发酵工程期末考试重点 终极版
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。
发酵工程考试复习重点
个人收集整理仅供参考学习一,名词解释：连续发酵FBC 泡沫发酵动力学维持因素生长得率产物得率生产率容积产率初级代谢次级代谢基质比消耗速率产物比生产速率前体生物耗氧量呼吸强度接种量产物促进剂酶活性调节酶合成调节分解代谢物阻遏葡萄糖效应二,填空选择：湿热灭菌灭菌实质辐射原理干热灭菌发酵发酵工程史发酵类型发酵工艺流程发酵水平发酵工程是----or分支化学诱变剂包括物理诱变剂包括生物处理污水的原理传递系数初筛复筛生物参数影响发酵成本因素纤维介质过滤器生长偶联性维持因素培养基组成发酵生成丁酸，丙酸？影响质量因素是-————菌种退化原因影响ka的因素常规放大方法工业发酵过程研究工程菌培养液相体积氧传——饱和氧浓度mond方程生长速率与——-有关种子菌活性碳和发酵-——初级代谢合成调节机制包括Monod方程表达式几种形式化发酵动力学的内容发酵热发酵过程阶段，产品类型维持代谢发酵过程主要参数三.判断：正确的开头：抗生素组成酶培养基设计臭氧灭菌四.问答：1．泡沫影响（5点）以及不同时期的特点2．反馈抑制的几种形式（5种）3．杂菌对发酵过程的影响（5点）4．论述次级代谢的特征（10点）5．什么是初代，次代以及两者关系v6．分批灭菌如何操作7．在发酵过程如何控制成本（13章）8．C02对发酵的影响及控制9．微生物发酵经过了几个阶段10．突变株筛选的步骤11．影响pH变化的因素12．生产发酵如何控制（发酵罐6点）13．PH对菌体生长和合成的影响，如何控制？何为营养缺陷型？举例说明营养缺陷型的筛选方法。
造成菌种退化的原因是什么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？何为补料分批发酵？该法主要适用在哪些场合？什么叫连续培养？提出连续培养的根据是什么？连续培养有何缺点？什么叫比生长速率？什么叫得率系数？什么叫转化率？什么是发酵热、生物热？生物热的产生受哪些因素的影响？何谓呼吸强度、摄氧率和临界氧浓度？发酵过程中如何根据发酵需要控制溶解氧？影响氧传递速率的因素有哪些？为什么？进行摇瓶培养时，如何增加氧传递速率？.改变发酵液过滤特性的主要方法有哪些？简述其机理1 / 1。
发酵工程期末考试复习整理
一．名词解释1.前体：某些化合物被加入培养基后，能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去，而自身的结构并未发生太大变化，却能提高产物的产量，这类小分子物质被称为前体。
如在青霉素的发酵生产中，苯乙胺及其衍生物和一些脂肪酸的前体可以被优先结合到青霉素分子中去，它们是青霉素分子的组成部分。
并且加入的这类分子不同，除可以提高产量外，还可以形成不同的青霉素。
2.聚合度：衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以n表示;以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含单个结构单元数目。
由于高聚物大多是不同分子量的同系物的混合物，所以高聚物的聚合度是指其平均聚合度。
3.增效反馈调节：又称合作反馈抑制，在分支代谢途径中，当两个分支的末端产物同时存在时，反馈抑制明显强于只有一种末端产物存在时的作用。
也就是1+1>2的效果。
4.共同中间体：是指既是生产初级代谢产物的中间体也是生产次级代谢产物的中间体。
5.分批发酵：又称分批培养，即在一个密闭系统内一次性投入有限数量的营养物进行培养的方法。
在以后微生物的整个生长繁殖过程中，除加氧气、消泡剂及控制pH值外，不再加入任何其他物质，因此这是一种非恒态的培养方法。
6.倒种法：种子罐数量较少，当菌种不够对多个发酵罐接种使用时，一个发酵罐加入全部菌种培养后，一罐分两罐，再补加培养基进行发酵。
7.临界氧浓度：是指不影响微生物呼吸的最低溶氧浓度，和菌种的种类、大小、生长状态等有关。
8.半合成抗生素：一部是微生物合成，另一部分是用化学方法或生物方法进行修饰而成的衍生物。
9.化学耗氧量：又称化学需氧量，简称COD。
是指在一定条件下，水体中存在的能被一定的氧化剂（如高锰酸钾和重铬酸钾）所氧化还原性物质的量，通常用mg/L来表示。
COD是表示水体有机污染的一项重要指标，能够反应水体的污染程度。
化学耗氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。
10.抗生素的效价单位：指每毫升或每毫克中所含某种抗生素的有效成分的多少，其有三种表示方法：一是稀释单位，是将抗生素配成溶液，逐步进行稀释，以抑制某一标准菌株生长发育的最高稀释度（即最小剂量）作为效价单位；二是重量单位，是以抗生素的有效成分（即生理活性部分）的重量作为抗生素的效价单位，即1微克作为一个效价单位；三是特殊单位，某些抗生如青霉素G钠盐1毫克定为1667单位，另外，为了生产科研的方便而规定的，链霉素、土霉素等其效价基准都是以1毫克作1000单位计算。
发酵工程期末试题及答案
