(整理)发酵重点1-8.
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精品文档 第一章：
1、发酵工程的基本定义？
发酵工程：是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，是生物工程与生物技术学科的重要组成部分。发酵工程也称作微生物工程，该技术体系主要包括菌株选育与保藏、菌种的扩大生产、微生物代谢产物的发酵生产和分离纯化制备，同时也包括微生物生理功能的工业化利用。
2、提出研发一个发酵新产品的可能路线
发酵生产工艺流程
除某些转化过程外，典型的发酵工艺过程大致可以划分为以下6个基本过程
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量的代谢产物；
⑤将产物提取并精制，以得到合格的产品；
回收或处理发酵过程中所产生的三废物质。
3、发酵工业的特点
①常温常压下进行的生物化学反应，条件较温和
②较廉价的原料生产较高价值的产品
③通过生物体的自适应调节来完成，反应专一性强，可以得到较为单一的代谢产物
④可以产生比较复杂的高分子化合物
⑤不受地理、气候、季节等自然条件的限制，可以根据订单安排通用发酵设备来生产多种多样的发酵产品
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精品文档 第二章
1、为什么需要进行微生物菌种改良？
①提高目标产物的产量
生产效率和效益！
②提高目标产物的纯度，减少副产物
可有效降低产物分离成本。
③改良菌种性状，改善发酵过程
改变和扩大菌种所利用的原料范围、提高菌种生长速率、保持菌株生产性状稳定、提高斜面孢子产量、改善对氧的摄取条件并降低需氧量及能耗、增强耐不良环境的能力（如耐高温、耐酸碱、耐自身所积累的过量代谢产物）、改善细胞透性以提高产物的分泌能力等。
④改变生物合成途径，以获得高产的新产品
2、你认为菌种筛选过程中最关键的环节是什么？
筛选方法
（1）平皿快速检测法
肉眼可观察的变化。显色法、变色圈法、透明圈法、生长圈法和抑制圈法…
（2）形态变异的利用
（3）高通量筛选(high throughput screening)
3、 如果尽量保持菌种不发生退化？
（1）控制传代次数
基因的变化往往发生在复制和繁殖过程中，繁殖越颇繁，复制的次数越多，基因发生变化的机会也就越多。因此应该尽量避免不必要的接种和传代，把传代次数控制在最低水平，以降低突变机率。一般情况下，斜面每移植一代，霉菌、放线菌、芽孢杆菌在低温下可保藏半年左右，酵母可保藏3个月左右，无芽孢细菌可保藏1个月左右。为此，生产菌种每移植一代，最好同时移植较多的斜面，以供一段时间生产之需，这样移植次数就可减少。
（2）选择合适的培养条件
培养条件对菌种衰退有一定的影响，选择一个适合原种生长的条件可以防止菌种衰退。另外，生产上应避免使用陈旧的斜面菌种。
（3）利用不同类型的细胞进行传代
在放线菌和霉菌中，由于它们的菌丝细胞常含有许多核，甚至是异核体，因此用菌丝接种时就会出现衰退和不纯的子代。而孢子一般是单核的，利用孢子来接种，可以达到防止衰退的目的。但是这也必须注意到微生物细胞本身的特点。对构巢曲霉来说，利用它的分生孢子传代易发生衰退而用它的子囊孢子移种则不易退化。
（4）选择合适的保藏方法
采用有效的菌种保藏方法也可以防止菌种的衰退。由于菌种衰退的情况不同，对有些衰退原因还不甚了解，因此要切实解决具体问题，需根据实际情况，通过实验正确地加以运用。
第三章
1、为什么需要进行微生物培养基的优化？
①必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。
②有利于减少培养基原料的单耗，即提高单位营养物质的转化率。
