发酵工程笔记

第一章发酵工程

1．发酵工程定义

定义1：发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物细胞作为产品的工业生产过程。

定义2 ：发酵工程是指在最适发酵条件下，在发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的技术。

2．发酵工程的发展历史大致可分为三个阶段：○1传统（古老）发酵技术阶段（纯培养技术建立之前）○2近代发酵技术阶段（20世纪20年代—70年代）○3现代发酵技术阶段（20世纪70年代以后）

3．为什么能利用微生物进行发酵生产：微生物繁殖速度快，代谢能力强，易培养，容易改造代谢产物多样，能利用廉价的有机物、无机物。

4．发酵工程的特点（与化学工业相比）1 原料广泛2 生产安全、设备简单3 反应专一性强、副产物少4 代谢多样、应用广泛5 易受污染、无菌要求严格6 菌种的优劣影响较大。

第二章工业用微生物菌种

1．工业用菌种的特点及要求：1具有稳定的遗传学特性2能利用低价的原材料3长条件易于满足4于细菌，具有抗Phage的能力5酵周期短，降低生产成本6谢产物无毒无害

2．发酵工业常用微生物从菌种的遗传学特征上可以把菌种分为：野生型和改良型从微生物分类学的角度分为：1细菌类2酵母菌3霉菌4放线菌

3．菌种选育的目的：防止菌种退化，提高生产能力，简化生产工艺，开发新产品

4．菌种选育方法：○1基因突变—自然选育，诱变育种○2基因重组—杂交育种（原生质体融合），基因工程

5．自然选育：利用微生物自然突变进行菌种选育的过程，一般习惯称为菌种的分离纯化。6．自然选育的目的：纯化菌种、复壮菌种、稳定生产、提高产量。

自然选育方法步骤：○1通过表观形态来淘汰不良菌株（初筛）○2通过目的代谢物产量考察（副筛）○3菌种纯度试验（纯度验证）○4传代稳定性试验（传代试验）。

7．各种生产菌适宜的保藏方法——酵母菌：定期移植斜面低温保藏法，石蜡油保藏法曲霉菌：砂土保藏法真菌（只长菌丝不长孢子的菌）：采用液氮超低温冻结保藏，石蜡油保藏法细菌：斜面低温保藏法，冷冻干燥保藏法放线菌：砂土或冷冻保藏法

8．菌种的退化：生产菌株遗传标记的丢失，导致生产能力下降，即负突变,称为菌种的退化9．菌种退化的原因：内因—基因突变，分离现象，质粒脱落；外因：保藏方法不当，营养条件不适，传代次数过多

10．防治菌种退化的措施：从菌种选育方面考虑：控制传代次数,合理传代，采用不易衰退细胞传代，采用有效的保藏方法

11．菌种衰退时应采取的提纯复壮措施：分离纯化，通过寄主体进行复壮，淘汰衰退的个体12．种子扩大培养:指将保存的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纯种的过程。这些纯种培养物称为种子。

13．扩大培养的目的：○1为发酵提供大量的、新鲜的、具有较高活力的菌种○2驯化菌种14．优质种子具备的特征①活力强②生理性状稳定③适宜的菌体总量和浓度④不带杂菌⑤良好的生产性能（高产、稳定）

15．培养基选择的原则：培养基的原料比较精细，质量较高。C/N比大有利于长孢子

N源丰富, 有利于长菌丝

16．车间种子接种方法: 微孔接种法——孢子悬浮液接种，火焰保护接种法——摇瓶菌丝接种，压差接种法——罐与罐间的移种

17．种子罐的级数:指制备种子需逐级扩大培养的次数。

18．接种龄：菌体从开始至移入下一级罐的培养时间

19．接种量：种子液体积和接种后培养液体积之比。

20．影响种子质量的因素：○1培养基（C/N、无机盐、微量元素、原料产地、加工方法等）○2培养条件（温度、湿度、PH 、DO 、时间等）○3斜面菌种保藏时间○4种龄○5接种量

第三章微生物的代谢理论及应用

1．同工酶调节的意义同工酶是生物体对环境变化或代谢变化的另一种有利的调节方式。当其中一种同工酶受到抑制或缺损时，另外的同工酶仍在起作用，从而保证微生物细胞的代谢继续进行。

2．多功能酶一般是指在结构上只有一条多肽链，但具有两种或两种以上的催化活力或结合功能的蛋白质。

3．微生物代谢调节的主要方式：酶活性的调节，酶合成的调节

4．阻止酶合成的现象称为阻遏

5．营养阻遏：微生物细胞在其所处的环境条件下，首先利用其细胞中已有的酶系降解最易利用的生长底物，必要时才会去合成降解另一种生长底物的酶系。

6．能荷(Energy charge,简写为EC):指对ATP、ADP、AMP系统中高能磷酸键的量度。表示细胞中的能量状态，可用下式来表示

系统中：

只有ATP时，EC值为100%；有AMP时，EC值等于零；全部为ADP时，EC值为50% 7．能荷调节：即通过改变ATP、ADP、AMP三者的比例来调节代谢活动。也称腺苷酸调节。8．巴斯德效应：在有氧条件下，酵母菌进行呼吸作用,抑制发酵的现象称为巴斯德效应。

巴斯德效应的本质：是能荷调节

9．微生物代谢的人工控制目的：积累并分泌过量的代谢产物

10．微生物代谢的人工控制的手段：控制发酵条件和改变微生物遗传特性

11．提高诱导酶合成量，最好的诱导剂是底物结构类似物，不是底物，为什么？

因为底物诱导剂可被酶分解，引起末端产物的阻遏；用量比较大，生产成本高。12．补加前体需满足以下两个条件：①前体是产物形成的限速因子，其合成受到众多的控制。

②必须已知其代谢途径，且补加的前体物质对于其他酶系无抑制作用。

13．抗反馈突变株又称为抗结构类似物突变株。

第四章微生物发酵动力学

1．发酵动力学是研究发酵过程中变量在活细胞作用下变化的规律，以及各种发酵条件对这些变量变化的影响。

2．研究发酵动力学的目的：在于按人们的需要控制发酵过程

3．比生长速率：就是细胞浓度的变化率与培养基中菌体浓度之比。

4．连续发酵优点:○1提高设备利用率,可减小设备的体积○2便于自动化控制○3产品稳定，生产费用低。

5．根据控制模式,将连续发酵分为恒化器发酵和恒浊器发酵两种类型.

6．恒化器发酵：在连续发酵过程中，基质流加速度恒定，以研究细胞的生长速度与生长密度。

7．恒浊器发酵控制加入新鲜培养基的速度,使系统中的细胞密度维持不变.

冲溃现象（又称“洗出”）当快速加料，快速放料时，由于培养基在罐内停留时间太短，微生物来不及利用其生长繁殖，培养基已流出灌外，这种现象称冲溃现象。发生冲溃现象时的稀释率称为极限稀释率

第五章发酵培养基及原料精制

1．有机氮源：花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、酵母粉、麦麸、鱼粉、蚕蛹粉、玉米浆、蛋白胨、尿素、废菌体、酒糟等。无机氮常用的有: 氨水、铵盐和硝酸盐，一般情况下是作为辅助氮源，又是pH调节剂

2．生长因子: 对微生物正常代谢必不可少且不能用简单的碳源或氮源自行合成的有机物。

广义的生长因子包括维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4～C6的分枝或直链脂肪酸，以及需要量较大的氨基酸。狭义的生长因子一般仅指维生素。

3．前体：能用于产物的合成，提高产物产量的一类小分子物质

4．培养基的类型按组成分：合成培养基和天然培养基；按状态分：固体、半固体和液体培养基；按用途为：孢子培养基、种子培养基和发酵培养基。

5．配制孢子培养基的基本要求是：第一，营养不要太丰富(特别是有机氮源)，否则不易产孢子。第二，所用无机盐的浓度要适当，否则影响孢子量和颜色。第三，要注意孢子培养基的pH和湿度。

6．种子培养基用途：供孢子发芽、生长和大量繁殖菌丝体，并使菌体生长得粗壮，成为活力强的“种子”。

7．种子培养基要求：1）营养要丰富和完全，氮源和维生素的含量要高些2）总固形物含量较低为好，可提高溶氧含量3）最后一级种子培养基的成分应接近发酵培养基。

8．工业上水解淀粉转化为葡萄糖有以下三种方法：酸解法，酸酶结合法，酶解法

9．DE值指葡萄糖占干物质的百分率,用于表示淀粉水解程度及糖化程度,也称葡萄糖值。

DE=还原糖/干物质*100%

10．为什么要控制液化程度?

