食品11发酵工程重点整理汇总.
发酵工程重点(6801)
第一章绪论1、什么是发酵狭义“发酵”定义:在生物化学或生理学上发酵是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。
如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用生成乙醇并放出二氧化碳,同时获得能量；丙酮酸被还原为乳酸而获得能量等等。
广义“发酵”的定义:工业上所称的发酵是泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程。
2、什么是发酵工程定义: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性服务的一门科学。
3、发酵工程的特点主要特点：以高产量、高转化率和高效率及低成本为目标的发酵过程(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，要求条件也比较简单。
(2)所用原料主要是农副产品及其加工产品通常以淀粉、糖蜜或其它农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。
因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。
(3)发酵过程是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)发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。
必须对设备进行严格消毒处理和空气过滤外，反应必须在无菌条件下进行。
如果污染了杂菌，生产上就要遭到巨大的经济损失，要是感染了噬菌体，对发酵就会造成更大的危害。
(5)由于生物体本身所具有的反应机制，能够专一性和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较复杂的高分子化合物。
(6)微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。
4、发酵工程的主要问题发酵工程的主要问题过程优化与放大:在高产菌株的基础上，如何把高产菌种在培养过程中进一步考察它的生理生化特性，稳定或改进微生物反应工艺过程，要求对生物物性的动态有详尽的了解，对生化反应做定量的和动力学方面的考察。
发酵工程考试重点整理
第一章名词解释1. 发酵:利用生物细胞(含动物、植物和微生物细胞)，在合适的条件下，经特定的代谢途径转变成所需产物菌体体的过程。
2. 发酵工程：是以天然生物体和人工修饰的生物体为加工对象，集现代化高新技术为一体，生产产品或服务于人类社会的一种工程技术。
3. 生物工程：广义上说是指运用生物科学知识及工程学的原理，开发利用生物材料为人类社会提供产品和服务的工程技术。
狭义上是指以基因工程技术为核心的现代生物技术的总称。
4. 生物催化剂：指传统发酵所利用的微生物外，还包括现在生物技术所利用的动植物细胞或细胞中的酶。
简答题1.发酵过程的特点答：①发酵生产过程通常都是在常温常压下进行，一般操作条件比较温和，各种设备不必考虑防爆问题，对设备要求相对较低，还可是一种设备具有多种用途；②发酵生产所用的原料主要以农副产品及其加工产品，如玉米、淀粉、豆饼、玉米浆、酵母膏、牛肉膏等为主，基本属于可再生的生物资源范畴；③发酵过程中的反应以生命体的自动调节方式进行，数十个反应过程能够像单一的反应一样在单一的生物反应器中进行；④发酵工业与其它工业相比，相对投资较少，见效较快，具有经济和效能的统一性。
2.发酵工业生产流程答：发酵工业的生产过程主要包括以下环节，①原料预处理；②发酵培养基的配制和灭菌；③无菌空气的制备；④微生物种子的制备；⑤发酵过程的操作方式；⑥发酵产品及分离提纯工艺。
3.发酵工业发展的历史进程、重要历史阶段和典型技术答：①天然发酵阶段从史前到19世纪，人们不了解发酵的本质，仅利用自然发酵现象制作各种饮料酒和发酵食品，主要技术为酿酒技术；②纯培养技术的建立主要为19世纪末到20世纪30年代，以德国利斯特.柯赫完成了细菌纯培养技术；③通气搅拌发酵技术的建立从1929年开始到942年青霉素发酵生产的成功；④代谢控制发酵和现代发酵技术的发展从1956年到现在以日本木下祝郎发明了代谢控制发酵技术，使谷氨酸发酵生产实现产业化。
第一章发酵工程知识点汇总解析
第一章发酵工程知识点汇总第一节传统发酵技术的应用(一)发酵与传统发酵技术1．发酵(1)概念：是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。
(2)应用：不同的微生物具有产生不同代谢物的能力，利用它们就可生产出人们所需要的多种产物。
