发酵工程思考题(含答案)教学文稿
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。
3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？
答：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称为自然选育。
意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。
4、诱变育种对出发菌株有哪些要求？
答：出发菌株指用于诱变育种的最初菌株或每代诱变的试验菌株。
选择出发菌株的要求：
（三）诱变筛选流程
7、什么是正突变？什么是负突变？什么是结构类似物？
答：一种是我们生产上所不希望看到的，表现为菌株的衰退和生产质量的下降，这种突变成为负突变。另一种是我们生产上希望看到的，对生产有利，这种突变成为正突变。
8、什么是诱变育种？常用的诱变剂有哪些？
答：人工利用各种诱变剂诱发基因突变，再通过适当的筛选方法获得所需要的优良菌种的育种方法，称为诱变育种。
物理的：紫外线、快中子、x射线等
化学的：硫酸二乙酯、亚硝基胍、Y啶类物质等
生物的：噬菌体、转座子
第二章菌种的来源——种子的扩大培养(2)
1、何谓种子接种量，接种龄？
答：接种量指移入种子液的体积和接种后培养液体积之比。种龄是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。
2、影响种子质量的因素是哪些？
答：原材料质量、种龄、培养条件和斜面冷藏时间。
3、保证种子质量有哪些措施？
答：种子质量的最终指标是考察其在发酵罐中所表现出来的生产能力，所以必须保证：①菌种的稳定性；②提供种子培养的适宜环境；③无杂菌侵入。
4、工业上接种方法有哪些？
双种法：两个种子罐接种到一个发酵罐中
倒种法：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐中发酵液
第三章发酵培养基
1、什么是培养基?发酵培养基的特点和要求?
答：培养基：广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料。同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件。
特点与要求：
①培养基能够满足产物最经济的合成；
②发酵后所形成的副产物尽可能的少；
③培养基的原料应因地制宜，价格低廉，且性能稳定，资源丰富，便于采购运输，适合大规模储藏，能保证生产上的供应；
④所选用的培养基应能满足总体工艺的要求，如不应该影响通气、提取、纯化及废物处理等。
2、常用碳源有哪些，常用糖类有哪些？
答：常用碳源：糖类、油脂、有机酸、正烷烃
常用糖类：
①葡萄糖（速效碳源）
几乎所有的微生物都能利用葡萄糖，抗生素、氨基酸、有机酸、多糖、甾体转化，但是过多会引起葡萄糖效应
②糖蜜
糖蜜是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物，是发酵培养基价廉物美的碳源。
糖蜜主要含有蔗糖，总糖可达50%～75%。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜。
③淀粉、糊精
使用条件：微生物必须能分泌水解淀粉、糊精的酶类，经水解成单糖后再被吸收利用
3、什么是生理酸性物质，什么是生理碱性物质？
答：无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸铵；若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的pH有积极作用。
4、常用无机氮源和有机氮源有哪些？有机氮源在发酵培养基中的作用？
答：常用无机氮源有铵盐、硝酸盐和氨水；常用有机氮源有花生饼粉、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。
有机氮源除了作为菌体生长繁殖的营养外，有的还是某些产物的前体
5、什么是前体？前体添加方式？
答：前体指某些化合物加入到发酵培养基中后，能直接使微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去，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。
用法：前体使用时普遍采用流加的方法。前体一般都有毒性，浓度过大对菌体的生长不利。流加也有利于提高前体的转化率前体相对价格较高，添加过多，容易引起挥发和氧化。苯乙酸，一般基础料中仅仅添加0.07%
6、什么是生长因子？生长因子的来源？
答：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。有机氮源是这些生长因子的重要来源，多数有机氮源含有较多的B簇维生素和微量元素及一些微生物生长不可缺少的生长因子
7、举例说明培养基设计的方法与步骤。
答：①根据前人的经验和培养基成分，初步确定可能的培养基成分；
②通过单因素实验最终确定出最为适宜的培养基成分；
③当培养基成分确定后，剩下的问题就是各成分最适的浓度，由于培养基成分很多，为减少实验次数常采用一些合理的实验设计方法。
第四章培养基灭菌与空气净化
1、灭菌的方法有哪些？如何根据灭菌对象和要求的不同选用不同的方法？
1)干热灭菌法在烘箱内热空气灭菌，将物品放入烘箱内，然后升温至160℃-170℃，维持
1-2小时。适用对象：金属器械、玻璃器皿、陶瓷等，不适用于液体样品，及棉花、纸张、纤维和橡胶类物质的灭菌。
2)火焰灭菌，即焚烧法（incineration）是利用火焰直接杀死微生物的灭菌法。