①因为糖化酶水解时，需先与底物分子生成络合结构，然后才发生水解催化作用，DE值过大，不利于糖化酶生成络合结构，影响催化效率；②DE值过小，粘度大，易老化，难操作，糖化酶水解机会小，影响糖化速度，所以要控制液化程度。

11．淀粉为什么先糊化再液化？

淀粉是以结晶状的颗粒存在，酶不容易直接对其充分发生作用，如α－淀粉酶直接水解淀粉颗粒与水解已糊化淀粉浆的速度之比为1：20 000 , 所以先糊化再液化。

12．淀粉的糊化：加热淀粉乳，使淀粉颗粒吸水膨胀，当温度升高到60～80℃时，淀粉颗粒的体积可膨胀到原体积的50～100倍，原来排列整齐的淀粉结晶结构受到破坏，变成糊状液体，停止搅拌，淀粉不再沉淀，这种现象称为“糊化”。

13．糊化后，温度继续上升。当达到130℃左右时，支链淀粉也已几乎全部溶解，网状组织被彻底破坏，淀粉溶液变成黏度较低的流动性醪液，这种现象称为液化。不同作物淀粉液化温度也有差别。

14．液化了的淀粉醪在温度降低时，黏度会逐步增加，降到60℃时，变得非常黏，到55℃以下会变成凝胶，时间一长，则会重新产生部分结晶，这种现象称为淀粉糊化醪的“反生”或老化现象。

第六章发酵过程的工艺控制

1．制约发酵的两个主要因素：菌种的遗传特性和发酵条件

2．根据微生物利用速度的快慢，碳源分为：速效碳源和迟效碳源

3．一般单糖的利用速度比双糖和多糖快，单糖中葡萄糖的利用速度最快。

4．使用速效碳源，一定高产，对否？

否，因为葡萄糖的迅速利用，首先会产生大量的有机酸，使pH值下降，而过低的pH 值不利于产品的合成。其次，碳源的迅速消耗，会引起菌体的过早自溶。

5．为什么补料发酵？

（1）碳、氮源过于丰富会使菌体大量繁殖，消耗营养，菌体容易衰老、自溶，使产量降低。（2）基础料浓度过高，粘度大，搅拌动力消耗增加，溶氧下降，渗透压过高，不利于细胞的生长和发酵。

6．补料发酵目的：控制菌体生长繁殖速度，提高产物的产量

补料发酵关键：控制补料的时间、速率和配比

补料的物质：包括碳、氮、硫酸盐、磷酸盐，前体等

7．最适温度的选择应考虑生长最适温度和产物合成最适温度

8．pH值对菌体生长和产物合成的影响

1.影响酶的活性。

2.影响细胞膜所带电荷及渗透性

3. 影响菌体的形态

4.引起代谢途径改变，代谢产物发生变化

9．引起发酵液pH值上升的因素1）培养基中，氮源过高，NH4+过剩2）生理碱性物质过多3）中间补加的氨水或尿素等碱性物质过多4）发酵后期，菌体自溶造成pH的上升10．发酵过程pH值的控制1.培养基的配制中使用缓冲性物质2。在发酵过程中直接加入弱酸、碱中和3. 连续补料的方法调解（双重作用）

11．呼吸强度(即比耗氧速率）：单位重量干菌体在单位时间内所吸收氧量，QO。

12．摄氧率：单位体积培养液在单位时间内消耗氧量。

13．呼吸商RQ：反映菌体对营养基质代谢的情况，等于细胞生命活动产生的CO2摩尔数与所消耗的氧的摩尔数之比。

14．好氧发酵为什么要强化供氧？

氧是难溶气体，标准状况下，空气中氧在水中的溶解度为0.25 mmol/L，在发酵液中为0.2 mmol/L，需氧速率一般为25～100 mmol/L.h，上述溶氧浓度只能维持10 ～30s。即氧的溶解度很低，微生物又不断消耗发酵液中的氧，所以，要强化供氧，否则，呼吸受到抑制，菌体生长不良或代谢产物异常。

15．氧的传递过程可分为供氧和需氧两个方面

16．泡沫产生的原因○1气、液两相共存（通气、搅拌、代谢气体的产生）○2有稳定泡沫的物质（蛋白质、糖份等）例如：啤酒泡沫

17．泡沫对生产的影响：a.降低发酵罐的填料系数b.增加微生物菌群的非均一性c.“逃液”，导致产物损失d.增加污染杂菌的机会e.影响氧的传递，呼吸受影响，菌体易自溶 f.代谢气体不能及时排出，对菌体产生毒害

18．影响泡沫的因素：1通风量、搅拌转速2培养基的成分3与代谢物有关4与灭菌的操作有关

19．泡沫消除方法有两类：机械消泡和消泡剂消泡。

20．良好的消泡剂应具备以下几个条件：1对微生物、人、动物安全无毒B. 消泡快，抑泡持久2高温灭菌不变性，对设备无腐蚀3对产品的后处理无影响4不干扰正常工作，DO、pH等5来源丰富，价格低廉

21．发酵过程中常用的化学消泡剂主要有四类: 1天然油脂类(玉米油、豆油、棉籽油、花生油)2聚醚类(GP、GPE、SPE等)3硅酮类（聚二甲基硅氧烷及其衍生物）4高碳醇、脂肪酸类

第七章酒精与甘油发酵

1．在酒精发酵过程中，主要产物是酒精和CO2，但同时也伴随着生成40多种发酵副产物，按化学性质分，主要是醇、醛、酸、酯四大类化学物质。

2．影响杂醇油形成的因素：1菌种2培养基组成3发酵条件

3．优良酒精酒母选育方向：1耐高温酵母2耐酒精酵母3直接利用淀粉的酵母

4．细菌酒精发酵特点①糖的吸收速度要比酵母快1～2倍②每消耗lmol葡萄糖可生成1.9mol酒精③发酵强度比酵母高3倍以上④细菌生长完全不需要氧气⑤发酵温度36～37℃，可节省大量冷却水⑥菌体生成量少，副产物少

5．厌氧甘油发酵的缺点a.菌体死亡率较高，碱性条件；无能量产生；b.转化率较低。

第八章氨基酸发酵

1．Glu 的生物合成途径：见课件。

2．Glu产生菌的生化特征：1.α-KGA脱氢酶的活性微弱或丧失2经呼吸链氧化ADPH2的能力要弱3. Icit 脱氢酶活力强，cit 裂解酶活性弱4. 有较强的谷氨酸脱氢酶活性5.有参与CO2 固定反应的酶