③有利于提高产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产能力。
④有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期。 精品文档
精品文档 ⑤尽量减少副产物的形成，便于产物的分离纯化，并尽可能减少 “三废”物质的产生。
⑥原料价格低廉，质量稳定，取材容易。
⑦所用原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响，利于提高氧的利用率，降低能耗。
2、 除了微生物培养基的各种组成成分，你认为培养基的优化过程中还需要考虑哪些关键的因素？
（1）菌体的同化能力
（2）培养基对菌体代谢的阻遏和诱导
葡萄糖效应，无机氮源对蛋白酶产生的阻遏
（3）碳氮比对菌体代谢调节的重要性
氮源多，菌体生长旺盛，pH偏高，不利于代谢产物积累；碳源多，易形成较低pH；碳源不足，菌体易衰老和自溶。不同生长阶段对碳氮比的最适要求不一样。 一般工业发酵培养基的碳氮比为100：（0.2~2），需根据产物含氮量调整
（4）pH对不同菌体代谢的影响
可用酸碱调节发酵液pH，合理配制培养基可使整个发酵过程中pH处于较为适宜的状态。可流加底物进行pH调节。
3、 如果让你优化某一微生物菌种的培养基，你会怎么去做？
①根据以前的经验以及在培养基成分确定时必须考虑的一些问题，初步确定可能的培养基成分；
②通过单因子优化实验确定最为适宜的各个培养基组分及其最适浓度；
③最后通过多因子实验，进一步优化培养基的各种成分及其最适浓度。
正交实验设计
响应面分析方法
遗传算法设计
第四章
1、工业发酵中造成染菌的主要因素有哪些？
种子带菌、空气带菌、设备渗漏、灭菌不彻底、操作失误、技术管理不善…
2、如果发酵中染菌了，你会怎么做？
1）种子培养或种子罐中发现污染。
发酵早期染菌可以适当添加营养物质，重新灭菌后再接种发酵。
2）中后期染菌，如果杂菌的生长将影响发酵的正常进行或影响产物的提取时，应该提早放罐。
3）有些发酵染菌后发酵液中的碳、氮源还较多，如果提早放罐，这些物质会影响后处理提取使产品取不出，此时应先设法使碳、氮源消耗，再放罐提取。
第五章
1. 简述种子扩大培养的目的与要求及一般步骤。
答：目的：①接种量的需求。②，菌种活化和驯化。③，缩短发酵时间，保证生产水平。
总结就一句话：为发酵提供高质、高量种子。
要求：①菌种细胞的生长活力强，转种至发酵罐后能迅速生长，延迟期短。 精品文档
精品文档 ②菌种生理状态稳定，如菌丝形态、菌丝生长速率和种子培养液的特性等符合要求。
③菌体浓度及总量能满足大容量发酵罐接种量的要求。
④无杂菌污染，保证纯种发酵。
⑤菌种适应性强，能保持稳定的生产能力。
步骤：菌种→斜面培养→固体斜面培养基或摇瓶液体培养基→一级种子培养→二级种子培养→发酵罐
2. 影响种子的质量的因素有哪些？可采取什么措施保证种子的质量？
答：（1）原材料质量、培养温度、湿度、通气与搅拌、斜面冷藏时间、培养基、pH
① pH是否在种子的要求范围内
② 糖、氨基氮、磷酸盐的含量
③ 菌丝形态、浓度和培养液的外观（色泽、气味、混浊度、颗粒等）
④ 有无染菌
⑤ 其他，如某些酶的活力、溶氧和尾气等
（2）菌种稳定性检查：定期考察、挑选，出现退化要及时复壮；
适宜的生长环境：营养丰富的培养基、适宜的培养温度、湿度和通气量；
种子无杂菌检查：每一步移种均需进行无菌检查
第六章
1、微生物生长可以分成几个阶段？次级代谢产物通常在什么阶段开始合成？
1）延迟期、对数生长期、衰减期、稳定期、衰亡期
2）稳定期
2、 根据无抑制细胞生长动力学（Monod方程），试述μ与Cs（基质浓度）之间的关系。
tstSKSmax
3、什么是连续培养？什么是连续培养的稀释率？
连续培养：指将细胞种子和培养液一起加入反应器内进行培养，一方面新鲜培养液不断加入反应器内，另一方面又将反应液连续不断地取出，使反应条件处于一种恒定状态。（张道敬版）