简单、彻底，但对被灭菌物品的破坏极大。
适用于无经济价值的物品灭菌，及不怕烧的实验器具，如接种环、镊子、玻璃棒、试管或三角瓶口的灭菌等。
3)电磁波、射线灭菌法即辐射灭菌法（Radiation Sterilization）是利用电磁波、紫外线、X
射线、γ射线或放射性物质产生的高能粒子杀死大多数物质上的微生物的一种有效方法。
4)湿热灭菌①高压蒸汽灭菌法方法：121℃（1kg/cm2或15磅/英寸2）维持15-20min。
112℃（0.5kg/cm2或8磅/英寸2）20-30min。
115℃（0.75kg/cm2或11磅/英寸2）20-30min。
应根据灭菌物品的性质或成分选择灭菌温度
例如：生理盐水、营养琼脂等培养基用121 ℃。
含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培养基用112 ℃。
适用：耐高温物品，玻璃仪器、含水或不含水的物品。
②煮沸灭菌法将待消毒物品如注射器、金属用具、解剖用具等在水中煮沸15min或更长时间，以杀死细菌或其他微生物的营养体和少部分的芽孢或孢子。
③间歇灭菌法对于某些培养基，由于高压蒸汽灭菌会破坏某些营养成分，可用间隙灭菌法灭菌，即流通蒸汽(或蒸煮)反复灭菌几次，
④巴氏灭菌法低温维持法：只要在63℃下维持30min 高温瞬时法：只要在72℃下维持15s 超高温法：只要在135-150℃下维持2-6s
5)化学药剂灭菌法某些化学药剂与微生物发生反应而杀死微生物的灭菌法。
常用的化学药剂有高锰酸钾、漂白粉、酒精、新洁尔灭、甲醛、过氧乙酸、戊二醛、酚类等。
多用于表面消毒或生产车间等环境的消毒。
6)过滤除菌将液体或气体用微孔薄膜过滤，使大于孔径的细菌等微生物颗粒阻留，从而达
到除菌目的。不耐热的液体培养基、血清、维生素、氨基酸及气体等物的灭菌多用此法除菌。过滤除菌的缺点是无法去除其中的病毒和噬菌体。
2、比较分批灭菌与连续灭菌的优缺点。
连续灭菌法优点:
①因采用高温瞬时灭菌，故既可杀灭微生物，又可最大限度减少营养成分的破坏，从而提高了原料的利用率，比“实罐灭菌”提高产量5～10％；
②由于总的灭菌时间较分批灭菌明显减少，故缩短了发酵罐的占用周期，从而提高了它的利用率；
③由于蒸汽负荷均匀，提高了锅炉的利用率；
④适宜于自动化操作；
⑤降低了操作人员的劳动强度。
连续灭菌法缺点:
需要专门的灭菌设备。
操作要求较高，蒸汽压力和进料速度要求稳定。否则会容易导致灭菌不彻底。
不适合于含固体颗粒或较容易起泡的培养基灭菌。
空罐及管道的灭菌必须彻底，否则会引起二次污染
分批灭菌
优点：不需要专门的灭菌设备，投资少，设备简单，灭菌效果可靠，对蒸汽要求较低。
缺点：灭菌过程中蒸汽用量变化大，造成锅炉负荷波动大，一般只限于中小型发酵装置。营养成分的破坏比连续灭菌法大
3、影响培养基灭菌的主要因素有哪些？
（1）培养基成分
油脂、糖类、蛋白质都是传热的不良介质，会增加微生物的耐热性，使灭菌困难。
浓度较高的培养基相对需要较高温度和较长时间灭菌。
高浓度的盐类，色素则削弱其耐热性，故较易灭菌。
（2）pH值的影响
pH值对微生物的耐热性影响很大，pH为6.0－8.0时微生物最不易死亡，pH<6.0时氢离子易渗入微生物的细胞内，促使微生物死亡。
培养基pH值越低，灭菌所需的时间越短。
（3）培养基中的颗粒物质
培养基中的颗粒物质大，灭菌困难，反之，灭菌容易。
一般说来，含有小于1mm的颗粒对培养基灭菌影响不大，但在培养基混有较大颗粒，特别是存在凝结成团的胶体时，会影响灭菌效果，必须过滤除去。
（4）泡沫
泡沫对灭菌极为不利，因为泡沫中的空气形成隔热层，使传热困难，热难穿透过去杀灭微生物。
可加入少量消泡剂。
4、分析过滤除菌机理与影响过滤除菌的因素，考虑如何提高过滤除菌的效率。
答：过滤除菌机理：微粒随气流通过滤层时，由于滤层纤维的层层阻碍，使气流出现无数次改变运动速度和方向的绕流运动，引起微粒与滤层纤维间产生惯性冲击、拦截、布朗扩散、重力沉降、静电引力等作用把微粒滞留在纤维表面上，实现过滤的目的。
影响过滤除菌的因素：
提高过滤除菌效率的主要措施：
1)设计合理的空气预处理设备，选择合适的空气净化流程，以达到除油、水和杂质的目
的。
2)设计和安装合理的空气过滤器，选用除菌效率高的过滤介质。
3)保证进口空气清洁度，如加强生产场地卫生管理，正确选择进风口，加强空气压缩前的
预处理。
4)降低进入空气过滤器的空气相对湿度，如使用无油润滑的空气压缩机，加强空气冷却和
去油，提高进入过滤器的空气温度。
微生物热死定律 t = 1/k lnN0/N t =2.303/k logN0/N t
N0——开始灭菌时原菌数（个）
N t ——经时间t后残留菌数（个）
k ——反应速度常数（min-1）
t ——灭菌时间（min）
第5章发酵过程控制(一)
1、根据微生物对温度的依赖可分为哪几类微生物？
答：不同微生物的生长对温度的要求不同，根据它们对温度的要求大致可分为四类：
嗜冷菌：0～26℃生长，嗜温菌：15～43℃生长，嗜热菌：37～65℃生长，嗜高温菌：>65℃生长。
2、发酵过程温度会不会变化？为什么？
答：会变化。发酵热是引起发酵过程温度变化的原因。发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。什么叫净热量呢？在发酵过程中产生菌分解基质产生热量、机械搅拌产生热量、通气热，而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走热量。这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就叫做净热量。发酵热引起发酵液的温度上升。发酵热大，温度上升快；发酵热小，温度上升慢。