3．Glu产率的关键：分解和CO2固定比例适当

4．Glu发酵的外在因素1.供氧——过量：不利于Glu的生成；供氧不足：积累大量的乳酸

2. NH4+浓度——NH4+的供给方式：氨，尿素

3.温度

4.pH

5．谷氨酸的分离、提取和精制

1)谷氨酸提取：等电点沉淀法、离子交换树脂法、锌盐沉淀法等。

2)脱色：活性炭脱色，离子交换脱色

3）中和：Na2CO3中和形成谷氨酸单钠，即可获得味精粗制品

4）结晶

6．结晶可获得更纯净的固体发酵产品，为什么

因为结晶具有高度的选择性，只有同类分子或离子才能结合成晶体。

7．赖氨酸生物合成途径两条：二氨基庚二酸途径（DAP途径)---细菌；α-氨基己二酸途径酵母----霉菌。

8．防止高产菌株回复突变的措施：1筛选遗传性稳定的菌株2赋加多重遗传标记3培养和保藏菌种时，要满足其对营养物的要求，添加类似物4添加抗生素，抑制恢复突变株的产生与增值5加强生产管理。

第九章核酸发酵

1．核苷，核苷酸类物质生产方式有三类：化学合成法，水解法（RNA酶法水解），发酵法2．肌苷常有以下3种简写方式：HR、IR和HxR。

3．肌苷的用途①肌苷经磷酸化生成助鲜剂-肌苷酸钠②作为治疗药物和医药中间体。4．核苷酸的生物合成有两条途径

①全合成途径（从头合成）利用磷酸戊糖与未完成的嘌呤或嘧啶环结合，逐步加上必要

的部分，再闭合成环。

②补救途径（重新利用）从培养基中吸取嘌呤或嘧啶碱基、戊糖、磷

酸，再进一步合成核苷酸。

5．枯草杆菌嘌呤核苷酸合成途径:见课件

特点：○1IMP分出两条环行路线○2AMP与GMP能互相转换

6．产氨短杆菌嘌呤核苷酸合成途径图见课件

特点：○1从IMP分出两条分枝路线○2AMP与GMP不能互相转换

7．参与核苷酸生物合成补救途径的酶有三种：1）核苷酸焦磷酸化酶2)核苷磷酸化酶3)核

苷酸磷酸激酶。

8．鸟苷酸的生产方法：见课件

9．选育鸟苷产生菌必须满足的条件：①缺失SAMP合成酶和GMP还原酶;②降低鸟苷分解酶的活性；③解除GMP对IMP脱氢酶的反馈抑制和阻遏；④解除AMP、GMP对PRPP 转酰胺酶的调控；⑤IMP脱氢酶的活性要高于Nt的活性，提高GuR的生成量。

第十章有机酸发酵

1．乳酸分子式为CH3CHOHCOOH

2．乳酸的性质：黏稠状液体，无色透明，味微酸，有较强的吸湿性。

. 用途：酸味剂、调味剂、防腐剂、鞣制剂、植物生长调节剂、生物可降解材料和手性药物等。

3．乳酸发酵类型（由于菌体细胞内酶的差异，代谢途径分为三种类型）：同型发酵途径；异型发酵途径；双歧途径，也属于异型发酵类型。

4．柠檬酸，又名枸橼酸，学名：2-羟丙烷三羧酸，分子式：C6H8O7性质：柠檬酸极易溶于水、乙醇等溶剂。具有令人愉快的酸味，口感好，安全无毒。

5．柠檬酸的产生菌：以淀粉、糖质为原料的生产菌是黑曲霉，以石油、乙酸、乙醇等为原料时，生产菌是酵母。

6．柠檬酸发酵的原料有糖质原料和石油烷烃原料两大类。糖质原料包括淀粉及各种糖：石油烷烃原料包括正烷烃、乙酸、乙醇等。

7．葡萄糖生物合成柠檬酸过程中没有碳原子损失。

第十一章废水的生物处理法

1．污水处理方法分类

物理处理法：利用沉降、过滤、吸附、渗析等方法

化学处理法：利用中和、氧化、还原等方法

生物处理法：利用微生物氧化分解作用

2．BOD—生物需氧量

BOD是指微生物在氧充足情况下分解有机污染物时，所消耗的溶氧量，单位mg/L BOD5 即水样在20℃条件下,培养5d的生化需氧量。

3．COD—化学耗氧量

COD是指用强氧化剂氧化废水中污染物时所消耗的氧量

4．活性污泥：絮状泥粒状的微生物群体称之活性污泥

发酵工程复习重点.doc

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释放能量的过程。（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经验传授技术，使产品质量不稳定（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经验传授技术，使产品质量不稳定（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——深层培养技术出现于20世纪40年代，以抗生素的生产为标志青霉素的发现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。通气搅拌液体深层发酵技术是现代发酵工业最主要的生产方式机械搅拌通气发酵技术的建立是第二次转折 4、近代发酵工程时期——代谢控制发酵技术定义：以动态生物化学和微生物遗传学为基础，将微生物进行人工诱变，得到适合于生产某种产品的突变株，再在人工控制的条件下培养，即能选择性地大量生产人们所需要的物

发酵工程实验方案

生物发酵工程实验实验一................................ 利用酵母富集培养基分离酵母菌实验二... ......................... 分离纯化酵母菌实验三... ......................... 酵母菌的保藏实验四............................... 大肠杆菌生长曲线测定及pH对生长曲线的影响实验五.............................. 发酵罐的构造及操作实验六.............................. 发酵罐实灌灭菌操作实验七.............................. 利用7L发酵罐对地衣芽孢杆菌进行补料分批发酵培养实验八..............................淀粉酶生成曲线的测定

实验一、利用酵母富集培养基分离酵母菌一实验目的 1、通过本实验加深理解酵母富集培养基的原理和应用； 2、掌握涂布分离技术； 3、熟悉从自然样品土壤中分离酵母菌的具体操作方法二实验原理酵母菌主要分布于含糖高和酸度较高的自然环境中，在果园表土和浆果、蔬菜、花蜜和蜜饯等的表面很容易找到它们。在土壤中，由于各种微生物混杂在一起且酵母菌的数量相对比较少，故可以利用酵母菌富集培养基进行富集培养，该培养基含有较高的葡萄糖（5%）和较酸（pH为4.5）的环境，以及能抑制多种杂菌（许多细菌、放线菌和快速生长霉菌）的孟加拉红（玫瑰红），故十分有利于酵母菌的增值。三实验材料土壤（标注采集地点）培养基：酵母富集培养基（5%葡萄糖、0.1%尿素、0.1%硫化铵、0.25%磷酸二氢钾、0.05%磷酸氢二钠、0.1%七水合硫酸镁、0.01%七水合硫酸铁、0.05%酵母膏、0.003%孟加拉红、1.9%琼脂 pH4.5）移液枪、培养皿、天平、涂布棒、棉绳、250ml三角瓶、75%酒精棉花、摇床等四实验步骤 1、采集土样：采集葡萄园或其他果园、菜地等的土壤若干（要求：先铲去2~3cm 的表土，再采集土样）适当研碎。 2、称取1g土样装入准备好的30/250ml蒸馏水中震荡均匀。 3、准备平板：将酵母菌富集培养基加热融化，待冷却至50℃左右后，倒2个平板，冷却待用。 4、用移液枪吸取200ul样品，用涂布法分离菌种。 5、恒温培养：将培养皿倒置后防于37℃恒温培养箱中培养2d。五结果记录将土壤来源，平板上得到的菌落特征和菌落数做表记录六思考题酵母菌富集培养基中为什么要加孟加拉红

