发酵工程复习资料资料
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发酵工程复习资料1.发酵工业的特点：1．一步生产：微生物发酵是由一系列极其复杂的生化反应组成，反应所需的各种酶均包含在微生物细胞内。
2.反应条件温和3.原料纯度要求低：常以农副产品作原料，如薯干、麸皮等。
原料来源丰富，价格低廉。
4.设备的通用性高:对微生物发酵来说，无论好氧发酵还是厌氧发酵，它们的发酵设备都大同小异，即好氧的一般都用搅拌式发酵罐加空气过滤系统。
厌氧发酵都用密封式发酵罐。
5.对环境的污染相对较小：发酵所用的原料是农副产品，废水中虽然生物需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）较高，但有毒物质少。
6.生产受自然条件限制小2.发酵工业常用菌种类型：细菌: 枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等放线菌: 链霉菌属、小单胞菌属酵母菌: 啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等霉菌: 根霉、毛霉、犁头霉、红曲霉、曲霉及青霉等未培养微生物3.发酵工业对菌种的要求：1，能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物2，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要强3，遗传性能要相对稳定4，不易感染它种微生物或噬菌体5，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）6，生长快，发酵周期短，生产特性要符合工艺要求7，培养条件易于控制4.微生物菌种的分离筛选的步骤：样品采集→样品的预处理→目的菌富集培养→菌种初筛→菌种复筛→菌种发酵性能鉴定→菌种保藏。
5.诱变育种的基本步骤：出发菌株的选择处理菌悬液的制备诱变处理中间培养分离和筛选6.菌种变异及退化机理及其防止措施：菌种退化主要指生产菌种或选育过程中筛选出来的较优良菌株，由于进行接种传代或保藏之后，群体中某些生理特征和形态特征逐渐减退或完全丧失的现象。
主要原因：基因突变、连续传代。
防止措施:采用减少传代、经常纯化、创造良好的培养条件、用单细胞移植传代以及科学保藏等措施,不但可以使菌种保持优良的生产能力，而且还能使已退化的菌种得到恢复提高。
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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。
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发酵⼯程章节复习资料第⼀章绪论1、发酵及发酵⼯程的概念1、传统发酵最初发酵是⽤来描述酵母菌作⽤于果汁或麦芽汁产⽣⽓泡的现象，或者是指酒的⽣产过程。
2、⽣化和⽣理学意义的发酵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。
如葡萄糖在⽆氧条件下被微⽣物利⽤产⽣酒精并放出CO2。
3、⼯业上的发酵泛指利⽤微⽣物制造或⽣产某些产品的过程包括：1. 厌氧培养的⽣产过程，如酒精，乳酸等。
2. 通⽓（有氧）培养的⽣产过程，如抗⽣素、氨基酸、酶制剂等。
产品有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。
发酵⼯程（Fermentation Biotechnology）: 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、发酵⼯程技术的发展⼤致可分为哪⼏个阶段，每段的技术特点是什么？1. ⾃然发酵时期:嫌⽓性发酵⽤于酒类酿造，好⽓性发酵⽤于酿醋、制曲。
2. 纯培养技术的建⽴：⼈⼯控制环境条件使发酵效率迅速提⾼。
3.通⽓搅拌好⽓发酵过程技术的建⽴：从分解代谢转为⽣物合成代谢，可以利⽤微⽣物合成积累⼤量有⽤的代谢产物。
4.⼈⼯诱变育种与代谢控制发酵⼯程技术的建⽴：遗传⽔平上控制微⽣物代谢。
5. 发酵动⼒学、发酵⼯程连续化、⾃动化⼯程：以数学、动⼒学、化⼯原理等为基础，通过计算机实现发酵过程的⾃动化控制的研究，使发酵过程的⼯艺控制更为合理。
6. 微⽣物酶反应⽣物合成与化学合成反应结合⼯程技术：可⽣产许多过去不能⽣产的有⽤物质。
3、发酵⼯业的应⽤范围1. 酿酒⼯业（啤酒、葡萄酒、⽩酒）2. ⾷品⼯业（酱、酱油、⾷醋、腐乳、⾯包、乳酸）3. 抗⽣素⼯业（青霉素、链霉素、⼟霉素）4. 有机酸⼯业（柠檬酸、葡萄糖酸）5. 酶制剂⼯业（淀粉酶、蛋⽩酶）6. 氨基酸⼯业（⾕氨酸、赖氨酸）7. 核苷酸发酵⼯业(肌苷酸、肌苷)8. 有机溶剂⼯业（酒精、丙酮）9. 维⽣素⼯业(VB2、VB12)10.⽣物能源⼯业（沼⽓、⽣物柴油）11.环境保护产业（废⽔⽣物处理）12.⽣理活性物质发酵⼯业（激素）13. 冶⾦⼯业(微⽣物探矿、⽯油脱硫)14.微⽣物菌体蛋⽩发酵⼯业（酵母、单细胞蛋⽩）4、发酵⼯业的特点与化学⼯程相⽐，发酵⼯程具有以下特点：1、发酵过程是极其复杂的⽣物化学反应，与微⽣物细胞息息相关2、通常在常温常压下进⾏，反应安全，需求条件也⽐较简单3、发酵醪（包括固相、液相、⽓相，还含有活细胞体或菌丝体），属⾮⽜顿流体，其特性影响因素很多，对发酵⼯程都有关联4、具有严格的灭菌系统，以防⽌杂菌污染如空⽓除菌系统、培养基灭菌系统、设备的冲洗灭菌等5、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，在同⼀发酵罐内进⾏6、后处理阶段，为了适应菌体与发酵产物的特点，需采取⼀些特殊的⼯艺措施并选⽤合适的设备。
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一、微生物工程由上游工程（菌株的筛选、鉴定、保藏、育种。
）、发酵工程（发酵工艺控制）、下游工程（产物提取纯化）、三部分组成。
