通过发酵工程来实现的。

因此生物技术的主要应用领域往往就是发酵工程的研究对象。

1-3请简述发酵工程的发展史。

1)基因工程出现之前的时代(1982年前);1859年发现发酵原理、设计了便于灭菌的密闭式发酵罐;1929,1940年发现和分离出青霉素,青霉素发酵、将通气搅拌引入发酵工业;1956年谷氨酸等氨基酸、核苷酸等发酵成功、代谢控制育种理论的建立;60年代采用烷烃、乙酸、天然气等为原料的石油发酵;2)基因工程出现后的时代(1982年后)。

80 年代随着基因工程技术的发展,人们可定向选育高产菌株;1991年综述代谢工程,在对细胞内代谢网络系统分析的基础上开始运用基因工程技术改造细胞代谢途径,以改进细胞性能或提高产物生产能力。

组学的发展……系统工程和合成生物学……1-4 何谓初级代谢和次生代谢?举例说明初级代谢产物和次生代谢产物。

初级代谢: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。

常见的初级代谢产物有:乙醇、氨基酸、呈味核苷酸、有机酸、多羟基化合物、多糖(黄原胶、结冷胶)、糖类和维生素。

次生代谢:是相对于初级代谢而言的一个概念。

它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必要功能的物质的过程。

次生代谢产物大都是分子结构复杂的化合物。

根据其作用,可将其分为抗生素、激素、生物碱、酶和毒素。

3 灭菌3-1 灭菌的方法有哪几种?化学药剂灭菌(过氧乙酸、次氯酸钠、二氧化氯、甲醛、过氧乙酸、环氧乙烷……)射线灭菌(紫外线、高能电磁波、放射性物质产生的高能粒子)干热灭菌(160°C,1h;主要由于氧化作用而死亡:微波加热灭菌、烘箱加热灭菌)湿热灭菌(120°C,30min;利用饱和蒸汽灭菌)过滤除菌(空气除菌、料液的过滤除菌)3-2 何谓空消和实消?各自操作如何?空消:培养基采用连续灭菌时,发酵罐需在培养基灭菌前直接通蒸汽进行空罐灭菌(进汽→关阀升压→保压30min→降压后通入无菌空气→冷却);实消:实罐灭菌,即分批灭菌,将配制好的培养基放在发酵罐或其它装置中,通入蒸汽将培养基和所用装置一起进行灭菌。

3-3 连续灭菌流程有哪几种?各自的特点是什么?连消塔—喷淋冷却连续灭菌流程:由连消泵、连消塔、维持罐和喷淋冷却器组成薄板换热器连续灭菌流程:由3个薄板换热器、维持管组成,节约了蒸汽和冷却水喷射加热连续灭菌流程:由喷射加热器、维持管、膨胀阀和真空冷却器组成3-4 简述发酵用无菌空气的质量标准。

1. 连续提供一定流量的压缩空气,VVM=0.1-2.0 ;2. 空气的压力一般为0.2-0.4 Mpa;3. 进入过滤器前空气的相对湿度≤70% ;4. 进入发酵罐的空气温度可比培养温度高10-30°C;5. 过滤后空气的无菌程度为10-3。

3-5 空气过滤除菌流程一般包括哪几部分?各自的作用是什么?粗过滤器【去除大颗粒尘埃,粗过滤器分为布袋过滤器、油浴洗涤和水雾除尘器3种】→空气压缩机【供给能量】→贮罐【缓冲排气压力,稳定气压】→油水分离器【去除压缩空气中的大颗粒油水雾】→空气冷却器【冷却压缩空气,使其析出水汽】→水分离器【分离压缩空气的水汽】→加热器【除水后相对湿度一般为100%,加热以降至50-60%】→总过滤器【除菌,给全厂提供无菌空气】→分过滤器【进一步除菌,保证各发酵罐空气无菌】3-6 某生物制药厂采用空气冷却流程一制备无菌空气,当地空气相对湿度60%。

空气进入总过滤器时的状态是:相对湿度60%、压力0.4MPa,温度35°C。

通过计算确定,当地气温最高不能高于多少?(10、12、15、20、35°C的饱和水蒸汽压力分别为1228、1418、1705、2339、5615Pa)P1=0.1MPa,P2=0.4MPa,ϕ1= ϕ2,4P b1=P b2 ,根据饱和蒸气压数据,得t < 12°C3-7 深层过滤除菌的机理是什么?请简述其各自的作用机制。