发酵工程重点

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啤酒啤酒概念：啤酒是以优质大麦芽为主要原料，啤酒花为香料，经过制麦芽、糖化、发酵等工序制成的富含营养物质和二氧化碳的酿造酒。啤酒的分类 1、据工艺分类可分两大类：以德国、捷克、丹麦、荷兰为典型的下面发酵法啤酒；以及以澳大利亚、新西兰、加拿大等的上面发酵法啤酒。 2、根据是否巴氏灭菌分为：生啤酒/熟啤酒 3、根据麦芽度可分为：8o啤酒/10o啤酒/12o啤酒/14o啤酒/18o啤酒 4、根据色泽可分为：黑啤酒/黄啤酒/淡色啤酒啤酒作用：含二氧化碳，饮用时有清凉舒适感，促进食欲。啤酒花含有蛋白质、维生素、挥发油、苦味素、树脂等，具有强心、健胃、利尿，镇痛等医疗效能，对高血压病、心脏病及结核病等均有较好的辅助疗效。产妇喝啤酒，以增加母体乳汁，使婴儿得到更充分的营养。适量饮用啤酒对心脏和高血压患者亦有一定疗效。啤酒是夏秋季防暑降温解渴止汗的清凉饮料，据医学和饮料专家们研究，啤酒含有4%的酒精，能促进血液循环。过度饮用冰冻啤酒伤脾胃，加重体内湿气，影响健康。啤酒酿造对大麦质量的要求 1．感官（1）色泽：良好大麦有光泽，淡黄；受潮大麦发暗，胚部呈深褐色；受霉菌侵蚀的大麦则呈灰色或微兰色（2）气味：良好大麦具有新鲜稻草香味（3）谷皮：优良大麦皮薄，有细密纹道（4）麦粒形态：以短胖者为佳（5）夹杂物：杂谷粒和沙土等应在2%以下 2．物理检验（1）千粒重：以无水物计千粒重应为30~40g （2）麦粒均匀度：按国际通用标准，麦粒腹径可分为2.8、2.5、2.2mm三级（3）胚乳性质：胚乳断面可分为粉状、玻璃质和半玻璃质三种状态 3．化学检验（1）水分：原料大麦水分不能高于13%，否则不能贮存，易发生霉变，呼吸损失大（2）蛋白质：蛋白质含量一般要求为9~12%，蛋白质含量高，制麦不易管理，易生成玻璃质，溶解差，浸出物相应的低，成品啤酒易浑浊（3）浸出物：间接衡量淀粉含量的方法，一般为72~80% 4．酿造大麦的质量标准：1986年正式制定和通过了啤酒大麦国家标准，编号为QB—1416—87

发酵工程期末复习题

发酵工程复习题库一、填空题（常为括号后2－4字） 1. 淀粉水解糖的制备可分为（）酸解法、（）酶解法和酸酶结合法三种。 2. 糖酵解途径中的三个重要的关键酶是（）己糖激酶、磷酸丙糖激酶、（）丙酮酸激酶。 3. 甘油的生物合成机制包括在酵母发酵醪中加入（）亚硫酸氢钠与乙醛起加成反应和在（）碱性条件下乙醛起歧化反应。 4. 微生物的吸氧量常用呼吸强度；耗氧速率两种方法来表示，二者的关系是（）。 5. 发酵热包括（）生物热；搅拌热；蒸发热和（）辐射热等几种热。 6. 发酵过程中调节pH 值的方法主要有添加（）碳酸钙法；氨水流加法和尿素流加法。 7. 微生物工业上消除泡沫常用的方法有（）化学消泡和（）机械消泡两种。。 8. 一条典型的微生物群体生长曲线可分为（）迟滞期、对数期；（）稳定期；衰亡期四个生长时期。 9. 常用菌种保藏方法有（）斜面保藏法、（）沙土管保藏法、液体石蜡保藏法；真空冷冻保藏法等。 10. 培养基应具备微生物生长所需要的五大营养要素是（）碳源、氮源；（）无机盐；（）生长因子和水。 11. 提高细胞膜的（）谷氨酸通透性，必须从控制磷脂的合成着手或者使细胞膜受损伤。 12. 根据微生物与氧的关系，发酵可分为（）有（需）氧发酵；（）厌氧发酵两大类。 13. 工业微生物育种的基本方法包括（）自然选育、诱变育种；代谢控制育种；（）基因重组和定向育种等。 14. 肠膜明串珠菌进行异型乳酸发酵时，产物为（）乳酸；（）乙醇；CO2。 15. （）诱导酶指存在底物时才能产生的酶，它是转录水平上调节（）酶浓度的一种方式。 16. 发酵工业的发展经历了（）自然发酵，纯培养技术的建立，（）通气搅拌的好气性发酵技术的建立，人工诱变育种（）代谢控制发酵技术的建立，开拓新型发酵原料时期，与（）基因操作技术相结合的现代发酵工程技术等六个阶段。 17. 去除代谢终产物主要是通过改变细胞的膜的（）通透性来实现。 18. 获得纯培养的方法有（）稀释法，（）划线法，单细胞挑选法，利用选择培养基分离法等方法。 19. 生长因子主要包括（）维生素，（）氨基酸，（）碱基，它们对微生物所起的作用是供给微生物自身不能合成但又是其生长必需的有机物质。 20. 微生物生长和培养方式，可以分为（）分批培养，（）连续培养，补料分批培养三种类型。 21. 影响种子质量的主要因素包括培养基，（）种龄与（）接种量，温度，pH 值，通气和搅拌，泡沫，染菌的控制和（）种子罐级数的确定。 22. 空气除菌的方法有加热杀菌法，静电除菌法，（）介质过滤除菌法。 23. 发酵产物的浓缩和纯化过程一般包括发酵液（）预处理，提取，精制。 24. 菌种扩大培养的目的是为每次发酵罐的投料提供（）数量相当的（）代谢旺盛的种子。 25. 在微生物研究和生长实践中，选用和设计培养基的最基本要求是（）目的明确，（）营养协调，物理化学条件适宜和（）价廉易得。 26. 液体培养基中加入CaCO3的目的通常是为了调节（）pH 值。 27. 实验室常用的有机氮源有（）牛肉膏，蛋白胨等，无机氮源有硫酸铵，硝酸钠，等。为节约成本，工厂中常用尿素、（）液氨等作为氮源。 () X c Q r O ?=2

发酵工程试验指导

实验 1 K L a 的测定方法氧是难溶气体，在25℃和1个大气压下，纯水中溶解度为0.25 mol/m 3左右。在好氧发酵过程中，氧气由气相传递到液相，为微生物消耗。氧的传递过程限速阻力位液膜阶段，此时K l a 是描述氧的传递性能的重要参数。 1.目的掌握利用亚硫酸盐测定容积氧体积传递系数的方法，了解氧传递在好氧发酵过程中的重要作用。 2原理以Cu 离子为催化剂，溶解于水中的O 2能立即将水中的SO 32-氧化为SO 42-，其氧化反应的速度几乎与SO 32-浓度无关。实际上是O 2一经溶入液相，立即就被还原掉。这种反应特性使溶氧速率成为控制氧化反应的因素。其反应式如下： 2Na 2SO 3 2 2SO 4 剩余的Na 2SO 3与过量的碘作用 Na 2SO 3 + I 2 + H 2O Na 2SO 4 + 2HI 剩余的I 2用标准Na 2S 2O 3溶液滴定。 I 2+ 2Na 2S 2O 3 Na 2S 4O 6+2NaI ?O 2 ~ ?Na 2SO 3 ~ ?I 2 ~ ?Na 2S 2O 3 1 2 2 4 可见，每溶解1mol O 2，将消耗2mol Na 2SO 3，将少消耗2mol I 2，将多消耗4mol Na 2S 2O 3。因此可根据两次取样滴定消耗Na 2S 2O 3的摩尔数之差，计算体积溶氧速率。公式如下： 090036004tV VM tV VM N V ??= ???= 式中 N V ：两次取样滴定消耗Na 2S 2O 3体积之差， M ：Na 2S 2O 3浓度， ?t ：两次取样时间间隔，h V 0：取样分析液体积。将上述N V 值代入公式C C N a k V L -= * 即可计算出k L a

