现代发酵技术复习资料
发酵工程复习
1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的一种技术。
其研究内容包括菌种选育、培养基的配置、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯（生物分离工程）等方面。
2种子扩大培养：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。
3菌种衰退：菌种经过长期人工培养或保藏，由于自发突变的作用而引起某些优良特性变弱或消失的现象。
4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。
5促进剂：是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后可以影响微生物的正常代谢，促进中间代谢物的积累，或提高次级代谢产物的产量。
6微生物代谢的控制：指运用人为的方法对微生物的代谢调节进行遗传改造和条件的控制，以期按照人们的愿望，生产有用的微生物制品。
7生物热：生物热是生产菌在生长繁殖时产生的大量热量。
培养基中碳水化合物，脂肪，蛋白质等物质被分解为CO2, NH3时释放出的大量能量。
8发酵热：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，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。
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，产生的热量。
搅拌热与搅拌轴功率有关。
10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。
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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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第一章绪论1、生物技术是利用生物系统、活生物体及其衍生物，为特定用途面生产或改良产品或过程的技术。
现代生物工程技术包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程。
2、发酵技术由两个核心部分组成：第一部分是涉及获得特殊反应或过程所需的最良好的生物细胞——微生物菌种（或酶）；第二部分则是选择最精良设备，开发最优技术操作，创造充分发挥微生物细胞（或酶）作用的最佳环境——发酵工艺与设备。
3、工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。
4、发酵工程解决的问题：发酵工艺的工业生产环境、设备和过程控制。
5、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。
上游加工还包括原材料的物理和化学处理、培养基的配制和灭菌等问题，这里包括有物料破碎、混合和输送等多种化工单元操作以及热量传递、灭菌动力学和设备等有关工程问题。
优良发酵生产菌的特点：①能在廉价原料制成的培养基上迅速生长。
②培养条件易于控制。
③生长速度快，产能高，发酵周期短。
④菌种纯粹，抗噬菌体，非病原菌。
6、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。
发酵过程优化的目的是：①条件和相互关系进行优化；②复杂关系尽可能简化。
7、下游工程是对目的产物的提取与精制。
这一过程困难的原因是：一方面生物反应液中目的产物的浓度是很低微的。
另一方面是因为反应液杂质常与目的产物有相似的结构，加上一些具有生物活性的产品对温度、酸碱度都十分敏感，一些作为药物或食品的产品对纯度、有害物质都有严格的要求。
8、发酵工程的一般特点为：①生产所用的原料通常以淀粉、糖蜜等碳水化合物为主，辅料包括一定的有机或无机氮源和少量无机盐。
②微生物反应过程以生命体的自动调节方式进行，数十个生化反应过程能通过单一微生物的代谢活动来完成，因而所需产品可在单一发酵设备中一次合成。
③微生物能利用简单的物质合成复杂的高分子化合物。
