发酵工程复习资料
一、填空（20分）
1.酶的调节控制是代谢调控最主要和最有效的调节方式，包括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（原核生物主要在转录水平上）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，可把酶划分成组成型酶和诱
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.阻遏作用有利于生物体节省有限的养料和能量，其类型主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。其主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.抗分解调节突变株主要解决分解阻遏和分解抑制问题。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抑制的突变株，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到增加细胞膜通透性，促使细胞内代谢物质往外分泌的突变型。
14.从污染杂菌的种类进行分析，若污染的是耐热芽孢杆菌可能是培养基或设备灭菌不彻底
造成的。若污染的的是球菌、无芽孢杆菌等不耐热杂菌，则可能是种子带菌、空气除菌不彻底、设备渗漏或操作问题造成的。
15.从污染杂菌的种类进行分析，若污染的是浅绿色菌落的杂菌，则可能是冷却盘管渗漏引
起的。若污染的是霉菌，则可能是无菌室灭菌不彻底或无菌操作问题引起的。若污染的是酵母菌，则主要是由于糖液灭菌不彻底或糖液放置时间过长引起的。
16.从污染时间进行分析，若发酵前期染菌，可能是由于种子带菌、培养基或设备灭菌不彻
底、接种操作不当或无菌空气带菌等原因引起的。
17.从污染时间进行分析，若发酵后期染菌，可能是由于中间补料污染、设备渗漏或操作问
题等原因引起的。
18.从染菌程度分析，如果各个发酵罐或多数发酵罐染菌，而且污染的是同一类型的杂菌，
一般是空气系统存在问题。如果个别罐连续染菌，一般是因为某个设备出现问题。19.根据气体溶解过程的双模理论，气泡与包围气泡的液体之间存在着界面，在界面的气泡
一侧存在着一层气膜，在界面的液体一侧存在着一层液膜。气泡内的气体分子称为气流主体，液膜以外的液体分子称为液流主体。
20.氧从空气扩散到气液界面的推动力是空气中的氧分压与界面处氧分压之差。氧穿过界面
溶于液体继续扩散到液体中的推动力是界面处的氧浓度与液体中氧浓度之差。
21.发酵过程中供氧是指空气中的氧气从空气泡传递到液流主体，耗氧是指氧分子从液流主
体扩散到细胞内。
22.供氧阻力包括气膜阻力、气液界面阻力、液膜阻力和液流阻力。
23.耗氧阻力包括细胞或细胞团表面液膜的阻力、细胞团内部的阻力、细胞膜阻力和细胞内
反应阻力。
24.牛顿型流体是指满足牛顿粘性定律的流体，有固定的粘度。如所有的气体、纯液体及简
单的溶液。
25.非牛顿型流体是指不满足牛顿粘性定律的流体，没有固定的粘度，只有表观粘度。如含
有蛋白质和多糖类的溶液或悬浮物。
26.发酵类型按照是否需氧可分为好氧发酵、厌氧发酵和兼性厌氧发酵三大类型。
27.发酵按照培养基的类型可分为固体发酵和液体发酵两大类型。
28.液体发酵可分为深层发酵和浅层发酵两种类型。
29.深层发酵可分为分批发酵、补料分批发酵和连续发酵三种类型。
30.分批发酵过程中，微生物生长通常经历延滞期、对数生长期、衰减期、稳定期和衰亡期
五个时期。
31.Gaden根据产物生成速率与菌体生长速率之间的动态关系，将代谢产物合成与微生物生
长的动力学关系分为生长相关型、生长部分相关型和非相关型三种类型。
二、名词解释（15分）
1.灭菌：用物理或化学方法杀死物料或设备中所有生命物质的过程。
2.消毒：用物理或化学方法杀死空气、地表以及容器或器具表面的微生物。
3.除菌：用过滤方法除去空气或液体中的微生物及其孢子。
4.防腐：用物理或化学方法杀死或抑制微生物的生长和繁殖。
5.防霉：用物理或化学方法杀死或抑制霉菌的生长和繁殖。
6.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。
7.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
8.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。
9.搅拌热：在机械搅拌通气发酵罐中，由于机械搅拌带动发酵液作机械运动，造成液体之
间，液体与搅拌器等设备之间的摩擦，产生可观的热量。搅拌热与搅拌轴功率有关10.分批培养：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。
11.比耗氧速度或呼吸强度：单位时间内单位体积重量的细胞所消耗的氧气，mmol O2·g
菌-1·h-1
12.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。13.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。
14.种子扩大培养：指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面
活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。
15.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。
16.倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。
17.维持消耗（m）：指维持细胞最低活性所需消耗的能量，一般来讲，单位重量的细胞在单
位时间内用于维持消耗所需的基质的量是一个常数。
18.产物促进剂：是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量
的添加剂
19.补料分批培养：在分批培养过程中补入新鲜的料液，以克服营养不足而导致的发酵过早
结束的缺点。在此过程中只有料液的加入没有料液的取出，所以发酵结束时发酵液体积比发酵开始时有所增加。
20.发酵热：发酵过程中，由于菌体对培养基利用而发生的生物反应及搅拌时产生的摩擦等
等，都会产生一定的热量。同时罐壁的散热、水分的蒸发等也带走了一部分热量，发酵过程中释放出来的净热量称为发酵热。生物热+搅拌热-蒸发热-辐射热。这是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。
21.染菌率：总染菌率指一年发酵染菌的批（次）数与总投料批（次）数之比的百分率。染
菌批次数应包括染菌后培养基经重新灭菌，又再次染菌的批次数在内。
22.连续培养：发酵过程中一边补入新鲜料液一边放出等量的发酵液，使发酵罐内的体积维
持恒定。达到稳态后，整个过程中菌的浓度，产物浓度，限制性基质浓度都是恒定的。
23.临界溶氧浓度：指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。
24.回复突变：由突变型回到野生型的基因突变。