发酵工程期末考试重点终极版

●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 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。

发酵工程复习资料

第一章，绪论一、填空：微生物工程可分为发酵和提纯两部分，其中以发酵为主。化学工程与发酵工程的本质区别在于化学工程利用非生物催化剂，发酵工程利用生物催化剂---酶。二、判断：发酵产品是经微生物厌氧生物氧化过程获得的。错三、课后思考题： 1、发酵的定义：利用微生物的新陈代谢作用，把底物（有机物）转化成中间产物，从而获得某种工业产品。（工业上定义、广义、有氧无氧均可） 2、发酵流程： 3、比拟放大的基本过程：斜面菌种－摇瓶试验(培养基、温度、起始pH值、需氧量、发酵时间)－小型发酵罐－中试－大规模工业生产 4、发酵工程的发展经历了哪几个阶段？ 1.）自然发酵时期 2）纯培养技术建立(第一个转折期) 3）通气搅拌的好气性发酵工程技术建立(第二个转折期) 4）人工诱变育种与代谢控制发酵工程技术建立(第三个转折期) 5）发酵动力学、连续化、自动化工程技术的建立(第四个转折期) 6）生物合成和化学合成相结合工程技术建立(第五个转折期) 5、微生物工业发展趋势 1）、几个转变分解代谢→合成代谢自然发酵→人工控制的突变型发酵→代谢控制发酵→通过遗传因子的人工支配建立的发酵（如工程菌） 2）、化学合成与生物合成相结合 3）、大型、连续化、自动化发酵发酵罐的容量可达500t，常用的也达20-30t。 4）、人工诱变育种和代谢控制发酵

微生物潜力进一步挖掘，新菌株、新产品层出不穷。 5）、原料范围不断扩大石油、植物淀粉、天然气、空气、纤维素、木质素等 6、举例说明微生物工业的范围酿酒工业（啤酒、葡萄酒、白酒）食品工业（酱、酱油、食醋、腐乳、面包、酸乳）有机溶剂发酵工业（酒精、丙酮、丁醇）抗生素发酵工业（青霉素、链霉素、土霉素等）有机酸发酵工业（柠檬酸、葡萄糖酸等）酶制剂发酵工业（淀粉酶、蛋白酶等）氨基酸发酵工业（谷氨酸、赖氨酸等）核苷酸类物质发酵工业（肌苷酸、肌苷等）维生素发酵工业（维生素B12、维生素B2等）生理活性物质发酵工业（激素、赤霉素等）名贵医药产品发酵工业（干扰素、白介素等）微生物菌体蛋白发酵工业（酵母、单细胞蛋白）微生物环境净化工业（利用微生物处理废水等）生物能工业（沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙烯等能源物质）微生物治金工业（微生物探矿、治金、石油脱硫等）第二章发酵基础知识 1、写出生产以下产品的主要菌种：啤酒（啤酒酵母）、黄酒（霉菌（根霉、曲霉）、酵母菌、细菌）、味精（谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌）、柠檬酸（黑曲霉）、食醋（霉菌、酵母菌、醋酸菌）、酸奶（乳酸菌（保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、乳酸链球菌）） 2、发酵工艺控制中，主要应监控温度、pH值、溶解氧、泡沫、氧化还原电位等。 3、概念：单菌发酵: 现代发酵工业中最常见，传统发酵工业中很难实现。混合菌发酵: 自然发酵和人工接种发酵液态发酵: 发酵基质呈流动状态，如啤酒发酵、柠檬酸发酵等。固态发酵: 发酵基质呈不流动状态。如固态酱油发酵、米醋发酵、大曲酒（白酒）发酵等。半固态发酵: 发酵基质呈半流动状态，如黄酒发酵、传统稀醪酱油发酵等。 4、发酵产品主要类型微生物菌体、代谢产物、酶 5、如何理解：传统工艺，原料决定菌种；现代工艺，菌种决定原料？传统工艺，原料决定菌种：传统工艺中，发酵原料是一种选择培养基。传统工艺就是利用这种选择作用，把自然界带入的各种野生菌，在发酵基质上进行选择富集培养，这些微生物生长和代谢的结果可生产出有特殊风味的食品。现代工艺，菌种决定原料：在使用纯种发酵剂前，我们必须对原料进行灭菌，以防止其他杂菌对发酵的干扰。 6、发酵产品主要有哪些附加值 1）发酵有利于食品保藏食品发酵后，改变了食品的渗透压、酸度、水的活性等，从而抑制了腐败微生物的生长，有利于食品保藏。 2）发酵产品有保健作用有些食品经过微生物发酵后，不仅能产生酸类和醇类等，还能产生某些抗菌素可抑制致病菌和肠内腐败菌。

发酵工程实验讲解

发酵工程实验目录发酵罐的结构系统及使用方法实验一实验二微生物的诱变育种乳酸菌的分离及乳酸饮料制作实验三实验四大肠杆菌生长曲线的测定摇床培养枯草芽孢杆菌发酵条件的优化实验五

实验一发酵罐的结构系统及使用方法一、实验目的： 1．了解发酵罐（气升式、搅拌式）的几大系统组成，即空气系统、蒸汽系统、补料系统、进出料系统、温度系统、在线控制系统。 2．掌握发酵罐空消的具体方法及步骤 3．掌握发酵罐进料及实消的具体方法及步骤 4．掌握发酵罐各系统的控制操作方法二、实验原理： 1．蒸汽系统：三路进汽——空气管路、补料管路、罐体 2．温度系统： (1) 夹套升温：蒸汽通入夹套。 (2) 夹套降温：冷水通入夹套，下进水，上出水。 3．空气系统：取气口→空压机：往复式油泵获得高脉冲的压缩空气粗过滤器：由沙布包裹棉花压实成块状叠加制得，作用是去除部分细菌及大部分灰尘（贮气罐）：空压机压缩使气体温度升高，经贮气使气体保温杀菌；压缩空气中有油污、水滴，且压力不稳，有一定的脉冲作用，会冲翻后面的过滤介质，贮气后可使油滴重力沉降，减小脉冲。（冷却塔）：有降温并稳定作用，同时经旋风分离器进行气液分离 (丝网分离器)：通过附着作用，逐步累积沉降而分离5微米以上的微粒其作用介质为铜丝网 (加温器)：对压缩空气升温，除湿，使湿度达50%-60% 总过滤器：纱布包裹棉花加活性炭颗粒，逐层压紧而成。分过滤器：平板式纤维，中间为玻璃纤维或丝棉，下面放水阀应适时打开放出油、水，再用压缩空气控干。种子罐或发酵罐 4．补料系统：补培养基、消泡剂、酸碱等。 5．在线控制系统：热电偶（温度探关）、溶氧探头、pH探头（后二者实消时才安装，为不可再生探头，有限定使用次数，pH探头使用前要先校准）、控制柜、数据采集系统。。)取样口(、出料口)接种口(、进出料系统：进料口6．

发酵工程与设备实验试题答案

发酵工程与设备实验 1.决定摇瓶溶氧量的因素有哪些？它们如何影响摇瓶溶氧量？答：⑴摇瓶的透气性：8层纱布，纱布透气性越好，摇瓶溶氧量越大。⑵摇瓶的转速：转速越大，培养基流动越剧烈，增大与气体接触面积。⑶培养基的粘稠度：粘稠度越大，氧气越难进入，溶氧量越低。 2.采用磷钼蓝法测定发酵液中的植酸酶活性实验中，空白对照中并未发生酶和底物的水解反应，但经过显示后，颜色却呈较深的蓝色，试解释其原因。答：①磷钼蓝受热，易被氧化成蓝色还原物。②植酸钠中含杂质磷太多。 3.红曲米发酵实验中，为何要添加酸水？无菌酸水如何制得？答：是为了洗脱菌种，同时为红曲霉生长创造酸性环境。制备：取一烧杯的蒸馏水，往水中加入乳酸并调PH至4.0.然后取10ml配制好的溶液于干净的试管中，密封包扎后，放入高压灭菌锅灭菌，即可得到无菌酸水。 4.产植酸酶黑曲霉的分离实验中，为何选用植酸钙而不选用植酸钠？答：钠盐易溶解、钙盐难容，易形成透明圈，从而筛选。 5.产植酸酶黑曲霉的分离实验中，为什么不将脱氧胆酸钠溶液