稀释率：单位时间内连续流入发酵罐中的新鲜培养基体积与发酵罐内的培养液总体积的比值
第七章
1、微生物生长中呼吸强度和摄氧率变化的一般规律是什么？
呼吸强度：单位质量干菌体在单位时间内所吸取的氧量。QO2:mmolO2/(kg干菌体·h)
耗氧速率：单位体积培养液在单位时间内的耗氧量，也称摄氧率。γ:mmolO2/(m3·h)
γ= QO2 X 精品文档
精品文档 X：菌体浓度， kg干菌体/m3
微生物在发酵过程中的耗氧速率取决于微生物的呼吸强度和单位体积发酵液的菌体浓度，而呼吸强度又受到菌龄、菌种性能、培养基及培养条件等诸多因素的综合影响。
分批培养过程中细胞耗氧(摄氧率)的一般规律：
在培养初期，呼吸强度QO2逐渐增高，此时菌体浓度很低；
在对数生长初期呼吸强度达到最大值，此时菌体浓度还较低，摄氧率并不高；
随着细胞浓度的迅速增高，培养液的摄氧率也迅速增高，在对数生长期的后期达到最大值；
在对数生长期末，由于培养基中营养物质的消耗以及培养装置氧传递能力的限制，呼吸强度下降，虽然这时细胞浓度仍有增加甚至达到最大值，但细胞活力已经下降，导致培养液的摄氧率下降；
培养后期，因基质耗尽，细胞自溶，呼吸强度进一步下降，摄氧率也随之迅速下降。
2、影响氧传递的因素有哪些？氧在传递过程中的传质阻力有哪些？
1）影响推动力方面的因素：温度、溶质、溶剂、氧分压
2）影响KLa的因素：设备参数、操作条件、发酵液特性
供氧：空气中的氧从空气泡里通过气膜、气液界面和液膜扩散到液体主流中。
耗氧：氧自液体主流通过液膜、菌体丛、细胞膜扩散到细胞内。整个过程必须克服一系列的阻力，才能被微生物利用。
供氧方面的阻力：
①气膜阻力，主流气流与气膜间的气膜阻力
②气液界面阻力，与空气情况相关
③液膜阻力，气液界面至液体主流间的液膜阻力
④液流阻力
耗氧方面的阻力：
①细胞周围液膜阻力，与发酵液成分和浓度相关
②菌丝丛或团内的扩散阻力
③细胞膜阻力，与微生物的生理特性相关
④细胞内反应阻力。 )(*LLCCaKOTR
【课堂笔记】《发酵工程》
【课堂笔记】《发酵⼯程》
《发酵⼯程笔记》
笔者：赵可
⽬录
第⼀章绪论（p1） (1)1.1概念 (1)
1.2发酵⼯程的研究内容 (1)
1.3发酵过程的特点 (2)
1.4发酵过程的问题 (2)
1.5发酵⼯程的发展简史 (2)
1.6发酵⼯程⼯程的任务 (2)
1.7发展⽅向 (3)
第⼆章⽣物发酵的基本过程（p36） (3)2.1发酵的基本过程 (3)
2.2发酵过程的⼀般过程和操作⽅式 (3)
2.3微⽣物的发酵类型 (4)
2.3.1液体发酵 (4)
2.3.2固体发酵 (4)
2.3.3好氧发酵 (5)
2.3.4厌氧发酵 (5)
第三章种⼦扩⼤配培养（p44） (5)3.1概念 (5)
3.2种⼦扩⼤培养⼯艺 (6)
3.2.1制备流程 (6)
3.2.2优良种⼦具备的条件 (6)
3.2.3影响种⼦的质量因素 (6)
3.2.4种⼦质量控制措施 (6)
第四章发酵培养基（p48） (6)4.1⼀般特点 (6)
4.2发酵培养基的组成与制备 (6)
4.2.1发酵培养基的组成 (6)
4.2.2发酵培养基的制备要点 (7)
4.3发酵培养基的设计和优化 (8)
4.3.1设计发酵培养基要考虑的因素： (8)
4.3.2摇瓶实验： (8)
4.3.3正交实验：多因素多⽔平 (8)
第五章发酵过程产物分析（p53） (8)5.1分析项⽬按性质分可分三类： (8)
5.2发酵终点的判断 (8)
第六章发酵动⼒学（p59） (8)6.1发酵动⼒学概念 (8)
6.2研究发酵动⼒学的⽬的 (9)
6.3动⼒学 (9)
6.3.1课程重点 (9)
6.4⽣物反应类型 (9)
6.5发酵的⽬的 (9)
6.6发酵研究的关键问题 (9)