发酵工程期末试题及答案一、选择题1. 发酵工程是指通过什么技术手段促使微生物发酵？A. 高温加热B. 低温冷藏C. 化学合成D. 手工搅拌答案：C. 化学合成2. 下面哪个条件对于发酵过程是必需的？A. 光照条件B. 高氧浓度C. 适宜温度D. 高湿度答案：C. 适宜温度3. 发酵酵母菌在酵母发酵过程中主要产生什么？A. 二氧化碳B. 氧气C. 水D. 氮气答案：A. 二氧化碳4. 下面哪个因素对酵母发酵效果影响最大？A. 初始菌种浓度B. 发酵温度C. 发酵pH值D. 发酵时间答案：B. 发酵温度5. 发酵工程中的底物指的是什么？A. 微生物种类B. 发酵槽C. 发酵产物D. 发酵过程中的原料答案：D. 发酵过程中的原料二、填空题1. 发酵是一种通过微生物代谢作用，将底物转化为产物的过程。
2. 发酵过程中，产生的主要产物包括二氧化碳、酒精、醋酸等。
3. 发酵过程中，适宜的温度范围能够提高微生物代谢速度。
4. 发酵工程中，控制pH值是为了保持适宜的微生物活性。
5. 发酵过程中，空气中的氧气是微生物进行呼吸代谢所必需的。
三、简答题1. 请简述发酵工程的基本原理及应用范围。
答：发酵工程是利用微生物代谢活动来生产有用物质的过程。
它通过控制底物、温度、酸碱度、氧气供应等因素，促使微生物正常生长和代谢，在其代谢过程中产生所需的产品。
发酵工程广泛应用于食品工业、医药工业、化工工业等领域，生产出的产品包括酒精、乳酸、抗生素等。
2. 发酵工程中的关键影响因素有哪些？请简要说明其作用。
答：发酵工程中的关键影响因素包括温度、pH值、氧气供应等。
适宜的温度可以提高微生物代谢速度，促进产物的生成；控制适宜的pH值有利于维持微生物的正常生长和代谢；提供足够的氧气供应可以满足微生物的呼吸代谢需求，提高发酵效率。
3. 发酵过程中的菌种选择对发酵效果有何影响？答：菌种选择是发酵工程中一个关键的因素，不同的菌种对底物的利用能力不同，产物的种类和产量也会有所差异。
发酵工程重点
微生物重点一、选择题1、生物技术的关系微生物工程是生物技术的重要组成和基础，是生物技术产业化的重要环节。
它将微生物学、生物化学和化学工程的基本原理有机结合起来，广泛而深入地揭示了发酵过程的本质。
2、巴斯德效应巴斯德发现的有氧氧化抑制糖的无氧酵解的作用，在厌氧条件下,向高速发酵的培养基中通入氧气,则葡萄糖消耗减少,抑制发酵产物积累的现象称为巴斯德效应。
即呼吸抑制发酵的作用。
3、生长曲线延滞期：细胞不分裂（不生长），但细胞变大，细胞内RNA含量增高，原生质呈碱性，合成代谢活跃，易合成新的诱导酶，对外界环境变化敏感。
接种物中死细胞较多或培养基不丰富时延滞期较长。
对数期：细胞分裂（生长）最快，细胞进行平衡生长，酶系活跃，代谢旺盛。
生长速率由营养成分和培养条件决定。
稳定期：新繁殖的细胞与死亡细胞数目相等，菌体产量达到最高，细胞开始储藏糖原、脂肪等储藏物，产芽孢的开始形成芽孢，开始合成次生代谢产物。
可能由于营养物的消耗或抑制生长的代谢产物积累，细胞停止增殖，但仍存活。
衰亡期：死亡细胞数目超过新生细胞，细胞形态多样，细胞开始自溶，开始释放次生代谢产物。
4、发酵工程产品的分离方法盐析法（中性盐的加入能破坏蛋白、酶等的胶体性质，中和微粒上的电荷，促使蛋白质等沉淀）、等电点沉淀法（利用两性电解质在电中性时溶解度最低）、有机溶剂沉淀法（主要作用是降低水溶液的介电常数）、非离子型多聚物沉淀法、聚电解质沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法、结晶法。
5、现代发酵工程是纯培养第一代微生物发酵技术——纯培养技术,Robert Koch发明了固体培养基，建立了纯培养技术。
第二代（近代）微生物发酵技术——深层培养技术——机械搅拌通气发酵。
第三代发酵技术——微生物工程6、营养缺陷型菌株的特性营养缺陷型是指原菌株因基因突变致使合成途径中断，丧失了合成某种必须物质的能力，而必须在培养基中加入相应物质才能正常生长的突变菌株。
营养缺陷型突变株的代谢流受阻，末端产物减少，解除了末端产物参与的反馈调节，可使代谢途径中的某一中间产物积累。
发酵工程期末总复习
发酵工程-期末总复习第一章概论1.现代发酵工业发酵定义是:利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制造微生物菌体本身,或其直接代谢产物及次级代谢产物的过程.2.应用范围微生物菌体:面包酵母,SCP微生物酶：糖化酶、蛋白酶、脂肪酶等。
直接代谢产物(初级代谢产物):微生物生命活动中必需的代谢物.如氨基酸,维生素等.次级代谢产物:代谢过程中产生的,对一般生长活动并不必需的代谢物质,常在微生物停止生长以后才产生.如色素,毒素,抗生素等.微生物的生物转化：利用微生物产生的酶作用于化合物的局部结构。
微生物消除环境污染微生物湿法冶金：利用微生物对某些金属氧化物的氧化还原反应。
3.发酵的特点=微生物的特点+发酵工程的特点微生物的特点：体积小,面积大；吸收多,转化快；生长旺,繁殖快；适应强,易变异；分布广,种类多。
发酵工程的特点：反应条件温和（常温常压）；原料来源广泛并无需精制；众多反应都在同一发酵罐内完成。
4.发酵的基本条件要有某种合适的微生物或其它生物细胞；保证微生物能够进行代谢的各种条件(培养基,温度,溶解氧)；微生物发酵的场所；目的产物的提取和精制。
5.发酵工艺组成部分种子培养、培养基制备、产物的提取精制、无菌空气、发酵罐。
6.发展历程①古代发酵：只知现象,不知本质。
米酒啤酒②近代发酵—纯培养技术的建立。
酒精甘油丙酮-丁醇巴斯德发现了发酵是由微生物引起的,从而使传统的经验发酵变成了一门科学.布雷费尔德1872年创立了霉菌纯培养技术.汉逊1878年创立了酵母纯培养技术。
科赫1881年创立了细菌纯培养技术.③现代发酵：通气搅拌发酵1929弗莱明完成了发酵技术的第二次技术转折；青霉素。