和氯霉素眼药水加入到筛选培养基中一起灭菌？答：①脱氧胆酸钠会与铁盐高温时反应。②细菌性抗生素、自身就是杀菌的，且本身无菌，也不能灭菌。 6.请详细说明产植酸酶黑曲霉的分离实验的实验原理。答：以植酸钙为唯一磷来源的选择培养基，同时以透明圈法，从土壤中分离筛选产植酸酶的黑曲霉 7.产植酸酶黑曲霉的摇瓶发酵实验中，摇瓶的作用有哪些？答：①气体和营养分布均匀②温度保持恒定③代谢产物分散④避免影响其他菌丝生长⑤防止细胞沉淀 8.植酸酶酶活力测定实验中，若显色后的反应体系测定吸光度值为2.23，说明什么问题？该如何调整实验方案？答：浓度过大，该稀释。 9.植酸酶活力测定时做标线的目的是什么？答：标线是反应吸光度与无机磷浓度之间的关系，待我们测的样品吸光度后即可在标线上读出对应无机磷浓度，从而进行酶活计算。 10.简述灭菌锅的使用方法及步骤。答：①向锅内注入水至三脚架上边缘、预热。 ②放入物品，将直排气管并放入排气槽。 ③关盖，拧紧对应螺栓，打开开关加热 ④待压力达到0.05MPa，排冷空气，归零。

发酵工程复习题2013418

一、发酵工程与传统酿造、化学工程相比特点是：发酵是生物体自身进行的反应与传统酿造相比： 1、发酵过程以生命体的自动调节方式进行，数十个反应过程能够在发酵设备中一次完成； 2、反应通常在常温常压下进行，条件温和，耗能少，设备较简单； 3、原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，可以是农副产品、工业废水或可再生资源，微生物本身能有选择地摄取所需的物质； 4、容易生产复杂的高分子化合物，能高度选择地在复杂化合物的特定部位进行氧化、还原、官能团引入或去除等反应； 5、发酵过程中需要防止杂菌污染，大多情况下设备需要进行严格的冲洗、灭菌，空气需要过滤等。二、与化学工程相比（发酵工程的一般特征）： 1）作为生化反应，通常在常温常压下进行，因此没有爆炸之类的危险，各种设备都不必考虑防爆问题，还有可能使一种设备具有多种用途； 2）原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，加入少量的各种有机或无机氮源，只要不含毒物，一般无精制的必要，微生物本身就有选择地摄取所需物质；3）反应以生命体的自动调节方式进行，因此数十个反应过程能够像单一反应一样，在称为发酵罐的单一设备内很容易地进行； 4）能够容易地生产复杂的高分子化合物，是发酵工业最有特色的领域； 5）由于生命体特有的反应机制，能高度选择性地进行复杂化合物在特定部位的氧化、还原、官能团导入等反应； 6）生产发酵产物的生物物质菌体本身也是发酵产物，富含维生素、蛋白质、酶等有用物质。因此，除特殊情况外，发酵液等一般对生物体无害； 7）发酵生产在操作上最需要注意的是防止杂菌污染 8）通过微生物的菌种改良，能够利用原有生产设备使生产飞跃上升。三、微生物发酵技术反应过程中的特点： 1、条件通常温和（常温、常压、弱酸、弱碱）。 2、原料来源广泛，以糖、淀粉等碳水化合物为主。 3、反应以生命体的自动调节方式进行，单一反应器内进行。 4、发酵产品（多为小分子产品，也容易生产出复杂的高分子化合物） 5、高度选择性地进行复杂化合物在特定部位的反应。 6、生产发酵产物的微生物菌体本身也是发酵产物（发酵液一般对生物体无害）。 7、防止污染（灭菌是发酵成败的关键）。 8、改良微生物菌种（提高生产水平；菌种是发酵的根本因素）。四、微生物发酵技术发展历史过程及特点： 1、自然发酵（天然发酵）：厌氧发酵、非纯培养、产物稳定性差（酒、醋、酱油）。 2、纯培养技术建立：纯培养无菌操作技术建立、密闭发酵罐、表层培养、显微镜诞生及微生物发现（甘油、丙酮、丁醇等初级代谢产物）。 3、通气搅拌大规模发酵技术建立：好氧发酵、发现青霉素（次级代谢产物）。 4、代谢控制发酵技术：生产谷氨酸，菌种经遗传育种、人工诱变等控制其代谢途径得到所需的代谢终产物（氨基酸、某些抗生素）。

发酵工程知识点复习进程

第一章发酵工程概述一、发酵工程：是利用微生物特定的形状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用与工业化生产的技术体系，是将传统发酵与现代的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发酵技术。二、发酵工程简史： 1590 荷兰人詹生制作了显微镜 1665 英国人胡克制作的显微镜观察到了霉菌近代发酵工程建立初期1864 巴斯德灭菌法 1856 psateur 酵母导致酒精发酵 19世纪末Koch 纯种分离和培养技术三、发酵工程技术的特点（1）主体微生物的特点 ①微生物种类繁多，繁殖速度快、代谢能力强，容易通过人工诱变获得有益的突变株； ②微生物酶的种类很多，能催化各种生化反应 ③微生物能够利用有机物、无机物等各种营养源 ④可以用简易的设备来生产多种多样的产品 ⑤不受气候、季节等自然条件的限制等优点（2）发酵工程技术的特点 ①发酵工程以生命体的自动调节方式进行，数十个反应能够在发酵设备中一次完成 ②反应通常在常温下进行，条件温和，耗能少，设备简单 ③原料通常以糖蜜，淀粉等碳水化合物为主 ④容易生产复杂的高分子化合物 ⑤发酵过程中需要防止杂菌污染 (3)发酵工程反应过程的特点 ①在温和条件下进行的 ②原料来源广泛，通常以糖、淀粉等碳水化合物为主 ③反映以生命体的自动调节形式进行（同（2）①） ④发酵分子通常为小分子产品，但也很容易生产出复杂的高分子化合物四、发酵工程的一般特征 ①与化学工程相比，发酵工程中微生物反应具有以下特点：作为生物化学反应，通常在常温常压下进行，没有爆炸之类的危险，不必考虑防爆问题，还有可能使一种设备具有多种用途 ②原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，加入少量的各种有机或无机氮源，只要不含毒，一般无精制的必要，微生物本身就有选择的摄取所需物质 ③反应以生命体的自动调节方式进行因此数十个反应过程能够像单一反应一样，在称为发酵罐的设备内很容易进行 ④能够容易的生产复杂的高分子化合物，是发酵工业最有特色的领域 ⑤由于生命体特有的反应机制，能高度选择性的进行复杂化合物在特定部位的氧化还原官能团导入等反应

