发酵工程复习资料
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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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发酵⼯程复习题发酵⼯程复习资料第⼀章1发酵：利⽤微⽣物再有氧或⽆氧条件下的⽣命活动来⼤量⽣产或积累微⽣物细胞、酶类和代谢产物的过程2发酵⼯程：利⽤微⽣物的特定性状，通过现代⼯程技术，在发酵罐中⽣产有⽤物质的⼀种技术系统。
3发酵⼯程发展史：1传统发酵⼯程——经验发酵技术时期2第⼀代发酵⼯程——纯培养发酵技术时期3近代发酵⼯程——深层培养发酵技术时期4 现代发酵⼯程——定向育种发酵时期第三章1灭菌：利⽤物理或化学的⽅法杀死或除去物料及设备中所有的微⽣物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢⼦。
⽆机盐及微量元素镁、磷、钠、钾、硫、钙和氯钴、铜、铁、锰、锌、钼MgSO4、NaCl 、NaH2PO4、K2HPO41.⼯业发酵对⽣产菌种的⼀般要求★①菌种能在廉价原料制成的培养基上迅速⽣长和繁殖，并且⽣成所需的代谢产物要⾼。
②菌种可以在要求不⾼、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菌株⽣长速度和产物⽣成速度应较快，发酵周期较短。
④根据代谢控制的要求，选择单产⾼的营养缺陷型突变菌株、调节突变菌株或野⽣菌株。
⑤选择⼀些不易被噬菌体感染的菌株。
⑥⽣产菌株要纯粹，不易变异退化，以保证发酵⽣产和产品质量的稳定性。
2菌种选育的概念？菌种选育：按照⽣产的要求，根据微⽣物遗传和变异理论，⽤⾃然或⼈⼯的⽅法改造成菌种变异，再经过筛选⽽达到菌种改良的⽬的3.⾃然选育的概念？概念：在⽣产过程中，不经过⼈⼯诱变处理，利⽤菌种的⾃发突变，⽽进⾏菌种筛选的过程，称为⾃然选育或⾃然分离4、⾃然选育的主要步骤？主要步骤：标本采样、标本材料的预处理、富集培养、纯种分离、性能鉴定、菌种保藏。
如果产物与⾷品制造有关，还要对菌种进⾏毒性鉴定1.选择培养分离法适合分离什么菌？答:适⽤于分离某些⽣理类型较特殊的微⽣物2.细菌与⼤型真菌的分离分别适合⽤什么⽅法？答：平板划线法、组织培养法。
3、如何控制营养成分，分离⾃养型微⽣物、固氮菌、纤维素酶菌、⼏丁质酶菌？⽣理⽣化筛选微⽣物平板选择分离的⽅法2、透明圈法3、⽣长圈法4、抑菌圈法液体⽯蜡覆盖保藏菌种中的液体⽯蜡的作⽤是提供碳源( f).实验室常⽤的培养细菌的培养基是（ a） A ⽜⾁膏蛋⽩胨培养基 B 马铃薯培养基 C ⾼⽒⼀号培养基 D 麦芽汁培养基在实验中我们所⽤到的淀粉⽔解培养基是⼀种（ d ）培养基A 基础培养基B 加富培养基C 选择培养基D 鉴别培养基实验室常⽤的培养放线菌的培养基是（c ）A ⽜⾁膏蛋⽩胨培养基B 马铃薯培养基C ⾼⽒⼀号培养基D 麦芽汁培养基酵母菌适宜的⽣长pH值为（a ）A 5.0-6.0B 3.0-4.0C 8.0-9.0D 7.0-7.5细菌适宜的⽣长pH值为（ d ）A 5.0-6.0B 3.0-4.0C 8.0-9.0D 7.0-7.5培养下列哪种微⽣物可以得到淀粉酶、蛋⽩酶、果胶酶、多肽类抗⽣素、氨基酸、维⽣素及丁⼆醇等产品。