还可以分为发酵工程和提纯工程二、列文虎克发明显微镜巴斯德发现了发酵原理三、菌种来源：1.自然界分离2诱变育种3基因重组4购买细菌短杆菌枯草杆菌梭状杆菌味精、谷淀粉酶丙酮丁醇氨酸酵母菌酒精酵母酵母酒精甘油霉菌黑曲霉柠檬酸霉菌青霉菌青霉素放线菌小单胞菌庆大霉素藏法5 麸皮保藏法6 蒸馏水保藏法7冷冻干燥保藏法六、七、工业微生物的培养方法分为：静置培养和通气培养两大类。
大规模工业生产常用的培养方法：浅盘固体培养深层固体培养液体深层培养浅盘液体培养载体培养两步法液体深层培养八、淀粉水解糖的制备方法：酸解法酶解法酸酶结合水解法九、淀粉颗粒含有直链淀粉和支链淀粉两种分子十、十一、水解反应速度常数k十二、在工业生产中一般采用18%~22%淀粉乳，PH1.5，HCL量为绝干淀粉的0.5%，压力为0.294MPa水解20~25min。
十三、糖蜜可分为蔗糖糖蜜和甜菜糖蜜。
十四、十五、谷氨酸发酵的糖蜜预处理：糖蜜预处理法、添加化学药剂法、追加糖蜜法、营养缺陷型变异株法十六、不同种类的微生物对热的抵抗力不同，微生物对热的抵抗力称为热阻十七、分批灭菌将配置好的培养基放在发酵罐中，通入蒸汽进行灭菌的进程。
分批灭菌公式：十八、连续灭菌将配置好的培养基在高温快速的情况下，向发酵罐运输的同时经过加温保温等过程连续灭菌公式：。
十九、EMP途径（糖酵解途径）葡萄糖分解丙酮酸二十、（1）乳酸菌中丙酮酸被还原成乳酸，既为同型乳酸发酵（2）在酵母中丙酮酸脱羧生成乙醛，乙醛脱氢成乙醇，既为酒精发酵。
（3）梭状芽胞杆菌丙酮酸脱羧生成乙酰辅酶A，经变化生成丁酰辅酶A、丁醛，两者被还原生成丙酮丁醇乙醇等，称为丙酮丁醇发酵。
二十一、酵母菌的三型发酵一型发酵乙醇生成、二型发酵生成甘油、三型发酵生成乙醇和乙酸甘油的合成机制酵母三型发酵二十二、乳酸发酵分同型乳酸发酵和异型乳酸发酵，前者产物只有乳酸，后者产物中还有乙醇co2二十三、氨基酸发酵的代谢调控1控制旁路代谢2降低反馈作用物浓度3 消除终产物的反馈抑制阻遏作用4 控制细胞渗透性5 控制发酵环境6 促进ATP的积累以利氨基酸的生物合成24. 谷氨酸生物合成途径25.核苷酸的生物合成途径26.抗生素的生物合成途径1 多聚乙酰假说（以丙酰辅酶A为印子，以甲基丙二酰为伸展者，然后在经过环化，形成各种抗生素前体而合成不同抗生素）2 β-内酰胺类抗生素和氨基环醇类抗生素以初级代谢产物为前体合成抗生素3 非核蛋白多肽装配而成4 分叉中间体糖代谢中间体即可合成初级代谢产物又可以合成次级代谢产物27.抗生素的生物合成类型1 蛋白质衍生物2 糖类衍生物3 以乙酸为单位的衍生物28.青霉素的结构一部分是带酰基的侧链，另一部分是青霉素的母核称为6-氨基青霉烷酸（6-APA）29.链霉素的生物合成链霉胍、链酶糖和N-甲基-L-氨基葡萄糖组成的三糖30.S（基质）→X（菌体）+P（产物）比速：单位时间内单位菌体所消耗的基质或形成产物的量称为比速。
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发酵工程复习资料发酵工程：利用微生物的生长和代谢活动来大量生产人们所需产品的过程理论与工程技术体系。
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集成。
发酵的本质1、显微镜观察：微生物2、著名的巴斯德实验：微生物作用3、著名的毕希纳实验: 酵素（酶）的作用本质：由微生物的生命活动所生产的酶的生物催化作用所致。
发酵动力学：是研究发酵过程中菌体生长、基质消耗、产物生产的动态平衡及其内在规律。
二.发酵工业菌种一、工业上常用的微生物1. 细菌醋杆菌属的醋化醋杆菌、弱氧化醋杆菌、乳酸杆菌、枯草杆菌、丙酮丁醇梭菌、大肠杆菌、谷氨酸棒状杆菌常用的细菌：大肠杆菌应用：对谷氨酸定量分析，生产天冬氨酸、苏氨酸、缬氨酸乳酸杆菌应用：乳酸、干酪、奶子酒、发面、泡菜、酸奶等的制作枯草芽抱杆菌应用：生产淀粉酶2. 酵母菌种类：酒精酵母、啤酒酵母、假丝酵母红酵母、面包酵母应用：生产酒精、啤酒、石油发酵脱蜡和制取蛋白质、生产脂肪3. 霉菌黑曲霉：应用：生产有机酸、生产淀粉酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶黄曲霉：应用：酱油、酱类（淀粉酶）米曲霉：应用：产糖化酶和蛋白酶、主要用于酿酒制曲和酱油制曲土曲霉：应用：生产甲义丁二酸毛霉：应用：可以产生蛋白酶，我国多用于豆腐乳、豆豉等的制作根霉：种类：米根霉、华根霉、少根根霉、爪哇根霉应用：酿酒青霉：应用：生产青霉素、葡萄糖氧化酶红曲霉：应用：用于南方红曲酒（女儿红）的生产；用于红色色素的生产、豆腐乳的生产等4. 放线菌：种类：龟裂链霉菌、金霉素链霉菌、灰色链霉菌、红霉素链霉菌应用：各类抗生素。
土霉素、四环素、链霉素、红霉素5. 未培养微生物定义：指迄今所采用的微生物纯培养分离及培养方法还未获得纯培养的微生物，其在自然环境微生物群落中占有非常高的比例，约为99%。
研究方法1 •模拟自然培养法：原位培养、培养条件优化、单细胞操作2. 宏基因组分析法二、发酵工业菌种分离筛选菌种选择的总趋势野生菌-变异菌自然选育一代谢控制育种诱发基因突变—基因重组的定向育种1. 分离的思路新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。
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1、名词解析2、填空题、选择频次所在页码次级代谢消毒防腐分批灭菌种子培养呼吸强度生长因子工业培养基种子扩大培养比耗氧速率初级代谢产物培养基菌种退化培养物产率杂交育种发酵工程发酵接种量灭菌除菌空气的绝对湿度、相对湿度实罐灭菌灭菌接种量种龄摄氧率菌株分离发酵热比生长速率稀释率呼吸商氧传质效率酶合成调节菌种保藏原理前体251127241126142633372792232617112115769784739962811575770121931、喷淋冷却连续灭菌流程62、加热过滤除菌流程33、氧从气泡细胞传递过程示意图64、通用式通气搅拌发酵罐图9-1 P1455、菌种保藏的基本原理6、常用的无菌技术和方法主要有哪几种7、常用的灭菌方法有38、检查发酵过程中是否染菌的方法9、发酵过程中微生物要经历的五个时期310、在发酵过程中底物消耗在三个方面11、发酵过程中参数溶解氧浓度的测试方法12、菌种培养流程13、青霉素、酒精发酵工艺流程414、酵母菌菌种选育15、无菌空气的流程16、发酵工艺流程817、种子扩大培养流程5 P7918、KLa的测定方法19、空气除菌的流程220、基因工程操作过程321、大肠杆菌在不同温度下残留曲线P6622、两级法冷却水523、底物消耗与产物生成的关系224、常规育种选育方法225、第五主要消耗的三个方面326、微生物发酵培养过程的方法27、常用的菌种分离方法28、分批灭菌的三个阶段29、发酵罐放大过程中要遵守的原则30、发酵工业发展史31、微生物的分类鉴定指标32、单级连续发酵的稳态方程33、判断放罐的指标34、影响发酵成本的主要因素35、可在线检测的发酵控制参数36、工业化生产中，常采用?