发酵工程考试复习重点
发酵工程复习资料
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。
发酵工程复习知识点
.可编辑原料的定义：• 从工艺角度来看，凡是能被生物细胞利用并转化成所需的代谢产物或菌体的物料，都可作为发酵工业生产的原料• 具体：一般是含有可发酵性糖或可转化为可发酵性糖的物料，还包括前体物质等等 原料选择的原则1） 满足生产工艺要求：适合微生物需要、吸收利用、代谢产物生产 对生产中除发酵以外的其他方面，如通气、 搅拌、精制、废弃物的处理等所带来的困难最少 2） 满足管理和经济要求： 原料价格低廉（占成本的比例）• 原料资源要丰富，容易收集（60-70‘s ，石油烷烃生产谷氨酸） • 因地制宜，就地取材 • 原料要容易贮藏 3） 满足环保的要求 资源化 减少污染 常用原料种类• 薯类：甘薯、马铃薯、木薯、山药等 • 粮谷类：高粱、玉米、大米、谷子、大麦、小麦 、燕麦、黍和稷等（酒用原料） • 野生植物：橡子仁、葛根、土茯苓、蕨根、石蒜 、金刚头、香符子等• 农产品加工副产物：米糠（饼）、麸皮、高粱糠 、淀粉渣等 • 糖蜜• 非粮食生物质原料：纤维素、木质素、半纤维素等• 水果类原料：葡萄、苹果、山楂等 常用原料的化学组成• 碳水化学物：主要是单糖和双糖，发酵微 生物的碳源和能源。
一些多糖则需转化为单糖或双糖后才被利用• 蛋白质：蛋白质经蛋白酶分解后产生的多 肽或氨基酸，是糖化菌和酵母菌生长繁殖的氮源 • 脂肪：针对不同的发酵产品其作用有较大差别• 灰分：主要是P 、Mg 、K 、S 、Ca 等元素， 是微生物生长和代谢所必需 糖蜜：英文名称： molasses定义：工业制糖过程中 ，蔗糖结晶后，剩余的不能结晶，但仍含有较多糖的液体残留物。
玉米浆：外文名corn steep liquor ，是制玉米淀粉的副产物，原料为玉米糁、水、玉米汁。
制造玉米淀粉须将玉米粒先用亚硫酸浸泡，浸泡液浓缩即制成黄褐色的液体，叫玉米浆，含有丰富的可溶性蛋白、生长素和一些前体物质，含大约40%～50%固体物质。
味道微咸，是微生物生长很普遍应用的有机氮源，它还能促进青霉素等抗生素的生物合成。
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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。
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1.发酵工程：工程学与微生物学的结合。
利用微生物的特定性状和功能，通过现代化工程技术，生产有用物质或直接将其应用于工业化生产的一种技术体系。
是建立在微生物发酵工业基础上，与化学工程相结合而发展起来的一门学科。
也称微生物工程。
2.发酵工程的应用范围：（1）医药工业方面：抗生素、氨基酸、V B12、V B2、甾体激素、生物制品、酶抑制剂、其他。
（2）食品工业方面：加工、含醇饮料、发酵乳制品、调味剂、甜味剂、添加剂、食品检验。
（3）轻工业方面：淀粉、蛋白、果胶、脂肪、过氧化氢酶（4）化工能源方面：醇及溶剂、有机酸、多糖、烷烃、清洁能源（5）环境保护方面：厌气发酵、好气发酵（6）细菌冶金方面：氧化亚铁硫杆菌（7）高技术研究方面：为基因工程提供质粒、病毒载体、限制性内切酶、连接酶、磷酸酶、磷酸激酶等；生物传感器（8）农业方面：生物农药、生物除草剂、生物增产剂、食用菌和药用真菌。
3.酶活性调节：指一定数量的酶，通过其分子构象或分子结构的改变来调节其催化反应的速率。
分为酶的激活也抑制作用。
激活作用是某个酶促反应中，某种低分子质量的物质加入后，导致原来无活性或活性很低的酶转变为有活性或活性提高，使酶促反应速率提高的过程。
抑制作用是某个酶促反应中，某种低分子质量的物质加入后，导致酶活力降低的过程。