三、专业词汇中英互译（5分）
1.溶解氧（DO）
2.比生长速率（μ）
3.最大比生长速率（μmax）
4.底物比消耗速率（q S）
5.产物比生成速率（q P）
6.比死亡速率（α）
7.菌体浓度(X)
8.产物浓度（P）
9.基质浓度（S）
10.维持系数（m）
11.针对底物的细胞得率（Y X/S）
12.针对氧的细胞得率（Y X/O）
13.产物得率（Y P/X）
14.菌体摄氧率（γ或OUR）
15.菌体CO2释放速率（CER）
16.单位体积培养液的氧传递速率（OTR）
17.菌体呼吸商（RQ）
18.菌体呼吸强度（Q O2）
19.S-(2-氨基乙基)-L-半胱氨酸或抗赖氨酸结构类似物（AEC）
20.5＇-肌苷酸（5＇-IMP）
21.高丝氨酸缺陷型(HSe-)
22.苏氨酸缺陷型( Thr-)
23.苏氨酸敏感型(Thr s)
24.抗AEC突变型(AEC r)
25.蛋氨酸敏感型(Met s)
26.柠檬酸合成酶渗漏缺陷型(Cs l)
四、是非题（10分）
1.利用灭菌锅灭菌时，排除冷空气是为了使压力与温度同时达到要求。√
2.无菌室紫外线消毒结束后，必须立即完成接种，否则有染菌危险。×
3.检查冷却夹套内壁或蛇管是否渗漏时，可以压入微酸性水，用浸有酚酞指示剂的白布擦
拭，如白布显红色则说明有渗漏。×
4.发酵罐的取样口是用来提取发酵罐中培养的微生物和发酵产物的，所以不能有蒸汽经
过，否则会将所取样品中的微生物杀死或将样品中的产物破坏。×
5.将含有淀粉、麸皮、黄豆粉等固形物含量较多的培养基灭菌时，在升温前先搅拌混合均
匀，并加入一定量的淀粉酶进行液化。√
6.在放大移种或发酵过程中，应将发酵罐内压力与外界空气压力保持一致，即管内压力为
零。×
7.在细菌和放线菌的发酵过程中，容易感染噬菌体并迅速蔓延。所以被噬菌体污染后的发
酵液应立即就近倒掉。×
8.一般情况下，接种龄以处于生命力旺盛的刚进入对数生长期的培养物为好。×
9.因为种子液中含有大量的体外水解酶类，有利于基质的利用，能促进菌体快速生长。同
时种子良多可使种子迅速占据整个培养环境而成为优势菌。所以接种量越多越好。×10.搅拌将通入培养液的空气分散成小气泡，防止小气泡的凝并，从而增大气液相的接触面
积。√
11.搅拌使溶液产生涡流，减少气泡在液体中的停留时间。×
12.搅拌造成培养液的湍流，减小气泡外滞留液膜的厚度，从而减小传递过程的阻力。√
13.机械搅拌使培养液中成分均匀分布，鼓泡培养设备及气升式培养设备没有搅拌，所以不
会产生搅拌作用。×
14.随着通气量的增加，空气表观线速度增加，体积溶氧系数KLa值增加。所以在通气条件
许可时，通气量越大越好。×
15.当通气量超过一定上限时，搅拌器不能有效地将空气泡分散到液体中去，发生“过载”。
16.已知单位体积液体的搅拌功率指数α与设备的规模呈负相关，与KLa成正相关。所以发
酵罐体积越大，提高搅拌转速对增加KLa的贡献越大。×
17.对于搅拌与通气的组合，较稀薄的发酵液采用大桨叶，低转速，高通气。×
18.对于搅拌与通气的组合，较粘稠的发酵液采用大桨叶，低转速，高通气。√
19.已知消泡剂对细胞本身有一定毒害作用，且在发酵液中加入消泡剂后，会造成KLa下降，
所以尽管发酵液中有大量稳定不易破碎的泡沫，也不应添加消泡剂。×
20.测定发酵液中溶解氧的方法中，化学法由于不受氧化还原物质和样品颜色的影响，所以
经常用于直接定发酵液中溶解氧的浓度。×
21.极谱法可用于测定发酵液中溶解氧的浓度，不受样品中氧化还原物质的影响。
22.复膜氧电极法可通过测定液体中的氧分压而测定溶解氧，为极谱型和原电池型两种，二
者区别在于电极材料不同，前者需外加电压，后者不需要。√
23.亚硫酸盐氧化法测定溶氧系数KLa的优点是氧溶解速率与亚硫酸盐浓度有关，而且反应
速度快。×
24.亚硫酸盐氧化法测定体积溶氧系数KLa的缺点是准确度不如极谱法，亚硫酸盐影响微生
物的生长，不能在培养状态下测定，发酵液的成分和物理特性会影响氧的传递。√25.亚硫酸盐氧化法测定体积溶氧系数KLa既可用于测定和比较发酵设备的通气效率，又可
真实反映培养状态下的溶氧情况。×
26.取样极谱法测定体积溶氧系数KLa的原理是当在溶液中加入电接点呀0.6~1.0V时，扩
散电流的大小与液体中溶解氧的浓度成正比。√
27.取样极谱法测定体积溶氧系数时，由于氧的分解电压最低，因此发酵液中的其他物质会
对测定有显著影响。×
28.复膜电极法可用于测定发酵液的溶氧浓度、菌体的耗氧速率γ及体积溶氧系数KLa。√
29.复膜电极法测定体积溶氧系数KLa时所测定的是氧从液流主体到阴极的扩散速率。√
30.复膜电极法可在发酵过程中测定相关参数，可代表发酵过程中的实际情况。√
31.乙醇发酵动力学中，产物生成速率随着比生长速率的增长而提高。因此乙醇发酵属于生
长相关型发酵类型。√
32.以收获微生物细胞为目的的发酵过程不能采用支持最高生长量的发酵条件。×
33.如果发酵产物为初级代谢产物，可设法延长与产物关联的平台期。×
34.如果发酵产物是次级代谢产物，应延长对数生长期。×
35.发酵过程中出现二次生长现象是因为培养基中存在不同类型的底物。√
36.与分批发酵相比较，连续发酵延长了菌体的平台期，缩短了非生产时间，具有更高的菌
体生长能力。×
37.连续发酵过程比分批发酵过程染菌的可能性更高。√
38.一旦连续发酵系统中的生产菌出现具有高生长能力而失去积累产物的生产能力的突变
株，它会最终取代原来的生产菌株，使连续发酵过程失败。√
39.在微生物调节代谢流的方式中，调节酶的合成量称为“细调”，调节现有酶分子的催化
活力称为“粗调”。×
40.Q10常用来表示温度对微生物生长的影响，即在最适温度范围内，温度增加10℃，生长
速率大致增加10倍。×
41.微生物生长的温度曲线通常是一条对称曲线。×
42.不同生长阶段的微生物对温度的反应不同，处于延迟期的微生物对温度的影响十分敏
感，将其置于最适温度附近可缩短延迟期。√
43.从一般适温菌来看，对数期的微生物在略高于最适生长温度的条件下培养，既有利于菌
体的生长，又可避免热作用的破坏。×
44.处于生长后期的微生物，一般其生长速度主要取决于溶氧水平，而不是温度。√
45.当温度对产物合成影响不大时，可适当降低或提高温度以偏离最适生长温度，从而减少
生长，相比而言提高温度的措施更有利于节能降耗。√
46.气升式发酵罐比机械搅拌罐的能耗更低。√
47.气升式发酵罐比机械搅拌罐的剪切力更高。×
48.气升式发酵罐比机械搅拌罐的污染机会更少。√
49.升式发酵罐更适合于基因工程菌的发酵。√
50.基因工程菌耐剪切力能力比普通细菌强。×
五、简答题（30分）
1.简述发酵生产中种子质量的控制措施？
（1）菌种稳定性检查：定期考察和挑选菌种，对菌种进行自然分离，摇瓶发酵，测定其生产能力，从中挑选高产菌株，并及时对退化菌种进行复壮。
（2）适宜的生长环境：确保菌种在适宜的条件下生长繁殖，包括筛选营养丰富的培养
基、适宜的培养温度和pH值、合理的通气量等。
（3）种子无菌检查和生化分析：显微镜观察种子的形态是否正常，是否有杂菌；种子液的生化分析测定其营养基质的消耗速度、pH变化、溶氧变化、色泽和气味等。
2.简述分批培养过程中微生物生长的规律（可以叙述或列表方式回答）。（7分）
（1）分批发酵是一种准封闭培养的方式，指一次性投料、接种直至发酵结束，发酵液始终留在发酵罐内。