来进行高细胞密度发酵注：后面数字表示频数，P开头为页码3、简答题1、简述发酵工业对生产菌种的要求及菌种来源102、举列说明工业菌种的筛选方法43、谷氨酸发酵工业培养基、举例说明工业发酵培养基的设计和优化过程104、简介培养基的灭菌方法75、举例说明种子扩大培养过程（7）、目的要求及一般步骤36、简介酵母乙醇发酵的底物消耗动力学模型及其本征参数的确定97、简介发酵过程中氧的传递方程及其参数的测定方法88、影响氧传递的因素有哪些109、常见的菌种选育有哪些，简介自然选育或紫外线诱变育种的操作步骤710、简述优良种子应具备的条件及种子制备的大致步骤411、谷氨酸、酒精、青霉素的工艺流程712、空气预处理流程设计313、提高除菌效率的主要措施有哪几种214、发酵培养基的特点、要求15、微生物发酵的种子具备哪几方面的条件16、通用发酵罐的结构及几何数据17、写出单机连续培养两个稳态方程，如何解决连续培养中的污染和菌种突变的问题218、不同时期杂菌对发酵有什么影响，杂菌如何控制。
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一、填空（20分）1.酶的调节控制是代谢调控最重要和最有效的调节方式，涉及酶合成的调节和酶分子催化活性的调节。
2.酶合成的调节是一种通过调节酶的合成量进而调节代谢速率的调节机制，这是一种在基因水平上（原核生物重要在转录水平上）的代谢调节。
一般将能促进酶生物合成的调节称为诱导，而能阻碍酶生物合成的调节称为阻遏。
3.酶分子催化活性调节是一种较灵敏的调节方式，而酶合成的调节是一种相对较慢的调节方式。
4.根据酶的合成是否收到环境中所存在的诱导物的诱导作用，可把酶划提成组成型酶和诱导型酶。
5.组成型酶是微生物细胞生长繁殖过程中一直存在的酶类，其合成不受诱导物诱导作用的影响。
诱导型酶是微生物细胞在诱导物存在的情况下诱导合成的一类酶。
6.阻遏作用有助于生物体节省有限的养料和能量，其类型重要有末端代谢产物阻遏和分解代谢产物阻遏两种。
7.代谢工程育种又称为第三代基因工程，是根据代谢途径进行定向选育，获得某种特定的突变株。
其重要优点是减少育种工作的盲目性，提高育种效率。
8.组成型突变株是指操纵子或调节基因突变引起酶合成诱导机制失灵，菌株不经诱导也能合成酶，或不受终产物阻遏的调节突变型。
9.抗分解调节突变株重要解决分解阻遏和分解克制问题。
在实际生产中，最常见的是解除碳源分解调节突变株和解除氮源分解调节突变株。
10.营养缺陷型是一类代谢障碍突变株，会使发生障碍的前一步中间产物积累。
在分支代谢途径中具有切除不需要的分支而使代谢流集中流向目的产物的特点。
11.渗漏缺陷型是一种特殊的营养缺陷型，是遗传障碍不完全的突变株。
其特点是酶活力下降而不完全消失。
在分支代谢途径中强调优先合成的转换。
12.抗反馈调节突变株是一种解除合成代谢反馈克制的突变株，其特点是目的产物不断积累，不会因其浓度超量而终止生产。
13.细胞膜透性突变株是指通过控制磷脂的生物合成直接改变细胞膜结构，或控制细胞壁的生物合成间接影响细胞膜的结构而达成增长细胞膜通透性，促使细胞内代谢物质往外分泌的突变型。
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发酵⼯程复习资料1、传统发酵⼯程与现代发酵⼯程的区别？为什么说发酵⼯程处于⽣物技术的核⼼地位？传统发酵⼯程：利⽤微⽣物的⽣长和代谢活动来⼤量⽣产⼈们所需产品的过程理论与⼯程技术体系。
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集成。
现代发酵⼯程：是将DNA重组及细胞融合技术、酶⼯程技术、组学及代谢⽹络调控技术、过程⼯程优化与放⼤技术等新技术与传统发酵⼯程融合，⼤⼤提⾼传统发酵技术⽔平，拓展传统发酵应⽤领域和产品范围的⼀种现代⼯业⽣物技术体系（新⼀代⼯业⽣物技术）。
⽣物技术：应⽤⾃然科学和⼯程学的原理，依靠⽣物及其细胞的催化作⽤，将物料进⾏加⼯以提供产品或为社会服务的技术。
发酵⼯程是酶⼯程和基因⼯程的表达，⼤部分⽣物技术的产品均要通过发酵⼯程来完成，所以说发酵⼯程处于⽣物技术的核⼼地位。
2、发酵⼯程上、中、下游技术分别主要包括哪些内容？上游技术：优良种株的选育和保藏（包括菌种筛选、改造，菌种代谢路径改造等）中游技术：发酵过程控制，主要包括发酵条件的调控，⽆菌环境的控制，过程分析和控制等下游技术：分离和纯化产品。
包括固液分离技术、细胞破壁技术、产物纯化技术，以及产品检验和包装技术等3、微⽣物发酵过程优化技术五⼤⽬标是什么？可以在哪些⽔平实现过程优化的⽬的？⾼产量：微⽣物⽣理、遗传、营养及环境因素⾼转化率：微⽣物代谢途径和过程条件⾼效率：微⽣物反应动⼒学和系统优化低成本：技术综合及产业化技术集成环境友好：开发清洁⽣产技术4、发酵⼯业的特点及应⽤范围？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。