代谢控制发酵1959木下祝郎发展完成了发酵技术的第三次转折；氨基酸、核苷酸。
基因工程菌发酵1970以来引起发酵工程的技术革命；技术特点:可定向改造生物基因,按人们的意志生产产品；人生长素,干扰素,疫苗7.展望利用基因工程技术选育优良菌种；采用发酵技术大量培养高等动植物细胞；开发大型节能发酵装置,自动化将成为生产控制的主要手段；应用代谢控制技术生产各种代谢产物；发酵发生产单细胞蛋白，解决粮食危机。
(完整word版)发酵工程题库及试题要点
发酵工程部分题库及答案一、名称解释1、前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。
2、发酵生长因子从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质,如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子3、菌浓度的测定是衡量产生菌在整个培养过程中菌体量的变化,一般前期菌浓增长很快，中期菌浓基本恒定。
补料会引起菌浓的波动，这也是衡量补料量适合与否的一个参数。
4、搅拌热：在机械搅拌通气发酵罐中，由于机械搅拌带动发酵液作机械运动,造成液体之间，液体与搅拌器等设备之间的摩擦，产生可观的热量。
搅拌热与搅拌轴功率有关5、分批培养：简单的过程,培养基中接入菌种以后，没有物料的加入和取出,除了空气的通入和排气.整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产物浓度等参数都随时间变化。
6、接种量 : 移入种子的体积接种量＝—--—---——接种后培养液的体积7、比耗氧速度或呼吸强度单位时间内单位体积重量的细胞所消耗的氧气，mmol O2•g菌—1•h-18、次级代谢产物是指微生物在一定生长时期，以初级代谢产物为前体物质,合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质过程，这一过程的产物，即为次级代谢产物。
9、实罐灭菌实罐灭菌（即分批灭菌）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加热至灭菌温度后维持一定时间，在冷却到接种温度，这一工艺过程称为实罐灭菌，也叫间歇灭菌。
10、种子扩大培养：指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。
这些纯种培养物称为种子.11、初级代谢产物是指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，生成维持生命活动所需要的物质和能量的过程。
这一过程的产物即为初级代谢产物.12、倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。
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。
发酵工程原理及技术期末复习试题3套含答案(大学期末复习资料)
样卷1一、填空（每空1分，共30分）1，工业上的发酵产品分为菌体、代谢产物、微生物酶和生物转化产品四个类别。
2，从本质上来说，微生物代谢是通过酶量调节和酶活性调节两种方式来进行调节的。
3，根据对氧需求的不同可将发酵分为通风发酵和厌氧发酵两种类型。
4，根据产物合成途径，我们可将次级代谢分为与糖代谢有关的类型、与脂肪酸代谢有关的类型、与萜烯和甾体化合物有关的类型、与TCA环有关的类型和与氨基酸代谢有关的类型五种类型。
5，卡尔文循环由羧化、还原和再生三个阶段（部分）组成。
6，发酵厂用于原料除杂的方法有筛选、风选和磁力除铁。
7，种子的制备可分为实验室种子制备和车间种子制备两个阶段。
8，空气除菌的方法有加热、静电、射线和介质过滤。
10，常用的连续灭菌工艺有喷射加热、薄板换热器和喷淋冷却。
11，氢化酶是氢细菌进行无机化能营养方式生长的关键酶，在多数氢细菌中有两种氢化酶，它们是颗粒状氢化酶和可溶性氢化酶。
二、名词解释（每题4分，共20分）1，发酵工程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。
2，无菌空气发酵工业应用的“无菌空气”是指通过除菌处理使空气中含菌量降低在一个极低的百分数，从而能控制发酵污染至极小机会。
此种空气称为“无菌空气”。
3，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。
这些纯种培养物称为种子。
4，酶合成的阻遏某些酶在微生物生长时可正常地产生，但当生化途径的终产物浓度增加时或向生长培养基加入这种终产物时，酶的合成就被阻遏。
这种低分子量的终产物(辅阻遏物)被认为是同胞内由调节基因编码的蛋白质(阻遏蛋白)结合，产生一种阻遏物，该阻遏物“关闭”对酶编码的结构基因。
这样的酶称为可受阻遏的酶。
阻遏酶合成的物质称为阻遏物。
发酵工程考试重点(1-4章)
第一章绪论一发酵工程的发展史（P3-5）（出选择判断）二发酵工业的特点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。
微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。
基于这—特性，可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。