（2）分批发酵过程中微生物通常要经历延滞期、对数生长期、衰减期（减速期）、稳定期（平台期）、和衰亡期等五个时期。
（3）延滞期微生物并未增殖，细胞数目几乎保持不变，微生物处于适应新的生长环境的过程。该过程长短取决于种子的质量、接种量和培养基的成分和浓度。
（4）对数生长期微生物的生长速率逐渐增加，直至达到最大生长速率。微生物的生长特性通常以细胞浓度或细胞数量倍增时间来表示。
（5）衰减期是以微生物生长速率逐渐衰减直至微生物的净生长速率为零为标志的，主要是经过一定时间的培养后，由于营养的限制、代谢物的分泌都会明显影响微生
物的生长。
（6）稳定期是为微生物生长和死亡处于动态平衡的时期，此时微生物的次级代谢十分活跃，开始积累次级代谢产物，细胞形态也发生较大变化（如形成空泡等）。（7）衰亡期是指发酵罐内营养物质耗尽，对生长有害的代谢产物大量积累的时期。典型特征是微生物开始出现大量死亡、自溶，细胞总数呈现负增长。
3.与分批发酵相比，连续培养有何优缺点？
（1）分批发酵是一种准封闭培养的方式，指一次性投料、接种直至发酵结束，发酵液始终留在发酵罐内。连续发酵是发酵过程中以适当的速率向发酵罐内添加新的培
养基和放出等量的发酵液以获得相对稳定的发酵状态。
（2）与分批发酵相比，在连续发酵优点在于达到稳态后，其非生产时间少，设备利用率高，操作便于自动化，可以及时排出对发酵过程有害的物质，产品质量稳定；
对发酵外围设备（蒸汽锅炉、泵）利用率高。
（3）与分批发酵相比，在连续发酵缺点在于连续发酵过程中需长时间不断地向发酵系统供给无菌的新鲜空气和培养基，增加了染菌的可能性。一旦连续发酵系统中的
生产菌出现某一个细胞的突变，使其获得高生长能力而失去生产能力，原有生产
菌将会被其取代，导致连续发酵过程失败。发生回复突变的低产菌株取代正常生
产菌株也会导致连续发酵生产不稳定。
4.以分批发酵过程为例，简述供氧与微生物不同生长时期呼吸的关系。
（1）临界氧浓度是指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度，对产物而言，就是不影响产物合成所允许的最低溶氧浓度。菌体生长的不同时期对溶氧的需求不同。以分批
发酵为例：
（2）延滞期细胞总数少，菌体代谢活动不强，耗氧较少，发酵液中溶氧水平较高。（3）通常在对数生长期由于菌种大量繁殖，初级代谢旺盛，菌体的摄氧率出现高峰而导致溶氧浓度出现低谷，溶氧水平明显下降。
（4）平台期菌体繁殖达到一定浓度，进入静止期，呼吸强度不大，故单个菌体的需氧量有所减少，但由于菌体总数依然很大，溶氧会维持低水平的平稳阶段。如果此
时补加糖液，发酵液摄氧率增加，溶氧下降，经过一段时间后再回升。若持续补
糖，溶氧可能降至临界溶氧浓度以下，发生溶氧限制。如果培养基中存在两种不
同类型的碳源，往往会出现二次生长。此时溶氧浓度往往从低谷处逐渐上升，到
一定高度后又开始下降。
（5）衰亡期即生产后期，由于菌体衰老，呼吸强度减弱，溶氧会逐步上升，一旦菌体自溶，溶氧便会明显上升。这常常被当做发酵结束准备放罐的标志之一。
5.简述影响溶氧主要因素与控制方法。
（1）搅拌对DO的影响：当出现溶氧下降甚至溶氧限制时，适当改变搅拌直径提高搅拌速率，可增加功率输出，改善氧的传质。改变挡板的数目和位置，使搅拌时发
酵液流态发生变化，也能达到这个目的。
（2）发酵液粘度对DO的影响：粘度的增加会导致传质系数降低，KLa下降。通常采用补料措施，培养基变得较稀薄，同时控制菌体生长，以达到降低发酵液粘度的
目的。
（3）培养基丰富程度对DO的影响：
（4）温度的影响：降低发酵温度可增加氧的溶解度，降低菌体摄氧率，提高溶氧水平。
其前提是对产物合成没有副作用。该措施常常被用作供氧设备发生故障或发生染
菌情况下的应急手段之一。
（5）气体组成成分对DO的影响：对附加值很高、发酵规模较小的产品，发酵生产的关键阶段（即菌体摄氧率达到高峰阶段）可采用富氧气体甚至纯氧增加DO。一般
情况下该措施费事而不经济。
6.简述溶解氧控制的意义。
（1）判断操作故障或事故引起的异常现象：如停止搅拌、未及时开启搅拌或搅拌发生故障、空气未能与液体充分混合等情况都会使DO值比正常情况下低得多。
（2）判断中间补料是否适当：由于供氧不足情况下补料时机掌握不当或补料过频，导致长时间DO值处于较低水平，结果会产生乙醇并与代谢中的有机酸发生反应，
形成带有酒香味的酯类，俗称“发酸”。
（3）判断发酵体系是否染菌：发酵前期发酵体系染好氧菌后，生产菌不占优势，DO值一般会迅速下降甚至下跌到零（一般2h~5h），并长时间不回升，这比进行无菌试
验发现染菌通常要提前几个小时。有时染菌后会出现DO不降反升的现象，可能
是因为生产菌收到杂菌抑制，而杂菌本身不好氧。
（4）控制代谢方向：有些发酵过程需根据不同阶段控制溶氧以改变代谢方向，如天冬氨酸发酵前期为好氧培养，后期转为厌氧培养，转换时机的把握很关键。又如酵
母及一些微生物细胞的生产中，DO值要高于一定水平才会进行同化作用，如果
DO下跌到临界值以下，则出现糖的不完全氧化而生成乙醇，酵母产量减少。
7.Monod方程中，Ks的意义是什么？
（1）在Monod方程中，Ks为底物亲和常数，其数值相当于μ处于μmax一半时的底物浓度，表明微生物对该底物的亲和力。
（2）Ks与μ呈负相关，Ks越大，表明微生物对该底物的亲和力低，比生长速率μ小。（3）在分批发酵中，底物浓度成为限制性因子时，比生长速率μ小于μmax。而有过量底物存在时，比生长速率μ达到μmax。
（4）如果微生物对限制性底物的亲和力很高（即Ks很低），则该底物降到很低水平时才会影响到微生物的生长，这是培养过程中的衰减期很短促。
（5）如果微生物对限制性底物的亲和力很低（即Ks很高），则该底物即使浓度较高时也会影响到微生物的生长，这是培养过程中的衰减期较长。
8.简述发酵热产生的原因。
（1）发酵热＝生物热＋搅拌热－蒸发热－辐射热；
（2）微生物在生长繁殖过程中本身产生大量的能量，部分用于自身的生长和代谢，部分用于合成产物，其余部分以热量形式散发，形成生物热；
（3）搅拌带动发酵液做机械运动造成液体之间、液体和设备之间的摩擦，产生搅拌热；（4）空气进入发酵罐后与发酵液广泛接触，进行热交换同时引起发酵液水分的蒸发，水分蒸发以及排出的气体夹带部分热量散失到外界，即为蒸发热；
（5）因罐内外温差，发酵液中部分热通过罐体向外辐射，即为辐射热。
（6）综上所述，发酵生产中通常采用发酵罐上安装夹套或盘管进行加热或冷却，实现对发酵温度的有效控制。
9.简述发酵过程中pH值的调节及控制方法。
（1）配制合适的培养基，调节初始pH至合适范围并使其有较好的缓冲能力；
（2）培养过程中加入非营养基质的酸碱调节剂如CaCO3等防止pH显著下降；
（3）培养过程中加入基质性酸碱调节剂，如氨水；
（4）加生理酸性或碱性盐，通过代谢控制pH；
（5）将pH控制与代谢调节结合起来，通过补料控制pH。
10.简述发酵液泡沫产生的原因。
（1）发酵过程中因通气搅拌以及发酵产生的CO2是产生泡沫的气体来源；
（2）发酵液中的糖、蛋白质、代谢物和细胞本身是稳定泡沫的物质；
（3）培养基的灭菌方法、灭菌时间和灭菌温度也会改变培养基的性质，影响培养基的起泡能力。
11.简述发酵过程中泡沫对发酵的影响。
（1）降低发酵罐的装料系数；
（2）增加菌群的非均一性：泡沫高低的变化和处在不同生长周期的微生物随泡沫漂浮或粘附在罐壁上，使之有时在气相中生长，引起菌的分化甚至自溶；