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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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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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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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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。
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。
发酵工程复习资料讲解
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。
7.（P6）8.工业发酵的类型：①根据对氧的需求分为：需氧发酵、兼性厌氧发酵和厌氧发酵；②根据培养基物理状态分为：液体发酵和固体发酵；9.近年的一些新发展的微生物培养方法（两步法液体深层培养）：此法在酶制剂生产和氨基酸生产方面应用较多。
《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。
发酵工程复习资料全
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。
发酵工程复习资料
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。
如：抗生素、柠檬酸、酶制剂、酒精等。
二）发酵工业必备条件：1）适宜的微生物菌种；2）满足微生物生长的条件：培养基、生长温度、pH值、溶解氧的浓度等。
3）微生物发酵厂房、设备；4）产品提取、精制的方法与设备。
5、定义：1）发酵：利用培养生物细胞来获得产物的全过程。
2）发酵工程：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，或直接把微生物应用于工业生产过程中的一种新技术。
3）发酵工业：利用生物生命活动中产生的酶来加工原料中的有机或无机物而获得新产品的工业。
4）生物转化：生物催化剂（生物细胞或其产生的酶）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的过程。
第二章发酵原料及处理1、名词解释糊化：在温水中，淀粉颗粒无限膨胀形成均一的黏稠液体的现象。
液化：淀粉糊化后，如果提高温度至130℃，由于支链淀粉的全部（几乎）溶解，网状结构彻底破坏，淀粉溶液的黏度迅速下降，变为流动的性较好的醪液的现象。
糖化：用糖化酶讲糊精和低聚糖彻底水解成葡萄糖的过程。
老化（回生）：液化了的淀粉醪液在温度降低时，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的现象。
对数残留定律：在微生物灭菌过程中，其减少量随残留活菌数的减少而递减，即微生物的死亡速率与任一瞬时残存的活菌数成正比：—dN / dt =kN 此即为对数残留定律。
DE值：葡萄糖值，液化液或糖化液中的还原糖含量（葡萄糖）占干物质的百分率为DE值。
实消：分批灭菌即实消，是在每批培养基全部流入发酵罐后，就在罐内通入蒸汽加热至灭菌温度，维持一定时间，将发酵罐和培养基同时灭菌，再冷却到接种温度备用。
连消：连续灭菌也叫连消，就是将培养基向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热、保温和冷却而进行灭菌。
双酶糖化法：即酶解法，用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的方法。