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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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1、名词解析2、填空题、选择频次所在页码次级代谢消毒防腐分批灭菌种子培养呼吸强度生长因子工业培养基种子扩大培养比耗氧速率初级代谢产物培养基菌种退化培养物产率杂交育种发酵工程发酵接种量灭菌除菌空气的绝对湿度、相对湿度实罐灭菌灭菌接种量种龄摄氧率菌株分离发酵热比生长速率稀释率呼吸商氧传质效率酶合成调节菌种保藏原理前体251127241126142633372792232617112115769784739962811575770121931、喷淋冷却连续灭菌流程62、加热过滤除菌流程33、氧从气泡细胞传递过程示意图64、通用式通气搅拌发酵罐图9-1 P1455、菌种保藏的基本原理6、常用的无菌技术和方法主要有哪几种7、常用的灭菌方法有38、检查发酵过程中是否染菌的方法9、发酵过程中微生物要经历的五个时期310、在发酵过程中底物消耗在三个方面11、发酵过程中参数溶解氧浓度的测试方法12、菌种培养流程13、青霉素、酒精发酵工艺流程414、酵母菌菌种选育15、无菌空气的流程16、发酵工艺流程817、种子扩大培养流程5 P7918、KLa的测定方法19、空气除菌的流程220、基因工程操作过程321、大肠杆菌在不同温度下残留曲线P6622、两级法冷却水523、底物消耗与产物生成的关系224、常规育种选育方法225、第五主要消耗的三个方面326、微生物发酵培养过程的方法27、常用的菌种分离方法28、分批灭菌的三个阶段29、发酵罐放大过程中要遵守的原则30、发酵工业发展史31、微生物的分类鉴定指标32、单级连续发酵的稳态方程33、判断放罐的指标34、影响发酵成本的主要因素35、可在线检测的发酵控制参数36、工业化生产中，常采用?来进行高细胞密度发酵注：后面数字表示频数，P开头为页码3、简答题1、简述发酵工业对生产菌种的要求及菌种来源102、举列说明工业菌种的筛选方法43、谷氨酸发酵工业培养基、举例说明工业发酵培养基的设计和优化过程104、简介培养基的灭菌方法75、举例说明种子扩大培养过程（7）、目的要求及一般步骤36、简介酵母乙醇发酵的底物消耗动力学模型及其本征参数的确定97、简介发酵过程中氧的传递方程及其参数的测定方法88、影响氧传递的因素有哪些109、常见的菌种选育有哪些，简介自然选育或紫外线诱变育种的操作步骤710、简述优良种子应具备的条件及种子制备的大致步骤411、谷氨酸、酒精、青霉素的工艺流程712、空气预处理流程设计313、提高除菌效率的主要措施有哪几种214、发酵培养基的特点、要求15、微生物发酵的种子具备哪几方面的条件16、通用发酵罐的结构及几何数据17、写出单机连续培养两个稳态方程，如何解决连续培养中的污染和菌种突变的问题218、不同时期杂菌对发酵有什么影响，杂菌如何控制。
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发酵⼯程复习资料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。
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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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第一章提高初级代谢产物产量的方法1，使用诱导物2，除去诱导物——选育组成型产生菌3，降低分解代谢产物浓度，减少阻遏的发生4，解除反馈抑制——筛选抗反馈抑制突变株5，防止回复突变的产生6，改变细胞膜的通透性7，筛选抗生素抗性突变株8，选育条件抗性突变株9，调节生长速率提高次级代谢产物产量的方法1，补加前体类似物2，加入诱导物3，防止碳分解代谢阻遏或抑制的发生4，防止氮代谢阻遏的发生5，筛选耐前体或前体类似物的突变株6，选育抗抗生素突变株7，筛选营养缺陷型的回复突变株8，抗毒性突变株的选育第二章一、原料选择的原则(1）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。
（2）要求原料内碳水化合物含量较多，蛋白质含量要适当，适合与微生物的需要和吸收利用。
（3）原料资源要丰富，容易收集。
由于生产需要大量原料，要保证一定的库存量。
（4）原料要容易贮藏。
应考虑到新鲜原料内含水量多，不耐久藏，最好选择经干燥后，含水极少的干原料，易于保藏，不宜霉烂。
（5）对人的身体无损害，影响发酵过程的杂质含量因应当极少，或者几乎不含。
（6）原料价格低廉，可降低产品成本。
此外，还应当考虑到大力节约粮食原料，尽量少用或不用粮食原料，充分利用当地的非粮食原料，广泛利用野生植物原料，二、原料的种类1，薯类：甘薯、马铃薯、木薯、山药等。