6.7优化发酵过程达到⾼产⽬标的⽅法 (10)
6.8发酵动⼒学研究的基本过程 (10)
6.9分批发酵动⼒学 (10)
6.9.1菌龄 (10)
6.9.2分类 (10)
6.9.3细胞⽣长动⼒学 (10)
6.9.4分批发酵基质消耗动⼒学 (11)
高中生物知识梳理复习 发酵工程简介
用心 爱心 专心 1 第三节 发酵工程简介
教学目的
1． 发酵工程的概念和内容（A：知道）。
2． 发酵工程在医药工业和食品工业中的应用（A：知道）。
重点和难点
1． 教学重点
发酵工程的概念和内容。
2． 教学难点
在发酵过程中，如何保证菌种生长和代谢的正常进行。
教学过程
【板书】
实例：谷氨酸发酵
发酵工程的概念
菌种选育
发酵工程 培养基的配制
发酵工程 灭菌
的内容 扩大培养和接种
发酵过程
产品的分离和纯化
在医药工业方面的应用
发酵工程的应用 在食品工业方面的应用
【注解】
一、实例：谷氨酸发酵
（一） 获取菌种：谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌
（二） 配制培养液：五种因子
（三） 灭菌：高压蒸汽灭菌
（四） 接种：无菌条件下加入菌种
（五） 发酵：在发酵罐中进行，其中的关键步骤是“溶氧”。通入无菌空气并不断搅拌
（六） 分离提取产物
二、发酵工程的概念
（一）概念：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新技术。
（二）发酵工程的内容
1． 菌种选育：自然分离、人工诱变、基因工程、细胞工程
2． 培养基的配制：物质种类、比例、适宜的PH
3． 灭菌：去除杂菌，主要杀灭培养基中和发酵设备中的杂菌
4． 扩大培养和接种：菌种多次培养达到一定数量
5． 发酵过程：控制各种条件生产发酵产品
菌体：用过滤、沉淀等方法
6． 产品的分离和纯化
代谢产物：用蒸馏、萃取、离子交换等方法
在医药工业方面：生产药品和基因工程药品
让面停止发酵的方法(一)
让面停止发酵的方法(一)
如何让面停止发酵
引言
发酵是烘焙中非常重要的过程，它能使面团变得松软蓬松。然而，有时我们需要停止发酵，例如在特定的烘焙过程或保存面团时。本文将介绍几种有效的方法，帮助你让面停止发酵。
方法一：降低温度
1. 将面团置于低温环境中，如冰箱或冷冻室。冷温度会减缓酵母的活动，从而停止发酵过程。
2. 注意，在冷藏面团时，确保面团完全覆盖，避免表面出现干燥，可使用保鲜膜包裹。
3. 需要注意的是，冷藏面团时间不宜过长，以免面团过度冷却导致酵母死亡。
方法二：添加酸性成分
1. 将酸性成分加入面团中，如醋、柠檬汁等。酸性环境会抑制酵母的生长，从而停止发酵。
2. 注入适量酸性成分，注意不要过量，以免影响烘焙结果或口感。 方法三：控制时间
1. 明确酵母发酵时间，并根据所需停止发酵的时间提前计划。
2. 在面团接近期望发酵程度之前，停止加入温水或其他促进发酵的成分，例如糖或面肥。
3. 此方法需要对酵母发酵过程有一定的了解和把握能力。
方法四：添加抑制剂
1. 参考市售面包改良剂中的成分，选择适当的添加剂加入面团中，如谷氨酸钠（MSG）等。这些添加剂可以抑制酵母的活动。
2. 使用添加剂时，务必按照使用说明和配比来添加，以确保使用效果和食品安全。
结论
以上就是几种让面停止发酵的方法。根据不同的烘焙场景和要求，可以选择合适的方法。需要注意的是，停止发酵后，面团的状态和口感可能会有所改变，因此在实践中需要进行适当的试验和调整。希望这些方法能对你的烘焙过程有所帮助！
方法五：加入抑制剂酵母
1. 在制作面团之前，将抑制剂酵母与面粉混合。这种类型的酵母抑制剂可以有效地延缓酵母的发酵速度。 2. 使用抑制剂酵母时，请务必按照使用说明中的配比添加。
方法六：加热处理
1. 将面团放在预热至50°C-60°C的烤箱中一段时间。适度的加热会使酵母失活，进而停止发酵。