（3）增加染菌机会：发酵液溅到轴封等处，引起染菌；
（4）引起逃液：泡沫量大而且控制不及时会引起逃液，引起染菌和产物流失；
（5）添加消泡剂的影响：导致菌体不适或给下游分离纯化增加负担。
12.简述泡沫的控制原理和优缺点。
（1）机械消泡的原理：罐内消泡装置安装于搅拌轴上方，借助旋风离心场作用压碎泡沫；或将少量消泡剂添加到消泡转子上增强消泡效果；罐外消泡装置安装于罐外，
借助喷嘴的加速作用或离心力破碎被引到罐外的泡沫。
（2）机械消泡的优缺点：优点在于不需引进外源物质，从而减少染菌机会，不会增加下游提取工艺的负担；缺点在于不能从根本上消除泡沫。
（3）化学消泡的原理：通常采用各种消泡剂来消除泡沫。消泡剂必须是表面活性剂，具有较低的表面张力、一定的亲水性和较小的水溶解度，保证迅速、高效持久地
消泡。
（4）化学消泡的优缺点：正好与机械消泡法相反。
（5）综上所述，生产上宜采用机械消泡和化学消泡联合控制泡沫。
13.简述补料分批培养的意义。
（1）补料分批培养：在分批发酵过程中补充培养基而不从发酵体系中排出发酵液，发酵液体积不断增加的发酵方式；
（2）通过控制底物的初始浓度水平可消除高浓度底物对生长代谢的抑制；（）
（3）通过控制底物的初始浓度水平可消除可被快速利用的底物引起的分解代谢产物阻遏作用；
（4）避免某些培养基组分高浓度下对微生物生长及代谢的抑制作用或毒副作用；延长发酵生产时间。
（5）有助于解除产物的反馈抑制；
（6）避免培养基浓度过高导致的菌体过量生长（早衰）和溶氧限制。
14.谷氨酸发酵产物为胞内产物，细胞膜渗透性对其有何影响？。
（1）胞内产物在细胞内过量积累会产生反馈抑制作用，降低产物产量。
（2）细胞膜通透性好时胞内产物容易分泌到胞外，减少产物在胞内的积累。
（3）细胞膜的通透性主要受不饱和脂肪酸的影响，限制不饱和脂肪酸的生物合成或添加可以改善细胞膜的通透性。
（4）生产上常采用选育生物素缺陷型、限制生物素和油酸等的添加量来控制细胞膜通透性。
15.柠檬酸发酵和IMP发酵都与Mn2+有关，Mn2+在这两个过程中的作用有何区别？（柠檬
酸积累机制）
（1）柠檬酸发酵中Mn2+控制在亚适量水平，影响蛋白质等组成合成，导致NH4+升高,从而解除ATP和柠檬酸对PFK的抑制作用，使糖代谢畅通，大量积累柠檬酸。（2）IMP发酵中Mn2+也控制在亚适量水平，导致形成大量形态异常的细胞，其作用主要是影响细胞壁的完整性和正常功能，改善细胞膜的通透性，而不饱和脂肪酸的
含量并不下降。
六、综合题（20分）
《发酵工程原理与技术》课程复习提纲及习题集
《发酵工程原理与技术》课程复习提纲及部分知识点 [复习提纲] 什么是发酵？发酵工程的发展历程？ 发酵的定义在合适的条件下利用生物细胞内特定的代谢途径转变外界底物生成人类所需目标产物或菌体的过程 自然发酵时期 1.发酵工程的诞生 2.通气搅拌液体深层发酵的建立 3.大规模连续发酵以及代谢调控发酵技术的建立 4.现代发酵工程时期 发酵工业常用的微生物及其特点。 ①细菌：枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等②放线菌：链霉菌属、小单胞菌属和诺卡均属③酵母菌：啤酒酵母、假丝酵母、类酵母 4.霉菌 菌种的分离及保藏 一稀释涂布和划线分离法二利用平皿中的生化反应进行分离三组织分离法四通过控制营养和培养条件进行分离 一斜面保藏方法二液体石蜡油保藏法三冷冻干燥保藏法四真空干燥法五液氮超低温保藏法六工程菌的保藏 菌种的退化及复壮 菌种退化是指生产菌种或选育过程中筛选出来的较优良菌株，由于进行转移传代或包藏之后，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退化的原因主要有基因突变连续传代以及不当的培养和保藏条件 菌种的复壮通过人工选择法从中分离筛选出那些具有优良性状的个体使菌种获得纯化服装的方法一纯种分离二淘汰法三宿主体内复壮法 微生物育种的方法有哪些？ 自然育种、诱变育种 培养基的主要成分。 水、碳源、氮源、无机盐、生长因子、 碳源及氮源的种类。 碳源种类：1、糖类2、醇类3、有机酸类4、脂肪类5、烃类6、气体 氮源种类：1、无机氮源 2、有机氮源 培养基的设计的基本原则？ 一根据生产菌株的营养特性配制培养基二营养成分的配比恰当三渗透压 4ph 值 发酵工业原料的选择原则 一因地制宜就地取材原料产地离工厂要近，便于运输节省费用 二营养物质的组成比较丰富浓度恰当能满足菌种发育和生长繁殖成大量有生理功能菌丝体的需要更重要的是能显示出产物合成的潜力 三原料资源要丰富容易收集
发酵工程设备复习资料
一、名词解释 全挡板条件：可以达到时涡旋基本消失或消除液面涡旋的最低档板条件。 牛顿型流体：之发酵过程中,液体的粘度不遂剪切速度和剪切力的改变并而改变。 介质过滤除菌：是使空气经高温灭菌的介质，通过滤层将空气中的微生物颗粒阻截在介质层中而达到灭菌的目的体喷射吸气装置吸入无菌空气并同时实现混合搅拌,及溶氧船只的发酵罐。 空气调节：是指在一定的看空间内时，其空气温度湿度清洁度和空气流动速度进行调节到到工艺要求的过程。 糖蜜稀释器：糖蜜浓度很高，酵母不能直接利用，所以在利用糖蜜做酒精前需要进行稀释，酸化灭菌，和增加营养盐的处理过程。 磁芯：是永久磁钢和铁隔板按一定顺序排列成圆弧形，安装在固定的轴上，形成极头开放磁路。 气缚：离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很低，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将储槽内的液体吸入泵内，虽启动离心泵也不能输送液体。此种现象称为气缚，表示离心泵无自吸能力，所以必须在启动前向壳内灌满液体。 压头：离心泵对单位重量液体所提供的能量，称为扬程（单位：m）。 流量：泵在单位时间内由泵的排液口排出的液体量，也称为排量或扬水量（单位：m3/h）。生物反应器：是指大规模培养微生物、动物细胞、植物细胞获得其代谢产物或生物体的设备。由于当代发酵工业的发展，大规模悬浮培养微生物（液态深层培养）已成为生物工业获得产品的最主要手段，通常把此类微生物反应器统称为发酵罐。 填料函式轴封：填料箱体固定在顶盖上，将转轴通过填料函，然后放置弹性密封填料，再放上填料压盖并用压紧螺栓拧紧。填料受压发生弹性形变，对转轴产生径向压力，从而起到密封作用。 端面式轴封：其作用是靠弹性元件（弹簧、波纹管）的压力使垂直于轴线的动环和静环光滑表面紧密地相互贴合，并作相对转动而达到密封。 气升式发酵罐：利用空气的喷射功能（气体动量）和流体密度差造成反应液循环流动，从而实现液体搅拌、混合和氧传递的一类反应器。气升式反应器是应用较为广泛的一类无机械搅拌生物反应器。 高位塔式生物反应器：一种高径比较大的非机械搅拌式生物反应器。它不设置机械搅拌装置，利用通入培养液的空气泡上升时带动流体运动，产生混合效果。 自吸式发酵罐：不需空气压缩机提供压缩空气，而是利用特殊的机械搅拌吸气装置或液体喷射吸气装置吸入无菌空气并同时实现混合搅拌与溶氧传质的发酵罐。类型：机械搅拌自吸式发酵罐和喷射自吸式发酵罐。 涡轮式空压机：涡轮式空压机一般由电动机通过增速装置直接带动涡轮高速旋转，将空气吸入并使之获得较高的离心力，甩向叶轮外圆周，部分动能转变为静压能，由压出管排出。碟片式精选机：碟片在粮堆中运动时，短小的颗粒嵌入袋孔被带到较高的位置，因此把收集短小颗粒的斜槽放在适当高度的位置上，就能将短小颗粒分离出来。 锤式粉碎机：物料从上方料斗加入，在悬空状态下就被锤刀的冲击力所破碎（冲击）。然后物料被抛至冲击板上，再次被击碎。此外物料在机内还受到挤压和研磨的作用。 双辊式粉碎机：主要工作机构为两个相对旋转的平行装置的圆柱形辊筒，装在两辊之间的物料通过辊筒对其的摩擦作用而被拖入两辊的间隙中被粉碎。 球磨机：球体随筒旋转而升起，当球的重力大于所受的离心力时落下，对物料产生撞击，同时靠近筒壁的物料也可为圆球所研磨。 带式输送机：利用一根封闭的环形带，绕在相距一定距离的2个鼓轮上，带由主动轮带动运