3、发酵热的定义？
所谓发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。在发酵过程中产生菌分解基质产生热量、机械搅拌产生热量、通气热，而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走热量。这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就叫做净热量。发酵热与生物热、搅拌热、通气热、蒸发热和辐射热有关。Q发酵＝Q生物＋Q搅拌＋ Q通气－Q蒸发－Q辐射
4、生物热的大小与哪些因素有关？
答：生物热与发酵类型有关；
生物热的大小与呼吸作用强弱有关。
5、温度对发酵有哪些影响？
答：（1）、温度影响反应速率（产物形成）
一般，发酵温度升高，酶反应速率增大，生长代谢加快，生产期提前。
但温度过高酶又很容易失去活性，表现在菌体容易衰老，发酵周期缩短，影响最终产量（2）、温度会改变发酵液的理化性质P94
影响基质溶解度
氧的溶解度
影响菌体对某些基质的分解吸收
间接影响产物的合成。
（3）、温度影响生物合成的方向
6、发酵过程温度选择有哪些依据？
答：根据菌种不同选择：微生物种类不同，所具有的酶系及其性质不同，所要求范围也不同。
根据发酵阶段选择：即二阶段发酵
根据培养条件选择：根据培养条件综合考虑，灵活选择。
根据菌体生长情况：菌生长快，维持在较高温度时间要短些；菌生长慢，维持较高温度时间可长些。
第五章发酵过程控制(二)
1、发酵过程PH会不会变化？为什么？
发酵过程中pH是不断变化的
1）糖代谢特别是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一
2）氮代谢当氨基酸中的-NH2被利用后pH会下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降，当碳源不足时氮源当碳源利用pH上升。
3）生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降
4）某些产物本身呈酸性或碱性，使发酵液pH变化。如有机酸类产生使pH下降，红霉素、洁霉素、螺旋霉素等抗生素呈碱性，使pH上升。
5）菌体自溶 pH上升，发酵后期，pH上升
6）杂菌的污染，pH下降
2、PH对发酵的影响表现在哪些方面？
（1）影响菌体的生长
（2）pH影响酶的活性
（3）pH值影响微生物细胞膜所带电荷的改变
（4）pH值影响培养基某些成分和中间代谢物的解离
（5）pH影响代谢方向
（6）影响产物稳定性
3、为了确定发酵的最佳PH,我们应该如何实验？
配制不同初始pH的培养基，摇瓶考察发酵情况.
4、发酵过程ＰＨ控制可采取哪些措施？
（1）、调节好基础料的初始pH
（2）、在基础料中加入维持pH的物质
（3）、通过补料调节pH
（4）、当补料与调pH发生矛盾时，加酸碱调pH
（5）、不同调pH方法的影响
（6）、发酵的不同阶段采取不同的pH值
5、发酵用的ＰＨ复合电极有哪些要求？
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。 3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 答：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称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求？
发酵工程论文
发酵工程的研究进展 【前言】发酵工程是泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程。它包括厌氧发酵的生产过程（如酒精、乳酸、丙酮丁醇等）和有氧发酵的生产过程（如氨基酸、柠檬酸、抗生素等）。广义的概念：生物学(微生物学、生物化学)和工程学(化学工程)结合。狭义的发酵概念：微生物培养和代谢过程。 发酵技术是人类最早通过实践掌握的生产技术之一，产品也很多，以传统食品来说，东方有酱、酱油、醋、白酒、黄酒等，西方有啤酒、葡萄酒、奶酪等。这些发酵食品都是数千年来凭借人类的智慧和经验，在没有亲眼看到微生物的情况下，巧妙地利用微生物生产的产品。 【关键词】发酵发展应用 1、发酵工程的内容 1.1 定义 发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。 1.2现代发酵工程 人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。 现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。 现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。 1.3组成 从广义上讲，发酵工程由三部分组成：是上游工程，中游工程和下游工程。 1.3.1 上游工程：包括优良种株的选育，最适发酵条件（pH、温度、溶氧和营养组成）的确定，营养物的准备等。 1.3.2 中游工程：主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。这里要有严格的无菌生长环境，包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；还有种子培养和生产培养的不同的工艺技术。
发酵工程思考题(含答案)教学文稿
