发酵工艺学原理思考题及答案文经学院概要
《有机酸发酵工艺学》复习思考题
《有机酸发酵工艺学》复习思考题《有机酸发酵工艺学》复习思考题第一章绪论1、世界和我国的有机酸工业的现状与发展趋势。
2、在发酵有机酸工业中，以下各项分别是指哪种有机酸？（1）当今世界第一有机酸；（2）最理想的食品酸味剂；（3）可作为可生物降解的新型塑料的原料；（4）生产历史最为悠久的有机酸。
第二章柠檬酸发酵概念：侧系呼吸链，标准呼吸链，发酵醪，可压缩性滤饼，不可压缩性滤饼，凝集，絮凝，混凝。
1、写出柠檬酸的分子式和化学结构式，简述柠檬酸的主要用途。
2、柠檬酸发酵生产主要使用的是什么菌种？它有哪些主要生理特征？3、简述高产柠檬酸生产菌诱变育种的一般方法。
4、写出柠檬酸生产菌扩大培养的工艺流程。
简述麸曲种和液体种子的质量要求。
5、画出黑曲霉柠檬酸生物合成途径，简述黑曲霉积累柠檬酸的代谢调节机制。
6、以葡萄糖为底物时，柠檬酸发酵的理论产率有多少？7、柠檬酸发酵原料的预处理一般要经过哪些步骤？8、柠檬酸发酵中，无菌空气的制备方法有哪几类？其中哪类方法最为常用？请列举出常用的空气过滤器名称。
9、简述黑曲霉柠檬酸发酵的控制条件。
10、柠檬酸发酵生产的工艺方法有哪些？它们之间的主要区别是什么？画出深层发酵的工艺流程图。
11、柠檬酸发酵生产中，柠檬酸的提取工艺有哪些方法？其中哪类方法最为常用？12、钙盐离子交换工艺主要包括哪些步骤？画出工艺流程图。
13、提取柠檬酸前，应先将发酵液进行加热处理，其作用是什么？14、工业上常用什么设备过滤柠檬酸发酵液？为改善发酵液的过滤特性，通常会采取哪些方法？15、简述钙盐离子交换工艺中，中和和酸解的基本原理。
第三章乳酸发酵概念：同型乳酸发酵，异型乳酸发酵1、根据发酵产物不同，细菌乳酸发酵有哪些类型？写出相应的乳酸发酵总反应式以及对葡萄糖的理论转化率。
2、米根霉成为国内外广泛研究的发酵生产菌，原因是什么？画出米根霉糖代谢的主要代谢途径简图。
3、画出乳酸钙前结晶工艺流程图，简述该工艺的技术要点及优缺点。
发酵工艺学原理
发酵工艺学原理讲义及思考题开课背景（1）何为工艺学？原来的工艺学的特性：（2）现在：强化工艺学的基本理论背景，减小课时数，以单元操作为主线条的工艺学原理第一章绪论§1-1发酵工艺学的基本概念一、发酵工业的基本概念微生物学中的发酵的定义：1.发酵工业生产的基本模式讲述生物工业的基本生产模式，引出生物技术、生物工程的概念，讲述两者之间的区别与联系2.发酵工业的分类酿酒业（啤酒、葡萄酒、白酒……）。
厌氧发酵调味品（酱油、醋）。
酵母工业——自然发酵。
氨基酸发酵——典型的代谢控制发酵。
抗菌素发酵——次级代谢控制发酵。
酶制剂工业——具有重要的意义，是工业发展的基础、科学研究的基础有机酸工业—柠檬酸、葡萄酸、乳酸、琥珀酸等。
石油发酵——降低石油熔点（石油脱腊）有机溶剂工业——乙醇、丙醇等好氧发酵维生素发酵——VC、VB2生理活性物质——白介——2环境工业——废水的生物处理，废弃物的生物降解二、微生物发酵的基本特征1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、特殊的条件以及以氧作为底物的供给，这些多涉及到化工生产的一下领域：（1）质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等（2）热量的传递——微生物呼吸产热，微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。
（3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，他与溶氧、气液混合的关系（4）微生物的反应工程——涉及到微生物的生长动力学模型的建立，产物生成动力学模型的建立。
2.微生物发酵过程是一个典型的代谢控制发酵从微生物发酵的历史角度看，最早的微生物发酵是一个自然发酵过程，现代微生物工业通常是指微生物的代谢控制发酵？定义：是指利用生物的、物里的、化学的方法，人为的改变了微生物的生长代谢途径，使之合成、积累、分泌我们所需要的产品的过程。
以GA发酵为例，建树微生物代谢控制发酵的意义。
3.微生物发酵工业又是一个有别于化工过程的一个工业有以下几个特征：（1）反应条件温和通常由于微生物的生理特性，要求温度为30℃-40℃pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等pH值中性偏碱性——细菌的发酵（2）无菌发酵整个反应过程要求无菌：培养基无菌、空气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌，其尾气也要求进行无菌处理。
发酵思考题完整答案
发酵思考题完整答案第⼋章发酵过程1，发酵过程的定义发酵过程即细胞的⽣物反应过程，是指由⽣长繁殖的细胞所引起的⽣物反应过程。
它不仅包括了以往“发酵”的全部领域，⽽且还包括固定化细胞的反应过程、⽣物法废⽔处理过程和细菌采矿等过程。
2，为何要研究发酵过程微⽣物发酵的⽣产⽔平不仅取决于⽣产菌种本⾝的性能，⽽且要赋以合适的环境条件才能使它的⽣产能⼒充分表达出来。
为此我们必须通过各种研究⽅法了解有关⽣产菌种对环境条件的要求，如培养基、培养温度、pH、氧的需求等，并深⼊地了解⽣产菌在合成产物过程中的代谢调控机制以及可能的代谢途径，为设计合理的⽣产⼯艺提供理论基础。