2，粮谷类：高粱、玉米、大米、谷子、大麦、小麦、燕麦等。
3，野生植物：葛根、土茯苓、蕨根、石蒜等。
4，农产品加工副产物米糠饼、麸皮、高粱糠、淀粉渣等。
•常用原料中主要的化学成分如下：碳水化学物：淀粉或淀粉类似物。
脂肪、灰分三、原料预处理的方法•1，筛选、风选气流-筛式分离机•2，磁力除铁包括永久性磁力除铁器和电磁除铁器两种方式。
四、固体原料的粉碎（1）挤压粉碎（2）冲击粉碎（3）研磨粉碎（4）剪切粉碎（5）劈裂粉碎五、运送固、液气体的器材名称固体输送主要是采用皮带输送机，斗式提升机和螺旋混合器（也称绞龙）。
气流输送又称风送。
它是利用空气流动所产生的推动力在管道中输送的，泵是为液体输送提供能量的设备。
根据原理的不同，泵可以分为离心泵，往复泵和旋转泵3种。
六、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。
工业规模的液体培养基灭菌，杀灭杂菌比除去杂菌更为常用。
•灭菌：用物理或化学方法杀死或除去环境中所有微生物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢子•消毒：用物理或化学方法杀死物料、容器、器皿内外的病源微生物。
灭菌的方法（1）化学法化学药品灭菌法（2）物理法干热灭菌法、湿热灭菌法、射线灭菌法七、连消与实消的异同和优缺点1，连消的优缺点优点–保留较多的营养质量–容易放大–较易自动控制；–糖受蒸汽的影响较少；–缩短灭菌周期；–在某些情况下，可使发酵罐的腐蚀减少；–发酵罐利用率高；–蒸汽负荷均匀。
缺点–设备比较复杂，投资较大。
2，实消的优缺点优点–设备投资较少–染菌的危险性较小–人工操作较方便–对培养基中固体物质含量较多时更为适宜缺点–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。
3、实消：将配置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一起进行灭菌的操作过程，也称分批灭菌。
4、连消：就是将配置好的培养基向发酵罐等培养装置运输的同时进行加热、保温和冷却等灭菌操作，也称为连续灭菌。
第三章一、种子罐级数的确定种子罐级数：是指制备种子需逐级扩大培养的次数，取决于：（1）菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度；（2）所采用发酵罐的容积。
确定种子罐级数需注意的问题（1）种子级数越少越好，可简化工艺和控制，减少染菌机会（2）种子级数太少，接种量小，发酵时间延长，降低发酵罐的生产率，增加染菌机会虽然种子罐级数随产物的品种及生产规模而定。
但也与所选用工艺条件有关。
如改变种子罐的培养条件，加速了孢子发芽及菌体的繁殖，也可相应地减少种子罐级数二、菌种从实验室进入工场四章一、发酵过程按进行过程有三种方式：（1）分批发酵（2）补料分批发酵（3）连续发酵分批发酵的特点•微生物所处的环境在发酵过程中不断变化，其物理，化学和生物参数都随时间而变化，是一个不稳定的过程。
二、分批发酵与连续发酵的优缺点分批发酵的优缺点优点：操作简单；操作引起染菌的概率低。
不会产生菌种老化和变异等问题缺点：非生产时间较长、设备利用率低。
连续发酵的优缺点优点：能维持低基质浓度；可以提高设备利用率和单位时间的产量；便于自动控制。
缺点：菌种发生变异的可能性较大；要求严格的无菌条件。
三、发酵的六个参数四、啤酒发酵罐为什么是这样的造型传统的啤酒发酵设备是由分别设在发酵间的发酵池和贮酒间内的贮酒罐组成的。
外简体蝶形或拱形盖，锥形体底，罐筒体壁和锥底有各种形式的冷却夹套。
发酵罐锥底角，考虑到发酵中酵母自然沉降最有利，取排出角为73~75。
，对于贮酒罐，因沉淀物很少，主要考虑材料利用率常取锥角为120~150。
C．C．T发酵由于罐高度要大于传统5~10倍，发酵液对流的三个推动力得到强化 传统发酵必须在有绝热层的冷藏库内发酵和贮酒。
C．C．T发酵可以大部分或全部在户外，而且罐数、罐总容积减少，厂房投资节省。
C．C．T发酵冷却是直接冷却发酵罐和酒液，而且冷却介质在强制循环下，传热系数高。
传统发酵和贮酒，冷量多消耗在冷却厂房、空气、操作人员和机器(如泵、电动机)、发酵罐支座等。
根据计算和测定，C．C．T发酵比传统可节省40%~55%冷耗。
C．C．T发酵可依赖CIP自动程序清洗消毒，工艺卫生更易得到保证。
大型C．C．T均采用碳钢加涂料或不锈钢两种材料制成。
啤酒是酸性液体，能造成铁的电化学腐蚀，啤酒发酵时产生的H2S、SO2对铁材料会造成氧化还原腐蚀。