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。 3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 答：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称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求？ 答：出发菌株指用于诱变育种的最初菌株或每代诱变的试验菌株。 选择出发菌株的要求：
发酵工程试卷(1)
南京理工大学课程考试试卷(学生考试用) 课程名称：发酵工程学分： 4 教学大纲编号： 试卷编号：考试方式：满分分值：考试时间：分钟组卷日期：年月日组卷教师(签字)：审定人(签字)：2.发酵过程中合理的微量使用的促进剂和抑制剂的共同作用是（2'）。 3.为了保证纯种生产，稳定生产和提高产量，通常要把在出现退化现象群体中的少量变异细胞除掉，以保持群体的纯正，这种操作叫做。（2'） 4.若右图为酵母菌从摇瓶对数期接种到发酵罐后测得的生长曲线，请回答： (1)图中曲线AB形成的最可能原因(2')，试举一基 因表达调控的例子(2')。 (2)衰亡期对应图中的(1')段，其主要特点是 (3')。 (3)在生产上，要想扩大培养需选用BC段菌体；如要获得 较多的产物，则应该注意缩短BC段时间，延长CD段时 间，延长方法是进行(1')（填发酵培养方式）培养， 采取的主要措 施。(2') (4)假定测得酵母菌消耗糖中，98．5％形,成了酒精和其他发酵产物，其余1.5％则用于用于 (2')。 三．简答题(25分) 1.比较一般情况下孢子培养基和种子培养基成分及其C/N的区别。（5'） 2.简述连续发酵的优缺点。(10') 3.分批发酵中不同时间，染菌对发酵有什么影响，染菌如何控制？（10'） 四．计算题（35分） 1.在一定培养条件下，培养大肠杆菌，符合Monod方程，测定实验数据如下： S（mg/L）100 120 153 170 220 μ（h-1）0.667 0.706 0.754 0.773 0.815 (1)计算在该培养条件下，大肠杆菌的最大比生长速率μMAX,饱和常数K S (2)比生长速率为μMAX时的倍增时间τd。 (3)说明Ks值的大小与该菌种对培养基营养物质的亲和力的关系。（15'） 2.以葡萄糖为碳源，NH3为氮源进行酵母厌氧培养。培养中分析结果表明，消耗100 mol葡萄糖和12 molNH3生成了57 mol菌体、43 mol甘油、13 mol乙醇、154 molCO2和 3.6mol H20。 （1）求此培养条件下酵母的经验分子式。 （2）求Y X/S。（10'） 3.在理想条件下用CSTR反应器串联进行酶反应S→S1→P。假设当有底物流入反应器便会有产物流出，且进入反应器的底物都会完全反应为产物。底物S的进料浓度随时间变化恒定，料液的体积流速为F，两个反应器的体积均为V，设t为反应时间。 试求：（1）先用示踪剂对反应器进行测试，在dt时间内加入浓度为c0的示踪剂，其他条件同上，试求单个反应器的停留时间分布密度。 （2）当开始进料后F=0.5 m3/min，V=1m3，物料浓度恒定为c0=1mol/L，求第二个反应器终产物的浓度变化函数。（10分） 一．选择题(2×10=20) 1.放线菌作为工业生产常用菌种的最重要价值在于（） A.作为真核表达载体 B.产生抗生素 C.作为食用菌 D.酒精发酵 2.常作为生产菌种和科研材料的细菌群体，应该是代谢旺盛、个体形态和生理特性比较稳定的。 所以应选择在它的( ) A 稳定期 B 衰亡期 C 对数期 D 延滞期 3.农副产品在发酵工业培养基中广泛使用，下列对于农副产品的作用说法错误（） A.提供生长因子 B.作为氮源 C.作为磷源 D.为一般菌种提供微量元素 4.分批发酵的优点不包括（） A.菌种不易变异 B.不易染菌 C.设备成本要求低 D.劳动强度大 5.流加补料是发酵过程中常用的方法，一般情况下，通过补料维持发酵液中高含糖量的目的是（B） A.增加目标代谢产物 B.菌体数目迅速增加 C.抑制杂菌生长 D.有利于溶氧 6.发酵法生产酵母菌时，正确的措施是（） A、密闭隔绝空气 B、用萃取、离子交换获得产品 C、在稳定期获得菌种 D、使菌体生长长期处于稳定期 7.下列物质中，不能为异养生物作碳源的是（） A.蛋白胨B．含碳有机物C．含碳无机物D．石油、花生饼 8.发酵接种量最大的是哪一种菌体（） A.大肠杆菌 B.酿酒酵母 C.产抗生素放线菌 D.黄青霉菌 9.酿酒过程中，要使产量提高，必须要有足量的酵母菌。在扩大培养阶段，相应的条件及酵母菌 所处的生长期是（） A.无氧条件，调整期 B.无氧条件，对数期 C.有氧条件，调整期 D.有氧条件，对数期 10.利用基因工程手段，已成功的培育出生产干扰素的酵母菌。某制药厂引入该菌后进行生产研究。 下表是在一固定容积的发酵罐内培养该酵母菌，并定时取样测定培养基的pH及菌体数量（万个/ 毫升）几次取样结果如下： 样品代号 a b c d e f g h 菌体数量32 56 127 234 762 821 819 824 pH 6.0 4.7 5.9 4.9 5.7 5.3 5.1 5.6 由于取样时技术员的粗心，忘了标记取样的时间。下面对该表的叙述中不正确的是（） A.取样次序：a→c→b→g→f→h→d→e B.g样时次级代谢产物已有相当的积累 C.如果要扩大培养，可在c样时期选取菌种 D.d样时培养基中的养分几乎被耗尽 二．填空题（20分） 1.在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的（1'），其原因是 （2'）。 第 1 页共 1 页 时 间细菌数目对 数 A B C D E
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