4.酶合成调节：通过调节酶的合成量进而调节代谢速率的调节机制，是基因水平上（原核生物中主要在转录水平上）的代谢调节。
5.同工酶：能催化同一种化学反应，但其酶蛋白的分子结构组成却有所不同的一组酶。
6.初级代谢：一类普遍存在于生物中的代谢类型，与生物生存有关。
7.初级代谢产物：单糖、核苷酸等单体、由单体组成的大分子聚合物（如蛋白质、核酸、多糖等）、能量代谢和代谢调节中起作用的各种物质，如ATP,[H] 。
8.次级代谢：微生物为避免代谢过程中某种代谢产物的过量积累而有利于生存的代谢类型，并非生命活动所必须的。
9.次级代谢产物：不是微生物生长所必需的的，及时在这些代谢的某个环节上发生障碍，也不会导致机体生长停止或死亡，仅仅是影响了机体合成次级代谢产物的能力。
发酵工程全重点复习
1 发酵:复杂的有机化合物在微生物的作用下分解成比较简单的物质。
2 发酵工程:发酵原理与工程学的结合，是研究由微生物细胞参与的工艺过程的原理和科学，是研究利用生物材料生产有用物质，服务于人类的一门综合性学科。
3 营养缺陷型:因丧失合成某些生活必需物质的能力，不能在基本培养基上生长，必须补充一种或一种以上的营养物质才能生长。
4 诱变剂:凡是能引起生物体遗传物质发生突然或根本的改变，使其基因突变或染色体畸变达到自然水平以上的物质，统称为诱变剂。
5 自然选育:也称自然分离，是指对微生物细胞群体不经过人工处理而直接进行筛选的育种方法，又称为单菌落分离。
6 分批培养:是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量微生物菌种进行培养，使微生物生长繁殖，在特定条件下完成一个生长周期的微生物培养方法7 连续培养:叫开放培养，是相对分批培养或密闭培养而言的。
连续培养是采用有效的措施让微生物在某特定的环境中保持旺盛生长状态的培养方法.8 介质过滤:让含菌空气通过过滤介质，以阻截空气中所含微生物，而取得无菌空气。
9 穿透率:过滤后空气中残留颗粒数与原有颗粒数之比10 过滤效率:被过滤的戒指层捕集的尘埃颗粒数与空气中原有颗粒数之比11 亨利定律:与溶解浓度达到平衡的气体分压与该气体被溶解的分子分数成正比12 气膜传质系数:是对于气液相传质体系，单独根据气膜的推动力和阻力计算传质速率时所用的系数。
13 液膜传质系数:是根据双膜理论，对于气液相传质体系，在稳定条件下，单独根据液膜的推动力和阻力计算传质速率时所用的系数。
14 总推动力:空气中氧的分压与界面处的氧的分压之差。
15 摄氧率r:单位时间内单位体积培养液中微生物摄取氧的量，记作(mmol/L*h)rO216 搅拌功率:一般通过设定搅拌器的转速来满足达到所需的搅拌作业功率。
17 发酵机理:微生物通过其代谢活动，利用基质合成人们所需要的产物的内在规律18 巴斯德效应:在厌氧条件下,向高速发酵的培养基中通入氧气,则葡萄糖消耗减少,抑制发酵产物积累的现象称为巴斯德效应。
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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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第二章抗生素1.定义抗生素：是由生物产生的，在低浓度下能选择性杀死或抑制他种生物生长的有机物。
2.产生的生物①由植物产生的抗生素：黄连素，大蒜素，鱼腥草素②由动物产生的抗生素：鱼素，红血球素③由微生物产生的抗生素：细菌→杆菌肽、万古霉素；放线菌→链霉素、四环素、红霉素、头孢菌素；真菌→青霉素、灰黄霉素、头孢菌素、赤霉素3.抑制革兰氏阳性菌的抗生素有：青霉素、万古霉素、杆菌肽、林可霉素、洁霉素；抑制革兰氏阴性菌的抗生素有：庆大霉素、链霉素、多粘菌素E（抗敌素）、春雷霉素等；广谱抗生素：如金霉素、土霉素、四环素、氯霉素、红霉素、麦迪霉素、头怨菌素前体：某些抗生素被加入培养基后，能直接在生物合成过程中结合到分子中去，而自身结构无大变化，却提高产物的量，这类物质称为前体。