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；
发酵工程期末考试复习整理
一．名词解释 1.前体：某些化合物被加入培养基后，能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去，而自身的结构并未发生太大变化，却能提高产物的产量，这类小分子物质被称为前体。如在青霉素的发酵生产中，苯乙胺及其衍生物和一些脂肪酸的前体可以被优先结合到青霉素分子中去，它们是青霉素分子的组成部分。并且加入的这类分子不同，除可以提高产量外，还可以形成不同的青霉素。 2.聚合度：衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以n表示;以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含单个结构单元数目。由于高聚物大多是不同分子量的同系物的混合物，所以高聚物的聚合度是指其平均聚合度。 3.增效反馈调节：又称合作反馈抑制，在分支代谢途径中，当两个分支的末端产物同时存在时，反馈抑制明显强于只有一种末端产物存在时的作用。也就是1+1>2的效果。 4.共同中间体：是指既是生产初级代谢产物的中间体也是生产次级代谢产物的中间体。 5.分批发酵：又称分批培养，即在一个密闭系统内一次性投入有限数量的营养物进行培养的方法。在以后微生物的整个生长繁殖过程中，除加氧气、消泡剂及控制pH值外，不再加入任何其他物质，因此这是一种非恒态的培养方法。 6.倒种法：种子罐数量较少，当菌种不够对多个发酵罐接种使用时，一个发酵罐加入全部菌种培养后，一罐分两罐，再补加培养基进行发酵。 7.临界氧浓度：是指不影响微生物呼吸的最低溶氧浓度，和菌种的种类、大小、生长状态等有关。 8.半合成抗生素：一部是微生物合成，另一部分是用化学方法或生物方法进行修饰而成的衍生物。 9.化学耗氧量：又称化学需氧量，简称COD。是指在一定条件下，水体中存在的能被一定的氧化剂（如高锰酸钾和重铬酸钾）所氧化还原性物质的量，通常用mg/L来表示。COD是表示水体有机污染的一项重要指标，能够反应水体的污染程度。化学耗氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。 10.抗生素的效价单位：指每毫升或每毫克中所含某种抗生素的有效成分的多少，其有三种表示方法：一是稀释单位，是将抗生素配成溶液，逐步进行稀释，以抑制某一标准菌株生长发育的最高稀释度（即最小剂量）作为效价单位；二是重量单位，是以抗生素的有效成分（即生理活性部分）的重量作为抗生素的效价单位，即1微克作为一个效价单位；三是特殊单位，某些抗生如青霉素G钠盐1毫克定为1667单位，另外，为了生产科研的方便而规定的，链霉素、土霉素等其效价基准都是以1毫克作1000单位计算。 11.抗菌谱：是指某种抗生素所能抑制或杀灭病原体的范围及其所需要的剂量称之为该种抗生素的抗菌谱。 12.发酵热：引起发酵过程中温度变化的原因是在发酵过程中所产生的热量，叫做发酵热。发酵热=生物热+搅拌热-蒸发热-显热-辐射热 13.生物热：是指微生物在生长繁殖过程中本身所产生的大量的热，主要来源是培养基中的碳水化合物、脂肪和蛋白质被微生物分解成二氧化碳、水和其他物质时释放出来的。
最新发酵工程复习资料重点
发酵工程复习资料重 点
发酵工程（Fermentation Engineering）的定义 应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会服务的一门科学。 淀粉质原料进行蒸煮的目的是使植物组织和细胞膜彻底破裂，淀粉成为溶解状态进行液化；同时对进料进行灭菌；排除原料中的一些不良成分及气味。 为了实现这些目的，蒸煮设备必须达到下列要求： (1)能使淀粉细胞完全破裂，淀粉溶解成均匀的糊状物； (2)尽量减少淀粉和糖分的损耗，避免产生其它不必要的有害的化学变 化； (3)节省蒸汽，减少热损失； (4)设备能承受较高的压力，具有耐磨性，能使物料在锅内充分翻动，受 热均匀； (5)结构简单，操作方便，投资少。 连续蒸煮有低温长时间的罐式连续蒸煮，中温的柱式连续蒸煮和高温短时间的管式连续蒸煮 后熟器 在连续蒸煮中，后熟器是利用经加热器或蒸煮锅(罐)加热后的料液余热，在一定压力和温度下维持一定时间的继续蒸煮，因此，后熟器又称维持器。对后熟器的要求是，料液在后熟器中的整个截面上均匀地由下向上推动，力求做到先进先出。
真空冷却指的是醪液在一定的真空度下（即醪液进入负压状态）醪液本身产生大量蒸气（二次蒸气），并被抽出，这样便消耗了醪液大量的热量，因而醪液很快冷到与真空度相应的温度，这种醪液冷却法就称为真空冷却 糖化设备主要是糖化罐，其容积按1m3的糖化醪需要的1.3m3容积来计算。其旋转方向与冷却水在蛇管中水流的方向相反 ?连续糖化罐的作用是连续地把糊化醪与水稀释，并与液体曲或麸曲乳混 合，在一定温度下维持一定时间，保持流动状态，以利于酶的活动。二级真空冷却的连续糖化法。对蒸煮醪的前冷却和后冷却均采用真空冷却的糖化工艺，叫二级真空冷却糖化法 发酵罐的定义：是为一个特定生物化学过程的操作提供良好而满意的环境的容器。 ?1．按微生物生长代谢需要分类： ?好气：抗生素、酶制剂、酵母、氨基酸，维生素等产品是在好气发酵罐 中进行的；需要强烈的通风搅拌，目的是提高氧在发酵液中的传质系 数； ?厌气：丙酮丁醇、酒精、啤酒、乳酸等采用厌气发酵罐。不需要通气。 ? 2. 按照发酵罐设备特点分类： ?机械搅拌通风发酵罐：包括循环式，如伍式发酵罐，文氏管发酵罐，以 及非循环式的通风式发酵罐和自吸式发酵罐等。
微生物工程期末考试试题
一、选择题（多项或单项） 1．发酵工程得前提条件就是指具有( A )与( E C)条件 A、具有合适得生产菌种 B、具备控制微生物生长代谢得工艺 C．菌种筛选技术D、产物分离工艺E．发酵设备 2．在好氧发酵过程中，影响供氧传递得主要阻力就是（ C ） A．氧膜阻力 B．气液界面阻力 C．液膜阻力 D．液流阻力 3．微生物发酵工程发酵产物得类型主要包括: ( ABC ) A、产物就是微生物菌体本身 B、产品就是微生物初级代谢产物 C、产品就是微生物次级代谢产物 D、产品就是微生物代谢得转化产物 E、产品就是微生物产生得色素 4．引起发酵液中pH下降得因素有：( BCDE ) A、碳源不足 B、碳、氮比例不当 C、消泡剂加得过多 D、生理酸 性物质得存在E、碳源较多 5．发酵培养基中营养基质无机盐与微量元素得主要作用包括: (ABCD ) A、构成菌体原生质得成分 B、作为酶得组分或维持酶活性 C、调节细胞渗透压 D、缓冲pH值 E、参与产物得生物合成6．在冷冻真空干燥保藏技术中，加入5%二甲亚砜与10%甘油得作用就是（B ） A 营养物 B 保护剂 C 隔绝空气 D 干燥 7．发酵就是利用微生物生产有用代谢产物得一种生产方式，通常说得乳酸发酵属于（ A ） A、厌氧发酵B．氨基酸发酵C．液体发酵D．需氧发酵 8．通过影响微生物膜得稳定性，从而影响营养物质吸收得因素就是（ B ） A、温度 B、pH C、氧含量D．前三者得共同作用 9．在发酵工艺控制中，主要就是控制反映发酵过程中代谢变化得工艺控制参数，其中物理参数包括：( ABCD ) A、温度 B、罐压 C、搅拌转速与搅拌功率 D、空气流量 E、菌体接种量10．发酵过程中较常测定得参数有：( AD ) A、温度 B、罐压 C、空气流量 D、pH E、溶氧 二、填空题