发酵工程课后思考题答案
一、思考题 1.发酵及发酵工程定义 答：定义：发酵工程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。 传统发酵是指酵母作用于果汁或发芽的谷物时产生二氧化碳的现象； 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；或者更严的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。 工业上的发酵泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程。 青霉素发酵能成功的原因，主要是解决了两大技术问题：1）通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题；2）抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。 2.发酵工程基本组成部分 答：从广义上讲，由三部分组成：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：三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销 4.当前发酵工业面临三大问题是什么 答：菌种问题、合适的反应器、基质的选择 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、节省劳力 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
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 二、思考题 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→菌种保藏目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物； 2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集富集 答：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。 富集的基本方法：1、控制营养：如以唯一碳源或氮源作底物；2、控制培养条件：如pH、温度、通气量等；3、抑制不需要的种类 3、什么叫自然选育自然选育在工艺生产中的意义 答：定义：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称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施 回复突变：高产菌株在传代的过程中，由于自然突变导致高产性状的丢失，生产性能下降，这种情况我们称为回复突变。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求 答：出发菌株定义：出发菌株指用于诱变育种的最初菌株或每代诱变的试验菌株。 要求：★对菌株产量，形态、生理等情况了解；★生长繁殖快，营养要求低，产孢子多且早；★对诱变剂敏感；★菌株要有一定的生产能力；★多出发菌株：一般采用3~4个出发菌株，在逐代处理后，将产量高、特性好的菌株留作继续诱变的出发菌株。 5、诱变选育的流程 答：出发菌株经纯化活化前培养（同步培养）→培养液（离心、洗涤、）→单细胞获单胞子悬液→诱变处理→后培养（中间培养）→平板分离→初筛→复筛→保藏及扩大试验 筛选的关键是选择一定的特征（如菌落特征、生化特征等）去判断所筛选的菌株是我们所需要的突变株。
《工业发酵分析》课程教学大纲
《工业发酵分析》课程教学大纲 一、课程基本信息 1.课程代码： 2.课程名称：工业发酵分析 3.学时/学分：34学时/2学分 4.开课系（部）、教研室：生命科学系生物工程教研室 5.先修课程：生物化学实验、发酵工程、发酵食品工艺学、氨基酸工艺学 6.面向对象：生物工程专业 二、课程性质与目标 1. 课程性质：专业能力培养课程 2. 课程目标：工业发酵分析为工业发酵专业、生物工程专业的一门专业课。通过本课程的学习，使学生能独立应用物理的和化学的分析方法，对工业发酵中有关的原料、半成品、成品和副产物进行分析测定，同时初步培养科学研究能力。了解新型的、现代化的分析仪器应用到工业发酵中以及工业分析的发展方向。 工业发酵分析是一门实践性较强的课程，实验部分是体现其实践性的重要环节，通过实验培养学生良好的实验习惯和基本的操作技能训练，提高学生的动手能力；通过实验也巩固所学的基本理论知识和基本分析方法。 三、教学基本内容及要求 第一章绪论（2学时） （一）教学的基本要求 通过本章的教学，了解工业发酵分析的应用及发展动向，通过介绍我国发酵工业分析的方法的改进和存在的问题以及解决措施，激发学生的学习兴趣，同时明确本课程的学习目的。 （二）教学具体内容 1. 概述 2. 工业发酵分析的应用及发展动向 3. 我国工业发酵分析方法的改进、存在的问题和解决措施 （三）教学重点和难点 教学重点：我国工业发酵分析方法的改进、存在的问题和解决措施第二章化学分析（6学时）