2、工业发酵原料有哪些？淀粉质原料处理的方法有哪些？为什么要预处理？答案要点：一）发酵工业原料类型：1）淀粉质原料（粮食原料）2）糖质原料3）纤维质原料4）石油化工产品5）其他：野生植物类二）淀粉质原料的处理方法：预处理（除杂、粉碎）→淀粉糊化（水热处理、焙炒法、膨化法、低温蒸煮法）→淀粉糖化（酸解法、酶解法、酸酶结合法）三）预处理的目的：除杂的目的：除去原料中的金属、石块、沙子、泥土、杂草等。
粉碎的目的：改变原料的状态，增加物料表面积，有利于原料细胞中的淀粉颗粒从细胞中游离出来。
3、淀粉水解糖的制备方法有哪些？各有何特点？答案要点：一）酸解法及其特点：酸解法：以酸（无机酸或有机酸）为催化剂，在高温高压下将淀粉水解为葡萄糖的方法。
特点：对设备的要求：耐腐蚀、耐高温、耐高压。
对淀粉原料要求较严格：淀粉颗粒不宜过大，大小要均匀。
淀粉的转化率较低。
淀粉乳浓度高，淀粉转化率低，二）酶解法及其特点：酶解法（双酶糖化法）：用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的方法。
特点：酶解反应时间较长（48 h）；需要设备较多；糖液过滤困难。
随着酶制剂生产及应用技术的提高，酶制剂的大量生产，酶法制糖逐渐取代酸法制糖已是淀粉水解制糖的一个发展趋势。
三）酸酶结合法及其特点：1）酸酶法：先将淀粉酸水解成糊精或低聚糖，再用糖化酶将其水解成葡萄糖的方法。
特点：适用原料：淀粉粒坚硬的谷物原料。
优点：能结合酸解法、酶解法的优点，提高生产效率。
注意事项：酸的用量。
2）酶酸法：将淀粉乳先用α-淀粉酶液化到一定的程度，然后用酸水解成葡萄糖的方法。
特点：适用原料：颗粒大小不一的原料。
优点：生产易控制，时间短。
注意事项：淀粉浓度较酸解法要高；酸水解时稍增加pH值。
4、培养基有哪几种类型？各有何作用？选择发酵工业培养基有何要求？答案要点：一）培养基的类型及作用：斜面培养基：菌种活化、保藏菌种。
种子培养基：扩大培养，增加强壮、健康、活性高的细胞数量。
发酵培养基：最大限度的获得目的产物。
二）发酵工业培养基的基本要求1）能够提高微生物生长繁殖及产物合成的基本成分。
2）选择合适的培养基原料，且培养基成分配比合理。
3）原料来源广、质量稳定、价格低廉5、简述发酵工业培养基的设计程序及方法。
答案要点：设计程序，分为三步：1）初步确定可能的培养基成分：查找资料，根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑的问题，初步确定；2）单因子实验：单因子实验确定培养基的成分；单因子实验确定各成分的适宜浓度；3）相应面实验：采用正交试验设计对单因子实验结果进行综合试验，确定发酵培养基配方。
摇瓶水平反应器水平6、影响培养基灭菌的因素有哪些？发酵培养基灭菌方法有哪些？各有何特点？答案要点：一）影响培养基灭菌的因素：1）培养基成分：油脂、糖类、蛋白质增加微生物的耐热性。
2）pH值：pH值6.0～8.0，微生物最耐热；pH值愈低，灭菌所需的时间愈短。
3）培养基中的颗粒：颗粒小，灭菌容易；颗粒大，灭菌难。
4）泡沫：泡沫中的空气形成隔热层，阻碍热传导，影响灭菌效果。
二）发酵培养基灭菌方法及特点1）分批灭菌：无需专门的灭菌设备；能连同发酵设备一道灭菌，灭菌温度难控制；适合中小型发酵罐使用。
2）连续灭菌：需专门灭菌设施发酵罐、灭菌设施应先做灭菌先处理；灭菌温度高；灭菌时间短。
7、为什么采用高温短时灭菌既有利于杀灭微生物，又有利于减少营养物质破坏？答案要点：因为：1）微生物的热死规律及培养基中营养成分破坏符合化学反应的一级反应动力学，即：dN∕dt=-KN dC∕dt=-KC2）另外反应常熟与温度的关系为：K’=A’e-E/RT3）灭菌的活化能E大于培养基营养成分破坏的活化能E，因此，随着温度升高，灭菌速率常数增加的倍数＞培养基中营养成分分解的速率常数的增加倍数。
4）温度每升高10℃，速率常数的增加倍数为（Q10）不同。