同时，为了掌握菌种在发酵过程中的代谢变化规律，可以通过各种监测⼿段如取样测定随时间变化的菌体浓度，糖、氮消耗及产物浓度，以及采⽤传感器测定发酵罐中的培养温度pH、溶解氧等参数的情况，并予以有效地控制，使⽣产菌种处于产物合成的优化环境之中。
3，发酵过程的主要控制参数主要分为哪三⼤类物理、化学和⽣物三类4，发酵过程中通常测定的参数有哪些⽬前较常测定的参数有温度、罐压、空⽓流量、搅拌转速、pH、溶氧、基质浓度、菌体浓度(⼲重、离⼼压缩细胞体积%)等。
5，发酵过程中参数测定的⽅法有哪两种参数测定⽅法有：在线测定，取样测定（离线测定）6，简述发酵过程的代谢变化规律。
为什么要了解这⼀规律。
1）代谢变化就是反映发酵过程中菌体的⽣长，发酵参数（培养基，培养条件等）和产物形成速率三者间的关系。
2）了解⽣产菌种在具有合适的培养基、pH、温度和通⽓搅拌等环境条件下对基质的利⽤、细胞的⽣长以及产物合成的代谢变化，有利于⼈们对⽣产的控制。
7，分批发酵、补料分批发酵和连续发酵的定义。
对这三种发酵⽅式进⾏⽐较。
分批发酵(Batch fermentation)是指在⼀封闭系统内含有初始限量基质的发酵⽅式。
在这⼀过程中，除了氧⽓、消泡剂及控制pH的酸或碱外，不再加⼊任何其它物质。
发酵过程中培养基成分减少，微⽣物得到繁殖。
发酵工艺学原理.doc
发酵工艺学原理讲义及思考题开课背景（1）何为工艺学？原来的工艺学的特性：（2）现在：强化工艺学的基本理论背景，减小课时数，以单元操作为主线条的工艺学原理第一章绪论§1-1发酵工艺学的基本概念一、发酵工业的基本概念微生物学中的发酵的定义：1.发酵工业生产的基本模式讲述生物工业的基本生产模式，引出生物技术、生物工程的概念，讲述两者之间的区别与联系2.发酵工业的分类酿酒业（啤酒、葡萄酒、白酒……）。
厌氧发酵调味品（酱油、醋）。
酵母工业——自然发酵。
氨基酸发酵——典型的代谢控制发酵。
抗菌素发酵——次级代谢控制发酵。
酶制剂工业——具有重要的意义，是工业发展的基础、科学研究的基础有机酸工业—柠檬酸、葡萄酸、乳酸、琥珀酸等。
石油发酵——降低石油熔点（石油脱腊）有机溶剂工业——乙醇、丙醇等好氧发酵维生素发酵——VC、VB2生理活性物质——白介——2环境工业——废水的生物处理，废弃物的生物降解二、微生物发酵的基本特征1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、特殊的条件以及以氧作为底物的供给，这些多涉及到化工生产的一下领域：（1）质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等（2）热量的传递——微生物呼吸产热，微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。
（3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，他与溶氧、气液混合的关系（4）微生物的反应工程——涉及到微生物的生长动力学模型的建立，产物生成动力学模型的建立。
2.微生物发酵过程是一个典型的代谢控制发酵从微生物发酵的历史角度看，最早的微生物发酵是一个自然发酵过程，现代微生物工业通常是指微生物的代谢控制发酵？定义：是指利用生物的、物里的、化学的方法，人为的改变了微生物的生长代谢途径，使之合成、积累、分泌我们所需要的产品的过程。
以GA发酵为例，建树微生物代谢控制发酵的意义。
3.微生物发酵工业又是一个有别于化工过程的一个工业有以下几个特征：（1）反应条件温和通常由于微生物的生理特性，要求温度为30℃-40℃pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等pH值中性偏碱性——细菌的发酵（2）无菌发酵整个反应过程要求无菌：培养基无菌、空气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌，其尾气也要求进行无菌处理。
发酵工程复习参考题及答案
《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章复习思考题1．什么是初级代谢产物什么是次级代谢产物次级代谢产物主要有哪些种类初级代谢：指微生物的生长、分化和繁殖所必需的代谢活动而言的。
初级代谢过程所生成的产物就是初级代谢产物。
次级代谢：是指非微生物生命活动所必须的代谢活动而言，也就是说这种代谢对微生物的生长、分化和繁殖关系不大，生理功能也不十分清楚，但可能对微生物的生存有一定价值。
次级代谢过程所生成的产物就是次级代谢产物。
通常在细胞生成的后期形成。
次级代谢产物有抗生素、生物碱、色素和毒素等。
2．典型的发酵过程由哪几个部分组成发酵产物包含哪几类发酵过程组成：（1）菌种活化与扩大培养；（2）发酵与酿造原料前处理及培养基制备；（3）发酵与酿造操作方式；（4）产物分离、提取与后加工。
发酵产物：（1）菌体或菌体部分成分；（2）初级代谢产物如醇、酸、糖、蛋白质等；（3）次级代谢产物如抗生素、色素等第二章复习思考题1．发酵工业用菌种应具备哪些特点（1）能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并能高产和稳产所需的代谢产物。
（2）可在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需的酶活性高。
（3）生长速度和反应速度快，发酵周期短。
（4）副产物尽量少，便于提纯，以保证产品纯度。
（5）菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。