发酵工程原理期末复习
发酵工程原理期末复习 一 1、微生物的无氧呼吸称发酵 2、现代发酵工程：是将现代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。强调现代生物技术、控制技术和装备技术在发酵工业领域的集成应用。 3、发酵工程在生物技术中的地位:发酵工程是生物技术的基础，是生物技术产业的核心。 4、广义发酵工程对生物学和工程学的要求: 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 5、日常发酵产品：酒、酒精、醋、啤酒、干酪、酸乳等 6、以高产量、高转化率和高效率及低成本为目标的发酵过程优化技术： 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 7.发酵工程技术：分子层次，生物催化→催化剂发现/改造 细胞层次，细胞工厂→代谢工程 过程层次，过程优化→单元放大/耦合/集成/优化 8.发酵工业的范围：①微生物菌体 ②酶制剂 ③代谢产物 ④生物转化 ⑤微生物特殊机能的利用 利用微生物消除环境污染 利用微生物发酵保持生态平衡 微生物湿法冶金 利用基因工程菌株开拓发酵工程新领域 9、新的菌体发酵产品: 茯苓菌→茯苓 担子真菌→灵芝、香菇类 虫草头孢菌 密环菌 二、1.发酵工业对菌种的要求：1)能在价廉原料制备的培养基上迅速生长并生成所需代谢产物,且产量高2).培养条件易于控制, 3)生长迅速,发酵周期短, 4)满足代谢控制的要求 5)抗噬菌体和杂菌的能力强 6)遗传性状稳定,菌种不易变异退化 7）在发酵过程中产生的泡沫少,这对装料系数,提高单罐产量,降低成本有重要意义
发酵工程知识点
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 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。进行设备的冲洗、灭菌，空气过滤
江南大学发酵工程原理及技术考试样卷答案1
样卷1及参考答案 一、填空（每空1分，共30分） 1，工业上的发酵产品分为菌体、代谢产物、微生物酶和生物转化产品四个类别。 2，从本质上来说，微生物代谢是通过酶量调节和酶活性调节两种方式来进行调节的。 3，根据对氧需求的不同可将发酵分为通风发酵和厌氧发酵两种类型。 4，根据产物合成途径，我们可将次级代谢分为与糖代谢有关的类型、与脂肪酸代谢有关的类型、与萜烯和甾体化合物有关的类型、与TCA环有关的类型和与氨基酸代谢有关的类型五种类型。 5，卡尔文循环由羧化、还原和再生三个阶段（部分）组成。 6，发酵厂用于原料除杂的方法有筛选、风选和磁力除铁。 7，种子的制备可分为实验室种子制备和车间种子制备两个阶段。 8，空气除菌的方法有加热、静电、射线和介质过滤。 10，常用的连续灭菌工艺有喷射加热、薄板换热器和喷淋冷却。 11，氢化酶是氢细菌进行无机化能营养方式生长的关键酶，在多数氢细菌中有两种氢化酶，它们是颗粒状氢化酶和可溶性氢化酶。 二、名词解释（每题4分，共20分） 1，发酵工程 应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。 2，无菌空气 发酵工业应用的“无菌空气”是指通过除菌处理使空气中含菌量降低在一个极低的百分数，从而能控制发酵污染至极小机会。此种空气称为“无菌空气”。 3，种子的扩大培养 是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。 4，酶合成的阻遏 某些酶在微生物生长时可正常地产生，但当生化途径的终产物浓度增加时或向生长培养基加入这种终产物时，酶的合成就被阻遏。这种低分子量的终产物(辅阻遏物)被认为是同胞内由调节基因编码的蛋白质(阻遏蛋白)结合，产生一种阻遏物，该阻遏物“关闭”对酶编码的结构基因。这样的酶称为可受阻遏的酶。阻遏酶合成的物质称为阻遏物。
发酵工程复习题
复习A 1. 发酵过程中异常现象（发酵液转稀、发酵液过浓、耗糖缓慢、pH不正常）处理措施？ （1）发酵液转稀：适时补入适当碳源或氮源促使繁殖新菌体； （2）发酵液过浓：补入10%无菌水，使菌液浓度下降、粘度下降，改善发酵条件； （3）耗糖缓慢：补入适量合适的氮源、磷盐，提高发酵温度、风量； 2. Monod(莫诺)方程表明了什么和什么的重要关系？简介Monod(莫诺)方程？ 比生长速率和生长基质浓度的关系。 内涵：当温度、pH恒定时，u随特定的S变化。 3. 补料分批发酵技术的特点, 与分批发酵，连续发酵的区别？ 特点：（1）由于机制的缓慢补入，既满足了微生物生长和产物合成的持续需要，又避免了由于基质过量引起的各种调控效应，从而能使产率获得很大提高； （2）补料技术本身提高：少次多量→少量多次→流加→微机控制流加； 区别：（1）区别于分批发酵技术：由于补加物料，补料分批发酵系统不再是封闭系统； （2）区别于连续发酵技术：补料分批系统并不是连续地向外放出发酵液，罐内的培养液体积（V）不再是个常数，而是随时间（t）和物料流速（F）而变化的变量（变体积操作）。 4. 通风发酵设备中的机械搅拌发酵罐必须满足的基本条件？ （1）发酵罐应具有适宜径高比； （2）能承受一定压力； （3）发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合； （4）具有足够的冷却面积； （5）罐内应尽量减少死角； （6）搅拌器的轴封应严密。 5. 发酵液pH对发酵的影响包括哪些方面？ （1）影响酶活力； （2）影响细胞膜所带电荷的状态，改变膜的渗透性，影响对营养的吸收利用； 6. 比底物消耗速率方程？ Qs=Qsmax·S/Ks+S 7. 补料分批发酵的适用范围？ （1）高菌体浓度培养系统； （2）存在高浓度底物抑制的系统，通过添加底物降低抑制； （3）存在crabtree效应的系统； （4）受异化代谢物阻遏的系统； （5）利用营养突变体的系统； （6）希望延长反应时间或补充损失水分的系统。 8. 优良的发酵装置应具有的基本特征包括哪些内容？ （1）避免将需蒸汽灭菌的部件与其它部件连接，因为即使阀门关闭，细菌也可在阀门内生长； （2）尽量减少法兰连接，因为设备震动和热膨胀会引起连接处的移位，导致染菌，应全部焊接结构，消除积蓄耐灭菌物质； （3）防止死角、裂缝等一类情况，以避免固体物质在此堆积，形成使杂菌获得热抗性的环境‘ （4）发酵系统的某些部分应能单独灭菌； （5）与反应器相同的任何连接应采用蒸汽加以密封，取样口在不取样时也要一直通蒸汽； 9. 控制发酵过程pH的方法？ （1）培养基中适当添加生理酸性盐或生理碱性盐; （2）培养基中适当添加缓冲剂； （3）自动检控；