2. 这种方法适用于面团需要长时间保存的情况，但请注意，过度加热可能会破坏面团的结构。
发酵工程整理
发酵工程
名词解释
1．分解代谢产物阻遏：指某些物质经过分解代谢产生的物质阻遏某些酶（主要诱导酶）生
物合成的现象。
2．反馈阻遏作用：又称末端产物阻遏，指酶催化反应的产物或代谢途径的末端产物使该酶
的生物合成受阻的现象。
3．摄氧率（OUR）：单位时间内单位体积的发酵液所需的氧量。
4．临界氧浓度：指不影响菌种的呼吸所允许的最低氧浓度。
5．种子扩大培养：指将保存在冰箱中的砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的菌种接入新
鲜斜面试管活化后，再经过扁平或摇瓶及种子罐逐级扩大培养，获得一定数量和质量的纯种的
过程。
6．固定化酶：与水不溶性载体结合，在一定的空间范围内起催化作用的酶。
7．搅拌热：指搅拌器转动引起的液体之间和液体与设备之间的摩擦所产生的热量。
8．培养基：广义上指一切可供微生物生长繁殖所需的一组营养物质和原料，同时也为微生
物提供其他所必需的条件。
9．种龄：指种子罐中培养的菌体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。
10．接种：接入种子罐后直接移种到发酵罐。
11．双种：两个种子罐中的种子接种到一个发酵罐中。
12．倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。
13．诱变育种：经人工手段，利用各种物理或化学诱变剂处理微生物，提高突变频率，再经
适当的筛选方法获得优良菌种的育种方法。
14．分批发酵（间歇发酵）：指在一封闭培养系统内含有初始限制量的基质的发酵方式。
15．分批补料发酵：又称半连续培养，指在分批发酵过程中，间歇或连续地向发酵罐中补加
新鲜培养基的发酵方法。
16．连续发酵：指发酵过程中，不断向发酵罐中按一定速率添加新鲜培养基，同时以相同的
速率释放旧培养基的发酵方式。
17．前体：指在产物合成过程中被菌体直接用于产物合成而自身结构无明显改变的物质。
18．抗体酶：通过改变抗体中与抗原结合的微环境，并在适当的部位引入相应的催化基团，
所产生的具有催化活性的抗体。
19．生物需氧量：即BOD，是指在一定期间内，微生物分解一定体积水中的某些可被氧化物
高中生物选择性必修三 第三单元 发酵工程及应用((含答案))高二生物单元复习知识清单
1 第一章 发酵工程
第3节 发酵工程及其应用
一、发酵工程的基本环节
1.发酵工程的基本环节：菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵罐内发酵，产品分离、提纯等方面。
2．选育菌种目的：获得性状优良的菌种。
3.选育方法（菌种来源）：可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。
4.菌种选育的重要性（意义）:优良的菌种不仅具有健壮，不易退化，其发酵产品的产量高、质量稳定等优点，它往往还会赋予发酵产品独特的风味，因此菌种选育环节在很大程度上决定了生物发酵产物的成败。
5.扩大培养：(1)目的：获得更多的菌种。
(2)原因：工业发酵罐的体积一般较大，因此，需要接入的菌种总体积大（数目多）。
(3)扩大培养的培养基：一般为液体培养基。
6．配制培养基的要求：
（1）在菌种确定之后，（结合菌种代谢特点）选择原料制备培养基。
（2）在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定。（即不断优化培养基）
7．培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌原因：发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。