（6）对于用作食品添加剂的发酵产品以及进行食品发酵，其生产所用菌种必须符合食品卫生要求。
2．什么叫自然突变和诱发突变诱变育种的实质是什么（1）自然状况下发生的突变称为自然突变或自发突变；人为地用物力或化学因素诱发的突变叫诱发突变。
（2）用各种物理、化学的因素人工诱变基因突变进行的筛选。
3．突变分为哪两种类型，举例说明。
（1）点突变：碱基对置换和移码；（2）染色体畸变：在染色体上发生大的变化，如断裂、重复、缺失、易位和染色体数目变化等结构变化。
4．何为转化、转导、DNA体外重组技术举例说明在发酵工业中的应用。
发酵工程工艺原理复习思考题答案。修改版22页word
《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章思考题：1．何谓次级代谢产物？次级代谢产物主要有哪些种类？举例说明次级代谢产物在食品中的应用及对发酵食品的影响。
P50初级代谢过程所生成的产物就是初级代谢产物。
种代谢对微生物的生长、分化和繁殖关系不大，生理功能也不十分清楚，但可能对微生物的生存有一定价值。
次级代谢过程所生成的产物就是次级代谢产物。
通常在细胞生成的后期形成。
次级代谢产物有抗生素、生物碱、色素和毒素等。
2．典型的发酵过程由哪几个部分组成？发酵工程的一般过程可分为三个步骤：第一，准备阶段；第二，发酵阶段；第三，产品的分离提取阶段。
准备阶段的任务包括四个方面，即各种器具的准备，培养基的准备，优良菌种的选择或培育，器具和培养基的消毒。
优良菌种是保证发酵产品质量好、产量高的基础。
优良菌种的取得，最初是通过对自然菌体进行筛选得到的。
20世纪40年代开始使用物理的或化学的诱变剂，如紫外线、芥子气等处理菌种，进行人工诱发突变，从而迅速选育出比自然菌种更优良的菌种。
后来，又运用细胞工程和遗传工程的成果来获取菌种。
例如，使用大肠杆菌生产人类的胰岛素、生长素、干扰毒等等。
在发酵过程中，还要防止“不速之客”来打扰。
发酵工程要求纯种发酵，以保证产品质量。
因此，防止杂菌污染是确实保证正常生产的关键之一。
其方法是，对于这些不受欢迎的“来客”进行灭菌消毒。
在进行发酵之前，对有关器械、培养基等也进行严格的消毒。
第二章思考题：1．食品发酵对微生物菌种有何要求？举例说明。
➢能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并能高产和稳产所需的代谢产物。
➢可在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需的酶活性高。
➢生长速度和反应速度快，发酵周期短。
➢副产物尽量少，便于提纯，以保证产品纯度。
➢菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。
➢对于用作食品添加剂的发酵产品以及进行食品发酵，其生产所用菌种必须符合食品卫生要求。
2．什么叫自然突变和诱发突变？诱变育种的实质是什么？P17自然突变：在自然状况下发生的突变；诱发突变：在人为地用物理或化学因素诱发的突变。
发酵工艺学原理教案及思考题
发酵工艺学原理讲义及考虑题烟台大学林剑主讲课程第一章绪论§1-1发酵工艺学的差不多概念一、发酵工业的差不多概念微生物学中的发酵的定义：微生物发酵工业的概念：1.发酵工业生产的差不多模式讲述生物工业的差不多生产模式，引出生物技术、生物工程的概念，讲述两者之间的区不与联系2.发酵工业的分类酿酒业（啤酒、葡萄酒、白酒……）。
厌氧发酵调味品（酱油、醋）。
酵母工业——自然发酵。
氨基酸发酵——典型的代谢操纵发酵。
抗菌素发酵——次级代谢操纵发酵。
酶制剂工业——具有重要的意义，是工业进展的基础、科学研究的基础有机酸工业—柠檬酸、葡萄酸、乳酸、琥珀酸等。
石油发酵——降低石油熔点（石油脱腊）有机溶剂工业——乙醇、丙醇等好氧发酵维生素发酵——VC、VB2生理活性物质——白介——2环境工业——废水的生物处理，废弃物的生物降解二、微生物发酵的差不多特征1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、专门的条件以及以氧作为底物的供给，这些多涉及到化工生产的一下领域：（1）质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等（2）热量的传递——微生物呼吸产热，微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。
（3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，他与溶氧、气液混合的关系（4）微生物的反应工程——涉及到微生物的生长动力学模型的建立，产物生成动力学模型的建立。
2.微生物发酵过程是一个典型的代谢操纵发酵从微生物发酵的历史角度看，最早的微生物发酵是一个自然发酵过程，现代微生物工业通常是指微生物的代谢操纵发酵？定义：是指利用生物的、物里的、化学的方法，人为的改变了微生物的生长代谢途径，使之合成、积存、分泌我们所需要的产品的过程。
以GA发酵为例，建树微生物代谢操纵发酵的意义。
3.微生物发酵工业又是一个有不于化工过程的一个工业有以下几个特征：（1）反应条件和气通常由于微生物的生理特性，要求温度为30℃-40℃ pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等，pH值中性偏碱性——细菌的发酵（2）无菌发酵整个反应过程要求无菌：培养基无菌、空气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌，其尾气也要求进行无菌处理。