5、发酵⼯业的基本⽣产过程？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1、常⽤的⼯业微⽣物种类？细菌：醋杆菌属的醋化醋杆菌、弱氧化醋杆菌、乳酸杆菌、乳链球菌、枯草芽孢杆菌、丙酮丁醇梭菌、⼤肠杆菌、⾕氨酸棒状杆菌酵母菌：酿酒酵母、假丝酵母属（产朊假丝酵母、解脂假丝酵母、热带假丝酵母）、毕⾚酵母属、汉逊酵母属霉菌：曲霉属（⽶曲霉、⿊曲霉）、青霉属（青霉菌、桔青霉）、根霉属（德⽒根霉、⽶根霉、⼩麦曲根霉）、红曲霉属（紫红曲霉）放线菌：链霉菌属、⼩单孢菌属、地中海诺卡⽒菌2、发酵⼯业菌种选择的总趋势？野⽣菌→变异菌⾃然选育→代谢控制育种诱发基因突变→基因重组的定向育种3、菌种选择的要求？A、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；B、⽣长速度和反应速度较快，发酵周期较短；C、培养条件易于控制；D、抗噬菌体及杂菌污染的能⼒强；E、菌种不易变异退化；F、对放⼤设备的适应性强；G、菌种不是病原菌，不产⽣任何有害的⽣物活性物质和毒素。
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1.生物学基础：微生物学，微生物的代谢调节（代谢调节(regulation of metablism）是指微生物的代谢速度和方向按照微生物的需要而改变的一种作用。
酶量的调节酶活性的调节），酶合成的调节，酶活性的调节方式，初级代谢的调节，次级代谢的调节2.生物化学基础：糖的微生物代谢（糖酵解），脂类和脂肪酸的微生物代谢，氨基酸和核酸的微生物代谢，微生物的次级代谢，芳香族化合物的微生物代谢，H2和CO2等的微生物代谢，微生物的光合作用，常见发酵产品的发酵机制3.淀粉的糖化和糊化P714.培养基怎么配置，原则P67,69，原材料P57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的培养基设计的基本原则•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。
如何进行培养基的设计（1）作出细胞生长和产物形成的化学计算的平衡碳源和能源+氮源+其他需要→细胞+产物+CO2+H2O+热量•通过计算可以获得生产一定数量的细胞时所需的营养物的低数量。
在了解一定数量的生物体所能产生的产物数量后；就有可能计算出形成产物时所需的底物数量。
（2）组成微生物的元素包括C、H、O、 N、S、P、Mg和K（见下表），这些元素都要在方程式中予以平衡（3）有些微生物无力的合成特定营养物，如氨基酸、维生素或核苷酸。
一旦测出其中一种是生长因子，就要在培养基中加入适量的纯净的化合物或含有该物质的混合物。
(4)碳源具有生物合成的底物和能源的双重作用，在需氧条件下，对碳源的需要量可以从菌体对底物的产率系数(Yx/s) 推算而得。
–该系数的定义是：细胞干物质的产量／碳源底物的被利用量5.培养基的灭菌，灭菌方式 P79培养基灭菌的定义•是指从培养基中杀灭有生活能力的细菌营养体及其孢子，或从中将其除去。
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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。
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绪论1. 如何理解发酵技术处于生物工程产业化的基础地位？答：○1发酵工程是生物技术产业化的基础和关键技术，是生物技术四大支柱的核心。
○2是生物技术产品走向工业化的必由之路。
2.为什么微生物发酵能成为一种工业，微生物发酵工程的特点是什么？答：○1.微生物发酵产物种类多样，需求量大，广泛应用于医药、食品、农业等。
○2.微生物发酵产量高、培养周期短、成本低、可控制、可大规模化、完全性好等使发酵能实现工业化。
○1催化作用由细胞完成。
○2巨大的比表面积。
○3原料广、价格低廉天然。
○4反应过程温和、生产安全。
○5设备多能性、代谢途径多样化。
○6易变异性,通过菌种改良，提高产量和生活特性。
3.现代微生物发酵工程研究的内容○1菌种的选育和扩大○2最经济地利用营养物，按需确定培养基○3灭菌○4微生物在最优条件下产物的大规模生产○5发酵产物的提取纯化○6废物的处理、再生和生产环境的净化初级代谢产物：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）的单体物质。
次级代谢产物：次级代谢产物是以初级代谢产物、中心代谢产物等为原料而进行合成的，与生长不相伴随，生物功能不明确，其合成易受环境影响，结构远比初级代谢复杂。
发酵工程:（微生物工程，发酵技术），是指利用微生物的特定代谢，通过现代工程技术，在生物的反应器中生产有用物质的一种技术系统。
发酵工程是“研究利用微生物的工业，即微生物参与的工艺过程”。
微生物菌种及其复壮与保藏1.菌种退化有哪些原因?如何避免?答：原因：基因突变、连续移代、质粒的脱落、培养和保藏条件的影响避免：（1）尽量减少传代（2）菌种经常纯化（2）创造良好的培养条件（3）用单核细胞移植传代（4）采用有效的菌种保藏方法2.列举出3种微生物保藏法并说出其适用范围答：斜面保藏法—特点：简便有效，易变异，退化甚至死亡。
适合：不要求长期保藏的及不适合冷冻干燥的。
保存期: 3个月液体石蜡油保藏—特别适合:在固体培养基上不能形成孢子的丝状担子菌，如大型食用真菌和药用真菌以及镰刀菌、红曲霉等.注意：保藏温度，液体石蜡需灭菌和除水保存期: 2-3年，甚至5年传代一次.冷冻干燥保藏—特点：不易发生变异，5-10年。
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发酵⼯程复习资料发酵⼯程复习资料第⼀章绪论1、发酵及发酵产品各包括哪些类型答案要点：⼀）发酵的类型：按发酵原料分类：糖类物质发酵、⽯油发酵、废⽔发酵；按发酵形式分类：固体发酵、液体发酵；按发酵⼯艺流程分类：分批发酵、连续发酵、流加发酵；按发酵过程对氧的需求分类：厌氧发酵、通风发酵；按发酵产物分类：氨基酸发酵、有机酸发酵、抗⽣素发酵、酒精发酵、维⽣素发酵、酶制剂发酵⼆）发酵产品的类型：以菌体为产品、以微⽣物的酶为产品、以微⽣物的代谢产物为产品、⽣物转化过程2、了解发酵⼯程的组成、基本要求及主要特点。
答案要点：⼀）组成：上游⼯程：菌种选育、种⼦培养、培养基设计与制作、接种等。
发酵⼯程：发酵培养。
下游⼯程：产物的提取纯化、副产品的回收、废物处理等。