一般化学反应Q10为1.5～2.0；杀灭芽胞的反应Q10为5～10；杀灭微生物细胞的反应Q10为35左右。
5）在热灭菌的过程中，微生物死亡的速度＞营养成分破坏速度。
“高温瞬时灭菌法”可减少培养基营养成分的破坏。
所以采用高温短时灭菌既有利于杀灭微生物，又有利于减少营养物质破坏。
第三章水和空气的处理1、名词解释1）水的硬度：即水的软硬程度，系指单位体积的水中所含钙、镁盐的数量。
总硬度是指碳酸盐和非碳酸盐硬度的总和，其中，“暂时硬度”主要指碳酸盐硬度，即用加热方法可以除去的重碳酸盐硬度。
“永久硬度”主要指硫酸盐硬度，即用加热方法也不易除去的硬度。
2）水的软化：除去水中钙、镁等金属离子的过程3）固体曲：是一种传统的粗酶制剂，微生物与粗发酵营养成分初步发酵得到的干粉末制品，可用作种子用于下游发酵生产。
如酒曲等。
4）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”。
5）惯性撞击：指尘粒随着空气流过纤维层的弯曲通道时，由于颗粒的惯性较大，脱离弯曲流线与纤维碰撞而附着的过程。
6）过滤介质：过滤介质是过滤除菌的关键，直接关系到介质的消耗量、过滤过程动力消耗、设备的结构、尺寸，更是关系到运转过程的稳定性。
对过滤介质的总的要求是吸附性强、阻力小、空气流量大、能耐干热。
一般过滤介质分为纤维状或颗粒状过滤介质、过滤纸、微孔过滤膜三大类。
7）空气穿透率：过滤后空气的微粒数与过滤前空气的微粒数的比值。
8）L90：为过滤除菌效率达到90%时的介质滤层厚度2、发酵用水的来源有几种，各有什么优缺点？答：1）深井水：水质清洁，含杂质少，温度稳定，不受气温和季节影响，水生生物少，没有或很少有微生物。
没有致病菌，溶解类浓度高，硬度高。
2）自来水：方便快捷，无需进行金属离子等的处理，不受季节影响，水质较清洁，但费用高，会使生产成本过高。
3）地表水：来源广，水量充足，但水质差杂质多，温度不稳定，受气温、季节影响较大，水生生物多，微生物较多，可能存在致病细菌。
3、发酵用水杀菌的方法有哪些（简答）？答：1）氯杀菌：氯在水中形成次氯酸，有强氧化作用，能穿透细菌胞膜进入胞内，破坏胞内酶和细胞生理机能而使细菌死亡。
2）臭氧杀菌：利用臭氧的强氧化能力可以杀菌。
臭氧杀菌穿透力强，暗处也能够杀菌，也没有出现耐菌性。
3）紫外线杀菌：紫外线波长在240－260nm之间，为最有效的杀菌波段，波段中之波长最强点是253.7nm。
4、空气中微生物的分布的特点（简答）？答：1）空气中的含菌量随环境不同而有很大差异：干燥寒冷的北方空气中的含菌量较少，而潮湿温暖的南方则含菌量较多；人口稠密的城市比人口少的农村含菌量多；地面又比高空的空气含菌量多。
2）各地空气中所悬浮的微生物种类及比例各不相同，数量也随条件的变化而异。
5、介质过滤除菌机理包括哪几点（简答）？答：1）惯性冲击滞留作用机理；2）拦截滞留作用机理；3）布朗扩散截留作用机理4）重力沉降作用机理；5）静电吸附作用机理6、发酵空气的处理包括哪两个大步骤？答：1）包括：空气预处理；空气过滤空气预处理的目的:提高压缩前空气的洁净度；去除压缩后空气中的油和水空气处理的具体操作:空气----空压机---储气罐----冷却---除油水---加热---总过滤器---分过滤器---无菌空气7、一台发酵空气，滤膜厚度为1.5m，滤层中空气的微粒浓度为5000个/m3 ，单位滤层除去的微粒数为3000个/m3 ，求L90？答：对数穿透定律：空气通过滤层，其微粒数随着滤层的厚度逐渐降低，即：N－滤层中空气的微粒浓度，个/m3L–过滤介质的厚度，mdN/dL-----单位滤层除去的微粒数，个/m3K---过滤常数K=(dN/dL)/(-N)=-3000/5000 L90=2.303/K=-3.84第四章工业发酵的染菌及其防治1、名词解释1）杂菌: 是指在发酵培养中侵入了有碍生产的其他微生物。