发酵工艺学原理思考题及答案 文经学院
第二章思考题1. 比较固体培养与液体培养的优缺点固体培养基：酶活力高；无菌程度要求不严；产物浓度大，易分离，有效降低产品分离成本。
劳动强度大，占地面积大，不宜自动化生产；周期长；环境条件难控制；菌种菌类不纯；生物量检测不易，盲目性大。
液体培养基：生产效率高，便于自动化管理；生产参数可全面控制；通常生产液体种子，生产周期短。
无菌程度要求高，相对生产设备投资较大；某些发酵，因投资大和生产密度大而难以实现。
2. 说明菌种扩大培养的条件。
①培养基：摇瓶用的培养基原料精细，C源浓度较低且易被利用。
种子罐用培养基原料接近大生产所用的原材料，N源浓度高，利于菌体增殖。
②温度：从试管到三角瓶到种子罐，温度逐步调整，最后接近大生产的温度，使菌种逐渐适应。
③氧的供给：需提供足够的氧气利于菌体增殖。
④PH：为菌体最适生长PH，往往与发酵最适PH不同。
灭菌后，PH值下降0.5——1个单位，应调整（三角瓶不行，不宜无菌操作）。
3. 菌种扩大培养的目的和意义是什么？①提供大量而新鲜的、具有较高活力的菌种，而达到提高发酵罐利用率，缩短发酵周期，降低能耗，减少染菌的机会及使培养菌在数量上取得绝对优势，而抑制杂菌生长。
②使菌种逐渐适应大生产的环境。
③提高生产的成功率，减少“倒灌”现象。
4. 工业生产用菌种的基本要求有什么？①具有稳定的遗传学特性。
②微生物的生长和产物的合成对于基质无严格的要求。
③生长条件易于满足。
④对于细菌，希望具有抗Phage的能力。
⑤有较高酶活力，可在一定范围内提高生长速率和反应速度，进而缩短发酵周期，降低生产成本。
⑥目标产物易分离得到。
5．微生物发酵常用菌种有哪些？（细菌：短杆菌，枯草芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌，苏云金芽孢杆菌；酵母：啤酒酵母，酒精酵母，汉逊酵母，假丝酵母；霉菌：黑曲霉，黄曲霉，青霉菌，红曲霉。
第三章思考题1. 微生物发酵培养基的碳源主要有哪几种？碳酸；淀粉及其水解糖；化工石油产品（醋酸，甲醇，乙醇）2. 微生物发酵培养基的氮源主要有哪几种？无机：氨水，尿素（有脲酶的M,流加）；铵盐。
发酵工艺学习题答案
发酵工艺学习题答案发酵工艺学习题答案发酵工艺学习题是发酵工艺学习过程中常见的一种学习方式，通过解答一系列问题来检验学生对发酵工艺的理解和掌握程度。
下面将给出一些常见的发酵工艺学习题及其答案，帮助读者更好地理解和应用发酵工艺。
一、简答题1. 什么是发酵工艺？答：发酵工艺是指利用微生物（如酵母菌、细菌等）在特定条件下对有机物进行代谢，产生有用产物的一种工艺。
它是一种将生物资源转化为有用产品的方法。
2. 发酵工艺有哪些应用领域？答：发酵工艺广泛应用于食品工业、酿酒工业、饲料工业、制药工业等领域。
例如，面包、酸奶、啤酒、乳酸菌制剂等都是通过发酵工艺生产的。
3. 发酵工艺的基本原理是什么？答：发酵工艺的基本原理是微生物在适宜的温度、pH值和营养条件下，通过对底物的代谢，产生有用产物。
微生物通过分解底物中的碳水化合物、蛋白质等有机物，释放出能量并产生副产物。
4. 发酵过程中的主要微生物有哪些？答：发酵过程中的主要微生物有酵母菌、乳酸菌、醋酸菌、酵母菌等。
不同的微生物对不同的底物具有特异性，因此在发酵工艺中选择适宜的微生物对产物的质量和产量有重要影响。
二、计算题1. 一批发酵液中初始糖浓度为50g/L，发酵过程中有30%的糖被消耗，求发酵结束后的糖浓度。
答：糖的消耗率为30%，即剩余糖浓度为70%，则发酵结束后的糖浓度为50g/L * 70% = 35g/L。
2. 一批发酵液中初始细菌数为1×10^6 CFU/mL，经过12小时发酵后，细菌数增至1×10^8 CFU/mL，求细菌的增长速率。
答：细菌的增长速率可以通过计算细菌数的对数增长量来获得。
初始细菌数的对数为log(1×10^6) = 6，发酵结束后细菌数的对数为lo g(1×10^8) = 8，增长速率为(8-6)/12 = 0.17 log(CFU/mL)/h。
三、综合题1. 某种酵母菌在发酵过程中产生乙醇，其产酒率为0.4g/g。
发酵工艺学原理
开课背景（1）何为工艺学？原来的工艺学的特性：（2）现在：强化工艺学的基本理论背景，减小课时数，以单元操作为主线条的工艺学原理第一章绪论§1-1发酵工艺学的基本概念一、发酵工业的基本概念微生物学中的发酵的定义：微生物发酵工业的概念：1.发酵工业生产的基本模式讲述生物工业的基本生产模式，引出生物技术、生物工程的概念，讲述两者之间的区别与联系2.发酵工业的分类的基础、科学研究的基础有机溶剂工业——乙醇、丙好氧发酵VC、VB22环境工业——废水的生物处理，废弃物的生物降解二、微生物发酵的基本特征1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、特殊的条件以及以氧作为底物的供给，这些多涉及到化工生产的一下领域：（1）质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等（2）热量的传递——微生物呼吸产热，微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。