3发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单—的代谢产物。
4由于生物体本身所具有的反应机制，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地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较复杂的高分子化合物。
5发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。
除了必须对设备进行严格消毒处理和空气过滤外，反应必须在无菌条件下进行。
如果污染了杂菌，生产上就要遭到巨大的经济损失，要是感染了噬菌体，对发酵就会造成更大的危害。
因而维持无菌条件是发酵成败的关键。
6微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。
7发酵生产不受地理、气候、季节等自然条件限制，可以根据订单安排通过发酵设备来生产多种多样的发酵产品。
第二章发酵工业菌种一从自然界分离筛选菌种的一般步骤二发酵工业对菌种的要求1能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，且生成的目的产物产量高、易于回收；2生长速度和反应速度较快，发酵周期较短；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；6对放大设备的适应性强；7菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素。
三菌种改良的原因和具体目标菌种改良原因：来源于自然界的微生物菌种，在长期的进化过程中，形成了一整套精密的代谢控制机制，微生物细胞内具有反馈抑制、阻遏等代谢调控系统，不会过量生产超过其自身生长、代谢需要的酶或代谢产物，所以，从自然界分离得到的野生菌株，不论在产量还是质量上，均难以满足工业化生产的需求，故需要对菌株进行改良。
发酵工程复习重点
微生物生物技术重点第一章1 发酵的概念传统概念：指酵母作用于果汁或发芽谷物，进行酒精发酵时产生CO2的现象。
生物学概念：发酵是指微生物在无氧条件下分解代谢有机物质开释能量的过程。
（生化）工业生物学家概念：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现代概念：培养生物细胞（含动植物和微生物）来制取产物的所有过程2 生物工程（Microbial engineering ）是利用微生物的特定性状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产的技术体系；是将传统发酵与现代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现代发酵技术。
发酵工程的发展简史1、传统的发酵时期——天然发几千年酒（古埃及龙山文化）啤酒、黄酒、酱油、泡菜等特点多数产品为嫌气性发酵非纯种培养单凭体会传授技术，使产品质量不稳固（不了解微生物与发酵的关系）2、近代发酵工程时期——纯培养技术1665 英国物理学家Robert Hooke（罗伯特·胡克）细胞壁1680 荷兰列文·虎克(Antonie vanLeeuwenhoek) 活细胞人类认识到微生物的存在特点多数产品为嫌气性发酵非纯种培养单凭体会传授技术，使产品质量不稳固（不了解微生物与发酵的关系）由天然发酵阶段转向纯培养发酵（第一次转折过程特点产品的生产过程较为简单，对生产要求不高，规模不大3、近代发酵工程时期——深层培养技术显现于20世纪40年代，以抗生素的生产为标志青霉素的发觉与大量需求表面培养法(surface culture) 效价40U/mL，纯度20%，收率30%二战期间，青霉素发酵生产成功青霉素发酵生产的成功，给发酵工业带来两大功绩：开拓了以青霉素为先锋的庞大抗生素发酵工业建立深层培养法（submerged fermentation），把通气搅拌技术引入发酵工业。
它使得需氧菌的发酵生产从此走上了大规模工业化生产途径。
发酵工程的期末试题及答案
发酵工程的期末试题及答案一、选择题1. 下列哪个不是发酵工程的主要目标？a) 提高产品产量和质量b) 降低生产成本c) 防止发酵过程产生有害物质d) 提高生产效率答案：c) 防止发酵过程产生有害物质2. 发酵过程中最常见的有机酸是：a) 乙酸b) 乳酸c) 柠檬酸d) 苹果酸答案：b) 乳酸3. 发酵工程中常用的微生物有：a) 大肠杆菌b) 枯草芽孢杆菌c) 酵母菌d) 病毒菌株答案：c) 酵母菌4. 发酵工程中，最常用的培养基是：a) 葡萄糖培养基b) 酵母粉培养基c) 玉米粉培养基d) 大豆粉培养基答案：a) 葡萄糖培养基5. 以下哪项不是发酵过程的主要参数？a) pH值b) 温度c) 发酵时间d) 氧浓度答案：c) 发酵时间二、问答题1. 请简要描述发酵过程的基本原理。
答：发酵是指利用微生物（比如酵母菌、乳酸菌等）在适宜的环境条件下进行代谢活动，通过产生能量、生成有机物质，实现物质的转化和变质。
发酵过程主要包括三个阶段：增殖阶段、生长阶段和稳定阶段。
在增殖阶段，微生物通过吸收培养基中的养分进行快速繁殖，细胞数量大幅增加；在生长阶段，微生物继续繁殖，同时开始产生产物，并对培养基中的养分进行代谢和转化；在稳定阶段，微生物数量趋于平衡，产物的生成速率和消耗速率达到动态平衡。