（一）教学的基本要求 通过本章的教学，使学生掌握化学分析的基本方法和操作要点。熟悉样品的采集与处理，了解相关化学物的作用和测定意义，了解相关试剂的制备，掌握相关化学物测定的原理，熟悉操作步骤掌握计算方法和公式。 （二）教学具体内容 1．样品的采集与处理 2．水分的测定 3．糖类的测定 4．含氮量的测定 5．酸的测定 6．白酒中总酯的测定 7．白酒中总醛的测定 8．原料中粗脂肪的测定 9．原料中粗纤维素的测定 10．啤酒花中单宁的测定 11．酒石酸的测定 12．原料中磷的测定 13．酿造用水的硬度测定 14．废糖蜜中总胶体的测定 15．废糖蜜灰分的测定 （三）教学重点和难点 教学重点：水分,糖类,含N量,酸,醛,酯等含量的测定，通过实验加深理解水分、糖类、含氮量、酸等的测定方法。 （四）思考题 1.水分、糖类测定过程中应注意哪些问题？ 第三章比色分析与分光光度分析（5学时） （一）教学的基本要求 通过本章的教学，使学生掌握比色分析与分光光度分析的基本方法和操作要点。了解比色分析与分光光度分析的影响因素，掌握相关化学物测定的原理，熟悉操作步骤和计算方法。 （二）教学具体内容 1．比色分析与可见光分光光度分析 2．紫外光分光光度分析
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
最新发酵工程课后思考题答案
一、思考题 1.发酵及发酵工程定义？ 答：定义：发酵工程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。 传统发酵是指酵母作用于果汁或发芽的谷物时产生二氧化碳的现象； 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；或者更严的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。 工业上的发酵泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程。 青霉素发酵能成功的原因，主要是解决了两大技术问题：1）通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题；2）抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。 2.发酵工程基本组成部分？ 答：从广义上讲，由三部分组成：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：三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销 4.当前发酵工业面临三大问题是什么？ 答：菌种问题、合适的反应器、基质的选择 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、节省劳力 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？ 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 二、思考题 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→菌种保藏目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物； 2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集富集？ 答：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。 ?富集的基本方法：1、控制营养：如以唯一碳源或氮源作底物；2、控制培养条件：如pH、温度、通气量等；3、抑制不需要的种类 3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 答：定义：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称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施 回复突变：高产菌株在传代的过程中，由于自然突变导致高产性状的丢失，生产性能下降，这种情况我们称为回复突变。
《药学概论》教学大纲 (1)
《药学概论》教学大纲 课程编码：药-0801-X 适用对象：全校各专业的必修课 一、前言 《药学概论》是概要地介绍药学各学科的历史沿革、学科范畴、基本概念、研究领域、研究方法、主要成就，以及药学领域未来发展前沿的一门课程，主要内容包括1.绪论；2.药物化学；3. 中药、生药与天然药物化学；4.药理学；5.药物分析学；6.药剂学；7.生物技术、生物工程与生物制药；8.药事管理学等药学各分支学科的基本应用领域及其学科关联。 本课程要求学生掌握药学学科的基本概念和研究范畴。了解药学领域的基本概况，对所属各学科的地位、研究内容及其未来的发展有一个初步的认识，开阔眼界，明确专业方向，为深入进行本专业的学习奠定基础。 总学时为32。学分2.0。 教材选用吴春福主编《药学概论》（第四版），中国医药科技出版社2015年出版。 本课程是全校各专业的必修课。 二、课程内容与要求 第一章绪论（2学时） [基本内容] 药和药学的概念与范畴。药学的主要研究任务和国内外药学发展的现状。药学的发展简史、药学二级学科之间的联系，以及药学在自然科学和国民经济中的地位。 [基本要求] 掌握：药和药学的概念；药学的主要任务。 熟悉：药学的发展简史以及各二级学科之间的联系。 了解：国内外药学发展的现状，药学在自然科学中和国民经济中的地位。 第二章药物化学（4学时） [基本内容] 药物化学的定义和研究内容。药物化学和药学其他学科的联系。药物化学课程的基础。药物化学在药学研究中的地位和作用。药物化学研究的国内外状况。 [基本要求] 掌握：药物化学的定义；药物化学的研究内容。 熟悉：药物化学和药学其他学科的联系；药物化学课程的基础。 了解：药物化学在药学研究中的地位和作用；药物化学研究的国内外状况。