（3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，他与溶氧、气液混合的关系（4）微生物的反应工程——涉及到微生物的生长动力学模型的建立，产物生成动力学模型的建立。
2.微生物发酵过程是一个典型的代谢控制发酵从微生物发酵的历史角度看，最早的微生物发酵是一个自然发酵过程，现代微生物工业通常是指微生物的代谢控制发酵？定义：是指利用生物的、物里的、化学的方法，人为的改变了微生物的生长代谢途径，使之合成、积累、分泌我们所需要的产品的过程。
以GA发酵为例，建树微生物代谢控制发酵的意义。
3.微生物发酵工业又是一个有别于化工过程的一个工业有以下几个特征：（1）反应条件温和通常由于微生物的生理特性，要求温度为30℃-40℃pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等pH值中性偏碱性——细菌的发酵（2）无菌发酵整个反应过程要求无菌：培养基无菌、空气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌，其尾气也要求进行无菌处理。
（3）非连续性生产微生物的生理特性决定了发酵过程的非连续性大部分的工业发酵是以间歇操作为基础进行的，目前可以实现连续化生产的是：啤酒的连续化生产……§1-2微生物工业发酵的历史及发展方向一、微生物工业发酵的历史微生物发酵有着悠久的历史，几千年前的酿造实质上就是一个典型的微生物发酵过程，尽管……近几十年的来微生物发酵不但在应用领域上更加广泛，更重要的是建立了许多新的微生物发酵理论体系，诸如：代谢控制发酵、基因工程菌发酵等……微生物发酵的发展可以分为以下几个阶段：1.自然发酵阶段传统的酿造业，目前在国民经济和人民生活中仍然占有重要的地位。
发酵工艺原理
发酵工艺学原理讲义及思考题工艺学, 讲义, 原理, 发酵, 思考（1）丙酮酸的有氧氧化就会减弱(由于VH对TCA循环的促进作用)，则：乙酰辅酶A的生成量就会少，醋酸浓度降低，它的诱导作用降低；（2）VH对TCA循环的促进作用的降低，使得其中间产物琥珀酸的氧化速度降低，其浓度得到积累，这样它的阻遏和抑制作用加强；两者综合的作用使得，异柠檬酸裂解酶的活性丧失，DCA循环得到封闭。
2.生物素对氮代谢的影响由以上分析可知，当VH缺乏时，异柠檬酸裂解酶的活性减弱，那么相反，当VH丰富时，异柠檬酸裂解酶的活性必然加强，则DCA 循环正常进行，DCA循环的进行，一方面提供了大量的“中间性产物”，另一方面，菌体的能和水平得到提高。
前者是菌体增殖的物质基础，后者则是菌体增殖的能量的保证。
这样的结果是，有利于菌体的增殖和生长，则GA的生物合成就会受到影响，甚至停止，这在生产上，就是通常我们说的“只长菌，不产酸”的现象。
以上分析说明，GA发酵过程中，前期，菌体的增殖期，一定的量的生物素是菌体增殖所必需的；而在产物合成期，则要限制生物素的浓度，以保证产物的正常合成。
3. VH对菌体细胞膜通透性的影响细胞膜通透性的调节对于GA 发酵时非常重要的，正如前述，当菌体进入产物合成期时，开始有GA的产生，这是如果能够大量的把产物及时的排泄到细胞膜外，可以解除GA对L—谷氨酸脱氢酶活性的抑制作用，从而使现由Glucose GA的高效率转化，反之，如果……。
可见，改善细胞膜通透性的重要性，如何进行呢？通常谷氨酸发酵采用的菌种都是VH-，而VH又是菌体细胞膜合成的必须物质，因此，可以通过控制VH的浓度，来实现对菌体细胞膜通透性的调节。
VH对细胞膜合成的影响主要是通过对细胞膜的主要成分——磷脂中的脂肪酸的生物合成来实现的，当限制了菌体脂肪酸的合成时，细胞就会形成一个细胞膜不完整的菌体。
生物体内脂肪酸的合成途径如下：葡萄糖丙酮酸+ 丙酮酸乙酰辅酶A 乙酰辅酶Ａ乙酰辅酶A羧化酶CO2CO2丙二酰辅酶AC4丙二酰辅酶A CO2C6其中，将乙酰辅酶A羧化生成丙二酰辅酶A的酶是乙酰辅酶A羧化酶，该酶的辅酶是VH，VH在此反应过程中起到传递CO2的作用。
发酵工艺学原理
发酵工艺学原理讲义及思考题开课背景（1）何为工艺学？原来的工艺学的特性：（2）现在：强化工艺学的基本理论背景，减小课时数，以单元操作为主线条的工艺学原理第一章绪论§1-1发酵工艺学的基本概念一、发酵工业的基本概念微生物学中的发酵的定义：1.发酵工业生产的基本模式讲述生物工业的基本生产模式，引出生物技术、生物工程的概念，讲述两者之间的区别与联系2.发酵工业的分类酿酒业（啤酒、葡萄酒、白酒……）。
厌氧发酵调味品（酱油、醋）。
酵母工业——自然发酵。
氨基酸发酵——典型的代谢控制发酵。
抗菌素发酵——次级代谢控制发酵。
酶制剂工业——具有重要的意义，是工业发展的基础、科学研究的基础有机酸工业—柠檬酸、葡萄酸、乳酸、琥珀酸等。
石油发酵——降低石油熔点（石油脱腊）有机溶剂工业——乙醇、丙醇等好氧发酵维生素发酵——VC、VB2生理活性物质——白介——2环境工业——废水的生物处理，废弃物的生物降解二、微生物发酵的基本特征1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、特殊的条件以及以氧作为底物的供给，这些多涉及到化工生产的一下领域：（1）质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等（2）热量的传递——微生物呼吸产热，微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。