发酵工程原理知识点总结
1、发酵：通过微生物的生长繁殖和代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程。 2、发酵工程：利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系，它是生物工程和生物技术学科的重要组成部分，又叫微生物工程 3、发酵工程技术的发展史： ①1900年以前——自然发酵阶段 ②1900—1940——纯培养技术的建立（第一个转折点） ③1940—1950——通气搅拌纯培养发酵技术的建立（第二个转折点） ④1950—1960——代谢控制发酵技术的建立（第三个转折点） ⑤1960—1970——开发发酵原料时期（石油发酵时期） ⑥1970年以后——进入基因工程菌发酵时期以及细胞大规模培养技术的全面发展 4、工业发酵的类型： ①按微生物对氧的不同需求：厌氧发酵、需氧发酵、兼性厌氧发酵 ②按培养基的物理性状：固体发酵、液体发酵 ③按发酵工艺流程：分批发酵、补料发酵、连续发酵5、发酵生产的流程：（重要） ①用作种子扩大培养及发酵生产的各 种培养基的制备 ②培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌 ③扩大培养有活性的适量纯种，以一 定比例将菌种接入发酵罐中 ④控制最适的发酵条件使微生物生长并 形成大料的代谢产物 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 6、常用的工业微生物： ①细菌：枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、 棒状杆菌、短杆菌等 ②放线菌：链霉菌属、小单胞菌属和 诺卡均属 ③酵母菌：啤酒酵母、假丝酵母、类 酵母 7、未培养微生物：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 8、rRNA序列分析：通过比较各类原核生 物的16S和真核生物的18S的基因序列， 从序列差异计算它们之间的进化距离，从 而绘制进化树。 选用16S和18S的原因是：它们为原 核和真核所特有，其功能同源且较为古 老，既含有保守序列又含有可变序列，分 子大小适合操作，它的序列变化与进化距 离相适应。 9、菌种选育改良的具体目标： ①提高目标产物的产量 ②提高目标产物的纯度 ③改良菌种性状，改善发酵过程 ④改变生物合成途径，以获得高产的 新产品 10、发酵工业菌种改良方法： ①常规育种：诱变和筛选，最常用。 关键是用物理、化学或生物的方法修改目 的微生物的基因组，产生突变。 ②细胞工程育种：杂交育种和原生质 体融合育种 ③代谢工程育种：组成型突变株的选 育、抗分解调节突变株的选育、营养缺陷 型在代谢调节育种中的应用、抗反馈调节 突变株的选育、细胞膜透性突变株的选育 ④基因工程育种：原核表达系统、真 核表达系统 ⑤蛋白质工程育种：定点突变技术、 定向进化技术 ⑥代谢工程育种：改变代谢途径、扩 展代谢途径 ⑦组成生物合成育种：通过合成化合 物库进行高效率的筛选 ⑧反向生物工程育种：希望表型的确
发酵工艺及设备复习资料
《发酵工程》复习资料 一、单项选择题 1、被现代誉为微生物学鼻祖、发酵学之父的巴斯德。 A、首次观察到大量活着的微生物； B、建立了单种微生物的分离和纯培养技术； C、阐明了微生物产生的化学反应本质； D、首次证明酒精发酵是酵母菌所引起的。 2、关于Pirt方程π＝a + bμ，不正确的有。 A、a=0、b≠0：可表示一类发酵； B、a≠0、b ≠ 0：可表示二类发酵； C、a=0、b≠0：可表示三类发酵； D、第二类发酵表明产物的形成和菌体的生长非偶联。 3、代谢参数按性质分可分。 A、物理参数、化学参数和间接参数； B、中间参数和间接参数； C、物理参数、化学参数和生物参数； D、物理参数、直接参数和间接参数。 4、关于菌种低温保藏的原理正确的有。 A、低于最低温度，微生物很快死亡； B、低于最低温度，微生物代谢受到很大抑制，并不马上死亡； C、高于最高温度，微生物很快死亡； D、低于最低温度，微生物胞内酶均会变性。 5、下列不是利用热冲击处理技术提高发酵甘油产量的依据的有。 A、酵母在比常规发酵温度髙10~20℃的温度下经受一段时间刺激后，胞内海藻糖的含量显著增加； B、Lewis发现热冲击能提高细胞对盐渗透压的耐受力； C、Toshiro发现热冲击可使胞内3-磷酸甘油脱氢酶的活力提高15~25%，并导致甘油产量提高； D、Lewis发现热冲击可使胞内3-磷酸甘油脂酶的活力提高15~25%，并导致甘油产量提高。 6、霉菌生长pH为5左右，因此染为多。 A、细菌； B、放线菌； C、酵母菌； D、噬菌体。 7、放线菌由于生长的最适pH为7左右，因此染为多 A、细菌； B、酵母菌； C、噬菌体； D、霉菌。 8、不是种子及发酵液无菌状况检测方法的有。 A、酚红肉汤培养基检测； B、平板划线； C、显微镜观察； D、尘埃粒子检测。 9、要实现重组大肠杆菌的高密度培养，最常用和最有效的方法就是。 A、反复分批培养； B、分批补料流加培养法； C、连续培养法； D、反复分批流加培养法。 10、微生物菌种的筛选最关键的是要找到一个合适的“筛子”，在耐高酒精浓度酿酒酵母的筛选中，这个“筛子”是。 A、平板培养基中高葡萄糖含量； B、种子培养基中高酒精含量； C、平板培养基中高酒精含量； D、发酵培养基中高酒精含量。 11、在摇瓶发酵法生产糖化酶实验中，糖化酶比酶活力单位应为。 A、U/mL粗酶液； B、U/g淀粉； C、U/g酶； D、U/mL培养基。 12、在反复分批发酵过程中，细胞回用操作必须在进行。 A、密闭条件下； B、无菌条件下； C、稳定条件下； D、任何条件下。 13、现代发酵工程采取的优化策略是。 A、高产量； B、高转化率； C、高产率； D、高产量、高得率和高生产强度的相对统一。 14、下列叙述正确的是。 A、在稳定期，细胞增加速度和死亡速度达到平衡，细胞浓度达最大，活细胞重量基本维持恒定； B、稳定期往往是微生物次级代谢产物大量产生的时期； C、在稳定期，细胞的能量贮备已消耗完，细胞开始死亡； D、在工业生产中，通常在对数生长期的末期或衰亡期开始之后结束发酵过程。 15、在微生物培养过程中，消耗的底物。 A、只用于菌体生长、菌体维持和产物生成； B、只用于菌体生长和产物生成； C、用于菌体生长、菌体维持和产物的生成，有的底物还与能量的产生有关； D、只用于菌体生长。 16、现代发酵工程采取的优化策略是。 A、高产量； B、高转化率； C、高产率； D、高产量、高得率和高生产强度的相对统一。
温州大学发酵工程原理期末复习题答案