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．
(涂绍勇)发酵工程与设备实验教学大纲
《发酵工程与设备实验》实验课程教学大纲 实验名称：发酵工程与设备实验 学时：32学时 学分：2学分 适用专业：生物技术、生物工程 执笔人：程爱芳 审定人：黄芳一 一、实验的性质与任务 实验课程作为发酵工程教学的重要部分，一直是课程建设的重点，建立一整套的实验管理体系，形成了我们学校实验教学的特色。另外通过本课程的学习旨在培养学生的基本实验技能，掌握基本实验方法且能将理论运用于实践。 二、教学目标与基本要求 使学生实验基本操作掌握扎实，熟悉发酵工程实验技术方法，了解发酵工艺生产基本流程，培养学生的综合实验技能。 四、实验教学内容及学时分配 实验一实验准备知识和基本操作训练(4学时) 目的要求 了解发酵工程实验室技术的基本内容，掌握发酵工程实验室技术的基本操作。 主要实验仪器及材料 试管、移液管、平皿、接种环、烧瓶、涂棒、棉花 掌握要点 几种棉塞的制作和基本的发酵工程实验室技术操作。 实验内容
1、观看30分钟实验基本操作教学录像。 2、几种棉塞的制作 （1）试管棉塞的制作 （2）锥形瓶棉塞的制作 （3）发酵瓶棉塞的制作 3、几种器皿和用具的包扎 （1）培养皿的包扎 （2）移液管的包扎 （3）其它用品的包扎：试管口、锥形瓶口、发酵瓶口 4、发酵工程实验技术基本操作 （1）平板操作：到平板、划线、涂布 （2）斜面操作：斜面制作、划线、接块、穿刺 （3）摇瓶操作：接块、接菌苔、接斜面孢子、移液等 5、几种接种用具的制作 （1）接种环的制作 （2）涂棒的制作 （3）接种铲的制作 （4）接种针的制作 （5）酒精灯的制作 6、实验室10L小型发酵罐的系统组成及其使用讲解。 实验二产植酸酶黑曲霉的分离(4学时) 目的要求 1、掌握从自然界分离目的菌种的基本方法。 2、从土壤中取样分离产植酸酶黑曲霉菌株。 方法原理 植酸即肌醇六磷酸酯。植酸及其盐类是植物中磷的主要贮存形式，其贮存着植物总磷的60%～90%。在营养研究中，发现植酸具有比较明显的抗营养作用，且不被人和单胃动物所利用，最终绝大部分从粪尿中排出体外，造成环境的磷污染。 植酸酶是催化植酸及其盐类水解成肌醇与磷酸的一类水解酶的总称。植酸酶可将饲料或食品中的植酸及其盐分解成肌醇和磷酸，增加可利用磷的含量，抑制植酸对矿物质和蛋白质的亲和力，解除植酸的抗营养作用。 植酸酶广泛存在于小麦、大麦、玉米等植物的种子中，但含量较低。细菌、酵母和丝状真菌等也是植酸酶的重要来源。 本实验利用选择培养基（透明圈法），从土样中筛选分离植酸酶的黑曲霉菌种。 主要实验仪器及材料 1、土壤样品 采集自稻米加工厂堆积米糠或谷壳处的土壤，或将少量谷壳和麸皮埋入土壤中2个月后取土样。 2、培养基 （1）1%脱氧胆酸钠溶液。 （2）氯霉素注射液或氯霉素眼药水。 （3）筛选培养基0.2%植酸钙（没有植酸钙，可用0.14%植酸代替，用氢氧化钙溶液调pH5.5即可）、3%葡萄糖、0.5%NH4NO3、0.05%KCl、0.05%MgSO4·7H2O、0.003%MnSO4·4H2O、
发酵工程发展现状及趋势
发酵工程发展现状及趋势 引言 发酵工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节。发酵技术有着悠久的历史，早在几千年前，人们就开始从事酿酒、制酱、制奶酪等生产。作为现代科学概念的微生物发酵工业，是在20世纪40年代随着抗生素工业的兴起而得到迅速发展的，而现代发酵技术又是在传统发酵技术的基础上，结合了现代的基因工程、细胞工程、分子修饰和改造等新技术。由于微生物发酵工业具有投资少、见效快、污染小、外源目的基因易在微生物菌体中高效表达等特点，日益成为全球经济的重要组成部分。 摘要 当前，发酵工程的应用是十分广泛的，在不同的工业领域中都有重要应用，例如医药工业、食品工业、能源工业、化学工业、农业、环境保护等，且随着生物技术的发展，发酵工程的应用领域也在不断扩大。 一、发酵工程在各领域的发展现状 1、医药行业 微生物发酵是生物转化法之一,在中药中早有应用。真菌是发酵中药的主要功能菌。发酵时大都采用单一菌种纯种发酵法。现代中药发酵技术分为液体发酵和固体发酵。中药发酵技术按应用方式可分为无渣式和去渣式,前者可直接用药,后者要提取和制剂用药。发展发酵中药可进一步推进中药现代化和国际化进程,提高中药行业的竞争力,为中药走向世界、造福人类作出新的贡献。 2、食品工业 现代化生物技术的突飞猛进，改写了食品发酵工艺的历史。据报道，由发酵工程贡献的产品可占食品工业总销售额的15%以上。目前利用微生物发酵法可以生产近20种氨基酸。该法较蛋白质水解和化学合成法生产成本低，工艺简单，且全部具有光学活性。 3、能源工业 乙醇作为一种生产工艺成熟，生产原料来源广泛的替代能源越来越受到人们的关注。燃料酒精不仅可以缓解能源短缺的问题，从长远的利益和能源的可再生性来看，燃料酒精又是一种潜力巨大的物能源。酒精发酵的方式有间歇式发酵、半连续式发酵和连续发酵。
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。
发酵工程工艺原理复习思考题答案。修改版
《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：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。 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；
(完整版)生物工程概论教学大纲