（3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，他与溶氧、气液混合的关系（4）微生物的反应工程——涉及到微生物的生长动力学模型的建立，产物生成动力学模型的建立。
2.微生物发酵过程是一个典型的代谢控制发酵从微生物发酵的历史角度看，最早的微生物发酵是一个自然发酵过程，现代微生物工业通常是指微生物的代谢控制发酵？定义：是指利用生物的、物里的、化学的方法，人为的改变了微生物的生长代谢途径，使之合成、积累、分泌我们所需要的产品的过程。
以GA发酵为例，建树微生物代谢控制发酵的意义。
3.微生物发酵工业又是一个有别于化工过程的一个工业有以下几个特征：（1）反应条件温和通常由于微生物的生理特性，要求温度为30℃-40℃pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等pH值中性偏碱性——细菌的发酵（2）无菌发酵整个反应过程要求无菌：培养基无菌、空气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌，其尾气也要求进行无菌处理。
发酵复习思考题
《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章思考题：1．什么是初级代谢产物？什么是次级代谢产物？次级代谢产物主要有哪些种类？2．典型的发酵过程由哪几个部分组成？3．发酵工程的特点及微生物的共性.第二章思考题：1．发酵工业用菌种应具备哪些特点？2．什么叫自然突变和诱发突变？诱变育种的实质是什么？3．何为转化、转导、DNA体外重组技术？举例说明在发酵工业中的应用。
4．何为营养缺陷型？举例说明营养缺陷型的筛选方法。
5．如何筛选抗性突变株？6．菌种保藏的目的与核心是什么？产孢子的微生物适宜用何种保藏方法？7．造成菌种退化的原因是什么？生产中如何防止菌种的退化？8．何为菌种的复壮？9．培养基有哪些类型？各有何种用途？发酵工业上使用最广的是哪种类型？10．淀粉糖的制备方法？哪种方法制备的淀粉糖质量好？11．．糖蜜可直接用作发酵原料吗？为什么？第三章复习思考题1．试述消毒和灭菌的区别。
2．灭菌的方法主要有哪几种？其灭菌原理何在？发酵工业中为何应用最广的是湿热灭菌？3．何谓微生物的热阻？高温短时灭菌法（HTST）的理论基础是什么？4．在工业生产中，影响培养基灭菌的因素有哪些？为什么？5．比较分批灭菌与连续灭菌的优缺点，两种灭菌方法各适用于何种场合？6．工业上空气除菌所用过滤介质（如棉花、玻璃纤维、活性炭等）的滤孔远大于菌体，为何也能达到除菌的目的？第四章复习思考题1.如何在实验室实现好氧菌的培养？2.实验室中培养好氧菌如何提高供氧效果？3.在进行种子的扩大培养和发酵过程中，如何掌握培养基的碳氮比？4.种龄与接种量对发酵有什么影响？第五章复习思考题1．试述分批、补料分批和连续发酵三种培养方式的优缺点。
2．在分批培养中，按细胞生长和产物生成的关系可分为哪几种类型？举例说明。
3．何为补料分批发酵？该法主要适用在哪些场合？4．在单级连续培养中，μ＝D意味着什么？5．什么叫比生长速率？什么叫细胞（生长）得率系数？什么叫产物得率系数？6．什么是Monod方程？请说明各参数的意义。
发酵工程思考题(含答案)
发酵工程课后思考题第一章绪论1、发酵及发酵工程定义？答：它是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。
由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。
2、发酵工程基本组成部分?答：从广义上讲分为三部分：上游工程、发酵工程、下游工程3、发酵工业产业化应抓好哪三个环节?答：发酵工程产业化就是将有关应用微生物的科学研究成果转化为发酵产品，并投向市场的过程.三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销。
①投产试验：涉及到"上、中、下三游"工作，即研究成果的验证、小试、中试和扩大试验。
②规模化生产：值得注意的是产品质量问题，其检测必须符合相应产品标准。
③市场营销：市场开拓对技术本身影响不大，但参与市场竞争却是产业化成败的决定因素。
4、当前发酵工业面临三大问题是什么?答:菌种问题纯种，遗传稳定性，安全,周期短、转化率高产率高抗污染能力强:噬菌体、蛭弧菌;合适的反应器生产规模化原料利用量大，并且具有一定选择性,节能,结构多样化、操作制动化，节劳力。
基质的选择价廉原料利用量大，并且具有一定选择性易被利用、副产物少,满足工艺要求。
5、我国发酵工业应该走什么样的产业化道路?发酵过程的组成部分？答第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段典型的发酵过程可划分成六个基本组成部分:(1）繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定;(2）培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌；（3）培养出有活性、适量的纯种,接种入生产容器中;(4）微生物在最适合于产物生长的条件下,在发酵罐中生长；（5)产物分离和精制；（6）过程中排出的废弃物的处理。
第二章菌种的来源（1)1、自然界分离微生物的一般操作步骤？答：标本采集,预处理，富集培养，菌种分离（初筛，复筛),发酵性能鉴定，菌种保藏2、从环境中分离目的微生物时,为何一定要进行富集？答：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。