8.灭菌目的：避免因杂菌污染而影响产品的品质和产量。
9．接种：扩大培养的菌种和灭菌后的培养基加入发酵罐中。大型发酵罐有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制。
10．发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。
11.发酵罐内发酵严格控制发酵条件的原因：
（1）环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且影响微生物代谢物的形成；
（2）严格控制发酵条件，有利于使发酵全过程处于最佳状态。
12.发酵罐内发酵要求：在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产 2 物浓度等，以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。
13.不同发酵条件的影响实例——谷氨酸发酵
（1）在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸。
苏教版生物八年级下册《源远流长的发酵技术》 教案
第一节 远流长的发酵技术
【教学目标】
1.尝试利用发酵技术制作食品。
2.举例说出发酵技术在生活中的应用。
3.通过实验提高学生的动手能力。
4.了解祖国的传统工艺。
【教学重点】
1. 认识发酵现象是由微生物引起的，说出发酵技术的应用。
2. 了解发酵的过程。
【教学难点】
制作酒酿的过程。
【教学准备】
实验器材，发酵产品。
【教学过程】
通过面包、馒头、醋、酱油等常见的食品来说起，这些食品都是发酵食物，那么到底什么才是发酵呢？
发酵技术与食品生产
水果放久了会有酒味
果酒暴露在空气中会变酸
这些现象称为发酵。
发酵的定义：
广义的发酵的就是人类有目的地利用微生物的代谢活动，将一些可以被微生物利用的原料转化为人们需要的产品的过程；
狭义的发酵指的是微生物在没有氧气的情况下，利用分解糖类等有机物进行生长繁殖并且产生酒精、乳酸等小分子有机化合物的过程。
利用发酵技术生产食品
观看PPT发酵中常用的微生物
微生物在发酵食品中的应用
酵母菌 醋酸菌
乳酸菌（厌氧）
自制酒酿
尝试应用发酵技术酿制酒酿
蒸熟的糯米、甜酒曲、干净的容器、显微镜、载玻片、盖玻片、吸水纸、稀碘液等
1、用冷开水冲洗蒸熟的糯米，将酒曲碾碎，
均匀地搅拌在糯米中，装入广口瓶。
2、保持酒酿的温度为25－30℃；
3、2d后，取出酿制好的酒酿液体少许，制作
临时玻片标本，使用显微镜观察。
酒酿制作的主要过程
1.拌入甜酒曲
2.保持适宜温度
3.酒酿制作完成
观看PPT习题
酒酿液体中的微生物在酿制酒酿过程中发挥了什么作用？
在酿制酒酿的过程中，酵母菌将糯米中的糖类转变为酒精等，这使得酒酿具有独特的香气。
归纳小结
1、酒酿是酵母菌发酵的产物
2、发酵过程需要保持一定的温度
什么是现代发酵技术？
人们通常把利用微生物的发酵作用大规模生产发酵产品的技术称为现代发酵技术。
例如，利用现代发酵技术可以大量生产酱油等各种各样的发酵产品。
发酵工艺：工程菌高密度发酵工艺开发策略8项(以大肠杆菌为例)
发酵工艺：工程菌高密度发酵工艺开发策略8项（以大肠杆菌为例）
利用重组DNA技术获取的生物药物在人类文明史上具有划时代的意义。许多价值高产量低的功
能蛋白如干扰素、白细胞介素、集落刺激因子、生长激素、胰岛素、人血白蛋白、蛋白酶等都
在工程菌中获得了高效率表达。由于工程菌高密度培养能够提高单位体积的产量，在工业生产
上可以提高效率降低成本。所以，高密度培养一直都是发酵工程师们所追捧的热点。本文就工
程大肠杆菌高密度发酵工艺开发中涉及的关键控制点加以探讨。
1
工程菌种