2．传统发酵技术(1)概念：直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。
(2) 传统发酵技术方式：以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式（3）传统发酵技术菌种的来源; 原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物（4）传统发酵技术的优缺点：缺点：生产条件不易控制，容易收杂菌的污染，生产效率低，品质不一等。
优点：操作简单便于家庭式或作坊式生产,成本低。
（4）实例：腐乳的制作①参与发酵的微生物;酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。
②原理：（写化学反应式）【思考】：1.每年进行同样的操作，每年制作的腐乳口感是否完全相同？不完全相同，发酵的生产条件不易被控制，自然界中微生物的种类多样。
2. 腐儒的制作过程中，为什么卤汤中酒的含量在12%左右？酒含量过高会延长腐乳成熟的时间，过低不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。
(二)尝试制作传统发酵食品1.传统发酵菌种的比较2．实例泡菜的制作(1)菌种：乳酸菌。
(2)发酵原理：在无氧条件下，将葡萄糖分解成乳酸。
反应式：C6H12O6――→酶2C3H6O3＋能量。
(3)腌制条件：控制腌制的时间、温度和食盐的用量，防止杂菌污染，严格密封。
(4)制作过程配制盐水：用清水和食盐配制质量百分比为5%20%的盐水（目的：过高：乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质）→盐水煮沸（目的：杀菌除氧）→冷却待用（目的：避免杀死乳酸菌菌种）原料处理、 蔬菜装坛：新鲜蔬菜洗净→切条块、混匀→晾干；装至半坛→加调味料→继续加菜至八成满注意：装八成满的主要目的：防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂加盐水：将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，盐水没过全部菜料→盖好坛盖封坛发酵：向坛盖边缘的水槽中注满水→发酵过程中经常向水槽中补充水根据室内温度控制发酵时间【思考】（1）.泡菜制作中，哪些操作制造的“无氧环境”？a.选择的泡菜坛要有很好的气密性；b.盐水煮沸后冷却 待用；c.加入蔬菜后要注入盐水并没过全部菜料；d.盖上 坛盖，并用水密封泡菜坛（2）.泡菜发酵初期，泡菜坛的水槽内会有间歇性的气泡冒出，试分析产生气泡的原因。
发酵工程重点
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。
搅拌热与搅拌轴功率有关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、接种量：移入种子的体积接种量＝—————————接种后培养液的体积7、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-18、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。
这些纯种培养物称为种子。
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。
12、倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。
P 14713、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。
14、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15、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。
发酵工程期末考点总结
第一章绪论狭义“发酵”的定义：在生物化学或生理学上发酵是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。
广义“发酵”的定义：工业上所称的发酵是泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程，它包括厌氧培养的生产过程，如酒精、丙酮丁醇、乳酸等，以及通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。
产品即有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。
“发酵工程”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性服务的一门科学。