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第二章思考题1. 比较固体培养与液体培养的优缺点固体培养基：酶活力高；无菌程度要求不严；产物浓度大，易分离，有效降低产品分离成本。
劳动强度大，占地面积大，不宜自动化生产；周期长；环境条件难控制；菌种菌类不纯；生物量检测不易，盲目性大。
液体培养基：生产效率高，便于自动化管理；生产参数可全面控制；通常生产液体种子，生产周期短。
无菌程度要求高，相对生产设备投资较大；某些发酵，因投资大和生产密度大而难以实现。
2. 说明菌种扩大培养的条件。
①培养基：摇瓶用的培养基原料精细，C源浓度较低且易被利用。
种子罐用培养基原料接近大生产所用的原材料，N源浓度高，利于菌体增殖。
②温度：从试管到三角瓶到种子罐，温度逐步调整，最后接近大生产的温度，使菌种逐渐适应。
③氧的供给：需提供足够的氧气利于菌体增殖。
④PH：为菌体最适生长PH，往往与发酵最适PH不同。
灭菌后，PH值下降0.5——1个单位，应调整（三角瓶不行，不宜无菌操作）。
3. 菌种扩大培养的目的和意义是什么？①提供大量而新鲜的、具有较高活力的菌种，而达到提高发酵罐利用率，缩短发酵周期，降低能耗，减少染菌的机会及使培养菌在数量上取得绝对优势，而抑制杂菌生长。
②使菌种逐渐适应大生产的环境。
③提高生产的成功率，减少“倒灌”现象。
4. 工业生产用菌种的基本要求有什么？①具有稳定的遗传学特性。
②微生物的生长和产物的合成对于基质无严格的要求。
③生长条件易于满足。
④对于细菌，希望具有抗Phage的能力。
⑤有较高酶活力，可在一定范围内提高生长速率和反应速度，进而缩短发酵周期，降低生产成本。
⑥目标产物易分离得到。
5．微生物发酵常用菌种有哪些？（细菌：短杆菌，枯草芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌，苏云金芽孢杆菌；酵母：啤酒酵母，酒精酵母，汉逊酵母，假丝酵母；霉菌：黑曲霉，黄曲霉，青霉菌，红曲霉。
第三章思考题1. 微生物发酵培养基的碳源主要有哪几种？碳酸；淀粉及其水解糖；化工石油产品（醋酸，甲醇，乙醇）2. 微生物发酵培养基的氮源主要有哪几种？无机：氨水，尿素（有脲酶的M,流加）；铵盐。
有机：豆粕，玉米浆，酵母粉，酵母浸出物，鱼粉；菌体蛋白，玉米蛋白粉。
3. 淀粉的水解方法主要有什么？试进行优缺点比较？①酸解法:简单易行，对设备要求简单，设备生产能力大，用时短。
反应剧烈，副产物多；生产环境恶劣；设备需耐腐蚀，耐高温高压；对淀粉原料要求严；淀粉浓度不宜过高。
②双酶水解法：反应条件温和；副产物少；淀粉的水解产率和转化率较高；原料可直接是粮食；使用的淀粉浓度较高；制得的糖液颜色浅，质量高，利于精制。
酶解反应时间较长，要求的设备较多，需具备专门培养酶的条件，酶的存在使糖液过滤困难。
③酸酶结合水解法：酸酶法（酸液化速度快，可采用较高浓度的淀粉乳）。
酶酸法（可用粗淀粉，较酸法水解度高，减少了副反应。
）4.双酶法淀粉的水解通常使用哪2种酶？其作用特点分别是什么？（1）α-淀粉酶（淀粉液化酶）：只作用于淀粉α-1,4葡萄糖苷键，快速将长链淀粉水解为短链糊精，水解速度随淀粉链长度的降低而减慢。
终产物：短链糊精，少量葡萄糖。
淀粉α-1,4；1,6葡萄糖苷酶（糖化酶）：水解淀粉的α-1,4或α-1,6葡萄糖苷键，从淀粉的非还原性末端开始，淀粉链越短水解速度越快。
终产物：葡萄糖。
（2）酸法水解的主要副产物是什么？①复合二糖：异麦芽糖（不利于产物的结晶提出），龙胆二糖（抑制菌体的生长）；②一分子G脱水形成5-羟甲基糠醛（抑制菌体的生长）；③美拉德反应，G与-NH2, 形成氨糖，有颜色，不利于精制。
5.培养基工业灭菌的方法主要是采用蒸汽灭菌，其灭菌的原理是什么？使用高压蒸气灭菌，利用加热产生蒸气，随着蒸气压力不断增加，温度随之升高，高压蒸汽灭菌具有穿透力强，传导快，能使微生物的蛋白质较快变性或凝固，作用可靠，操作简便，水蒸汽含有潜热热压灭菌温度与时间的关系如下：115 ℃（68kPa ）/30min ，121 ℃（98kPa ）/20min ，126 ℃（137kPa ）/15min 。
可杀灭包括芽胞在内的所有微生物。
灭菌过程符合对数残留定律，写出理论灭菌时间的计算公式。
t=(2.303/K ）×LNN0/N S6.生物反应器灭菌的操作要点有什么，绘图说明操作过程。
（1）①定期检查设备、管道有无渗漏。
②培养基升温时，打开所有的排气阀门。
③升温时开动搅拌系统，使培养基内部传热均匀。
温度达100℃时，停止搅拌。
④注意辅助设备的灭菌。
⑤保温期间，要求罐压：0.09-0.10MPa；温度：118-121℃；时间：30min。
⑥灭菌结束，立即通入无菌空气，保证罐内压力后方可冷却。
⑦配制培养基时，应充分考虑培养基灭菌时的稀释。
（2）简：升温阶段，保温阶段，冷却阶段。
7．以化学反应动力学为基础，说明高温短时灭菌可以减少培养基营养成分损失的原因。
lg(k2/k1)/lg(k2’/k1’)=E/E’>18 理论灭菌时间：理论灭菌时间的计算t=1/k×lnN0/N t=2.303/K×lgN0/N t式中：N0—开始灭菌（t=0）时原有活菌数；Nt----经时间t后残存活菌数。
K—灭菌速度常数（s-1），也称反应速度常数或比死亡速度常数，此常数的大小与微生物的种类与加热温度有关；t ：表示理论灭菌时间k=（2.303/t）logN t/N0；比死亡速率常数K，K值大，表明微生物容易死亡。