《生物工程概论》教学大纲 课程名称：生物工程概论 英文名称：Introduction to Bioengineering 课程编码： 学分：2 总学时：36 理论学时：36 学时 实验学时：0 学时 适用专业：非生物类本科专业 执笔人： 审核人: 一、课程的性质、地位与任务生物工程概论是生物类院校一些非生物学专业的必修课程之一。 20 世纪以来生命科学的研究迅速发展，从而推动了农业、林业、工业、医药卫生等多个领域的发展。本课程介绍各项生物工程技术的基本原理和基本知识，使非生物专业的学生能够了解生物工程的基本知识框架，促进其他学科的学生对生命科学的关注，为他们了解生物工程相关的基础知识提供平台，对促进学科交叉、拓宽学生知识面，提高学生的高科技意识和创新思维方式，增强学生适应社会能力及择业机遇，都有着重要的现实意义。 二、教学目的与要求本课程为全校非生物专业学生的必修课。通过本课程的学习，了解生物技术和生物工程的概念、研究对象、研究内容及与日常生产、生活的关系。掌握五大生物工程技术的原理与方法， 并对生物工程的学科发展情况有初步的认识。 三、教学学时分配表
第一章 绪论 本章教学目的和要求： 通过本章的教学，让学生了解生物工程的概念、学科发展情况的基本内容，激发学生的学 习兴趣，了解本学科学习的大致内容。 重点： 1. 生物技术的概念； 2. 生物技术的种类及其相互关系； 3. 传统生物技术与现代生 物技术的区别。 难点：生物技术的概念及其包含的内容 教学目的和要求： 学习基因工程的概念、主要步骤和相关的分子生物学基础知识（基因工程诞生的三大理论 和三大技术） 。了解常用工具酶的催化反应机制及主要用途，三种常用基因克隆载体（质粒、λ 噬菌体和粘粒）的一般生物学特性、结构及其应用，目的基因的制备方法，重组体的构建及导 入受体细胞的方法，重组子的筛选与鉴定方法。通过学习为进一步掌握生物技术相关知识和从 事基因工程工作打下基础，并对基因工程的发展动态有初步的了解。 重点：基因工程的主要操作步骤，主要工具酶的催化机理和用途，三类常用载体的特点和 主要用途，目的基因克隆的主要方法，重组 DNA 的导入受体细胞的途径，重组克隆的筛选与鉴 定方法。 难点：目的基因的克隆策略，基因表达载体构建的策略和方法，重组克隆筛选鉴定方法。 教学内容： 、 DNA 的化学组成和分子结构 2 学时） 教学内容： 第一节 生物工程与生物技术的含义 第二节 生物技术的产生 一、传统生物技术 二、近代生物技术 三、现代生物技术 第三节 生物工程的基本内容 一、基因工程 二、细胞工程 三、酶工程 四、发酵工程 五、蛋白质工程 六、五大生物工程技术之间的联系 第 四节 生物技术涉及的学科及其技术 第 五节 现代生物技术的应用与产业化 一、 生物技术在各个领域的应用 二、应用生物技术的产业化及其基本特 征 第六节 现代生物技术的发展现状 0.25 学时 0.25 学时 0.5 学时 0.25 学时 0.25 学时 0.25 学时 第七节 现代生物技术对于人类生活、社会生存的重要影响 第二章 基因工程 第一节 基因工程的概念 第二节 DNA 的结构与功0.5 0.5 学时 学时 0.25 学时 4 学
我国发酵工业的现状和发展趋势
生物技术121班刘倩芸 0116 我国发酵工程的发展现状和发展趋势 引言 发酵工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节。发酵技术有着悠久的历史，作为现代科学概念的微生物发酵工业是在传统发酵技术的基础上，结合了现代的基因工程、细胞工程等的新技术。由于发酵工业具有投资少、见效快、污染小等特点，日益成为全球经济的重要组成部分。 摘要：发酵工业是指人们利用微生物的发酵作用大规模生产发酵产品的一门传统工业。至今，我国已形成了一个品种繁多，门类较齐全，具有相当规模的独立工业体系，在不同的工业领域中都有重要应用，例如医药工业、食品工业、农业、环境保护等，且随着生物技术的发展，发酵工程的应用领域也在不断扩大。【1】 关键词：我国发酵工业现状趋势问题意见 很早以前，人们就利用发酵技术来生产产品，直到近代才发现发酵是由微生物引起的。发酵工业自20世纪60年代以来迅猛发展，所涵盖的产品也从原来的抗生素、食品等几个方面渗透到人民生活的各方面如医药、保健、农业、环境、能源、材料等。发酵工业是一种以高科技含量为特征的新型工业。发酵工业的迅速发展不仅带动了相关行业的发展，而且对提高产品质量及改善环境等，发挥了重要作用。【2】 一、我国发酵发展的历史 我国传统发酵历史悠久，在《黄帝内经素向》、《汤液醪醴论》里，
已有酿酒的记载。在汉武帝时代开始有了葡萄酒，距今已有两千多年的历史。改革开放促进了社会经济和科学技术的迅速发展，发展了一批具有现代生物技术特征的新产品，使发酵工业进入了一个新的发展阶段。【3】二、我国发酵工业的现状 我国生物化工行业经过长期发展，已有一定基础。特别是改革开放以后，生物化工的发展进入了一个崭新的阶段。目前生物化工产品也涉及医药、保健、农药、食品与饲料、有机酸等各个方面。 随着科技创新和技术进步的推进，科技推广应用和产业化步伐的加快，发酵产业产品空间进一步拓展、产业链不断延伸，发展前景更加广阔。【4】 我国发酵工业的巨大发展不仅在于产量的巨大提升，更在于发酵技术和发酵工艺的巨大进步。当前发酵技术进步主要表现为1．技术经济指标有明显提高；2．工艺技术有重大改进；3．装备水平大大改善。【5】 三、发酵工程在各领域的发展现状 医药行业 微生物发酵是生物转化法之一,在中药中早有应用。真菌是发酵中药的主要功能菌。发酵时大都采用单一菌种纯种发酵法。现代中药发酵技术分为液体发酵和固体发酵。中药发酵技术按应用方式可分为无渣式和去渣式,前者可直接用药,后者要提取和制剂用药。 食品工业 现代化生物技术的突飞猛进，改写了食品发酵工艺的历史。据报道，由发酵工程贡献的产品可占食品工业总销售额的15%以上。目前利用微生