发酵过程往往受到温度、pH值、氧浓度等环境因素的影响，需要在适宜的条件下进行控制和调节。
2. 请列举三种常见的发酵产品及其应用领域。
答：常见的发酵产品及其应用领域有：- 发酵食品：比如酸奶、酱油、豆豉等，在食品加工中广泛应用。
- 抗生素：比如青霉素、链霉素等，用于临床医学中的抗菌治疗。
- 生物燃料：比如乙醇，作为可替代石化燃料的一种新型能源。
3. 发酵工程中如何控制发酵过程的温度？答：控制发酵过程的温度是非常重要的，一般有以下方法：- 使用恒温培养箱或恒温槽，通过设定恒定的温度来控制发酵系统的温度。
- 在培养基中添加适量的热源，比如加热夹子或加热棒，通过调节加热源的功率来控制发酵系统的温度。
发酵工程 期末复习总结
发酵工程复习1、发酵流程2、微生物代谢产物的分类初级代谢产物：是与菌体生长相伴随的产物，主要是构成细胞高分子物质（蛋白质、核酸、多糖、脂类、维生素）的单体物质。
次级代谢产物：是以初级代谢产物、中心代谢产物等，如氨基酸、有机酸等为原料而进行合成，与生长不相伴随，生物功能不明确，其合成常因环境条件稍为变动而中止，结构起比初级代谢产物复杂，如抗生素、毒素、植物碱、胞外多糖等。
转化产物：转化产物的底物不是微生物细胞的产物，而是外源物质，微生物仅在其分子上加工，如加入羟基，还原双键，脱氧或切断支链。
第二章4菌种分离 1.分离思路 2.培养分离原则 3.分离步骤与筛选步骤 4. 生产选种5 富集：为了容易分离到所需的菌种，让无关的微生物至少是在数量上不要增加，可以通过配制选择性培养基，选择一定的培养条件来控制。
又称为富集。
富集的目的：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。
第三章1、自然选育的概念自然选育：在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自然突变(Spontaneous Mutation)而进行的菌种筛选过程，又叫自然分离。
自然选育的目的和意义：发酵工业使用的生产菌株，几乎都是经过人工诱变处理后获得突变株，遗传特性往往不够稳定，容易继续发生变异，变异的方向一个是菌种衰退，造成发酵产量的降低，另一个是菌种变异获得优良性状，使发酵产量提高。
经常进行自然选育工作，可以淘汰衰退的菌株，保存优良的菌株，稳定和提高发酵产量。
2、诱变育种：以诱发突变为基础的育种，是迄今为止国内外提高菌种产量、性能的重要手段。
诱变育种的基本原理（1）基因突变，即DNA分子结构中某一部位发生变化。
（2）由各种物理、化学、生物的因素人工诱发基因突变，引起微生物的遗传变异，可使菌（3）种发生突变的频率和变异的幅度得到提高，从而使筛选获得优良特性的变异菌株的几（4）率得到提高（5）具有速度快、收效大、方法简便的优点（6）诱发突变缺乏定向性，必须与大量的筛选工作结合才能收到良好效果。
发酵工程期末考试重点整理终极版
•发酵工程：以微生物、动植物细胞为生物作用剂进行工业化生产的工程，包括发酵工艺和发酵设备。
•主要研究内容：菌种选育与构建、大规模培养基和空气的灭菌、大规模细胞培养过程、细胞生长和产物形成动力学、生物反应器的优化设计和操作、发酵产品的分离纯化过程中的技术问题等。
•发酵工程原理：指导发酵产品研究与开发，发酵工厂设计与建设以及发酵生产实践的理论。
•初级代谢：是许多生物都具有的生物化学反应，蛋白质、核酸的合成等，均称为初级代谢。
•初级代谢产物：指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、多糖等。
•次级代谢：微生物以初级代谢产物为前提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。
•自然选育：不经过人工处理，利用菌种的自然突变而进行菌种筛选的过程。
•杂交育种：将两个基因型不同的菌株经吻合使遗传物质重新组合，分离和筛选具有新性状的菌株。
•诱变育种：利用物理、化学等诱变剂处理均匀而分散的微生物细胞群，在促进其突变率显着提高的基础上，采用简便、高效的筛选方法，从中挑选出少数符合目的的突变株，以供科学实验或生产实践使用。
•原生质体融合育种：两个亲本的原生质体在高渗条件下混合，由聚乙二醇作为助融剂,使它们互相凝集，发生细胞融合，接着两个亲本基因组由接触到交换，从而实现遗传重组•前体：某些化合物加入发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物中去，而自身结构并没有明显变化，产物的产量却因前体的加入而有较大的提高。
•抑制剂：某些化合物可以抑制特定代谢途径的进行，使另一种代谢途径活跃，获得人们所需产物的积累。
如生产甘油加抑制剂亚硫酸钠，它与代谢过程中的乙醛生成加成物。
这样使乙醇代谢途径中的乙醛不能成为NADH还原型辅酶I)的受氢体，而使NAD2在细胞中积累，从而激活a -磷酸甘油脱氢酶的活性，使磷酸二羟基丙酮取代乙醛作为NADH勺受氢体而还原为a-磷酸甘油，其水解后即形成甘油。
•促进剂：指那些既不是营养物质又不是前体，但却能提高产量的添加剂，如加巴比妥盐能使利福霉素单位增加，并能使链霉菌推迟自溶，延长分泌期。
发酵工程期末复习题
七. 种子质量的判断
1、细胞或菌体
2、生化指标
通常测定的参数有：
1）pH
2）培养基灭菌后磷、糖、氨基氮的含量变化
3）菌体形态、菌体浓度和培养液外观（色素、颗粒等）
4）其它参数，如某种酶的活力
3、产物生成量
4、酶活力
第四章 发酵工业原料及其处理
..