⼆）基本要求：发酵设备、合适的菌种、合适的培养基、有严格的⽆菌⽣长环境三）主要特点：1）发酵过程⼀般来说都是在常温常压下进⾏的⽣物化学反应，反应安全，要求条件简单；2）发酵所⽤的原料主要以再⽣资源为主；3）发酵过程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⼀的代谢产物；4）获得按常规⽅法难以⽣产的产品；5）投资少，见效快，经济效率⾼；6）维持⽆菌条件是发酵成败的关键；7）环境污染⼩。
3、为什么说发酵⼯程在国民经济中有着重要的地位答案要点：因为发酵⼯程在医药、⾷品、能源、化⼯、冶⾦、农业、环境保护等⽅⾯均有着⼗分重要的作⽤，例如：抗⽣素的⽣产；饮料⾷品等的制造；沼⽓、微⽣物采油、⽣物肥料、⽣物农药以及三废处理等⽅⾯都有很重要的应⽤。
所以说发酵⼯程在国民经济中有着重要的地位。
4、了解发酵⼯业的类型及必备条件。
答案要点：⼀）发酵⼯业类型：⾷品发酵⼯业：⾷品、酒类1）传统分类⾮⾷品发酵⼯业：抗⽣素、有机酸、氨基酸、酶制剂、核苷酸、单细胞蛋⽩酿造业：利⽤微⽣物⽣产具有较⾼风味要求的发酵⾷品。
2）现代分类发酵⼯业：经过微⽣物纯种培养后，提炼、精制⽽获得成分单纯、⽆风味要求的产品。
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发酵工程复习资料汇总讲解发酵工程复习题（仅供参考）第1章绪论1.发酵：通过微生物的生长和繁殖代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程。
2.发酵工程：主要包括菌种选育和保藏、菌种的扩大生产、微生物代谢产物的发酵生产和分离纯化制备，同时也包括微生物生理功能的工业化利用等。
3．现代生物技术划分为：基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程等5个方面。
4.发酵的本质：①1680年，荷兰人列文虎克制成了显微镜；②1897年德国人毕希纳提出酶的催化理论后，对发酵的本质才最终有了真正的认识。
5.发酵工程技术的发展史（6个阶段）：①1900年以前，自然发酵阶段；②1900-1940年，德国人科赫在1905年因肺结核菌研究获诺贝尔奖，科赫发明了固体培养基，应用固体培养基分离培养细菌，得到了细菌的纯培养，同时改进了细菌的染色法，纯培养技术的建立是发酵技术发展的第一个转折时期；③1929年弗莱明发现青霉素，它的问世使千万生命免除了死亡的威胁，同时在发酵工业的发展史上开创了崭新的一页；④代谢控制发酵工程技术的建立，是发酵技术发展的第三个转折时期；⑤20世纪60年代，许多跨国公司决定研究生产微生物细胞作为饲料蛋白质的来源，甚至研究采用石油产品作为发酵原料，这一时期可视为发酵工业发展的第五阶段。
⑥这一时期可以采用分子生物学为核心的现代生物技术手段，构建基因工程菌。
6.发酵工业的特点：①发酵过程一般都是在常温下进行的生物化学反应，反应条件比较温和；②可采用较廉价的原料生产较高价值的产品；③发酵过程是通过生物体的自适应调节来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单一的代谢产物；④由于生物体本身所具有的反应机制，能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，也可以比较复杂的高分子化合物；⑤发酵生产不受地理、气候、季节等自然条件的限制，可以根据订单安排通用发酵设备来生产多种多样的发酵产品。
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发酵⼯程复习资料⼀、名词解释1.巴斯德效应：在有氧条件下，糖代谢进⼊TCA循环，产⽣柠檬酸等，并⽣成⼤量ATP，反馈阻遏PEK的合成。
从⽽降低了葡萄糖的利⽤率，发酵作⽤受抑制的现象。
（或氧对发酵的抑制现象）。
2.酵母Ⅰ型发酵：酵母菌将葡萄糖经EMP途径降解⽣成2分⼦终端产物丙酮酸，后丙酮酸脱羧⽣成⼄醛，⼄醛作为氢受体使NADH氧化⽣成NAD+，同时⼄醛被还原⽣成⼄醇(⼄醇脱氢酶活性强，⼄醛为氢受体，⽣成⼄醇)。
3酵母Ⅱ型发酵：当环境中存在亚硫酸氢钠时，亚硫酸氢钠可与⼄醛反应，⽣成难溶的磺化羟基⼄醛，该化合物失去了作为受氢体使NADH脱氢氧化的性能，⽽不能形成⼄醇，转⽽使磷酸⼆羟丙酮替代⼄醛作为受氢体，⽣成a -磷酸⽢油，a -磷酸⽢油进⼀步⽔解脱磷酸⽣成⽢油。
（磷酸⼆羟丙酮为氢受体，⽣成⽢油）。
4酵母Ⅲ型发酵：葡萄糖经EMP途径⽣成丙酮酸，后脱羧⽣成⼄醛，如处于弱碱性环境条件下（pH 7.6），⼄醛因得不到⾜够的氢⽽积累，2个⼄醛分⼦间发⽣歧化反应，1分⼦⼄醛作为氧化剂被还原成⼄醇，另1个则作为还原剂被氧化为⼄酸。
⽽磷酸⼆羟丙酮作为NADH的氢受体，使NAD+再⽣，产物为⼄醇、⼄酸和⽢油（碱性条件，歧化反应，⽣成⽢油、⼄醇、⼄酸和CO2）。
5同型乳酸发酵：乳酸菌利⽤葡萄糖经酵解途径（EMP途径）⽣成丙酮酸。
6异型乳酸发酵：葡萄糖经HMP途径发酵后除主要产⽣乳酸外还产⽣⼄醇、⼄酸、⼆氧化碳等多种产物的发酵。
7标准呼吸链：对SHAM不敏感，⼀种氧化时能产⽣ATP积累，会抑制PFK的呼⽓链。
8侧呼吸链：对⽔杨酰异羟肟酸（SHAM）敏感，能完成电⼦传递，不产⽣ATP，从⽽不抑制PFK；缺氧导致侧呼吸链不可逆失活，柠檬酸产率急剧下降，但不影响菌体⽣长的⼀条呼吸链。
9协同反馈抑制：在分⽀代谢途径中，⼏种末端产物同时都过量，才对途径中的第⼀个酶具有抑制作⽤。
若某⼀末端产物单独过量则对途径中的第⼀个酶⽆抑制作⽤。
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发酵工程复习资料第一章绪论1、发酵及发酵产品各包括哪些类型答案要点：一）发酵的类型：按发酵原料分类：糖类物质发酵、石油发酵、废水发酵；按发酵形式分类：固体发酵、液体发酵；按发酵工艺流程分类：分批发酵、连续发酵、流加发酵；按发酵过程对氧的需求分类：厌氧发酵、通风发酵；按发酵产物分类：氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发酵、酒精发酵、维生素发酵、酶制剂发酵二）发酵产品的类型：以菌体为产品、以微生物的酶为产品、以微生物的代谢产物为产品、生物转化过程2、了解发酵工程的组成、基本要求及主要特点。