五、好氧发酵罐的五种名称（1）机械搅拌发酵罐（2）气升式发酵罐（3）自吸式发酵罐（4）伍式发酵罐（5）文氏管发酵罐五章一、发酵的六个参数对发酵的影响1、温度通过以下方式影响发酵过程（1）影响微生物的生长（2）影响各种酶的反应速率和蛋白质性质（3）影响发酵液的物理性质（4）影响生物合成的方向2、pH通过以下方式影响发酵过程：（1）pH影响酶的活性当pH抑制菌体中某些酶的活性时，使菌体的新陈代谢受阻；（2）pH影响微生物细胞膜所带电荷的状态，从而改变细胞膜的渗透性，影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的排泄，因此影响代谢的正常进行；（3）pH影响培养基某些组分和中间代谢产物的离解，从而影响微生物对这些物质的利用；（4）pH不同，往往引起菌体代谢过程的不同，使代谢产物的质量和比例发生改变。
3、根据需氧不同，可将初级代谢发酵分为：a.供氧充足条件下，产量最大；若供氧不足，合成受强烈抑制；b.供氧充足条件下，可得最高产量；若供氧受限，产量受影响不明显；c.若供氧受限，细胞呼吸受抑制时，才获得最大量产物；若供氧充足，产物形成反而受抑制；•但在实际生产过程中需注意：•–溶解氧浓度过低（代谢异常，产量降低）•–溶解氧浓度过高（代谢异常，菌体提前自溶）•发酵前期需氧量不断大幅度增加，发酵中后期溶氧浓度明显地受工艺控制手段的影响，发酵后期由于菌体衰老，呼吸减弱，溶氧浓度也会逐步上升，一旦菌体自溶，溶氧就会明显地上升。
4、CO2对发酵的影响•①对发酵促进。
如牛链球菌发酵生产多糖，最重要的发酵条件是提供的空气中要含5%的CO2。
•②对发酵抑制。
如对肌苷、异亮氨酸、组氨酸、抗生素等发酵的抑制•③影响发酵液的酸碱平衡5、泡沫对发酵的不利影响•（1）降低发酵设备的利用率；•（2）增加了菌群的非均一性；•（3）增加了染菌的机会；•（4）导致产物的损失；•（5）消泡剂会给后提取工序带来困难六章一、分离过程的图片二、选择加工工艺的原则选择下游加工工艺的原则：（1）是胞内产物还是胞外产物（2）原料中产物和主要杂质浓度（3）产物和主要杂质的物理化学特性及差异（4）产品用途和质量标准（5）产品的市场价格（6）废液的处理方法等三、凝聚：是在中性盐作用下，由于双电层排斥电位的降低，而使胶体体系不稳定的现象。
絮凝：是指在某些高分子絮凝剂存在下，基于架桥作用，使胶粒形成粗大的絮凝团的过程，是一种以物理的集合为主的过程。
四、五、细胞破碎的九种方法常见的细胞破碎方法有：机械方法（球磨机、高压匀浆器、X-press法、超声波破碎）和非机械方法（酶解法、渗透压冲击、冻结和融化、干燥法、化学法）六、有机、盐析发、讲究有机溶剂的沉淀作用主要是降低水溶液的介电常数，溶液的介电常数减少就意味着溶质分子异性电荷库仑引力的增加从而使溶解度减少。
盐析法通过破坏蛋白质分子表面水膜或中和蛋白质分子表面电荷使蛋白质凝聚沉淀。
有机溶剂沉淀应注意的问题（1）降低温度，能增加收率和减少蛋白质的变性。
（2）所选择的溶剂必须能和水互溶，而和蛋白质不起作用。
（3）蛋白质的分子量越大，产生沉淀所需加入的有机溶剂量越少。
（4）一种蛋白质的溶解度通常会由于另一蛋白质的存在而降低。
（5）沉淀的蛋白质如不能再溶解，就可能已经变性。
七、有机溶剂的能力顺序对曲霉淀粉酶而言，有机溶剂沉淀能力，依次为丙酮＞异丙醇＞乙醇＞甲醇。
这个顺序还受温度、pH、盐离子浓度的影响。
丙酮沉淀能力最强，但挥发损失多，价格相对较高，工业上一般采用乙醇。
八、有机溶剂的优缺点优点分辨能力比盐析法高，即一种蛋白质或其他溶质只有在一个比较窄的有机溶剂浓度范围内沉淀。
沉淀不用脱盐，过滤比较容易。
在生化制备中应用比盐析法广泛缺点容易引起蛋白质变性失活，操作常需在低温下进行。
且有机溶剂易燃、易爆、安全要求较高。
九、常见的几种膜分离根据膜材质和方法的差异：（1）透析（2）超滤（3）反渗透（4）微滤（5）电渗析（6）液膜技术、（7）气体渗透（8）渗透蒸发十、表征膜分离的优点1，适用范围广；2，膜分离过程为物理过程，不需加入化学药剂；3，膜分离技术分离装置简单，占地面积小，系统集成容易；4，膜分离过程系统简单、操作容易，且易控制，便于维修，有利于生产自动化的推广与普及。
十一、浓差极化：当溶剂透过膜，而溶质留在膜上，因而便膜面浓度增大，并高于主体中浓度这种浓度差导致溶质自膜面反扩散至主体中，这种现象称为浓差极化。
2，凝胶层：当膜面浓度增大时，通量降低。
当膜面浓度增大到某一值时，溶质成最紧密排列，或析出形成凝胶层。
十二、超临界萃取超临界流体：在临界点(指在临界温度Tc和临界压力Pc状态)附近，可以观察到一些有意义的现象：压力和温度的微小变化都会引起气体密度的很大变化。
随着向超临界气体加压，气体密度增大达到液态性质，这种状态的流体称为超临界流体。
其性质介于气体和液体之间。
超临界萃取：使用超临界流体作为溶剂的萃取方法，就称为超临界萃取。