对数残留定律:微生物的湿热灭菌过程，其本质上就是微生物细胞内蛋白质的变性的过程。
因此，可以把灭菌过程看成是蛋白质的变性的过程，从这个意义上讲，灭菌过程应遵循单分子反应的速度理论，那么，则有下列方程：-dN/dt = k * N式中，N—残存的活菌数；t—灭菌时间（s）；K—灭菌速度常数（s-1），也称反应速度常数或比死亡速度常数，此常数的大小与微生物的种类与加热温度有关；dN/dt—活菌数瞬时变化速率，即死亡速率。
该方程称为对数残存定律，表示微生物的死亡速率与任一瞬时残存的活菌数成正比。
实消:实消，就是分批灭菌，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，也称实罐灭菌。
实消流程：放罐--清洗--检修--空消--进料--预热--实消--冷却--接种发酵实消的优缺点优点：1、设备成本低；2、染菌风险低，连续灭菌过程需要将灭菌发酵液无菌输送至无菌发酵罐；3、易于人工控制；4、易于处理含有高比例固体物质的培养基。
缺点：1、对于培养基的营养成份破坏大；2、蒸气用量波动大。
空消:用蒸汽对单纯的生物反应器及其附属设备灭菌。
由于空消时反应器内的死角少，蒸汽的传热效率高，对于反应器灭菌效果好，通常在较长时间没有使用的反应器、染菌的反应器、更换菌种时都要进行空消。
采用培养基连续灭菌的工艺，需要空消。
连消:（连续灭菌）将配制好的培养基向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热、保温和冷却等灭菌操作过程。
优点：1、能实现高温短时灭菌，能极大地保持培养基的营养；2、易于放大；3、易于自动化控制；4、减少蒸气的用量；5、降低蒸气量的波动；6、在一定程度上减少发酵罐的腐蚀。
缺点：1、设备成本高；2、染菌风险高；3、不适合处理含有高比例固体物质的培养基。
波美度:（°Bé）表示溶液浓度的一种方法。
把波美比重计浸入所测溶液中，得到的度数就叫波美度。
第四章思考题1.能荷：能荷=（[ATP]+1/2[ADP])/([ATP]+[ADP]+[AMP])，大小在0～1之间。
定量表示细胞能量状态。
糖酵解：葡萄糖或糖原在组织中进行类似发酵的降解反应过程。
最终形成乳酸或丙酮酸，同时释出部分能量，形成ATP供组织利用。
TCA循环：三羧酸循环（tricarboxylicacidcycle，TCA），Krebs循环。
是用于将乙酰CoA中的乙酰基氧化成二氧化碳和还原当量的酶促反应的循环系统。
磷酸五糖途径：HMP磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway）由6-磷酸葡萄糖（G－6－P）开始，故亦称为己糖磷酸旁路。
在胞浆中进行，分两个阶段。
第一阶段由G－6-P脱氢生成6-磷酸葡糖酸内酯开始，然后水解生成6-磷酸葡糖酸，再氧化脱羧生成5-磷酸核酮糖。
NADP+是所有上述氧化反应中的电子受体。
第二阶段是5-磷酸核酮糖经过一系列转酮基及转醛基反应，经过磷酸丁糖、磷酸戊糖及磷酸庚糖等中间代谢物最后生成3-磷酸甘油醛及6-磷酸果糖，后二者还可重新进入糖酵解途径而进行代谢。
甘油发酵:在酒精发酵中，如果通过依姆登-迈尔霍夫途径，则中间形成磷酸甘油醛。
在正常反应中它的氧化是和它前面的反应即乙醛的还原有关。
但是通过加入亚硫酸盐等将后者捕捉，就会代之以磷酸甘油醛的还原形成磷酸甘油。
磷酸甘油经脱磷酸而有甘油累积。
这种反应称为甘油发酵。
DCA 循环：乙醛酸循环，在异柠檬酸裂解酶的催化下，异柠檬酸被直接分解为乙醛酸，乙醛酸又在乙酰辅酶A参与下，由苹果酸合成酶催化生成苹果酸，苹果酸再氧化脱氢生成草酰乙酸的过程。
侧系呼吸链：NAD(P)H经过该呼吸链，可以正常传递H+,将其氧化成H2O,但并没有氧化磷酸化生成ATP。
酶系强烈需氧，缺氧可使酶不可逆失活。
标准呼吸链：能够正常产生ATP的呼吸链。
二氧化碳固定化反应：通过CO2的固定反应来补充草酰乙酸，酶：磷酸烯醇丙酮酸（PEP）羧化酶，苹果酸酶。
二氧化碳在酶的作用下转化为还原性有机化合物的过程。
初级代谢：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。
次级代谢：在一定的生长时期（一般是稳定生长期），微生物以初级代谢产物为前体合成的对微生物本身的生命活动没有明确功能的物质的过程。
分叉中间体：可用来合成初级代谢产物，又可合成次级代谢产物，处于代谢分叉点上的物质。
发酵逆转：在正常的发酵过程中，微生物群体从完成了生长型到产物积累型的转变后，大量的产物开始生成，底物源源不断地转化成产物，但是当培养基中存在易引起分解代谢阻遏的物质时，菌体可能出现二次生长，微生物群体又回到了生长状态的现象。
反馈抑制：是指最终产物抑制作用，即在合成过程中有生物合成途径的终点产物对该途径的酶的活性调节，所引起的抑制作用。
阻遏：指基因的表达转录阶段为特异的调节因子（阻遏物）所抑制，使细胞内特定的酶或酶系合成率降低的现象。
优先合成机制：在生物合成分支点处，通过酶活性的调节，使某种产物优先合成。
同工酶：催化相同反应而分子结构不同的酶。
协同反馈抑制：由两个或多个终产物产生的对一种酶的反馈抑制。
在分支代谢途径中，几种末端产物同时都过量，才对特定的酶具有抑制作用。
若某一末端产物单独过量则无抑制作用营养缺陷型：对某些必需的营养物质或生长因子的合成能力出现缺陷的变异菌株或细胞。