一、填空题： 1、通常将现代生物技术划分为基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程等五个方面，它们之间彼此密切联系，不可分割。 2、通气搅拌的大规模发酵生产技术的建立是现代发酵技术的开端。 3、利用基因工程菌生产的第一个有用物质是1977年美国试制成功的激素释放抑制因子。 4、微生物生物转化过程与化学催化过程相比具有明显的优越性，具体反映在其催化专一性强、效率高、条件温和等。 5、按微生物对氧的不同需求可将发酵类型分为需氧发酵、厌氧发酵以及兼性厌氧发酵三大类型。 6、现代工业发酵大多采用液体深层发酵，青霉素、谷氨酸、肌苷酸等大多数发酵产品均采用此法大量生产。 7、液体深层发酵的特点是容易按照生产菌种的营养要求以及在不同生理时期对通气、搅拌. 温度、及PH等的要求，选择最适发酵条件。因此，目前几乎所有好氧性发酵都采用液体深层发酵。 8、按发酵工艺流程区分，发酵类型可分为分批发酵、连续发酵和补料分批发酵等三大类型。 9、发酵工业应用的可培养微生物通常分为四大类：细菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌。 10、常规的菌种选育包括自然选育、诱变育种、杂交育种等技术。分子生物学的发展，为微生物育种带来了一场技术革命，产生了一种全新的育种技术――基因工程育种。 11、通过基因工程育种，可以实现对传统发酵产业的技术改造，大大提高发酵水平，而且还可以建立新型的发酵产业，即利用基因工程菌生产微生物原来所没有的代谢产物。 12、碳源的作用包括：提供微生物菌体生长繁殖所需的能源以及合成菌体所需的碳骨架，同时提供菌体合成目的产物的原料。 13、工业发酵常用碳源有糖类、油脂、有机酸等。 14、工业发酵常用氮源包括：黄豆饼粉、花生饼粉、棉子饼粉、玉米浆、蛋白胨、尿素、酒糟、酵母粉、与鱼粉等。 15、就微生物的主要类群而言，有细菌、放线菌、酵母菌、霉菌之分，它们所需要的培养基组分也是不同的，培养细菌常用培养基为LB培养基；放线菌为高氏一号；酵母菌为麦芽汁培养基；霉菌为察式培养基。 16、造成发酵染菌的原因很多，比较复杂，但种子带菌、空气带菌、设备渗漏、培养基或设备灭菌不彻底、操作失误和技术管理不善是造成各个发酵厂污染杂菌的普遍原因。
发酵工程原理课程标准
发酵工程原理课程标准 濮阳职业技术学院刘殿锋 一、课程的基本要素 1、课程性质 本课程是应用生物技术专业的必修专业课之一；是一门综合性学科，涉及的知识面广，同时又是一门基础理论与生产实际相结合的课程；本课程是在《微生物学》、《生物化学》、、《分子生物学与基因工程》等课程基础上开设的；对于同时开设的《生物技术概论》、《生物工程设备》等课程与本课程有着密切的联系，同时又有适当的分工，本课程以讲授发酵工艺的基本原理为主；在本课程基础上使学生更好地理解和掌握《发酵分析》、《发酵工厂设计概论》、《发酵工艺》、《生物分离与纯化技术》等后续课程。 2、课程的基本理念 该课程面向应用生物技术专业，使学生掌握各种发酵工艺的基本原理，重点突出生产工艺操作及过程控制等方面的实际问题，并了解发酵工程技术前沿动态。 3、课程的设计思路 本课程在设计过程中，注重工学结合教学模式的改革，校企专家共同参与教学过程与评价过程，以“四个结合”作保障，即教学内容――校企结合、教师队伍――专兼结合、教学环境――工学结合、教学方法――理实结合，从根本上改变本课程教学从“理论到理论、从课堂到课堂、从知识到知识”的陈旧的教学模式。 二、课程的目标 1、知识目标 通过本课程的学习，使学生掌握发酵工程的典型过程及其基本原理、基本技术以及基本实验操作技能，了解该学科的发展方向。 2、能力目标 通过本课程的学习，使学生能够理论联系实际去分析和解决有关发酵工程中的具体问题。 3、素质目标
通过本课程的学习，培养出的学生能够理论联系实际地在发酵企业分析实际技术问题，并能因地制宜处理这些问题的能力，可以胜任生物技术产业中新产品和新工艺的开发，生产工艺过程技术管理和高技术生产岗位的实际技术工作。 三、课程内容的组织 课程内容的组织以就业为导向，以能力为本位，以发酵工艺项目为驱动，结合发酵企业生产实际，以发酵工程中的典型单元操作为中心构建课程内容，其理论知识的选取紧紧围绕发酵企业生产实际的需要来进行。 四、课程实施意见 1、学时安排 第一章绪论（2学时）： 了解生物技术的知识和生物产品生产的基本过程；了解发酵的一般概念；了解发酵工程的应用范围、特点、发展简史及发展趋势；发酵工艺的一般培养方法及过程。 第二章生产菌种的选育（10学时）： 了解生物活性物质产生菌的筛选方法与过程，掌握自然育种、诱变育种、杂交育种、原生质体融合技术育种及基因重组技术育种的原理与方法。 第三章培养基（8学时）： 了解发酵生产培养基的组成成份及其在发酵中的作用；掌握影响培养基质量的因素及控制措施。 第四章灭菌（6学时）： 了解灭菌的概念及方法；掌握微生物热死动力学；掌握影响灭菌效果的因素及控制方法；重点掌握分批灭菌和连续灭菌的工艺过程及操作要点。 了解无菌空气质量标准、制备方法；掌握空气介质过滤除菌的工艺过程及影响无菌空气质量的因素。 第五章生产菌种的扩大培养与保藏（6学时）： 了解生产菌种制备的一般流程；掌握各生产菌种制备的工艺流程及操作要点；掌握影响种子质量的因素及其控制方法；掌握菌种保藏的原理及方法。 第六章发酵动力学（8学时）： 掌握分批培养、补料分批培养和连续培养的基础理论、操作特点、动力学模
发酵工程与设备习题答案
第一章 1．简述发酵工程的概念及其主要内容。 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。它是应用生物学、化学和工程技术学的原理，大规模（工厂化）培养动植物和微生物细胞，生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程和下游工程。 生产微生物细胞（或生物量）； 生产微生物的酶；●生产微生物的代谢产物；?生产基因重组产物；?将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。 2.什么叫次级代谢产物？次级代谢产物是微生物在哪些生长时期形成的？其与初级代谢产物有什么关系？ 以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的，对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢产物。关系：先产生初级代谢产物，后产生次级代谢产物；初级代谢是次级代谢的基础；次级代谢是初级代谢在特定前提下的继续与发展。 3.发酵过程有哪些组成部分？ 用于菌种扩大培养和发酵生产用的培养基配方； 培养基、发酵罐和辅助设备的灭菌；●足量的高活性、纯培养的接种物；?在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物；?产物的提取和纯化；?生产过程的废物的处理。 第二章 1.发酵工程菌株的选育方法有哪些？各有何特点？ 自然选育：自发突变率低，变异程度较轻微，变异过程十分缓慢；自发突变不定向，负向变异可能性大，正向变异可能性小 诱变育种：方法简单，快速，收效显著。 原生质体融合：打破种属间的界限，提高重组频率，扩大重组幅度。 杂交育种：使不同菌株的优良性状集中在重组体中，扩大变异范围，具有更强的方向性和目的性。 基因工程育种：按人们的愿望使生物体的遗传性状发生定向变异。 2.发酵工程对菌种有何要求？菌种的分离和筛选基本流程是怎样的？ 要求：能大量高效合成产物；发酵培养基原料廉价；培养条件容易控制；易于液中提取产物；不易污染其它杂菌和噬菌体；无毒无害；性能稳定，不易退化