一. 培养基基本要求： 1)都必须含有作为合成细胞组成的原料。 2)满足一般生化反应的基本条件，如碳源、氮源、无机盐、生长因子； 3)一定的 pH 等条件。 4）工业生产培养基所用的原材料必须来源丰富、价格低廉、质量稳定。
..
优点： 1.产物结构复杂性和特异性： 手性或光学活性 2. 过程安全性：水相、常温、常压、中性、不燃不爆 3.主要原料可再生性：阳光和土地 4.原料可替换性 5.反应自控性 6.设备通用性 7.副产物可综合利用性 8.生产能力可提高性：突变与基因扩增 9.产物类型可塑性：突变与转基因
..
自然选育的一般程序： 制备单孢子（单细胞）悬液 ∨ 适当稀释 ∨ 在固体平板上分离 ∨ 挑取部分单菌落进行生产能力测定 ∨ 经反复筛选以确定生产能力更高的菌株替代原来的菌株 七.诱变育种
表型迟延现象： 遗传物质经诱变处理后发生的突变，必须经复制才能表现出来。
..
第三章 种子扩大培养
一. 种 子 扩 大 培 养： 定义：菌种的扩大培养就是把保藏在砂土管、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，再经过扁瓶或摇瓶和种子罐，逐级扩大培养后达到一定 的数量和质量的纯种培养过程。这些纯种的培养物称为种子。
二. 尽管工业用微生物菌种多种多样，但作为大规模生产，选择菌种应遵循以 下原则： 1、能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并形成所需的代谢产物，产量高； 2、培养条件易于控制； 3、生长速度和反应速度较快，发酵周期较短； 4、满足代谢控制的要求； 5、选育抗噬菌体和杂菌能力强的菌株； 6、菌种纯粹，不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。 7、菌种不是病原菌，不产生有害的生物活性物质和毒素，以保证安全。 8、发酵过程中产生的泡沫少，有利于提高装料系数和单罐产量，降低生产成本； 9、对需要添加的前体物质有耐受能力，且不能将前体物质作为碳源使用。
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●发酵工程：以微生物、动植物细胞为生物作用剂进行工业化生产的工程，包括发酵工艺和发酵设备。
●主要研究内容：菌种选育与构建、大规模培养基和空气的灭菌、大规模细胞培养过程、细胞生长和产物形成动力学、生物反应器的优化设计和操作、发酵产品的分离纯化过程中的技术问题等。
●发酵工程原理：指导发酵产品研究与开发，发酵工厂设计与建设以及发酵生产实践的理论。
●初级代谢：是许多生物都具有的生物化学反应，蛋白质、核酸的合成等，均称为初级代谢。
●初级代谢产物：指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、多糖等。
●次级代谢：微生物以初级代谢产物为前提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。
●自然选育：不经过人工处理，利用菌种的自然突变而进行菌种筛选的过程。
●杂交育种：将两个基因型不同的菌株经吻合使遗传物质重新组合，分离和筛选具有新性状的菌株。
●诱变育种：利用物理、化学等诱变剂处理均匀而分散的微生物细胞群，在促进其突变率显着提高的基础上，采用简便、高效的筛选方法，从中挑选出少数符合目的的突变株，以供科学实验或生产实践使用。
●原生质体融合育种：两个亲本的原生质体在高渗条件下混合，由聚乙二醇作为助融剂，使它们互相凝集，发生细胞融合，接着两个亲本基因组由接触到交换，从而实现遗传重组。
●前体：某些化合物加入发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物中去，而自身结构并没有明显变化，产物的产量却因前体的加入而有较大的提高。
●抑制剂：某些化合物可以抑制特定代谢途径的进行，使另一种代谢途径活跃，获得人们所需产物的积累。
如生产甘油加抑制剂亚硫酸钠，它与代谢过程中的乙醛生成加成物。
这样使乙醇代谢途径中的乙醛不能成为NADH 2(还原型辅酶I)的受氢体，而使NADH 2在细胞中积累，从而激活α－磷酸甘油脱氢酶的活性，使磷酸二羟基丙酮取代乙醛作为NADH 2的受氢体而还原为α－磷酸甘油，其水解后即形成甘油。