发酵工程的特点：1）常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件也比较简单。
2）发酵所用的原料简单粗放3）反应的专一性强，因而可以得到较为单一的代谢产物4）发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要5）可以产生比较复杂的高分子化合物。
6）微生物菌种是进行发酵的根本因素7）工业发酵与其他工业相比，投资少，见效快，并可以取得显著的经济效益。
发酵过程的组成：繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份确定；培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌；培养出有活性、适量的纯种，接种入生产容器中；微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长；产物提取和精制；过程中排出的废弃物的处理。
发酵产品的类型: 菌体、代谢产物、酶初级代谢产物：氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、脂类和碳水化合物等。
次级代谢产物：有些微生物的稳定期培养物中所含有的化合物，并不在营养期时出现，而且未见到对细胞代谢功能有明显的影响。
例如，抗生素。
生物转化过程定义：生物细胞或其产生的酶能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。
特点：反应条件温和(30-40℃，常压，水相反应)反应选择性高反应产物纯度高（包括光学纯）反应底物简单便宜（一般无毒、不易燃）反应收率主要取决于菌种的性能设备简单第二章：生产菌种的来源微生物的特性及工业微生物的要求：1）微生物的特性：体积小、面积大；吸收快、转化快；生长旺、繁殖快；易变异、适应性强；种类多、分布广2）工业化菌种的要求：能够利用廉价的原料，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性要强遗传性能要相对稳定不易感染它种微生物或噬菌体产生菌及其产物的毒性必须考虑生产特性要符合工艺要求菌种在发酵过程中不产生或少产生与目标产品性质相近的副产物和其它产物。
发酵工程知识点总结
发酵工程知识点总结一、发酵工程的基本概念发酵工程是利用微生物、酶等生物体对有机物进行代谢的技术和工艺。
通过对微生物的培养、发酵过程的调控和产物的提取等一系列工艺步骤，实现对特定有机物的高效生产。
发酵工程是一门综合国家的学科，涉及生物学、化学工程、微生物学、工艺学等多个学科的知识。
二、发酵工程的发展历史发酵工程的起源可以追溯到几千年前，人类早在古代就已经开始利用自然界中的微生物进行发酵生产，如制酒、酿酒、发酵豆腐等工艺。
随着科学技术的发展，特别是现代微生物学、生物技术和生物化工技术的兴起，发酵工程逐渐成为一门独立的学科，并得到了迅速的发展。
三、发酵工程的基本原理发酵过程是一种微生物或酶对有机物进行代谢的过程。
微生物在合适的温度、pH值、氧气供应等条件下，利用有机物作为碳源进行代谢，产生新的有机化合物。
该过程分为静态发酵和动态发酵两种方式。
在发酵工程中，需要控制好微生物的生长条件，确保发酵产物的质量和产量。
四、发酵工程的主要微生物种类发酵工程中常用的微生物包括细菌、真菌、酵母等。
常见的细菌有大肠杆菌、乳酸菌等，真菌有曲霉、酵母菌等。
不同的微生物对有机物的代谢方式有所差异，因此在不同的发酵工程中需要选择合适的微生物种类。
五、发酵工程的工艺流程发酵工程的工艺流程主要包括微生物的培养、发酵过程的控制和产物的提取三个阶段。
微生物的培养是指通过预处理、接种和发酵基质制备等步骤，使得微生物得到最佳的生长繁殖条件。
发酵过程的控制是指通过对温度、pH值、氧气供应等因素的调控，使得微生物产生出期望的产物。
产物的提取则是指将发酵产物从培养基中分离出来，并经过精制处理得到最终的产品。
六、发酵工程中的发酵罐发酵罐是发酵工程中最为重要的设备之一，它是用来进行微生物培养和发酵过程控制的容器。
根据不同的发酵工艺要求，发酵罐可以分为批次式发酵罐、连续式发酵罐等多种类型。
在发酵罐中，需要控制好温度、pH值、氧气供应等因素，以确保微生物的生长和代谢过程。
发酵工程核心考点归纳T.K
1）发酵的传统定义：酵母作用于果汁或发芽谷物，产生CO2的现象。
发酵的现代定义：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。
2）发酵工程定义：利用微生物特定性状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于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。