答案要点：一）组成：上游工程：菌种选育、种子培养、培养基设计与制作、接种等。
发酵工程：发酵培养。
下游工程：产物的提取纯化、副产品的回收、废物处理等。
二）基本要求：发酵设备、合适的菌种、合适的培养基、有严格的无菌生长环境三）主要特点：1）发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件简单；2）发酵所用的原料主要以再生资源为主；3）发酵过程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一的代谢产物；4）获得按常规方法难以生产的产品；5）投资少，见效快，经济效率高；6）维持无菌条件是发酵成败的关键；7）环境污染小。
3、为什么说发酵工程在国民经济中有着重要的地位答案要点：因为发酵工程在医药、食品、能源、化工、冶金、农业、环境保护等方面均有着十分重要的作用，例如：抗生素的生产；饮料食品等的制造；沼气、微生物采油、生物肥料、生物农药以及三废处理等方面都有很重要的应用。
所以说发酵工程在国民经济中有着重要的地位。
4、了解发酵工业的类型及必备条件。
答案要点：一）发酵工业类型：食品发酵工业：食品、酒类1）传统分类非食品发酵工业：抗生素、有机酸、氨基酸、酶制剂、核苷酸、单细胞蛋白酿造业：利用微生物生产具有较高风味要求的发酵食品。
2）现代分类发酵工业：经过微生物纯种培养后，提炼、精制而获得成分单纯、无风味要求的产品。
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发酵工程复习资料发酵工程名词解释：临界氧浓度：各种微生物的呼吸强度是不同的，并且呼吸强度是随着培养液中溶解氧浓度的增加而加强，直至达到一个临界值为止。
这个临界值就称为“临界氧浓度”。
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。
生物热：微生物在生长繁殖过程中，本身产生的大量热称为生物热。
喷雾干燥：利用各种不同的喷雾器，将悬浮液和粘滞的液体喷成雾状，形成具有较大面积的分散微粒，与热空气发生强烈的热交换，迅速派出自身的水分，在几秒到几十秒内获得干燥。
气泛：气泛现象是气液混合设备的一个特征属性，往往发生在通气速率较大，搅拌速率不高的情况下。
补料：在微生物分批发酵过程中，以某种方式向发酵系统中补加一定物料，但不连续地向外放出发酵液。
发酵热：发酵过程中释放出来的净热量。
定向培养：是根据菌种的分类地位选择培养基,选择培养条件,获得所需菌种的培养。
单细胞蛋白：也叫微生物蛋白，它是用许多工农业废料及石油废料人工培养的微生物菌体。
1、诱变育种的原理答：诱变育种的理论基础是基因突变，主要包括染色体畸变和基因突变。
诱变育种是利用各种被称为诱变剂的物理因素和化学试剂处理微生物细胞，提高基因突变频率，再通过适当的筛选方法获得所需要的高产优质菌种的育种方法。
2、简述诱变育种的基本方法及筛选答：诱变育种一般包括两个部分：诱变和筛选。
诱变部分成功的关键包括出发菌株的选择、诱变剂种类和剂量的选择，以及合理的使用方法。
筛选部分包括初筛和复筛来测定菌种的生产能力。
突变菌株的筛选：1、营养缺陷性突变株的筛选；2、抗反馈阻遏和抗反馈抑制突变菌株的筛选；3、组成型突变株的筛选；4、抗性突变株的筛选3、影响发酵pH的因素有那些调节控制pH的根本措施影响发酵PH的因素主要取决与培养基的成分和微生物的代谢特性，此外，通气条件的变化，菌体自溶或杂菌污染都可能引起发酵液PH的变化。
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精品文档第一章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：发酵是在固体状态下进行。
主要应用于传统酿造业。
※液态发酵：发酵是在液体状态下进行，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。
这种发酵方式能保持较高的活菌体浓度，目前，基因工程菌发酵常采用此方法第二三章节1、发酵工业常用的微生物的种类，主要的发酵产品。
《发酵工程》复习资料
《发酵工程》复习资料发酵工程需要掌握的知识点1、发酵：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，统称为发酵。
2、发酵工程：是利用微生物生长与代谢活动，通过现代工程技术手段进行工业规模生产的技术。
由于它以培养微生物（发酵）为主，所以习惯上也称为微生物工程。
3、发酵工程研究的内容（1）工业生产菌种的选育。
（2）最佳发酵条件的选择和控制。
（3）生化反应器（发酵罐）的设计。
（4）产品的分离、提取及精制等过程。
4.获得一种发酵产品应具备的条件1)适宜的微生物; 2)保证或控制微生物进行代谢的各种条件;3)进行微生物发酵的设备;4）精制成产品的方法和设备1、工业微生物菌种的分离筛选方法1)简单平板分离法:变色圈、抑菌圈、透明圈(水解圈)、生长圈法。
2）稀释分离法3）平板划线分离法 4）涂布分离法 5）毛细管分离法6)小滴分离法2、几种鉴别圈的概念和鉴别的原理（1）透明圈：在固体培养基中加入酶作用的底物或其他物质（都能使培养基产生浑浊）培养微生物，能够利用此底物的酶的产生菌得以生长或微生物能利用此种物质，则在其菌落周围形成一个透明的圈，叫透明圈，也叫水解圈。
（2）变色圈：在菌体筛选中直接用显色剂或指示剂掺入培养基中或喷洒已生长的菌落的培养基表面，由于培养基中所筛选出的微生物产生酸或碱性物质从而使培养基的pH值降低或升高，由于显色剂在不同pH值条件下显色不同，从而形成围绕菌落周围的变了颜色的圈叫变色圈。
（3）抑菌圈：有害菌与能够产生抑菌物质的微生物菌种一起在固体培养基上进行培养时，则在产生抑菌物质的微生物菌落周围产生一个透明的圈（即有害微生物不能生长的形成的圈）叫抑菌圈。
(4〉生长圈：利用某些具有特殊营养要求的微生物为工具菌（如营养缺陷型菌株）若分离的微生物能在一般的培养条件下（缺乏上述营养要求的物质）生长而合成该物质，则能使工具菌生长，则在分离的微生物的菌落周围形成工具菌的生长圈，这种圈叫生长圈。