发酵工程复习

连续发酵：指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定的发酵过程。巴斯德效应：在厌氧条件下，向高速发酵的培养基中通入氧气，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。比生长速率：每小时单位质量的菌体所增加的菌体量称为菌体比生长速率。它是表征微生物生长速率的一个参数，也是发酵动力学中的一个重要参数。产物促进剂：是指那些非细胞生长所必须的营养物质，又非前体，但加入却能提高产量的添加剂。产物得率系数：可用于对细胞反应过程中碳源等物质生成细胞或其它产物的潜力进行定量评价，最常用的得率系数有对底物的细胞得率Yx/s，对碳的细胞得率Yc等。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。 (反馈抑制与反馈阻遏的区别在于：反馈阻遏是转录水平的调节，产生效应慢，反馈抑制是酶活性水平调节，产生效应快。此外，前者的作用往往会影响催化一系反应的多个酶，而后者往往只对是一系列反应中的第一个酶起作用。) 分解代谢物阻碍：分解代谢物抑制作用(catabolite repression )又称代谢物阻遏作用，是葡萄糖或代谢物或葡萄糖的降解产物对一个基因或操纵子的阻遏作用。分批培养：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，在特定条件下完成一个生长周期的微生物培养方法。接种量：接种量是指移入的种子悬浮液体积和接种后培养液体的体积的比例。接种龄：种子罐中培养的菌体从开始接种至移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。空消:发酵罐未装入培养基的情况下进行的灭菌，也即是对发酵罐进行的灭菌。细胞得率系数：菌体生长量相对于基质的消耗量的收得率，称为生长得率，其定义为：以消耗基质为基准的细胞得率系数。两步法发酵：第一步、属有机酸发酵或氨基酸发酵。第二步、是在微生物产生的某种酶作用下，把第一步的产物转化为所需的氨基酸，这种生产方法又称为酶转化法。临界稀释速率：代表恒化器所能运行的最大稀释速率。虽然也有例外，但Dc通常相当于分批培养中细胞的最高生长速率。临界氧浓度：指不影响菌的呼吸所允许的最低溶氧浓度。前体物质：是指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中合成到产物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。

发酵工程实验报告集

生物技术大实验实验报告集班级生物技术1212学号 1220212206 姓名宋扬使用时间2015.12.14至2015.12.19 组别一苏州科技学院化学与生物工程学院

实验室学生守则一、严格遵守实验室各项规章制度和管理措施，服从教师及实验技术人员的指导。二、严格按照实验要求，做好实验预习,实验之前5分钟进入实验室，及时、准确地完成实验任务，实事求是地完成实验报告，杜绝弄虚作假。三、严格执行操作规定，爱护仪器设备及工具。凡不按教师的指导擅自操作引起仪器、设备损坏者，应予赔偿。四、爱护实验室公共财物，节约水电、材料和试剂。未经允许不得随便挪动非实验需用的其他仪器，不得随便拆装仪器或将仪器、工具带至室外。五、持实验室的严肃安静，不得大声喧哗、嘻闹，严禁在实验室内抽烟和吃东西。六、严防事故，确保实验室安全，发现异常情况，应及时向有关教师和管理人员报告。七、每次实验结束后，主动整理好仪器设备，归还所借器材，关闭电源、水源，按指导老师的要求做好实验结束工作及室内外的清洁卫生工作，经指导老师许可后，方可离开。苏州科技学院化学与生物工程学院

实验报告

菌体量随着时间增加而增长，而辅酶Q10 含量也随着菌体量的增长而变大。后期因为菌体量的减少，也开始降低。下罐。还原糖浓度（柱状图）还原糖浓度不断下降，在24小时开始每隔一段时间补充葡萄糖，使葡萄糖含量维持在一开始溶氧在100%，随着菌体生长发酵，开始下降，控制在30%左右，随着菌体增加，降为粘，影响氧气传递。前期消耗氮源，产氨，pH上升，随着菌体生长繁殖，消耗碳源，产酸，源，使pH维持在6.8左右。当pH过低时，通过补加氨水，使pH维持稳定。

(完整版)发酵工程_题库及答案.doc

1、举出几例微生物大规模表达的产品,及其产生菌的特点？ A.蛋白酶表达产物一般分泌至胞外，能利用廉价的氮源，生长温度较高，生长速度快 ,纯化、分离及分析快速；安全性高，得到 FDA的批准的菌种。 B.单细胞蛋白生长迅速，营养要求不高，易培养，能利用廉价的培养基或生产废物。适合大规模工业化生产，产量高，质量好。安全性高，得到 FDA的批准的菌种。 C.不饱和脂肪酸生长温度较低，安全性高，能利用廉价的碳源，不饱和脂肪酸含量高， D.抗生素生产性能稳定，产量高，不产色素，，能利用廉价原料 F.氨基酸代谢途径比较清楚，代谢途径比较简单 2、工业化菌种的要求？ A能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物 B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C. 遗传性能要相对稳定 D.不易感染它种微生物或噬菌体 E.产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关） F.生产特性要符合工艺要求 4、讨论：微生物（包括动、植物）可以生产我们所需的一切产品，但是涉及到工业化生产，对于某一种特定的产品，为何只有特定的微生物才具有大量表达的潜力？在不同的环境条件下，微生物细胞对遗传信息作选择性的表达，实现代谢的自动调节。代谢的协调能保证在任何特定时刻、特定的细胞空间，只合成必要的酶系（参与代谢的多种酶）和刚够用的酶量。一旦特定物质的合成达到足够的量，与这些物关系支持细胞自身的增殖（生产细胞），不支持（人的）目

的产物的过量生产（生产特定的初级代谢产物）。而工业化生产要求特定表达某种或某类物质，只有正常代谢被打破，代谢协调失常的微生物才能达到要求 5、自然界分离微生物的一般操作步骤？样品的采取→预处理→培养→菌落的选择→初筛→复筛→性能的鉴定→菌种保藏 6、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集培养？自然界中目的微生物含量很少，非目的微生物种类繁多，进行富集培养，使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖，数量增加，由原来自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种，使筛选变得可能。 7、菌种选育分子改造的目的？防止菌种退化 ; 解决生产实际问题 ; 提高生产能力 ; 提高产品质量 ; 开发新产品 . 8、以目前的研究水平，土壤中能够培养的微生物大概占总数的多少？什么是 16sRNA同源性分析？目前能够培养的微生物不到总数的 1%。以 16sRNA为靶基因，设计引物，建立 pcr 扩增体系，再通过 DNA 测序进行细菌同源性分析。 9、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？自然选育就是不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程。

发酵工程复习知识点.

原料的定义: ?从工艺角度来看,凡是能被生物细胞利用并转化成所需的代谢产物或菌体的物料,都可作为发酵工业生产的原料 ?具体:一般是含有可发酵性糖或可转化为可发酵性糖的物料,还包括前体物质等等原料选择的原则 1满足生产工艺要求: 适合微生物需要、吸收利用、代谢产物生产对生产中除发酵以外的其他方面,如通气、搅拌、精制、废弃物的处理等所带来的困难最少2满足管理和经济要求: 原料价格低廉(占成本的比例 ?原料资源要丰富,容易收集(60-70‘s,石油烷烃生产谷氨酸 ?因地制宜,就地取材 ?原料要容易贮藏 3满足环保的要求资源化减少污染常用原料种类 ?薯类:甘薯、马铃薯、木薯、山药等 ?粮谷类:高粱、玉米、大米、谷子、大麦、小麦、燕麦、黍和稷等(酒用原料 ?野生植物:橡子仁、葛根、土茯苓、蕨根、石蒜、金刚头、香符子等 ?农产品加工副产物:米糠(饼、麸皮、高粱糠、淀粉渣等