（又称微生物工程，以微生物的生命活动为基础）3）发酵工程与传统酿造、化学工程相比特点是：发酵是生物体自身进行的反应与传统酿造相比：1、发酵过程以生命体的自动调节方式进行，数十个反应过程能够在发酵设备中一次完成；2、反应通常在常温常压下进行，条件温和，耗能少，设备较简单；3、原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，可以是农副产品、工业废水或可再生资源，微生物本身能有选择地摄取所需的物质；4、容易生产复杂的高分子化合物，能高度选择地在复杂化合物的特定部位进行氧化、还原、官能团引入或去除等反应；5、发酵过程中需要防止杂菌污染，大多情况下设备需要进行严格的冲洗、灭菌，空气需要过滤等。
与化学工程相比（发酵工程的一般特征）：1、作为生化反应，通常在常温常压下进行，因此没有爆炸之类的危险，各种设备都不必考虑防爆问题，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，只要不含毒物，一般无精制的必要，微生物本身就有选择地摄取所需物质；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，在称为发酵罐的单一设备内很容易地进行；4、能够容易地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，能高度选择性地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8、通过微生物的菌种改良，能够利用原有生产设备使生产飞跃上升。
发酵工程考试整理
发酵工程考试整理1. 引言发酵工程是研究微生物在繁殖、代谢和生物转化过程中的应用技术，广泛应用于食品工业、医药工业、化工工业等领域。
发酵工程考试是对学生在发酵工程学习中所掌握的理论知识、实践操作和问题解决能力的考察。
本文将对发酵工程考试内容进行整理，帮助同学们更好地复习和备考。
2. 理论知识2.1 发酵微生物•常见发酵微生物有酵母菌、乳酸菌、曲霉菌等。
其特点、分类、培养条件和应用需牢记。
•发酵微生物的生长曲线、生长速率和生长限制因素是发酵工程研究的重要内容。
•在发酵过程中，微生物会产生代谢产物，如乳酸、酒精、酸碱等，理解产物的生成途径和影响因素很重要。
2.2 发酵罐的设计和操作•发酵罐的设计包括体积、氧气传递、搅拌、温度、pH值等因素，掌握其设计原理和参数调控方法。
•掌握发酵罐的清洁和消毒操作，避免污染和细菌感染。
2.3 发酵工艺•主要发酵工艺包括批次发酵、连续发酵、半连续发酵等，了解各工艺的特点和优缺点。
•发酵工艺参数的确定是保证发酵过程顺利进行的重要步骤，涉及培养基的配方、气体供给、搅拌速度等因素。
3. 实验操作3.1 培养基的配制•掌握培养基中各成分的配比和消毒操作，保证培养基的质量。
•培养基的pH值的调节和测定是常见的实验操作，了解调节方法和相关仪器的使用。
3.2 各类发酵系统的操作•批次发酵系统的操作包括发酵罐的准备、培养基的接种、参数的调控等。
•连续发酵系统的操作需要了解进料和出料的流程控制和稳定性维护。
•半连续发酵系统的操作涉及在连续发酵的基础上，添加某些原料以实现特定产物的生产。
3.3 检测和分析技术•发酵过程中需要对微生物代谢产物进行定量分析，如pH值的测定、温度的测量等。
•常见的微生物代谢产物分析方法有高效液相色谱、气相色谱和质谱分析等，了解其原理和操作流程。
4. 问题解决和应用展望4.1 问题解决能力•发酵工程中会出现一些常见问题，如微生物感染、发酵罐温度控制失常等，能够快速定位问题并解决是考察的重点。
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第一章绪论1.发酵的定义工业上所称的发酵是泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程，它包括厌氧培养的生产过程。
2. 发酵工程（Fermentation Engineering）的定义发酵工程，是利用“生物细胞”的特定功能，通过现代工程技术手段（主要是发酵罐或生物反应器的自动化、高效化、功能多样化和大型化）生产各种特定的有用物质，或者把微生物直接用于某些工业化生产的一种生物技术体系。
3.发酵工程技术主要包括：提供高性能生产菌种的菌种技术、实现低成本大规模生产产品的发酵技术和最终获得合格产品的分离纯化技术。
4.发酵工艺过程的主要内容包括：发酵原料的选择及预处理，微生物菌种的选育及扩大培养，发酵设备选择及工艺条件控制，发酵产物的分离提取，废弃物的回收和利用等。
5.发酵工程的产品可分为以下六大类：（1）微生物菌体细胞如酵母菌、食用菌、微生物农药的生产。