深层过滤介质的孔隙大于微生物。

利用颗粒的惯性冲击、布朗运动、颗粒与介质的静电引力、重力沉降等作用将细菌拦截在介质中进行除菌。

一般认为惯性、拦截和布朗运动的作用较大,而重力和静电引力的作用较小。

惯性冲击作用:当灰尘颗粒随气流前进遇到过滤介质时,气流受阻而改变方向,而颗粒因惯性作用仍沿直线向前运动,与纤维碰撞摩擦而吸附在纤维表面,以此拦截颗粒。

拦截滞留作用:在空气流速较小时,微粒的流动与空气流线相似,受纤维所阻时,改变方向,绕过纤维前进,并在纤维的周边形成一层边界滞流区。

而滞流区的空气流速更慢,进到滞流区的微粒慢慢靠近和接触纤维,从而被粘附滞留。

布朗运动:在很小气速和较小的纤维间隙时,则布朗扩散作用大大增加了微粒与纤维的接触机会,从而将微粒截留住。

重力沉降作用:重力沉降作用是一个稳定的分离作用。

当微粒所受的重力大于气流对它的拖带力时,微粒就很容易沉降。

大颗粒比小颗粒更易沉降;对小颗粒来说,只有气速很慢时才起作用。

一般它与拦截作用相配合,即在纤维的边界滞流区内,微粒的沉降作用提高了拦截滞留的捕集效率。

静电作用:干空气与非导体的物质(如过滤介质纤维)间的相对运动摩擦,会产生诱导电荷。

悬浮在空气中的微生物微粒大多带有不同的电荷,如枯草杆菌孢子20 % 带正电荷,15 % 带负电荷。

这些带电的微粒就会受异性电荷的物体吸引而沉降。

3-8 空气过滤除菌的设备主要有哪些?各自的作用是什么?粗过滤器【去除大颗粒尘埃,粗过滤器分为布袋过滤器、油浴洗涤和水雾除尘器3种】→空气压缩机【供给能量】→贮罐【缓冲排气压力,稳定气压】→油水分离器【去除压缩空气中的大颗粒油水雾】→空气冷却器【冷却压缩空气,使其析出水汽】→水分离器【分离压缩空气的水汽】→加热器【除水后相对湿度一般为100%,加热以降至50-60%】→总过滤器【除菌,给全厂提供无菌空气】→分过滤器【进一步除菌,保证各发酵罐空气无菌】4 发酵技术4-1 发酵培养技术有哪些?各种技术的特点是什么?分批发酵、补料分批发酵、半连续发酵、连续发酵分批发酵:发酵液体积恒定,发酵液中物质浓度随时间而变化;分批补料发酵:在分批发酵过程中,间隙或连续的补加新鲜培养基的培养技术。

由于只有料液的输入,没有输出,因此,发酵液的体积在不断增加;半连续发酵:补料分批发酵的基础上加上间歇放掉部分发酵液(行业中称为带放);连续发酵:补料的同时放走发酵液,发酵液体积不变。

4-2 请简述分批培养过程微生物细胞的典型生长曲线及其每个阶段的特点。

停滞期:刚接种后的一段时间内,因菌种对新的生长环境有一适应过程,细胞数目和菌量不变的过程加速期:通常很短,比生长速率可在短时间内从最小升到最大值。

对数期:细胞已完全适应其周围环境后,便进入恒定的对数或指数生长期。

减速期:随着养分的减少,有害代谢物的积累,生长不可能再无限制地继续。

这时虽然细胞量仍旧在增加,但其比生长速率不断下降,细胞在代谢与形态方面逐渐蜕化。

平衡期:实际上是一种生长和死亡的动态平衡,µ【比生长速率】=α【比死亡速率】,净生长速率等于零。

由于此时菌体的次级代谢十分活跃,许多次级代谢产物在此时大量合成,菌的形态也发生较大的变化(如菌体分化,染色变浅,形成空胞等)。

死亡期:当养分耗竭,对生长有害代谢物在发酵液中大量积累便进入死亡期。

这时α>µ,生长呈负增长。

工业发酵一般不会等到菌体开始自溶时才结束培养。

发酵周期的长短不仅取决于前面五期的长短还取决于X0(初始浓度)。

4-3 简述微生物产物合成与细胞生长之间的关系及其工艺控制策略。

生长耦联型:微生物的生长、碳水化合物的降解代谢和产物的形成几乎是平行进行的,营养期和分化期彼此不分开,也即代谢产物的生成和细胞的生长是同步的和完全耦联的【策略:延长发酵周期有利于产物合成】;非生长耦联型:产物一般不是直接或间接来自微生物的产能降解代谢,而是通过两用代谢途径合成的,所以产物的生产与细胞生长无直接关系【策略:如次生代谢产物,则以缩短菌体的对数生长期,并迅速获得足够量的菌体细胞后延长生产期,以提高产量】;混合生长耦联型:产物间接的与微生物的初级产能代谢途径相关,这类反应产物的生产与细胞的生长仅有间接关系【策略:根据其耦联程度而灵活调节】。

4-4 名词解释:比生长速率:指单位菌体(每克菌体)单位时间内(一小时)增加的菌体量基质比消耗速率:指每克菌体在一小时内消耗营养物质的量,它表示细胞对营养物质利用的速率或效率。

产物比生成速率:指每克菌体在一个小时内合成产物的量,它表示细胞合成产物的速度或能力。

对基质的细胞得率系数【Y G】:指每消耗1g(或mol)基质所产生的菌体重。

对基质的产物得率系数【Y P】:指每消耗1g(或mol)基质所合成的产物质量。

基质消耗速率方程:。

X是当前菌浓度,m是细菌维持生命活动的消耗系数Luedeking-Piret方程:基本形式为,是描述产物形成动力学中混合生长耦联型的模型。

5 发酵工艺5-1 培养基的种类有哪些?前体、促进剂和抑制剂有何不同?何谓碳分解代谢物阻遏、快速利用氮源、生理酸性和碱性氮源?培养基按纯度分为合成培养基【成分完全已知】和复合培养基【一些成分不完全明确】;按状态分固体培养基、半固体培养基、液体培养基;按用途分孢子培养基【繁殖孢子用】、种子培养基【培育种子(用于生产的初始菌)用】、发酵培养基【生产用】。

前体是指加入后能直接在生物合成中结合到产物分子中而其自身的结构并没有多大变化,但产物的产量却有较大提高的物质【如VB12的氯化钴】。

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