?糖蜜 ?非粮食生物质原料:纤维素、木质素、半纤维素等 ?水果类原料:葡萄、苹果、山楂等常用原料的化学组成 ?碳水化学物:主要是单糖和双糖,发酵微生物的碳源和能源。一些多糖则需转化为单糖或双糖后才被利用 ?蛋白质:蛋白质经蛋白酶分解后产生的多肽或氨基酸,是糖化菌和酵母菌生长繁殖的氮源?脂肪:针对不同的发酵产品其作用有较大差别?灰分:主要是P、Mg、K、S、Ca等元素,是微生物生长和代谢所必需糖蜜:英文名称:molasses 定义:工业制糖过程中,蔗糖结晶后,剩余的不能结晶,但仍含有较多糖的液体残留物。玉米浆:外文名corn steep liquor,是制玉米淀粉的副产物,原料为玉米糁、水、玉米汁。制造玉米淀粉须将玉米粒先用亚硫酸浸泡,浸泡液浓缩即制成黄褐色的液体,叫玉米浆,含有丰富的可溶性蛋白、生长素和一些前体物质,含大约40%~50%固体物质。味道微咸,是微生物生长很普遍应用的有机氮源,它还能促进青霉素等抗生素的生物合成。培养基设计的基本原则 1培养基的组成必需满足细胞的生长和代谢产物所需的元素,并能提供生物合成和细胞维持活力所需要的能量 2营养成分恰当的配比

发酵工程实验

实验一酸奶的制作与乳酸菌的活菌计数(5学时) 实验目的：１、学习并掌握酸奶制作的基本原理与方法。 2、了解市售酸奶的生产工艺。 3、掌握乳酸菌活菌计数方法与操作。实验原理: 乳酸菌在乳中生长繁殖,发酵分解乳糖产生乳酸等有机酸,导致乳的ｐH值下降，使乳酪蛋白在其等电点附近发生凝集。乳酸菌属于兼性厌氧微生物,在无氧条件下生长繁殖较好，实验室条件下利用混菌培养的方法，尽可能让乳酸菌在无氧条件下生长，每个单菌落代表一个微生物细胞。实验内容: （一）酸奶制作 1、10%脱脂奶粉溶解于热水(80℃左右)中,充分搅拌均匀，配成调制乳； 2、添加蔗糖:为了缓和酸奶的酸味，改善酸奶口味,在调制乳中加人4-8%的蔗糖。３、灭菌：方法有两种：将乳加热至90℃，保温5min； 4、接种:往冷却到43－4５℃灭过菌的乳中加入乳酸菌，接种量为2%－５%。 5、分装:酸奶受到振动,乳凝状态易被破坏,因此，不能在发酵罐容器中先发酵然后再进行分装,须是将含有乳酸菌的牛乳培养基先分装到小容器中，加盖后送入恒温室培养，在小容器中发酵制成酸奶。 6、发酵:发酵的温度保持在40-43 ℃，一般发酵时间为3－6h。发酵终点的确定有两种方法: 1)检测发酵奶的酸度，达到65－７0 T°。 2）倾斜观察，瓶内酸奶流动性差,而且瓶中部有细微颗粒出现。 7、冷却：发酵结束，将酸奶从发酵室取出,用冷风迅速将其冷印到1０℃以下,一般2 h,使酸奶中的乳酸菌停止生长，防止酸奶酸度过高而影响口感。 8、冷藏和后熟：经冷却处理的酸奶，贮藏在2-5℃的冷藏室中保存。９、感官指标１）色泽：色泽均匀一致，呈乳白色,或稍带微黄色。 2）组织状态:凝块稠密结实均匀细腻，无气泡，允许少量乳清析出。 3)气味：具有清香纯净的乳酸味，无酒精发酵味,无霉味和其他外来不良气味。（二）乳酸菌活菌检测 ①、检测培养基：蛋白胨15g,牛肉膏５ｇ，葡萄糖20g，氯化钠５ｇ，碳酸钙10ｇ, 琼脂粉20ｇ，水１000ｍl,115~121℃灭菌20mｉn,灭菌后放置水浴52℃保温备用。

发酵工程(答案)11

发酵工程习题及思考题库一、填空题 1. 淀粉水解糖的制备可分为酸解法、酶解法和酸酶结合法三种。 2. 糖酵解途径中的三个重要的关键酶是己糖激酶、磷酸丙糖激酶、丙酮酸激酶。 3. 甘油的生物合成机制包括在酵母发酵醪中加入亚硫酸氢钠与乙醛起加成反应和在碱性条件下乙醛起歧化反应。 4. 微生物的吸氧量常用呼吸强度；耗氧速率两种方法来表示，二者的关系是 5. 发酵热包括生物热；搅拌热；蒸发热和辐射热等几种热。 6. 发酵过程中调节pH 值的方法主要有添加碳酸钙法；氨水流加法和尿素流加法。 7. 微生物工业上消除泡沫常用的方法有化学消泡和机械消泡两种。。 8. 一条典型的微生物群体生长曲线可分为迟滞期、对数期；稳定期；衰亡期四个生长时期。 9. 常用菌种保藏方法有斜面保藏法、沙土管保藏法、液体石蜡保藏法；真空冷冻保藏法等。 10. 培养基应具备微生物生长所需要的五大营养要素是碳源、氮源；无机盐；生长因子和水。 11. 提高细胞膜的谷氨酸通透性，必须从控制磷脂的合成着手或者使细胞膜受损伤。 12. 根据微生物与氧的关系，发酵可分为有（需）氧发酵；厌氧发酵两大类。 13. 工业微生物育种的基本方法有自然选育、诱变育种；代谢控制育种；基因重组和定向育种等。 14. 肠膜明串珠菌进行异型乳酸发酵时，产物为乳酸；乙醇；CO2。 15. 诱导酶指存在底物时才能产生的酶，它是转录水平上调节酶浓度的一种方式。 16. 发酵工业的发展经历了自然发酵，纯培养技术的建立，通气搅拌的好气性发酵技术的建立，人工诱变育种代谢控制发酵技术的建立，开拓新型发酵原料时期，与基因操作技术相结合的现代发酵工程技术等六个阶段。 17. 去除代谢终产物主要是通过改变细胞的膜的通透性来实现。 18. 获得纯培养的方法有稀释法，划线法，单细胞挑选法，利用选择培养基分离法等方法。 19. 生长因子主要包括维生素，氨基酸，碱基，它们对微生物所起的作用是供给微生物自身不能合成但又是其生长必需的有机物质。 20. 微生物生长和培养方式，可以分为分批培养，连续培养，补料分批培养三种类型。 21. 发酵动力学主要内容为细胞生长动力学、基质消耗动力学及产物形成动力学。 22. 影响种子质量的主要因素包括培养基，种龄与接种量，温度，pH 值，通气和搅拌，泡沫，染菌的控制和种子罐级数的确定。 23. 空气除菌的方法有加热杀菌法，静电除菌法，介质过滤除菌法。 24. 发酵产物的浓缩和纯化过程一般包括发酵液预处理，提取，精制。 25. 菌种扩大培养的目的是为每次发酵罐的投料提供数量相当的代谢旺盛的种子。 26. 在微生物研究和生长实践中，选用和设计培养基的最基本要求是目的明确，营养协调，物理化学条件适宜和价廉易得。 27. 液体培养基中加入CaCO3的目的通常是为了调节pH 值。 28. 实验室常用的有机氮源有牛肉膏，蛋白胨等，无机氮源有硫酸铵，硝酸钠，等。为节约成本，工厂中常用尿素、液氨等作为氮源。 29. 乳酸菌进行同型乳酸发酵时通过EMP 途径，产物为乳酸，肠膜明串珠菌进行异型乳酸发酵时通过HMP 途径，产物为乳酸、乙醇和二氧化碳。 30. 操纵子是由结构基因，操纵基因和启动子组成。 31. 微生物发酵培养（过程）方法主要有分批培养、补料分批培养、连续培养、半连续培养四种。 32. 发酵过程控制的目的就是得到最大的比生产率和最大的得率。 () X c Q r O ?=2