●促进剂：指那些既不是营养物质又不是前体，但却能提高产量的添加剂，如加巴比妥盐能使利福霉素单位增加，并能使链霉菌推迟自溶，延长分泌期。
●灭菌：用化学或物理的方法杀灭或除掉物料及其器皿中所有的生命体。
消毒是指杀死病原微生物的过程。
●分批灭菌：培养基置于发酵罐中加热，达到预定温度后维持一段时间，再冷却到发酵所需温度的灭菌。
●连续灭菌：在发酵罐外连续不断地进行加热、维持和冷却，同时把灭完菌的培养基通入已灭过菌的发酵罐的灭菌方式。
●对数残留定律：在微生物死亡过程中的任一时刻，活菌数的减少速率与该时刻残留的活菌数成正比，这就是微生物死亡的对数残留定律。
微分式为：-dN/dτ=kN；积分式为：τ=（2,303/k）log(N0/Ns) N开始灭菌时的活菌数 Ns灭菌结束时残留菌数。
●单种法：一个种子灌接种一只发酵罐的接种方法。
●双种法：用两只种子灌接种一只发酵罐的接种方法。
●倒种法：从一只发酵罐中倒出适宜的，适量的发酵液给另一个发酵罐做种子的方法。
●生长关联型：产物生成与菌体生长之间有平行的准量关系。
这样的产品或为菌体本身或初级代谢产物。
●部分生长关联型：菌体生长出现两个高峰，第一个生长高峰与产物合成无平行的准量关系，第二个生长高峰与产物合成有平行的准量关系。
●非生长关联型：细胞生长与产物合成无平行的准量关系，只与菌体的总量有关。
大部分次级代谢产物属于这一类。
●凝聚：是在中性盐作用下，由于双电层排斥电位的降低，而使胶体体系不稳定的现象。
絮凝：在某些高分子絮凝剂存在下，基于架桥作用，使胶粒形成粗大的絮凝团的过程，是一种以物理的集合为主的过程。
●如何从一个菌种得到另一个菌种（如从生产菌种获得缺陷型）：①诱变剂处理：采用辐射、化学试剂等因素处理细菌。
②淘汰野生型：抗生素法或菌丝过滤法。
③检出缺陷型：用一个培养皿即可检出，有夹层培养法和限量补充培养法；在不同培养皿上分别进行对照和检出的有逐个捡出法和影印检出法。
④鉴定缺陷型：可借生长谱法进行。
●如何从土壤中筛选芽孢杆菌（微生物）？采样---预处理---增殖培养---纯种分离---菌落选择---初筛---复筛---野生菌株---性能鉴定（生产性能试验、毒性试验、菌种鉴定）---菌种保藏采样用取样铲，将表层5cm左右的浮土除去，取5-25cm处的土样10～25?g，装入事先准准备好的塑料袋内扎好、编号并记录地点、土壤土质、植被名称、时间及其他环境条件。
悬液稀释预处理从土壤中分离芽孢杆菌时,由于芽孢具有耐高温特性,100℃很难杀死,要在121℃才能彻底死亡。
分离：培养基营养成分、PH、选择性抑制剂；培养：注意温度、PH、氧气需求及培养时间；菌落选择：铺菌法、复印法；复筛：生长速率、底物消耗、产物合成的测定。
●菌种保藏原理、常用方法原理：菌种保藏主要是根据菌种的生理生化特点，人工创造条件，使孢子或菌体的生长代谢活动尽量降低，以减少其变异。
一般可以通过保持培养基营养成分在最低水平，缺氧状态，干燥和低温，使菌种处于休眠状态，抑制其繁殖能力。
常用方法：（1）斜面冰箱保藏法：三个月。
（2）石蜡油封存法：六个月。
（3）沙土管保藏法：产孢子或芽孢的微生物。
（4）真空冷冻干燥保藏法：需要一定设备，要求比较严格。
（5）液氮超低温保藏法：通常在微生物孢子或营养细胞培养物中加入20%的甘油，将其保存在液氮或-80℃冰箱中，可保藏数年而不死。
●培养基主要营养成份及其生理功能培养基的成分：分为碳源、氮源、生长因子、无机盐及微量元素、水和能源。
碳源，细胞及其产物的碳架结构和能量的来源。
氮源：主要用于构成菌体细胞物质（如氨基酸、蛋白质、核酸等）和含氮代谢物等的氮素来源。
生长因子：微生物代谢必不可少且不能用简单的碳源或氮源自行合成。
无机盐元素：P、S、Ca、Mg、Na、K、Fe、Cl等。
P：核酸、ATP 辅酶、代谢中间体的组成成分。
在代谢途径的调节方面，起着重要作用。
S：蛋白质、辅酶、生物素、谷光甘肽等组成成分。
是含硫氨基酸的组成成分和某些辅酶的活性基。
Fe：细胞色素、过氧化氢酶的组成成分。
Mg、Ca：酶的辅基、激活剂。
K、Na：调节渗透压。
微量元素：Zn、Co、Mn、Cu等，主要是酶的辅基和激活剂。
水分：是营养物质，因为离开水生命活动即停止；参与代谢活动，如水解与合成多糖、蛋白质等均有水参加反应；是环境条件，许多反应需要在水中进行；是细胞物质的连续相。