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发酵⼯程复习资料发酵⼯程复习资料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。
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、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。
7、补料分批发酵：⼜称半连续发酵，是指在微⽣物分批发酵中，以某种⽅式向培养系统不加⼀定物料的培养技术。
8、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。
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。
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发酵工程复习资料发酵工程：利用微生物的生长和代谢活动来大量生产人们所需产品的过程理论与工程技术体系。
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集成。
发酵的本质1、显微镜观察：微生物2、著名的巴斯德实验：微生物作用3、著名的毕希纳实验：酵素（酶）的作用本质：由微生物的生命活动所生产的酶的生物催化作用所致。
发酵动力学：是研究发酵过程中菌体生长、基质消耗、产物生产的动态平衡及其内在规律。
二.发酵工业菌种一、工业上常用的微生物1. 细菌醋杆菌属的醋化醋杆菌、弱氧化醋杆菌、乳酸杆菌、枯草杆菌、丙酮丁醇梭菌、大肠杆菌、谷氨酸棒状杆菌常用的细菌：大肠杆菌应用：对谷氨酸定量分析，生产天冬氨酸、苏氨酸、缬氨酸乳酸杆菌应用：乳酸、干酪、奶子酒、发面、泡菜、酸奶等的制作枯草芽孢杆菌应用：生产淀粉酶2. 酵母菌种类：酒精酵母、啤酒酵母、假丝酵母红酵母、面包酵母应用：生产酒精、啤酒、石油发酵脱蜡和制取蛋白质、生产脂肪3. 霉菌黑曲霉：应用：生产有机酸、生产淀粉酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶黄曲霉:应用：酱油、酱类（淀粉酶）米曲霉：应用：产糖化酶和蛋白酶、主要用于酿酒制曲和酱油制曲土曲霉：应用：生产甲义丁二酸毛霉：应用：可以产生蛋白酶，我国多用于豆腐乳、豆豉等的制作根霉：种类：米根霉、华根霉、少根根霉、爪哇根霉应用：酿酒青霉：应用：生产青霉素、葡萄糖氧化酶红曲霉：应用：用于南方红曲酒（女儿红）的生产；用于红色色素的生产、豆腐乳的生产等4. 放线菌：种类：龟裂链霉菌、金霉素链霉菌、灰色链霉菌、红霉素链霉菌应用：各类抗生素。
土霉素、四环素、链霉素、红霉素5.未培养微生物定义：指迄今所采用的微生物纯培养分离及培养方法还未获得纯培养的微生物，其在自然环境微生物群落中占有非常高的比例，约为99％。
❖研究方法1．模拟自然培养法: 原位培养、培养条件优化、单细胞操作2.宏基因组分析法二、发酵工业菌种分离筛选菌种选择的总趋势❖野生菌→变异菌❖自然选育→代谢控制育种❖诱发基因突变→基因重组的定向育种❖1.分离的思路❖新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。
❖实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。
❖有了优良的菌种，还要有合适的工艺条件和合理先进的设备与之配合。
设计筛选方案时必须考虑两个要点：1.选择性 2.灵敏度2.新种分离与筛选的步骤样品的采集——>样品的处理——>目的菌富集培养——>分离纯化——>性能测定1.样品的采集原则：（1）样品的来源越广泛，获得新种的可能性越大，特别是在一些苛刻的环境如：高温、高压、高盐等极端环境中。
（2）了解目标产物的性质和可能目标产物的微生物种类及其生理特征：☆微生物在代谢上具有一定的规律，次生代谢在进化上后移，芽孢菌以上才有筛选意义。
☆分离不同种类的微生物时，还要考虑微生物的生理特性。
如：要筛选纤维素酶产生菌，要到富含纤维素的土壤中采样，如深林土壤。
采样的注意事项1、采样时应尽可能保持相对无菌；2、所采集的样本必须具有某种代表性；3、采好的样必须完整地标上样本的种类及采集日期、地点以及采集地点的地理、生态参数等；4、应充分考虑采样的季节性和时间因素，因为真正的原地菌群的出现可能是短暂的；5、采好的样应及时处理，暂不能处理的也应贮存于4℃下，但贮存时间不宜过长。
这是因为一旦采样结束，试样中的微生物群体就脱离了原来的生态环境，其内部生态环境就会发生变化，微生物群体之间就会出现消长2. 样品的处理（1）物理方法：热处理、膜过滤、离心法（2）化学方法：通过在培养基中加入某些化学成分来增加特定微生物的数量。
（3）诱饵法：将一些固体物质，如：石蜡、花粉、蛇皮、毛发等，加到待分离的土壤或水中做成诱饵，将期菌落长成后再进行平板分离，可获得某些特殊的微生物种类3.富集培养定义：就是给混合菌群提供一些有利于所需菌株生长或不利于其他菌型生长的条件，以促使目标菌株大量繁殖，从而有利于分离它们。
方法：（1）控制培养基的营养成分（2）控制培养条件（3）添加抑制剂添加专一性抑制剂也可达到抑制不需增殖的微生物的目的.如土样悬浮液中加数滴10%酚可抑制霉菌和细菌的生长,而放线菌仍生长;又如添加青霉素,链霉素之类抗生素能抑制细菌的生长.4.分离纯化尽管通过增殖培养效果显著，但还是处于微生物的混杂生长状态。
因此还必须分离，纯化。
在这—步，增殖培养的选择性控制条件还应进一步用，而且控制得细一点，好一点。
纯种分离的方法有划线分离法、稀释分离法。
5.生产性能的测定一、菌种分离的一般过程:土样的采取→土样预处理→富集培养→菌种初筛-----菌种复筛----性能鉴定--菌种保藏目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物。
二、目的微生物富集的一些基本方法富集的目的：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。
复筛复筛是在初筛的基础上进一步鉴定菌株的生产能力的筛选，采用摇瓶培养，一般一个菌株重复3－5瓶（较优的菌株）培养后的发酵液采用精确的分析方法测定。