4.大环内脂类抗生素：含有一个大环内酯作为配糖体，属于这类的抗生素有：红霉素、麦迪霉素等β-内酰胺类抗生素：结构中都含有一个四元的内酰胺环。
青霉素、头孢菌素及其衍生物5.抗生素效价的测定：物理方法、化学方法、生物方法以及上述两者之间相结合的方法化学效价必须掌握（生产和科研过程中，化学效价直接用含量表示）化学效价：用物理方法、化学方法及理化相结合的方法测定的效价单位（或用含量表示）称为化学效价，以区别于生物效价。
定向发酵：通过改变培养基的组分（加入某些物质）改变微生物代谢途径，使发酵按主观要求产生较多的产物。
（如：四环素、青霉素、土霉素）生物效价的测定：稀释法、比浊法、扩散法（管碟法）三大类抗生素合成方法：第三章生产菌种的来源及种子的扩大培养1.优良菌种选育方法：①自然选育；②诱变选育；③抗噬菌体菌种的选育；④杂交育种；⑤原生质体融合技术；⑥基因工程技术2.菌种的分离：①施加选择性压力分离法：利用不同种类的微生物其生长繁殖对环境和营养的要求不同，如温度、pH、渗透压、氧气、碳源、氮源等，人为控制这些条件，使之某类或某种微生物生长，而不利于其他种类微生物的生存，以达到使目的菌种占优势，而得以快速分离纯化的目的。
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一,名词解释：
连续发酵FBC 泡沫发酵动力学维持因素生长得率产物得率生产率
容积产率初级代谢次级代谢基质比消耗速率产物比生产速率前体生物耗氧量
呼吸强度接种量产物促进剂酶活性调节酶合成调节分解代谢物阻遏葡萄糖效应二,填空选择：
湿热灭菌灭菌实质辐射原理干热灭菌
发酵发酵工程史发酵类型发酵工艺流程发酵水平发酵工程是----or分支
化学诱变剂包括物理诱变剂包括
生物处理污水的原理传递系数初筛复筛生物参数影响发酵成本因素纤维介质过滤器生长偶联性维持因素培养基组成发酵生成丁酸，丙酸？影响质量因素是-————菌种退化原因影响ka的因素常规放大方法工业发酵过程研究工程菌培养
液相体积氧传——饱和氧浓度mond方程生长速率与——-有关种子菌活性碳和发酵-——初级代谢合成调节机制包括
Monod方程表达式几种形式化发酵动力学的内容
发酵热发酵过程阶段，产品类型维持代谢发酵过程主要参数
三.判断：
正确的开头：抗生素组成酶培养基设计臭氧灭菌
四.问答：
1．泡沫影响（5点）以及不同时期的特点
2．反馈抑制的几种形式（5种）
3．杂菌对发酵过程的影响（5点）
4．论述次级代谢的特征（10点）
5．什么是初代，次代以及两者关系v
6．分批灭菌如何操作
7．在发酵过程如何控制成本（13章）
8．C02对发酵的影响及控制
9．微生物发酵经过了几个阶段
10．突变株筛选的步骤
11．影响pH变化的因素
12．生产发酵如何控制（发酵罐6点）
13．PH对菌体生长和合成的影响，如何控制？
何为营养缺陷型？举例说明营养缺陷型的筛选方法。
造成菌种退化的原因是什么
灭菌的方法主要有哪几种？其灭菌原理何在？发酵工业中为何应用最广的是湿热灭菌？
何为补料分批发酵？该法主要适用在哪些场合？
什么叫连续培养？提出连续培养的根据是什么？连续培养有何缺点？
什么叫比生长速率？什么叫得率系数？什么叫转化率？
什么是发酵热、生物热？生物热的产生受哪些因素的影响？
何谓呼吸强度、摄氧率和临界氧浓度？发酵过程中如何根据发酵需要控制溶解氧？
影响氧传递速率的因素有哪些？为什么？进行摇瓶培养时，如何增加氧传递速率？
.改变发酵液过滤特性的主要方法有哪些？简述其机理
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