能源：为微生物提供生长代谢所需的能源。
微生物根据其生理类群的不同，其能源物质也不同，有时能源物质是独立于碳源之外的。
●发酵工业中常用碳源及其优缺点常用的碳源：糖类、油脂、有机酸、低碳醇、烃类。
在特殊情况下（如碳源贫乏时），蛋白质水解产物或氨基酸等也可被某些菌种作为碳源使用。
（1）糖类：a：速效碳源，如葡萄糖等。
优点：易于利用。
缺点：高浓度会造成抑制，利用过程中产酸速度快，使pH下降。
但是过多的葡萄糖会过分加速菌体的呼吸，以致影响某些酶的活性，从而抑制微生物的生长和产物的合成。
b.长效碳源，如淀粉等，优点是长效，边糖化边利用，不会造成高浓度抑制，且价格较便宜。
缺点是增大培养基的粘度且有些微生物不具有淀粉酶和糖化酶，不能利用这类碳源。
（2）油脂:优点是高还原态能源和碳源，同时也是消沫剂。
缺点是脂肪的分解利用，可造成有机酸积累，使培养液pH下降。
（3）有机酸盐：如乙酸盐等，也可做速效碳源，缺点是成本较高，利用后pH上升。
（4）醇类：如乙醇，低浓度是可被少数微生物作碳源，缺点是成本高。
（5）烃类：石油微生物的碳源，其他微生物一般不能利用。
近年来随着石油工业的发展，微生物工业的碳源也有所扩大，一些烃类物质已用于发酵工业中。
●如何使培养基有一个适当的PH缓冲能力？生理酸性、碱性盐和pH缓冲剂的加入和搭配，以使pH值在发酵过程中不易超过一定范围。
（在微生物的生长、代谢过程中会产生引起培养基pH改变的代谢产物，如不及时调节，就会抑制甚至杀死其自身，因而在设计培养基时，就要考虑培养基成分对pH的调节能力。
●培养基主要无机盐及其生理功能P：核酸、ATP 辅酶、代谢中间体的组成成分。
在代谢途径的调节方面，起着重要作用，有利于糖代谢的进行，能促进微生物的生长。
S：蛋白质、辅酶、生物素、谷光甘肽等组成成分。
硫存在于细胞的蛋白质中，是含硫氨基酸的组成成分和某些辅酶的活性基；Fe：细胞色素、过氧化氢酶的组成成分，是菌体有氧氧化必不可少的元素。
Mg、Ca：酶的辅基、激活剂。
K、Na：调节渗透压。
与维持细胞的渗透压有关，是微生物发酵培养基的必要成分。
Cl：在一般微生物中不具有营养作用，但对一些噬盐菌来讲是有用的。
●开发一个菌株的培养基配方：1.研究思路与原则：A）先要了解该菌的营养类型和生态类型。
B）确定培养基的类型和划定培养条件的范围。
C）进行培养基成分与培养条件的选择：(a) 要根据供试菌的营养需要，包括生长需要和合成产物的需要。
(b) 比例范围，如C：N比。
(c)培养基物态。
(d) pH缓冲能力。
(e)培养温度。
(f)溶氧。
（g）原料价格、来源、加工方式。
2.研究方案设计：（A）选择因子与水平，先选因子后选水平（B）选择适宜的正交表，或者响应面方法，如爬坡法。
（C）填写表格，配制培养基，准备培养条件。
（D）建立检验指标与方法。
3.操作及注意事项：摇瓶规格要一致，培养基要准确。
不能染菌。
种子液要混匀，加量要准确。
检验结果要准确。
4.计算与分析：确定培养基配方与环境条件控制指标。
5.验证试验与适当调整●分批灭菌的简要步骤分批灭菌的操作要点a)配料：将培养基在配制罐中配好后，通过专用管道输入发酵罐中。
b)升温阶段：开动搅拌系统，先用夹套或蛇管预热(尾气开)，当温度升温到90-100℃时，停止搅拌，三路进气，同时三路排气。
升温过程应尽可能快一些，以利于营养物质的保持。
c)保温阶段：温度达到预定温度后，关小进汽、排汽阀门，按照罐温变化情况调节各路进汽与排汽量，使罐温维持在预定灭菌温度之上1~2度范围内。
d)冷却阶段：灭菌时间达到后，关闭所有与发酵罐直接相通的阀门，立即引入无菌空气保压，开搅拌、排气阀，引入冷却水冷却。
●典型空气除菌的工艺流程：采气---前置过滤器---空压机---储气管---冷却器---油水分离器---加热器---总过滤器---分过滤器---发酵罐a)采气：高度每上升10米，含菌数下降一个数量级，因此最好采集一定高度的空气。
b)前置过滤：除去大颗粒沙土、纤维等杂物，以防损伤空压机。
c) 空压机：这是一个空气驱动设备，需要的能耗很大。
d) 储气罐：消除往复式空压机产生的气流脉冲。
e) 冷却器：空气经冷却后才能通入发酵罐。
f) 油水分离器：冷却后的空气温度低于漏点后，即有水滴析出。
g) 加热器：通过加温使相对湿度降下来。