实例：碱性纤维素酶产生菌的筛选（国家七五攻关项目）文献:产生菌为中性牙孢杆菌，嗜碱牙孢杆菌、放线菌及霉菌采样（造纸厂）→80度30分钟处理↓以1%CMC（羧甲基纤维素）为唯一碳源、pH10.5的平板上，培养3～4天，然后再平板上加入1%刚果红染色，Nacl脱色后选择有透明圈的菌落从285个土样中获得62株:26株为组成型，36株为诱导型实验题（或许会有用）：淀粉酶可以通过微生物发酵生产，为了提高酶的产最，请你设计一个实验，利用诱变育种方法，获得产生淀粉酶较多的菌株。
①写出主要实验步骤。
②根据诱发突变率低和诱发突变不定向性的特点预期实验结果。
（提示：生产菌株在含有淀粉的固体培养基上，随其生长可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈。
）1.主要实验步骤：①将养好的生产菌株分两组。
一组用一定剂量的诱变剂处理，另一组不处理做对照。
②制备含淀粉的固体培养基。
③把诱变组的大量菌株接种于多个含淀粉的固体培养基上，同时接种对照组，相同条件下培养。
④比较两组菌株菌落周围透明圈的大小，选出透明圈变大的菌株。
预期实验结果：①由于诱发突变率低，诱变组中绝大多数菌落周围的透明圈大小与对照组相同。
②由于诱发突变不定向性，诱变组中极少数菌落周围的透明圈与对照组相比变大或变小2.氨基酸产生菌的筛选样品预处理初筛（除真菌）在分离平板上生长获得多个单菌落复印平板（copy平板培养，其中有产生氨基酸的菌落分泌氨基酸对应到copy前相应位置，找到目的菌落u.v线杀死长好的菌落再铺上一层含营养缺陷型试验菌的琼脂培养后产氨基酸菌落周围有生长圈目的菌落进行液体培养，对产物进行定量测定筛选产物含量高的菌株发酵工业菌株的鉴定：通常把鉴定微生物技术分为四个不同的水平：（1）细胞的形态和习性水平：例如用经典的的研究方法，观察细胞的形态特征、运动性、酶反应、营养要求和生长条件（2）细胞组分水平：包括细胞组成成分如：细胞壁成分、细胞氨基酸库、脂类、醌类以及光合作用色素等的分析，所用的技术除常规的实验室技术外，还使用红外光谱、气相色谱和质谱分析等技术。
（3）蛋白质水平：包括氨基酸序列分析、凝胶电泳和血清学反应等技术（4）基因或核酸水平：包括核酸分子杂交（DNA与DNA 、DNA 与RNA）、（G+C）含量的测定、遗传信息的转化和转导、16SrRNA或18SrRNA寡核苷酸组分分析、以及DNA或RNA 的核苷酸序列分析等。
三．发酵工业培养基设计培养基：指用于维持微生物细胞生长繁殖和产物形成的营养物质。
二、发酵工业培养基的营养成分及来源（一）碳源：1、作用（1）提供微生物菌种的生长繁殖所需的能源和合成菌体所必需的碳骨架（2）提供合成目的产物所的原料2.常用的碳源：（1）糖类：葡萄糖、淀粉、糖蜜（2）油和脂肪：豆油、菜子油、葵花籽油、猪油、鱼油、棉籽油等（3）有机酸：乳酸、柠檬酸、乙酸（4）烃和醇类：正烷烃、乙醇（5）生物质：木材、秸秆、草类等3.发酵培养基的选择原则：*(1)必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。
*(2)有利于减少培养基原料的单耗，即提高单位营养物质所合成产物数量或最大产率。
*(3)有利于提高培养基和产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产能力。
*(4)有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期。
*(5)尽量减少副产物的形成，便于产物的分离纯化。
*(6)原料价格低廉，质量稳定，取材容易。
*7)所用原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响，利于提高氧的利用率，降低能耗。
(8)有利于产品的分离纯化，并尽可能减少产生“三废”的物质。
淀粉水解糖的制备第一步：利用淀粉酶将淀粉液化转化为糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加；（液化）第二步：利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解，转变为葡萄糖。
（糖化）* 3.酸酶结合法：4.淀粉水解糖的制备方法（目的使淀粉变成葡萄糖）：酸解法；酶解法；酸酶结合水解法。
5.糖蜜可分为：甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜。
糖蜜前处理的方法：加酸通风沉淀法；加热加酸沉淀法添加絮凝剂澄清处理法；（1）酸酶法：先将淀粉酸水解成糊精或低聚糖，然后再用糖化酶将其水解为葡萄糖。
用酸酶法水解淀粉制糖，酸液化速度快，且糖化是由酶来进行的，对液化要求不高，可采用较高的淀粉乳浓度，以提高生产效率。
（2）酶酸法：将淀粉先用淀粉酶液化到一定程度，然后用酸水解成葡萄糖。
糖蜜预处理的方法(1) 加酸通风沉淀法(2) 加热加酸沉淀法（3）添加絮凝剂澄清处理法絮凝剂:聚丙烯酰胺（二）氮源1、无机氮源种类：氨盐、硝酸盐和氨水所以选择合适的无机氮源有两层作用：（1）满足菌体生长（2）稳定和调节发酵过程中的pH2、有机氮源来源：工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟。
（三）生长调节物质生长调节物质：发酵培养基中某些成分的加入有助于调节产物的形成，这些添加的物质称为生长调节物质。
包括生长因子、前提、产物抑制剂和促进剂。
1、生长因子：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。
2、前体：前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接在微生物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的一类化合物。
（采用少量多次的流加工艺）如：苯乙酸、甘氨酸、吲哚、氨茴酸等（二）培养基的类型（1）斜面培养基（2）种子培养基（包括摇瓶种子和小罐种子培养基）：（3）发酵培养基发酵培养基是发酵生产中最主要的培养基，它不仅耗用大量的原材料，而且也是决定发酵生产成功与否的重要因素。