稳定可靠的菌种是工业化大生产的有力保障，直接关系到生产效率和成本高低。不同于传统诱
变育种模式，在对待工程菌菌种问题上，有人认为基因工程菌种构建完成后无需经过严格单克
隆筛选，既节约时间成本又大大减少了工作量，这其实是一个认识误区。这样做出来的菌种很
难连续稳定传代50次以上，给中试放大以及后续的长期稳定生产留下了隐患。业内一般以能否
稳定遗传50代作为判断工程菌种优劣的一个标准。
发酵所需的接种量不是越大越好，要适当。接种量过小导致适应期过长，菌种易提前老化，也
增加了杂菌污染的风险。接种量过大会过早引起溶氧不足，导致发酵失控。且营养物质消耗过
快也会影响后期正常生长。一般大肠杆菌接种量遵循逐级增大的原则，并将最后一级的放大倍
数控制在10倍左右。
种子培养一定要在最佳条件下进行，培养时间不宜过长，当种子生长至最佳状态时果断移种。
如果种子做的不好，其负面影响往往在发酵中后期会有所体现。工程菌种培养会加入抗生素，
不仅是为了抑制杂菌生长，更重要的是为了给菌种形成正向的抗性筛选压力，及时淘汰质粒丢
失的菌株或者衰老的菌体，保证质粒携带菌群的正常生长与表达。
2
高密度发酵培养基
除了必须的碳源以外，有机复合氮源在蛋白表达阶段不可或缺。有机复合氮源可提供丰富的氨
基酸、小肽、嘌呤、嘧啶、维生素、生物素以及一些生物活性物质，能减轻细胞代谢负担，促
进外源蛋白表达。如果酵母膏和蛋白胨是以流加的方式添加时，存在一种非常有趣的代谢机
考点 2 8 发酵工程简介
高考学习网－中国最大高考学习网站 | 我们负责传递知识！ 考点 2 8 发酵工程简介
发酵工程的概念和内容与应用发酵工程的生产实例发酵工程的应用发酵工程与微生物营养、代谢、生长等知识的综合应用发酵工程与生物新陈代谢、生态学等知识的综合应用
经典易错题会诊
命题角度一
发酵工程的飙念和内容与应用发酵工程的生产实例
l 不需要利用发酵工程的是
A．生产单细胞蛋白饲料
B通过生物技术培育可移植的皮肤
C．利用工程菌生产胰岛素
D．工厂化生产青霉素
[考场错解]A
[专家把脉] 明确发酵工程的概念并了解发酵工程的应用即可。
[对症下药]B
2．下图表示发酵罐中各种因素对谷氨酸棒状杆菌发酵产生谷氨酸的影响，其中不正确的是
[考场错解]B
[专家把脉]对发酵工程中影响微生物生长的环境因素理解不透彻，不知道谷氨酸棒状杆菌的代谢类型而错选答案。(1)温度可以通过影响酶的活性来改变谷氨酸的产生速率，在最适温度时产生速率最大，高于或低于该点都会使活性降低(甚至丧失)。同理，pH对谷氨酸产生速率的影响也是这样的；(2)谷氨酸棒状杆菌是好氧菌，随着溶氧量的增加(一定范围内)，谷氨酸会随着该菌生长繁殖速率的加快使产生速率增加，但当溶氧量增大到一定值时，由于受其他条件(酶的数量与活性等)的限制不可能继续增加而达到最大产生速率；(3)谷氨酸产生速率随时间的变化在最初阶段可能不断加快，当活菌数目达到最多(稳定期)时其产生总量会继续增加，而产生速率则不再有明显加快的现象。
[对症下药]C
专家会诊
结合课本中发酵罐的结构示意图以及微生物的代谢类型、影响微生物生长的环境因紊，理解发酵工程的实例——谷氨酸发酵，在此基础上总结出发酵工程的一般概念，掌握发酵工程的具体内容，包括培养基的选育、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程、产品的分离与提纯等步骤。
考场思维训练
1 有三个盛放葡萄糖液的密封玻璃瓶，已知一瓶混有酵母菌，一瓶混有乳酸菌，一瓶只有葡萄糖，下列叙述正确的是
发酵工艺学重点知识
发酵工艺学
一选择题
1、 中浓度型啤酒其麦芽汁浓度为（ C ）
A. 6°〜8° B. 8〜11° C.10° 〜12° D. 14°〜20°
2、 啤酒酵母对可发酵糖利用能力顺序是： （A）
A. 葡萄糖〉果糖＞蔗糖〉麦芽糖 ＞麦芽三糖