（2）微生物酶类如各种酶种、酶制剂和各种曲类的生产。
（3）微生物代谢产物如初级代谢产物氨基酸、有机酸、有机溶剂、核苷酸、蛋白质、核酸和维生素等，次级代谢产物抗生素、生物碱和植物激素的生产等。
（4）微生物的转化产物利用微生物代谢过程中的某一种酶或酶系将一种化合物转化成含有特殊功能基团产物的生物化学反应。
如将甘油转化为二羟基丙酮，将葡萄糖转化为葡萄糖酸，将山梨醇转化为L-山梨糖等。
特别是甾体激素的转化受到了广泛的重视。
（5）工程菌发酵产物20世纪70年代兴起的基因工程和细胞工程，取得了飞跃的发展。
通过基因工程和细胞工程创造出许许多多的具有特殊功能的“工程菌”，用发酵技术可以生产出更多更好的产品，发挥更大的经济效益。
（6）动物、植物细胞大规模培养的产物如利用木瓜细胞大规模培养生产木瓜蛋白酶，利用植物细胞培养技术生产天然食用色素等。
6.根据发酵的特点和微生物对氧的不同需要，可以将发酵分成若干类型：(1) 按发酵原料来区分：糖类物质发酵、石油发酵及废水发酵等类型。
(2) 按发酵产物来区分：如氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发酵、酒精发酵、维生素发酵等。
(3) 按发酵形式来区分，则有：固态发酵和深层液体发酵。
(4) 按发酵工艺流程区分则有：分批发酵、连续发酵和流加发酵。
(5) 按发酵过程中对氧的不同需求来分，一般可分为：厌氧发酵和需氧发酵（通风发酵）两大类型。
7.发酵工程的特点（1）发酵工程使用的原料来源广泛，多为农副产品，其中以碳源为主，只加入少量有机和无机氮源，不含有毒物质。
（2）发酵工程的反应过程比较温和，通常在常温、常压下进行。
而且，反应过程是以生物体的自身调节方式进行，多个反应就像是一个反应一样，可在单一设备中进行，因此一种设备可有多种用途。
（3）容易进行复杂的高分子化合物的生产，如酶、化学活性体等。
（4）能够高度选择性地进行复制化合物在特定部位的反应，如甾体化合物的氧化、还原等。
（5）生产产品的微生物菌体本身也可作为发酵产物。
例如，富含蛋白质、酶、维生素的单细胞蛋白等。
（6）发酵过程是纯种培养过程。
生产中使用的设备、管道、截门和培养基都必须严格灭菌，通入的空气也应该是无菌空气。
在操作中应特别注意严格防止污染，尤其要防止噬菌体的侵入，否则，会引起重大的损失。
（7）在不增加任何设备投资的情况下，通过菌种选育，改良菌种的生产性能来提高生产能力，可以达到事半功倍的效果。
（8）在发酵生产中，还可以通过改进工艺技术和设备来提高产品的产量和质量。
8.发酵工程的问题（1）底物不可能完全转化为目的产物，而且会有很多副产物产生。
如四环素发酵液中除了有四环素外，还会有金霉素、差向四环素、脱水四环素等副产物。
这些副产物的存在，给提取和精制带来了一定的困难。
（2）由于发酵工程采用的是活细胞，其产物的生产率一方面受外界环境的影响，另一方面受细胞自身的影响，所以工艺控制比较困难，生产波动比较大。
（3）发酵工程需要的辅助设备多，如空气压缩机、空气净化系统、冷却水系统、灭菌用蒸汽系统等。
因此，动力费用比较高。
（4）发酵中，因为底物浓度不能过高，导致需要使用大体积的反应器。
（5）发酵废液中具有较高的COD和BOD，排放前，必须经过处理。
第二章重点1.工业发酵生产水平的高低取决于生产菌种、发酵工艺和后提取工艺三个因素2.在工业发酵工程中，经常用到的生产菌种是细菌、放线菌、酵母菌和霉菌。
3.初级代谢与次级代谢的概念（背），及其关系（了解），以及产物包括哪些（背）？根据代谢产物的生理作用不同，将代谢分为初级代谢和次级代谢两种类型。
初级代谢主要是指把营养物质转化为机体结构和生理活性物质以及提供能量的代谢作用。
微生物通过初级代谢途径，产生微生物自身生长繁殖所必需的代谢产物，这些产物称为初级代谢产物。
初级代谢产物包括分解或合成过程中的各种中间代谢物、前提物、高分子物质以及能量代谢和代谢调控中起作用的各种物质，如氨基酸、核苷酸、蛋白质、多糖、脂类和核酸等。
次级代谢是微生物在一定的生理阶段出现的一种特殊代谢类型，是某些微生物为了避免在代谢过程中某些代谢产物的积累造成的不利作用，而产生的一类有利于生存的代谢类型。
次级代谢产物通常是在生长后期合成。
次级代谢产物是通过次级代谢合成的产物，如抗生素、生物碱、色素、激素和毒素等，这些产物是对微生物本身无明显生理作用或对自身生长是非必需的，但对产生菌的生存可能有一定价值。
次级代谢产物与初级代谢产物的关系次级代谢产物和初级代谢产物对产生菌的生长繁殖作用虽然不同，但它们的生物合成途径是相互关联的。
初级代谢中产生的一些小分子化合物是所有次级代谢途径中的原料，即通过初级代谢中的糖酵解、三羧酸循环和磷酸戊糖途径等所产生的物质进一步转化和合成一系列有着不同化学结构和性质的次级代谢产物。
从代谢途径来看，次级代谢产物是以初级代谢产物作为前体衍生出来的。