B. 葡萄糖〉果糖〉麦芽糖〉蔗糖〉麦芽三糖
C. 蔗糖〉果糖〉葡萄糖〉麦芽糖 ＞麦芽三糖
D. 蔗糖〉果糖〉葡萄糖〉麦芽三糖〉麦芽糖
3、 下列酒的品种中，属于黄酒的是：（A）
A.绍兴酒 B.茅台 C.汾酒 D.五粮液
4、 1892年华侨张弼士在（C ）建立酿酒公司，这是我国第一个新型的葡萄酒酿造厂。
A.青岛 B.威海 C.烟台 D.德州
5、 能够除去带正电离子的去浊措施（D ）
A.冷冻过滤法 B. 吸附法 C. 离子交换柱吸附过滤法 D.膜过滤
6、 酿造绍兴酒的糖化发酵剂（C ）
A.酒药 B.根霉毛霉 C.曲和药 D.酵母
7、 唐代诗人李白以“兰陵美酒郁金香，玉碗盛来琥珀光”的诗句赞美的是（ A ）
A.兰陵美酒 B.清酒 C.红曲黄酒 D.绍兴酒
8、 酱油酿造的微生物的最优选择是：（A ）
A.米曲霉 B.青霉 C.红曲霉 D.根霉
9、 用于发酵酿酒的葡萄汁其糖分含量不得低于（ A）
A. 17% B.20% C. 5% D. 10%
10、 下列选项属于啤酒生产工艺的是 :（A）
A.糖化 B.陈酿 C.配兑 D.堆曲
二判断题
1、 白酒是我国特有的、具有悠久历史的传统酒种。（ V ）
2、 黄酒是我国最古老的酒种。（V）
3、 纤维类物质是自然界中的可再生资源。（ V ）
4、 采用高温制曲、晾堂堆积、清蒸回酒等工艺，用石壁泥底窖发酵，酱香柔润为其特点的酱香型白酒，以茅台酒为代表。
（V ）
5、 高度白酒：酒度在 40%~65% （v/v）。（ X ）
正确答案：高度白酒：酒度在 41%~65% （v/v）。
6、 优质香型酒花，有德国的 Hallertauer、Hersbrucker等。（ x ）
整理的 发酵的制备操作规程
发酵的制备操作规程
以20桶为例：
一、菌种制备
20桶（200kg/桶）需要乳酸菌液100L、枯草杆菌液50L、酵母菌液20L。
培养100L乳酸菌液需要4000ml乳酸菌菌种，50L枯草杆菌液需要2000ml枯草杆菌菌种；20L酵母菌液需要1000ml酵母菌菌种。
保存菌种时以斜面保存。使用时先活化，将斜面接种至液体培养基，首先将接种环灭菌，挑取1~2环接种至500ml液体培养基中，乳酸菌为厌氧菌静置培养即可，枯草杆菌与酵母菌为需氧菌，无摇床情况下，培养过程中间隔一段时间应进行轻轻有规律的摇晃，培养1~2天后，可以作为菌种进行下一步扩大培养。
保存菌种时应用斜面置冰箱内保存，一个月左右进行一次菌种复壮，视菌种保存情况采用直接斜面划线或稀释涂布平板后，挑取生长较好菌株进行划线保存。
二、配制培养基
1、（培养枯草杆菌）营养肉汤培养基：
牛肉膏：0.3%
蛋白胨：1%
氯化钠：0.5%
葡萄糖：0.5%
2、（乳酸菌）MRS培养基：
牛肉膏：1%
蛋白胨：1%
酵母膏：0.5%
柠檬酸：0.2%
葡萄糖：2%
硫酸镁：0.058%
硫酸锰：0.028%
磷酸二氢钾：0.3%
乙酸钠：0.5%
吐温-80：0.01%
3、（酵母菌）土豆培养基：
取新鲜去皮土豆200g切碎，加热煮沸20min，四层纱布过滤后，加葡萄糖20g，加水定容至1000ml,既得。
配制固体培养基，配制方法与液体培养基相同，只需在培养基内按1.5%左右加入琼脂粉，加热溶解，即可。
三、按各培养基要求，准备相应的试剂，准备好电子天平，以及装量用的烧杯、试管等。
1、称量按培养基配方比例依次准确地称取各种药品，放在称量纸上称量，蛋白胨等易吸潮，在称取时动作迅速。另外，称药品时严防药品混杂，称取一种药品后，药匙应洗净、擦干，再称取另一药品，瓶盖也不要盖错。
2、溶化
在上述烧杯中可先加入少于所需要的水量，用玻棒搅拌均匀，然后，在石棉网上加热使其溶解。待药品完全溶解后，补充水分到所需的总体积。如果配制固体培养基，将称好的琼脂放入已溶化的药品中，再加热溶化，在琼脂溶化过程中，需不断搅拌，以防琼脂糊底使烧杯破裂。最后补足所失水分。