菌体代谢过程中产生的某些中间产物，既可用于合成初级代谢产物，又可用于合成次级代谢产物，这些中间产物称为“分叉中间体”。
从酶学关系来看，催化次级代谢途径中各步反应的酶或酶系，既有初级代谢途径中的酶类，又有次级代谢特有的酶。
这些特异性酶活性的高低与次级代谢产物的产量密切相关。
某些初级代谢产物对次级代谢有一定程度的调节作用。
从遗传控制来看，初级代谢与次级代谢都受到核内遗传物质的控制，同时，在许多抗生素产生菌中发现，抗生素的合成还受到核外遗传物质质粒的控制。
因此，有人将这些受到质粒控制的代谢产物称为“质粒产物”。
4.工业发酵对生产菌种的一般要求（了解，判断题）（1）菌种不能是病源菌，不能产生任何有害的生物活性物质或毒素，以保证产品的安全性。
（2）有在较短的发酵周期内产生大量发酵产物的能力。
（3）在发酵过程中不或少产生与目标产物性质相近的副产物及其他产物，可提高营养物质的转化率，减少分离纯化的难度，降低成本，提高产品的质量。
（4）生长繁殖能力强，生长、反应速度快，发酵周期短，产孢菌应具有较强的产孢子能力。
（5）原料来源广，价格低廉，菌种能高效地将原料转化为产品。
（6）对需要添加的前体物质有耐受能力，并不能将前体作为一般碳源利用。
（7）菌种纯，遗传特性稳定，抗噬菌体能力强，以保证发酵生产和产品的稳定性。
5.工业发酵生产菌种来源（三点）：(1) 从自然界分离筛选。
(2) 从菌种保藏机构获得。
(3) 从生产过程中已有菌种中筛选发生正突变的优良菌种。
6.菌种选育的概念及方法和意义：概念：就是按照生产的要求，根据微生物遗传和变异的理论，用自然或人工的方法造成菌种变异，再经过筛选而达到菌种改良的目的。
意义（四点）：提供产量；提高产品质量；改善加工工艺和开发新产品；在科学研究中，通过菌种选育还可以了解菌种的遗传学性质。
方法：主要包括自然选育、诱变育种、杂交育种和基因工程育种。
7.自然选育的概念及优缺点和一般程序，具体做法（四个步骤）概念：在生产过程中，不经过人工诱变处理，利用菌种的自然突变（Spontaneons Mutatiton）而进行菌种筛选的过程，称为自然选育或自然分离。
优缺点：自然选育是一种简单易行的选育方法，它可以达到纯化菌种、防止菌种衰退、稳定生产、提高产量的目的。
但是自然选育的最大缺点是效率低、进展慢，很难使生产水平大幅度的提高。
因此，经常把自然选育和诱变育种交替使用，这样可以收到良好的效果。
自然选育（自然分离）的一般程序，是把菌种制备成单孢子悬浮液，经过适当的稀释以后，在固体平板上进行分离，挑取部分单菌落进行生产能力的测定，经反复筛选，以确定生产能力更高的菌株代替原来的菌株。
其具体做法一般分为四个步骤：样品采集、增殖培养、纯种分离和筛选等。
如果产物与食品制造有关，还要对菌种进行毒性鉴定，8.自然突变的两个正反方面：自然突变有两种情况，一种是生产上所不希望有的，表现为菌种的衰退和生产质量的下降；另一种是对生产有益的。
为此，为了确保生产水平不致下降，生产菌株经过一定时期的使用后须纯化，淘汰衰退的；保存优良的菌种。
这就是通常所指的菌株的自然分离。
土壤是微生物的汇集地，从土壤中几乎可以分离到任何所需的微生物，故土壤往往是首选的采集目标。
10.富集培养的概念：由于采集样品中各种微生物数量有很大差异，若估计到要分离的菌种数量不多时，就要人为增加分离的概率，增加该菌种的数量，称为富集培养。
常用的有两种方法，一是控制一定的养分，二是控制一定的培养条件。
11.常用的纯种分离方法有三种，即划线分离法、稀释分离法和组织分离法。
12.生理酸碱性物质见第三章13.生产能力的考察：①初筛a.平板筛选 b.摇瓶发酵筛选②复筛微生物中除啤酒酵母、脆壁酵母、黑曲霉、米曲霉和枯草杆菌作为食用无需做毒性实验外，其他微生物作为食用，均应通过2年以上的毒性实验。
（了解）这种利用平板的生化反应进行分离的方法有以下几种（背）：变色圈法; ②透明圈法; ③生长圈法; ④抑菌圈法.13.诱变育种的理论基础是基因突变。
所谓基因突变是指由于染色体和基因本身的变化而产生的遗传性状的变异。
诱变因素的种类很多，有物理的（紫外线快中子X射线γ射线激光）、化学的和生物（噬菌体）的三大类超诱变剂（亚硝基胍，亚硝基甲基脲）14.诱变育种的概念：利用各种诱变剂处理微生物细胞，提高基因的随机突变频率，扩大变异幅度，通过一定的筛选方法，获取所需要优良菌株的过程，称为诱变育种。
诱变育种包括诱变和筛选两个部分。
15.紫外线诱变的机理（了解，判断）紫外线是一种最常用的物理诱变因素，其主要作用是使DNA双链中的两个相邻的胸腺嘧啶核苷酸形成二聚体，阻碍双链的解开和复制，从而引起基因突变，最终导致表型的变化。
紫外线照射后造成的DNA损伤，一般在可见光照射下，由于光激活酶的作用，可将嘧啶二聚体解开，使其恢复正常，称为光复活作用。
为了避免光复活，用紫外线进行诱变处理时以及处理后的操作都应在红光下进行，并且应将微生物在黑暗的条件下进行培养。